提高自體顆粒脂肪移植成活率的基礎研究及臨床進展

趙坤 梁杰 彭智

【關鍵詞】自體脂肪移植;成活率

應用自體脂肪游離移植治療組織缺損和發(fā)育不良,已有較長的歷史。1914年,Brunings[1]報道了最早的脂肪注射技術,將小的脂肪組織塊放于注射器內(nèi)通過注射以矯正鼻再造術后畸形,后來由于其效果不穩(wěn)定,則很少應用。隨著20世紀80年代脂肪抽吸技術的發(fā)展,脂肪移植再次得到廣泛應用,并體現(xiàn)出相當大的優(yōu)勢。注射器抽脂和顆粒脂肪移植技術已經(jīng)得到我國多數(shù)學者的公認。但脂肪組織移植還存在著吸收率高達30%~50%等難以解決的問題,移植脂肪成活率較低極大地限制了其在臨床的廣泛應用。許多學者為了探索脂肪移植的成活機制、提高其成活率、改進其修復效果,一直努力開展基礎與臨床方面的研究?，F(xiàn)結合國內(nèi)外有關文獻綜述如下。

1 促進移植脂肪成活的基礎研究

1.1 改變移植脂肪的體積與形狀 鑒于認為移植后脂肪缺血是產(chǎn)生吸收的關鍵因素,將移植的脂肪由大塊改成小顆粒狀進行移植可提高存留率。鮑衛(wèi)漢[2]以大鼠作脂肪移植研究,6個月后,顆粒脂肪存活為原重量的21.1%,塊狀脂肪僅存活原重量的6.9%。

1.2 保留移植體的血供 廖天安等[3]在大鼠脂肪移植實驗時,一組采取由腹壁下血管供應的脂肪組織進行吻合血管的游離移植,3個月后,其移植體保持其原植入重量的80.5%,大大高于一般脂肪移植。帶蒂脂肪移植的脂肪存活率明顯比游離脂肪移植高,是與移植體內(nèi)血液循環(huán)重建早有關。

1.3 選擇合適的受區(qū) Karacaoglu等[4]將顆粒脂肪分別植入兔面部的皮下、肌肉表面、肌肉下3個層次,6個月后取出標本,發(fā)現(xiàn)肌肉表面的脂肪成活率明顯高于肌肉內(nèi)和皮下。肌肉表面豐富的血供以及疏松的空間是為脂肪的生長提供了更佳的條件。

1.4 通過高張氧促進移植脂肪成活 Shoshani[5]將人的乳房脂肪組織注入裸鼠的皮下,在2 kPa下給鼠吸入100% 純氧90 min/d,按吸入5、10、15 d分組。結果:5 d吸氧組的移植脂肪保存最佳,血供良好。其他組均較差,尤其是吸氧15 d組效果最差。提示:適量的高張氧吸入由于改善移植脂肪的缺血狀態(tài),減少細胞因子的釋放,減輕組織水腫和炎癥反應,因而可提高移植脂肪的存活。但過度吸入高張氧會產(chǎn)生氧中毒,造成對移植脂肪的損害。

1.5 促進血管生成 脂肪移植后充足的組織灌流為組織的存活提供氧和營養(yǎng)并帶走代謝產(chǎn)物,所以是其存活的必要條件。為改善脂肪移植后的血供,眾多學者進行了大量的相關探索和研究。Shoshani[6]考慮到IL8有加速血管形成并吸引炎癥細胞和成纖維細胞的活性,設計實驗將其應用到脂肪移植中,可觀察到試驗組囊孢形成明顯少于對照組,表明應用IL8可提高脂肪移植的質量。日本Matsuda等[7]考慮到網(wǎng)膜是高度血管化并富含微血管內(nèi)皮細胞,而且主要由表達高水平VEGF的脂肪細胞組成,設計實驗將來自附睪脂肪組織的網(wǎng)膜碎片移植至Wistar鼠的皮下,發(fā)現(xiàn)在移植過程中可觀察到VEGF mRNA的表達及高水平的VEGF,為脂肪移植后提高移植體血管化提供了一種有效的方法。鐘曉春[8]通過兔子脂肪移植的實驗認為VEGF局部注射早期可促進移植脂肪局部的血管增生,增加脂肪的質量保持率。肝細胞生長因子是一種特異的促內(nèi)皮細胞生長因子,具有很強的促血管內(nèi)皮細胞有絲分裂、增生,抑制凋亡作用,其血管生成活性比血管內(nèi)皮生長因子和堿性成纖維細胞生長因子更為強大。郭萬里[9]通過實驗證明肝細胞生長因子能明顯促進大鼠移植脂肪的血管生成,提高其成活率。梁杰[10]通過實驗證明血管生成素能協(xié)同血管內(nèi)皮細胞生長因子作用,顯著促進自體移植脂肪的血管生長,并提高其成活率。Nakagami等[11]認為ASCs分泌與血管形成有關的細胞因子,如血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、肝細胞生長因子(HGF)。Matsumoto等[12]提出cellassisted lipotransfer(CAL),將ASCs細胞和顆粒脂肪細胞移植于裸鼠皮下。結果脂肪細胞成活率較平均值高35%。

