【脂肪移植的最新研究进展】樱桃谷鸭粗脂肪需要研究进展

　　自体脂肪作为一种常用的软组织填充材料,具有生物相容性好,获取方便,来源丰富,操作简单,充盈外形好,成本低廉等多项优点,且不存在异体填充物或者移植物可能引发的副作用和潜在的风险,已经频繁地用于软组织填充并且得到广泛的认可。随着社会的飞速进步,人们的健康意识及对生活质量的要求在不断地提高,而由于多种原因,如先天畸形、面瘫、外伤、肿瘤切除及衰老等引起的软组织缺损严重影响人们的身心健康,自体脂肪移植由于其来源于自体所以得到很多患者的认可,但难以预测的吸收率仍然是其最大的缺陷。关于如何提高移植后脂肪存活率的问题,众多学者做了大量的体内及体外的研究,并且取得了显著的进展。早在1893年,Neuber[1]就使用了自体脂肪移植技术,当时使用的是小块的脂肪组织来填充瘢痕,并且发现减小移植物的颗粒大小可以减少移植后的吸收,但操作不是很方便。1914年,Bruning[2]使用注射器将小颗粒脂肪组织注射到鼻部受区,使得注射的组织能够很好地量化并且简化了操作。这一技术的使用使得脂肪移植在20世纪初期甚为流行,但是由于其填充后效果不能持久,逐渐又褪色下来。直到20世纪80年代吸脂术的出现,使得注射吸脂后的副产物―半液态的脂肪来修复软组织缺损变得流行起来[3-4]。脂肪移植与吸脂术有机结合,在行其他部位吸脂术时便能够将吸出的脂肪通过注射器注射到软组织缺损区,与传统方法相比,不用再专门获取脂肪并将其剪碎为小颗粒,大大简化了手术操作而且一举两得。然而,技术上虽有提升,移植物的存活率却仍然没有得到提高。尽管在此期间Carraway等[5-6]提出通过改进技术来提高脂肪移植物的存活率,但是不同的医师报道的存活率千差万别,哪种技术才是最优,脂肪成活率的数据及其他临床参数都未能得到统一。直到最近几年,众多学者从脂肪获取及制备技术方面,促进移植物成活的药物,生长因子,干细胞及脂肪细胞的去分化与再分化理论等多方面展开了大量的研究,这才使得脂肪移植再次成为整形外科的一项常规方法。
　　
　　1脂肪组织的获取、制备及注射技术的研究
　　
　　脂肪组织的获取早期曾使用手术切取的方法,这种方式随着现在微创技术的提高逐渐被淘汰。现在认可的获取脂肪技术主要有两种:①传统的吸脂术,将吸脂得到的半液态脂肪作为移植物;②Coleman技术。Pu 等[7]通过研究来对比这两种技术的优劣。该研究将16例患者随机分为两组,每组8例,第一组使用Coleman技术从每位患者的腹部抽脂;第二组通过传统的吸脂术从腹部来获取脂肪。经过离心后,将中间的脂肪组织层收集起来。所有的样本都使用以下的分析方法进行分析:台盼蓝活性染色对活性脂肪细胞进行计数,3-磷酸甘油脱氢酶分析和常规的组织学检测。通过检测分析得出第一组使用Coleman技术的组织中有活性的脂肪细胞的数量远多于第二组,3-磷酸甘油脱氢酶活性也是第一组更高。组织学检测显示两组的脂肪组织都是正常的结构形态。通过这项研究可以得出Coleman技术要比传统的吸脂术更为优越。不同直径的吸脂针和不同大小的注射脂肪所用针头对脂肪组织的损伤是不同的,为了找出大小合适的吸脂针及注脂针头,Erdim等[8]进行了一项对比性的研究。得出的结论是使用6mm的吸脂针要比直径更小的吸脂针吸出的脂肪组织活性更高;而在注脂针方面,通过14、16、20号针头注射的移植物的存活率是没有显著差别的。这说明吸脂针的直径过小会对脂肪组织造成更大的损伤,从而降低了脂肪移植物的活性。
