插入式激光對(duì)脂肪組織的作用

孫燚 吳溯帆 嚴(yán)晟 吳華

插入式激光對(duì)脂肪組織的作用

孫燚 吳溯帆 嚴(yán)晟 吳華

目的 觀察插入式Nd:YAG激光對(duì)脂肪組織的作用，探討其在破壞脂肪細(xì)胞、減小脂肪組織體積、塑造體形方面的應(yīng)用前景。方法建立豬動(dòng)物模型，左項(xiàng)部皮下脂肪進(jìn)行激光照射；右項(xiàng)部為空白對(duì)照區(qū)，不進(jìn)行任何治療。取術(shù)前、術(shù)后即刻、術(shù)后1周及術(shù)后1個(gè)月的脂肪組織，分別作光鏡和電鏡觀察脂肪組織的變化情況。結(jié)果術(shù)后即刻脂肪組織結(jié)構(gòu)破壞，視野內(nèi)可見(jiàn)空白區(qū)，周?chē)炯?xì)胞不同程度破裂、融解，部分視野內(nèi)見(jiàn)黑色的組織碳化表現(xiàn)；術(shù)后1周見(jiàn)炎性細(xì)胞密布，脂肪細(xì)胞數(shù)量少，成纖維細(xì)胞增生；術(shù)后1個(gè)月脂肪小葉結(jié)構(gòu)不規(guī)則，膠原纖維增生明顯、排列雜亂。激光照射能明顯減少正常脂肪細(xì)胞的數(shù)量，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0．05）。結(jié)論組織插入式Nd:YAG激光可有效破壞脂肪細(xì)胞，減小了脂肪組織的體積，在塑造體形方面具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

Nd:YAG激光 脂肪 組織病理

【 Abstract】 ObjectiveTo investigate of Nd:YAG laser on adipose tissue and to explore its potential application for body sculpture．MethodsThe subcutaneous adipose tissues in left neck of pig were irradiated by 1064 nm Nd:YAG laser,the right neck,which was not irradiated,served as control．Tissue samples were taken before and immediately,1 week,1month after irradiation for pathological and scanning electron microscope examination．ResultsImmediately after irradiation the adipose tissues were destroyed;the blank areas were observed in microscopic fields,near the blank areas there were serious tissue destruction and carbonization．One week after irradiation the tissue presented broken fibers and inflammatory cells,the numbers of lipocytes were reduced and fibroblasts were proliferated．One month after irradiation the irregular adipose lobules and proliferated collagen fibers were observed;the amounts of lipocytes were reduced(P＜0．05)．ConclusionNd:YAG laser makes adipocyte ruptured and shrunk with necrosis and carbonization and the volume of adipose tissue reduced,which indicates that the method can be used for body sculpture．

激光是人類(lèi)科學(xué)進(jìn)步的重要成果，自上世紀(jì)60年代發(fā)明以來(lái)已逐漸應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。激光對(duì)組織具有光熱效應(yīng)、光化學(xué)效應(yīng)、光機(jī)械效應(yīng)、光電磁效應(yīng)和生物刺激效應(yīng)，在國(guó)外已被用于去脂塑形，即利用激光的生物效應(yīng)破壞脂肪組織達(dá)到塑形的目的。本研究通過(guò)采用插入式1 064nm Nd:YAG激光直接照射豬皮下脂肪組織，比較不同時(shí)間段脂肪組織的變化，旨在觀察激光對(duì)脂肪組織的作用，探討其臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 材料和方法

1.1 材料 普通級(jí)五指山成年小型豬5頭，雄性，4～6月齡，13～17kg（浙江省中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物中心提供）。Nd: YAG激光發(fā)生器（DEKA）輸出波長(zhǎng)1 064nm，單脈沖能量30～150mJ，頻率5～40Hz，光纖直徑300μm。光纖配有金屬保護(hù)導(dǎo)管及手柄。光纖穿入導(dǎo)管內(nèi)，接上手柄，可以插入皮下脂肪層，引導(dǎo)激光直接照射脂肪組織。

1.2 方法 5頭豬隨機(jī)編號(hào)1～5，左項(xiàng)部8cm×8cm區(qū)域?yàn)榧す庾饔脜^(qū)，右項(xiàng)部8cm×8cm區(qū)域?yàn)榭瞻讓?duì)照區(qū)。