1.6 基因療法 單純利用重組因子存在著半衰期過短、局部因子易被代謝所流失而不能在局部形成有效濃度等問題。利用基因轉染技術將基因整合進宿主細胞既可以維持較長時間的因子分泌,宿主細胞分泌的蛋白也可進行自我反饋調控,同時還防止了排異反應的發(fā)生。梁杰[13]利用重組人血管內(nèi)皮細胞生長因子165基因質粒轉染移植脂肪組織和脂微球化前列腺素E1局部應用于移植脂肪顆粒,發(fā)現(xiàn)VEGF基因質粒能在移植脂肪組織中表達外源性VEGF蛋白,誘導移植脂肪血管的新生,脂微球化前列腺素E1能有效促進移植脂肪早期血管生成,兩者有協(xié)同作用,均能明顯促進移植脂肪成活。劉婕婷[14]利用攜帶肝細胞生長因子基因的重組腺病毒毒株轉染脂肪細胞,將脂肪細胞接種于聚乳酸聚乙醇酸共聚物支架后移植于大鼠腿部肌肉之間。發(fā)現(xiàn)轉染了肝細胞生長因子基因的脂肪細胞在移植物中能夠表達肝細胞生長因子,促進移植組織工程脂肪血管生成,進而促進移植組織的成活。

1.7 藥物緩釋技術 為克服重組生長因子的不穩(wěn)定性及無法控制等因素的影響,研究人員還嘗試使用了緩釋技術。杜學亮等[15]在顆粒脂肪移植的實驗動物模型中應用以多聚糖酐珠為藥物載體的bFGF,觀察移植物的血管生長情況,實驗側移植體缺血期較對照側縮短,并且增加了微血管的數(shù)量,改善了脂肪移植后的血液循環(huán)。

隨著生物醫(yī)用材料技術的發(fā)展,人們通過分子生物學技術進行脂肪移植研究。從正常人成熟脂肪中分離出前脂肪細胞,加載含有各種細胞生長因子的基質,利用人工合成材料作支架,進行培養(yǎng)和動物實驗,取得了比較滿意的結果。從而為提高脂肪移植生存開辟了新的途徑。

2 提高臨床脂肪移植成活率

因為影響移植脂肪成活率的因素較復雜,動物實驗及臨床脂肪移植成活率也有區(qū)別,所以對臨床脂肪移植的成活率的報道各家不盡相同。目前的研究表明:臨床自體脂肪移植的成活率與藥物、移植部位、注射方式及注射量、獲取脂肪的方式等因素有關。故許多學者在上述幾方面做研究以探索提高臨床脂肪移植成活率的方法。

2.1 脂肪移植的供區(qū)和受區(qū) 身體不同部位的脂肪細胞不盡相同,不同部位的脂肪細胞代謝不同,血供也不同。盡管最佳的供區(qū)選擇還沒有明確,很多人選擇大腿外側作為理想的脂肪來源,因為此處的脂肪內(nèi)纖維少并且屬于相對的無血管區(qū)。大腿內(nèi)外側及臀部脂肪的脂肪細胞體積小、致密,完整的脂肪細胞數(shù)目明顯多于腹部,注射移植效果優(yōu)于腹部脂肪。移植脂肪的成活取決于受區(qū)早期血運的建立,通過組織學觀察,在血運豐富的受區(qū)移植脂肪可提高脂肪移植的成活率。Butterwick等[16]報道100例自體脂肪細胞注入面部表情肌,效果滿意。李青峰[17]認為在脂肪組織間的脂肪顆粒移植較其他部位有更高的存活率,即受區(qū)組織生理同源性環(huán)境非常有利于提高脂肪移植的成功率。