　　脂肪组织获取后,采用不同的处理方法,对其活性的影响是有差异的。Yun Xie等[9]提出了一种检测脂肪移植物活性的方法―葡萄糖转移法。通过该方法检测出经过离心处理后的脂肪移植物要比未离心的活性明显降低,并且随着离心速度的增大移植物的活性呈现线性下降。而Piasecki [10]却对此持相反的观点,他认为采用适当的离心速度(1000r/m)对脂肪组织进行处理能够提高其活性。该研究还提出了移植物活性和纯度的测定方法―使用锥虫蓝活性测定法检测其活性度和使用血细胞计数器来测定移植物的组分。使用了这种方法,通过实验得出剪切法获取脂肪要比钝性和锐性针头获取的脂肪活性和纯度都高,生理盐水冲洗过或者是离心的移植物在纯度和活性方面数据显示有显著的提高,但二者之间的差异并不明显,然而,如果移植物在经过离心和单纯的生理盐水冲洗后再用胶原酶进行消化,最后活性和纯度都分别持续在96%和93%。葡萄糖转移法作为检测脂肪移植物活性的方法还被用来比较不同负压抽吸所得脂肪颗粒的活性,雷华[11]用60ml注射器(26～40kpa)和吸脂机(70～80kpa)连接相同管径不同侧孔的吸管抽取两组脂肪颗粒,同时进行葡萄糖转移实验,研究发现两种方法对所抽取的脂肪颗粒活性影响无差异。
　　脂肪组织颗粒的大小不同会导致移植后存活率的不同,前期研究证明减小脂肪颗粒的大小可以提高其存活率。近期Ohara等[12]又提出了单房脂肪细胞移植的概念,该研究小组通过酶学消化的方法将脂肪组织消化成单房脂肪细胞,然后进行移植,这样移植后的脂肪细胞可以在受区范围内自由地移动,这样就保证了每个脂肪细胞都能够和周围的组织液充分地接触,从而能够从周围的组织液中吸取足够的养分,这就有效地避免了在移植早期由于移植物和宿主受区部位还未建立血供所引发的移植物坏死,尤其有效地避免了移植物中心坏死的发生,从而提高了移植成活率。该研究通过实验还得出了使用胶原酶将脂肪组织消化成单房脂肪细胞的最佳时间是30min。
　　Yun Xie等[13]对脂肪移植技术进行研究,该研究对83例患者进行了注射脂肪移植术,脂肪采用注射器低压抽吸获取,然后低速离心处理,再通过每次低容量地将处理过的脂肪注射到面部受区,要做到多隧道、多平面及多点注射。Yun xie 等将其命名为“3Ls和3Ms”技术,即三低(低压抽吸、低速离心、低容量注射)和三多(多隧道、多平面、多点注射)技术。83例患者的注射部位包括颞部、颊部、眼周,面部老化或脸型不对称注射次数都在1～3次,每次之间相隔3～6个月。所有患者随访8年进行临床评估。不同患者的脂肪吸收程度是不同的,长期的随访证明经过1～3次注射移植后效果能够持续好多年。在经过脂肪移植术后大多数患者面部轮廓的提高都是相当明显的,超过了73.5%的患者被评估为满意,其中12.0%～21.7%的患者最为满意,只有少于4.8%的患者不满意。如果在此基础上再应用促进脂肪移植物存活率的生长因子或者是使用干细胞疗法,临床效果能否再得到提高,有待进一步研究。
　　
　　2脂肪组织的储存方法
　　
