Effects of the diabetic condition on grafted fat survival

Abstract

Purpose: Autologous fat grafts have been widely used for cosmetic purposes and for soft tissue contour reconstruction. Because diabetes mellitus is one of the most common chronic diseases in nearly all countries, the needs for fat graft in diabetes patients will continuously increase. However, the circulation complications of diabetes are severe and have been shown to involve microvascular dysfunction, especially impair ischemia-driven neovascularization. After injection, early and adequate revascularization is important to the survival of grafted fat. In this study, the authors undertook to determine whether the diabetic condition inhibits the survival of grafted fat due to impaired neovascularization. Material and Methods: A rat scalp fat graft model was used to test fat graft survival. Forty-four seven-week-old male Sprague-Dawley rats were divided allocated to a diabetic group or a control group. 1.0ml of processed fat was injected subcutaneously into the scalp of each rat. The effect of diabetes on grafted fat was evaluated by measuring the volume and weight of grafted fat and by histologically analyzing grafted fat sections. Results: Survived fat graft volume and weight were significantly smaller in the diabetic group than in the control group (p<0.05), and histological evaluations revealed less vascularity, more cysts and vacuoles, and fibrosis in the diabetic group (p<0.05). Cellular integrity and inflammation were not statistically different in the two groups. Conclusion: This study shows that the presence of diabetes may impair the survival and quality of fat grafts, as evidenced by lower fat graft weights and volumes and poor histologic graft quality. Further studies on methods to improve neovascularization and reduce resorption rates are needed to improve fat graft outcomes in diabetic patients.;목 적: 지방이식은 연조직 결손 부위에 필러로서 미용 및 재건의 목적으로 인체 여러 부위 및 처치에 광범위하게 사용되고 있지만, 여러 연구에서 밝혀진 바와 같이 그 생착율이 일정치 않은 단점을 가지고 있다. 지방 주입 후 4일째, 이식부위의 신생혈관생성 과정을 통해 지방이 생착되나, 이 과정이 지방 세포의 주변부에 한정될 경우 중심부 지방세포는 혈관 공급이 부족하게 되어 생착율이 떨어질 수 있다. 당뇨병은 전세계 모든 국가에서 가장 흔한 만성 질환 중 하나로, 병의 경과상 말초 혈관의 신생이 저하되어 말초 상처 치유가 지연되는 특징을 가지고 있다. 지방이식이 여러 분야에 널리 사용되고 있는 현 시점에, 당뇨병 환자에 있어서 지방 이식술을 미용 또는 재건 목적으로 시행하였을 경우 신생혈관생성 저하로 인해 이식된 지방의 생착 또한 영향을 받을 가능성이 있는지에 대해 연구가 필요하다고 판단되는 바이며, 이를 위해 당뇨병 유발쥐와 일반쥐를 대상으로 쥐의 두피에 지방 이식을 시행하여 지방의 생착율을 비교해 보았다. 방 법: 44마리의 7주령 수컷Sprague-Dawley rat (약 220g)을 준비하여 이중 무작위로 선발한 24마리의 쥐는 당뇨병을 유발시키고 혈당 농도를 300mg/dl이상으로 유지한다. 대조군 쥐 20마리에 대해서도 동일한 방법으로 체중 변화 및 혈당치를 측정한다. 전신마취 하에 reduction mammoplasty를 시행 받은 건강한 여성으로부터 수술 후 제거된 지방을 채취하여 10번 blade로 작게 자르고 PBS로 3회 세척한 후 원심분리하여 사용한다. 마취 하에 쥐의 두피에 16-G sharp needle로 지방을 1ml씩 주입한다. 약 10주간 추가적인 처치 없이 지방 조직의 생착을 관찰한다. 10주 후, CO2 gas로 안락사 시킨 뒤 외과적 절제술을 통해 쥐의 두피에서 이식을 지방을 제거하여 부피 및 무게의 변화, 면역학적 변화를 관찰한다. 결 과: 당뇨병 유발군은 대조군에 비해 지방의 부피와 무게가 유의하게 적었다 (p<0.05). 조직학적 분석에서도 당뇨병 유발군은 대조군에 비해 혈관 수가 통계학적으로 유의하게 적고 (p<0.05), 섬유화 정도 및 vacuole 의 수는 통계학적으로 유의하게 많았다 (p<0.05). 결 론: 당뇨병 환자에 있어서 지방 이식술을 시행하였을 경우 당뇨병으로 인한 신생혈관생성 저하 등의 이유로 이식된 지방의 생착률이 영향을 받을 수 있음을 알 수 있었다. 그러므로 당뇨병 환자에 있어서 미용적 또는 재건적 지방이식술의 안정적인 적용을 위해 원인에 대한 보다 심층적인 분석과, 생존율을 높이기 위해 신생혈관생성 증진에 대한 추가적인 연구들이 필요할 것으로 생각된다.