2.2 取脂方法 取材對脂肪細胞的損傷程度是決定脂肪細胞遠期是否成活的重要因素之一。B型超聲、電子、共振吸脂會使大量的脂肪損傷,細胞破裂或磨損,活性降低。Gonzalez和Andrea等[18]應用3 mm吸脂針連接60 ml注射器以及2 mm 吸脂針連接10 ml注射器兩種方法進行脂肪抽吸,后一種方法抽吸脂肪,所得前脂肪細胞較多,這種低壓吸脂可減少脂肪細胞損傷,保護細胞的完整性,其所得脂肪細胞活力明顯優(yōu)于3 mm吸脂針連接60 ml注射器抽吸脂肪的方法。Pu等[19]報道,常規(guī)脂肪抽吸與切取法相比,盡管能夠維持細胞結構的完整性,但可能不利于脂肪細胞的存活。

2.3 純化方法 純化抽吸的脂肪顆粒是脂肪移植術中的必要步驟,目的是盡量去除與完整脂肪顆粒相混雜的血液、麻醉液、組織間液、破碎脂肪及纖維組織碎塊。目前,應用較多的是靜置法與離心法。Kurita M等[20]人認為過快的離心速度反而會破壞脂肪干細胞和前脂肪細胞的完整性。部分學者認為,離心后可獲得更為純凈的脂肪顆粒,離心轉速應<1500 r/min,以免造成脂肪細胞破裂[21].Rose[22]研究認為,靜置后獲得的脂肪細胞要比離心獲得的脂肪細胞的存活更好一些。所以,處理純化脂肪顆粒時最好慎用離心法,而宜采取靜置懸浮法析出水分等雜質,以最大程度地保護脂肪顆粒免受損傷。

2.4 注射方法及注射量 脂肪顆粒注射移植采取多層次、多隧道的方式提高成活率得到一致的認同,其機理是如果游離的脂肪顆粒過于集中,造成中部脂肪組織得不到營養(yǎng)供應而壞死液化。在穿刺后退針的同時注入脂肪顆粒,在形成隧道的同時將脂肪顆粒定位于受植床內(nèi)部。注射時應盡量想方設法減少注射的壓力,以免對脂肪細胞形成機械性損傷。按細針抽,粗針注的原則[23],即一般以1.5 mm抽吸針抽取,以2.0 mm抽吸針注射。雖然在脂肪顆粒獲取方面因抽吸針直徑較小而比較困難,但是考慮到注射時機械壓力小,且較小的脂肪細胞容易存活,先前需克服的困難是很有價值的。有學者認為,一條隧道的長度和在其中注射的脂肪量與注射后脂肪的成活率密切相關,在23 cm的隧道內(nèi)注射0.3~l ml的脂肪,可使脂肪的成活率達90% [24]。

2.5 生長因子 移植脂肪顆粒在體內(nèi)環(huán)境下要受到多種生長因子的調控,目前,應用最多的是堿性成纖維細胞生長因子。bFGF有促進血管內(nèi)皮細胞分裂和血管生成的作用。毋巨龍[25]在自體移植脂肪中加入一定濃度的bFGF,發(fā)現(xiàn)可以促進人體移植脂肪的存活,改善面部凹陷畸形脂肪移植的術后效果。張晗[26]用患者自身靜脈血離心后,選取血漿部分與脂肪細胞混合后注射移植,使脂肪吸收控制在10%~20%之間?？紤]血漿中多種營養(yǎng)成分及促生長因子能對脂肪顆粒的成活起到輔助作用。

3 小結

自體顆粒脂肪移植因其來源豐富、為自身組織、無排斥反應,是理想的修復軟組織缺損的方法。但因移植后成活率低,一直限制了臨床應用。近年來已證實減少對脂肪細胞的損傷和促進血管生成藥物均可提高移植脂肪成活率,但對于脂肪取材、清洗、離心、藥物等因素如何提高移植脂肪成活率達到最理想的效果仍存在爭議,需要進行更深入的研究。促進脂肪移植血管化藥物實驗研究的成功將推動脂肪移植的發(fā)展,但很多的促血管藥物研究僅限于實驗階段,需進行更深入的研究。隨著促血管化因子的進一步研究,以及轉基因技術在顆粒脂肪移植中的應用,將使自體顆粒脂肪移植有更加廣闊的應用前景。

參 考 文 獻

[1] Bruning P,Broeckaert TJ.Contribution of the study of fat grafts.Bull Acad R Med Belg,1914,28:440.

[2] 鮑衛(wèi)漢,張宗學,孫曉光等.脂肪小珠皮下注射的實驗研究及臨床應用.中華燒傷整形外科雜志,1994,10:364.