　　为了解决脂肪移植后的吸收问题,有学者提出使用多次注射移植的方法。而要避免增加对供区的损伤,在第一次手术中就要获取额外的脂肪组织并将其储存起来。采用何种方法储存脂肪组织才能提高其存活率,Atik [14]对比研究了三种不同的储存方法:冷冻干燥法、浸入到甘油中储存和液氮中冻存,存储6个月后分别移植到小鼠的头皮下。移植物经过组织学检测发现用液氮冻存的组织与新鲜组织最相近,然而用其他方法储存的移植物有显著的组织失活表现在活性脂肪细胞数量较少并且有较多的空泡和纤维变性区域。由此看出使用液氮冷冻保存脂肪组织较其他方法更为有效。不同的储存方法对脂肪移植物的活性有不同的影响,而同样是使用冷冻储存法,不同的温度对组织活性的影响也是不同的。Erdim [8]对4℃,-20℃和-80℃三个温度进行了比较,结果发现4℃储藏的脂肪组织的活性跟新鲜的脂肪组织的活性相似;而-20℃冷冻和-80℃深低温冻存都使得脂肪细胞的活性显著降低。4℃储藏脂肪组织是一种有效而且方便的方法,在脂肪细胞活性基本不变的情况下至少可以储藏2周。而要真正达到定期重复注射移植的目的,保存2周肯定是不够的,这就需要有进一步的研究来找出能够长期储存脂肪组织并且能有效保持其活性的方法。
　　
　　3促进脂肪移植物存活的药物及生长因子等研究
　　
　　通过药物及生长因子等来提高脂肪组织的存活率也是一项行之有效的方法,之前已有较多的研究。王友彬[15]通过实验证实了瘦素能够促进脂肪移植物的存活,其主要机制为血管内皮细胞上有瘦素的受体,瘦素能够促进血管内皮细胞的增殖,加速了局部微循环的建立,从而增加了移植部位的血供,促进了移植物的成活。另外,瘦素还能促进前脂肪细胞向脂肪细胞的分化。选择性β1受体阻断剂也有类似的作用,它能够阻断脂肪细胞膜上的腺苷酸环化酶的活性并且抑制cyclic-AMP,有效抑制脂解作用,且能有效促进前脂肪细胞向脂肪细胞的分化[16]。前期所研究的药物还包括前列腺素(PGI)类,胰岛素及胰岛素样生长因子(IGF),血管生成素-1(Ang-1)等, 这些药物都对移植后脂肪组织的存活有一定的促进作用,但是效果都难以令人满意。
　　近期的研究主要集中在生长因子方面,尤其是对血管内皮生长因子(VEGF)的研究较多。Yi等[17]研究了腺病毒介导的血管内皮生长因子对血管生成的影响及对游离脂肪移植物成活率的影响。通过对比腺病毒介导的血管内皮生长因子与脂肪混合组(实验组),腺病毒介导的绿色荧光蛋白基因与脂肪混合组和脂肪中加入生理盐水组三组移植15周后的结果进行对比,发现第一组要比后两组生成的包囊较少,纤维化程度较低,这说明加入腺病毒介导的血管内皮生长因子能够使移植物的质量提高;通过组织学的方法测得实验组的毛细血管密度明显增高。这项研究揭示了血管内皮生长因子治疗可以提高脂肪移植物的存活率和质量,其机制可能是由于诱导了血管的生成。Feng等[18]也对血管内皮生长因子(VEGF)进行了研究,他们将VEGF转染到脂肪干细胞上,然后观察其对脂肪移植物的血管生成及存活是否有促进作用。实验分为四组:第一组是DiI标记的VEGF转染的脂肪干细胞与脂肪的混合物;第二组是DiI标记的脂肪干细胞和脂肪的混合物;第三组是胰岛素和脂肪混合物;第四组是单纯培养基和脂肪的混合物,分别都注射到裸鼠的皮下,6个月后取材检测,发现第一组和第二组移植物的存活率明显高于其他两组,组织学分析这两组相对于其他组有较少的脂肪坏死和纤维化,并且DiI标记的VEGF转染的脂肪干细胞与脂肪的混合物这组的毛细血管密度要明显高于其他任何组。此研究证明了VEGF转染的脂肪干细胞能够提高脂肪移植物的存活率并且提高移植物的质量。Kakudo 等[19]研究了成纤维细胞生长因子2(FGF-2)对脂肪干细胞成脂性分化的影响。FGF-2已经被公认的是其对脂肪干细胞的成软骨分化的诱导作用和对成骨性分化的抑制作用,但是其对脂肪干细胞成脂性诱导分化的研究是匮乏的。这项研究通过FGF-2对脂肪干细胞的成脂性诱导分化从细胞和分子的水平进行了研究,得出了其能够增强脂肪干细胞成脂性分化。Por等[20]还研究了存在于富含血小板血浆中的生长因子是否对脂肪移植物的存活率有提高的作用。该研究组从一健康的女性通过Coleman技术抽得脂肪并且获取富含血小板血浆(PRP),然后将12只裸鼠随机分成两组:实验组将0.8ml脂肪移植物和0.2mlPRP混合后植入到裸鼠头皮下;对照组将0.8ml脂肪移植物0.2g普通生理盐水混合后植入到裸鼠头皮下。16周后将动物处死并取出移植物测量重量和体积,并用油红O染色。通过检测得出,实验组的平均重量和体积是0.503g和0.545ml;对照组的平均重量和体积是0.500g和0.541ml。两组的重量、体积和组织学参数都没有统计学上的显著差别。这个研究证明了富含血小板血浆并不能提高脂肪移植物在裸鼠体内的存活率。
　　
　　4干细胞疗法
　　高度增殖、多向分化潜能、分化方向的可控性,干细胞这些特有的生物学特性使得它在医学领域的应用越来越广,脂肪干细胞作为干细胞的一种,相关研究证明,对脂肪移植物的存活率有提高作用。Yoshimura等[21]将获取的脂肪组织通过胶原酶消化然后离心分离出脂肪干细胞及其他细胞的混合物(SVF),然后将其同脂肪移植物进行轻柔地混合,然后放置10～15min以使得细胞能够很好地吸附到待移植的移植物上,然后收集到注射器中并注射到乳房区域;或是将SVF用60ml的生理盐水重悬,先使用传统的方法直接将脂肪组织注射到胸部,然后即刻将重悬的SVF以扩散注射的方法注射到整个乳房区域,其中每个乳房注射30ml。在临床脂肪移植后的前两个月尤其是第1个月,移植的脂肪出现了吸收,2个月后,尽管皮肤有时出现松弛,但是乳房的体积没有太大的变化。在移植后6个月时,所有术后患者的胸围几乎都增加了4～8cm,对应2～3个罩杯。胸围增加的幅度对应到乳房体积则是增加了100～200ml。所有患者中除1例外其余所有患者乳房的形态都自然、柔软,无可触及的小包块,所有患者对乳房结构,外形,柔软度还有没有使用外来假体都很满意。尽管有2例患者由于包膜的形成导致乳房的体积增加有限。除此之外,作者在文中还阐明了两个观点:①通过吸脂获得的脂肪分离出的干细胞要比切取下来的少一半左右,这里有两个主要的原因,第一个原因是一大部分的脂肪干细胞都集中在大血管周围,这样吸脂自然就无法获得这部分脂肪干细胞,第二个原因是在吸脂的过程中小部分脂肪干细胞变成了液态而丢失;②分离的未经培养的脂肪干细胞及其他细胞的混合物(SVF)和脂肪移植物共移植时这里的脂肪移植物本身就起到一个活的支架作用。Moseley等[22]也研究了新鲜的未经培养的脂肪干细胞对脂肪组织移植的治疗作用。通过实验研究发现新鲜未经培养的脂肪干细胞和剪碎的脂肪共移植能够明显提高移植物的体积和寿命;经过培养的脂肪干细胞和剪碎的脂肪共移植后与单纯剪碎的脂肪移植组对比也有明显的提高,该研究结果还表明了新鲜未经培养的脂肪干细胞的治疗作用要好于经过培养的脂肪干细胞。Yoshimura等还将该方法应用于23例软组织缺损及胸部的填充,经过26个月的随访,除了1例胸部充填后拍胸片显示有中心区域的纤维化外,其余的都在体积方面保持了长期的效果。
　　
　　5 脂肪组织工程