[3] 廖天安,謝富生,王瓊超,等.減少自體游離脂肪移植吸收的實驗研究.中華醫(yī)學美容雜志,1997,3:7577.

[4] Karacaoglu Ercan,Kizilkaya Esref,et al.The Role of recipient sites in fatgraft survival:experimental study.Ann Plast surg,2005,55:6368.

[5] Shoshani O,Shupak A,Ullmann Y,et al.The effect of hyperbaric oxygenation on the viability of human fat injected into nude mice.Plast Reeonstr Surg,2000,106:13901396.

[6] Shoshani O,Livne E,Armoni M,et al.The efect of interleukin8 on the viability of injected adipose tissue in nude mice.Plast Reconstr Surg,2005,l15(3):853859.

[7] Masuda T,Fume M,Matsuda T.Novel strategy for soft tissue augmentation based on transplantation of fragmented omentum and preadipocyted.Tissue Eng,2004,10(1112):16721283.

[8] 鐘曉春,倪有娣,何曉升,等.血管內(nèi)皮生長因子對移植脂肪質量保持率的影響.中華醫(yī)學美學美容雜志,2007,13(1):3639.

[9] 郭萬里,張寶林.肝細胞生長因子(HGF)對脂肪移植存活的影響.中國現(xiàn)代藥物應用,2009,3(10):3233.

[10] 梁杰,銀桂彬,彭智,等.血管生成素協(xié)同血管內(nèi)皮細胞生長因子對自體脂肪移植血運重建的影響.中國美容醫(yī)學,2007,16(7):891894.

[11] NAKAGAMI H,MORISHITA R,MAEDA K,et al.Adipose tissuederived stromal cells as a novel option for regenerative cell therapy.J Atheroscler Thromb,2006,13(2):7781.

[12] MATSUMOTO D,SATO K,GONDA K,et al.Cellassisted lipotransfer:supportive use of human adiposederived cells for soft tissue augmentation with lipoinjection.Tisue Eng,2006,12(12):33753382.

[13] 梁杰,趙坤,吳浩俊,等.重組人VEGF和前列腺素E1對移植脂肪早期血管生成的作用.中國實用醫(yī)藥,2009,4(11):79.

[14] 劉婕婷,劉毅,哈小琴.肝細胞生長因子基因轉染脂肪細胞對移植組織工程脂肪存活的影響.中國組織工程研究與臨床康復,2008,12(42):82068210.

[15] 杜學亮,羅少軍,郝新光,等.堿性成纖維細胞生長因子在顆粒脂肪移植后血運重建過程中的作用.中華整形外科雜志,2005,2l(2):128131.

[16] BUTTERWICK K J,LACK E A.Facial volume restoration with the fat autograft muscle injection technique.Dermatol Surg,2003,29(10):10191026.

[17] 李青峰.自體脂肪顆粒移植臨床應用回顧與分析.中國美容醫(yī)學雜志,2005,2(1):17.

[18] Gonzalez Andrea Moreira,et al.An alternative method for harvest and processing fat grafts:an in vitro study of cell viability and survival.Plast Reconstr Surg,2007,120:285294.

[19] PU L L,CUIX,FINKBF,et al.The viability of fatty tissues with adipose aspirates after conventional liposuction:a comprehensive study.Ann Plast Surg,2005,54(3):288292.

[20] Kurita M,Matsumoto D.Influence of centrifubation on cells and tissues in liposuction aspirates: optimized centrifugation for liposuction and cell isolation.Plast Reconstr Surg,2008,121(3):10331041.

[21] Toledo LS,Mauad R.Fat injection:a 20year revision.Clin Plast Surg,2006,33:4753.

[22] ROSE JG Jr,LUCARELLI M J,LEMKE B N,et al.Histologic comparison of autologous fat processing methods.Ophthal Plast Reconstr Surg,2006,22(3):195200.

[23] 趙玉明,王友彬,晏曉青,等.自體脂肪顆粒注射移植治療面部軟組織缺損.中國美容整形外科雜志,2007,18(5):378379.

[24] 馮國平,李太穎,孫廣慈.脂肪顆粒注射移植在面部美容外科中的應用.中國美容醫(yī)學,2006,15(12):l3641365.

[25] 毋巨龍,李世榮.bFGF對顆粒脂肪移植成活率的影響及CT影像學研究.重慶醫(yī)學,2008,37(12):13141315.

[26] 張晗,堵頂云.自體脂肪移植技術的臨床應用.中國現(xiàn)代醫(yī)藥雜志,2008,10(7):113.