　　在修复软组织缺损等方面,脂肪移植术虽然有众多的优点,但如果并非伴随吸脂术而进行,则获取脂肪组织仍然会对供区造成损伤。而脂肪组织工程若能成功得以实施则可避免此问题。已有研究证实,脂肪干细胞在体外表现出低免疫源性,但是否能够在同种异体内构建脂肪组织而不被排斥还需要进一步研究。脂肪组织工程虽不属于脂肪移植的范畴,但作为修复组织缺损的一种方法却为当今研究热点。
　　脂肪组织工程主要包括脂肪干细胞的体外扩增分化,与支架材料复合并构建形成脂肪组织。张云松等[23]使用了脂肪干细胞和Ⅰ型胶原支架复合来构建工程化脂肪组织,通过将来源于人的脂肪干细胞进行成脂性诱导然后再与Ⅰ型胶原复合接种到裸鼠左侧背部皮下,将未行成脂性诱导的干细胞和支架复合物接种到裸鼠右侧背部,进行对比性研究后发现脂肪干细胞经成脂性诱导后与Ⅰ型胶原复合后能在体内成功构建脂肪组织,而未经诱导组除了形成少量的脂肪样组织还有部分纤维结构,且后者组织的体积也比前者明显少。这就说明了人脂肪干细胞经诱导成脂后在体内构建组织工程脂肪是可行的。随着生物材料的不断研究,可供选择的支架材料种类越来越多,哪种支架更适合应用于脂肪组织工程还需实验探索。Itoi等[24]对三种可用的支架材料进行了对比:Ⅰ型胶原海绵,未交联的聚乙醇酸和透明质酸凝胶。分别将这三种支架同经过成脂性诱导的脂肪干细胞复合然后移植到裸鼠背部皮下,4～8周后检测分析得出使用了Ⅰ型胶原海绵生成的脂肪组织样的结构要多于其他两种。并且发现Ⅰ型胶原海绵能够诱导脂肪干细胞向着受体的脂肪细胞的方向去分化。这项研究说明了在这三种支架材料中Ⅰ型胶原海绵是脂肪组织工程最适合的一种。
　　而支架材料除了合成的生物材料外,还有使用自体的一些组织制备而成的。Choi等[25]提出使用脂肪组织制备细胞外基质支架材料,这种支架的特点包括:组织来源是自身的脂肪组织,来源丰富,获取方便;整个制备过程都是物理学变化,所以制备成的支架组织相容性好,没有排异性;由于最后制备成的支架为粉末状,所以可以采用注射的方法进行移植;将支架材料和细胞复合然后在培养基中培养,三维培养效果好,细胞吸附性好且增殖快;体内实验结果得知移植后8周移植物表面形成大量的血管并且增加的组织证实为成脂性分化所形成的脂肪组织;8周后取材的组织也没有产生坏死、囊腔或是纤维化的迹象。在脂肪组织工程方面,这种支架是一种很有效的可注射性生物材料,有较好的临床应用前景。
　　
　　6 小结
　　我们在此已经综述了脂肪移植的最新研究进展,学者们从不同的角度进行了研究,各自得出了一些提高脂肪移植物存活率的方法,也得到了许多重要的数据资料。但迄今为止仍然没有一种方法可以使脂肪移植的长期效果达到令人满意的状态,也没有人将成功的和耐久的脂肪移植所需要的各种条件综合成一种行之有效的方法。许多学者将研究方向转到了脂肪组织工程,通过构建组织工程脂肪来解决整形美容科所需的填充物的问题,而这又涉及到建立脂肪干细胞库,支架材料的选择,如何在体内或体外构建合适大小的脂肪组织以及脂肪形成和血管形成的相互关系等众多问题,要想让这种组织工程脂肪能够适合所有的有软组织填充要求的患者还有很多难题需要解决。所以,无论是脂肪移植还是脂肪组织工程技术,都还需要我们进行大量的实验研究,但是由于这两项技术其自身具备诸多优点,必将吸引学者们努力探索,相信随着以上问题的逐个解决,脂肪移植或脂肪组织工程将成为整形美容科的一项不可或缺的技术。
　　
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　　[收稿日期]2009-12-14 [修回日期]2010-02-10
　　编辑/李阳利