1.2.1 麻醉及激光照射 置于固定臺(tái)，3%戊巴比妥10ml/kg前肢皮下靜脈推注，麻醉起效時(shí)間約5min，維持約50min。麻醉穩(wěn)定后取俯臥位，術(shù)區(qū)備皮，5%PVP碘術(shù)區(qū)消毒，常規(guī)鋪巾。左、右項(xiàng)部術(shù)區(qū)皮下脂肪層局部腫脹麻醉（0.9%氯化鈉溶液200ml、利多卡因200mg，腎上腺素濃度1∶100 000），每側(cè)各注射100ml。在項(xiàng)部中線處用11號(hào)刀片沿皮紋切開(kāi)皮膚約1cm，深至皮下脂肪層。打開(kāi)激光器電源，設(shè)置激光參數(shù)為單脈沖能量150mJ、頻率40Hz，功率即為6W。將套上導(dǎo)管的光纖經(jīng)切口插入皮下脂肪層，發(fā)射激光，光纖頂端以2cm/s的速度緩慢往返移動(dòng)。注意照射軌跡呈扇形鋪開(kāi)，均勻一致。激光照射時(shí)，用手指接觸作用區(qū)域皮膚，感受局部溫度的變化，同時(shí)用紅外線測(cè)溫器監(jiān)測(cè)作用部位的皮膚溫度。激光照射能量為2 000J。右側(cè)項(xiàng)部皮下注射腫脹麻醉液，但不進(jìn)行激光照射，作為對(duì)照。

1.2.2 標(biāo)本獲取及制作 右項(xiàng)部取不同位置脂肪組織標(biāo)本2塊（1cm3/塊），左項(xiàng)部于術(shù)后即刻、術(shù)后1周及術(shù)后1個(gè)月取不同位置脂肪組織標(biāo)本各2塊。術(shù)前、術(shù)后即刻、術(shù)后1周及術(shù)后1個(gè)月各時(shí)點(diǎn)分別取標(biāo)本10例，其中5例置入10%中性甲醛固定，制作HE染色常規(guī)病理切片；另5例置入2.5%的戊二醛溶液中固定，制作電鏡標(biāo)本。獲取標(biāo)本后，皮膚切口1號(hào)絲線間斷縫合。

1.3 觀察指標(biāo) 監(jiān)測(cè)激光作用過(guò)程中皮膚體表溫度的變化。大體觀察：肉眼觀察術(shù)前及激光作用后不同時(shí)點(diǎn)脂肪組織的變化。光鏡觀察：對(duì)各時(shí)點(diǎn)脂肪組織HE染色切片進(jìn)行分析；400倍光鏡下每張切片隨機(jī)選取10個(gè)視野，計(jì)數(shù)形態(tài)破壞的脂肪細(xì)胞，計(jì)算破壞細(xì)胞所占比率。電鏡觀察：采用XL30ESEM型環(huán)境掃描電鏡（Philips）觀察電鏡標(biāo)本，分析各時(shí)點(diǎn)脂肪組織的超微結(jié)構(gòu)變化。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件，率的比較采用χ2檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 激光作用過(guò)程中豬體表溫度的變化 在2 000J激光能量范圍內(nèi)，隨著激光能量的增加，體表溫度也隨之升高：0、500、1 000、1 500、2 000J激光能量時(shí)的體表溫度分別為（35.84±0.11）、（36.42±0.08）、（37.10±0.07）、（38.08±0.08）、（39.98±0.13）℃。

2.2 大體觀察 手術(shù)部位在術(shù)后均有不同程度腫脹，術(shù)后1周時(shí)仍較明顯，此后逐漸消退。局部無(wú)明顯瘀斑、血腫和水泡，正常豬脂肪組織呈白色，激光作用后脂肪組織標(biāo)本表面有少量油脂滲出。術(shù)后1周、1個(gè)月切取的脂肪組織標(biāo)本纖維含量多，色白，較致密。

2.3 光鏡觀察 術(shù)前：脂肪組織結(jié)構(gòu)完整，脂肪細(xì)胞被結(jié)締組織分隔成多個(gè)脂肪小葉，小葉結(jié)構(gòu)清楚，小葉間隔內(nèi)有小血管穿行；脂肪細(xì)胞呈圓形、橢圓形或相互擠壓的多邊形，胞膜完整，細(xì)胞核較小，呈扁圓形，位于細(xì)胞的邊緣部，使得脂肪細(xì)胞呈“戒指”狀。術(shù)后即刻：脂肪組織結(jié)構(gòu)破壞，可見(jiàn)直徑1mm左右的空白區(qū)，周?chē)炯?xì)胞不同程度破裂、皺縮，形態(tài)不規(guī)則，越靠近空白區(qū)破壞越嚴(yán)重，見(jiàn)黑色碳化組織。術(shù)后1周：視野內(nèi)見(jiàn)包括中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞在內(nèi)的炎性細(xì)胞密布，成纖維細(xì)胞增生，形態(tài)完整的脂肪細(xì)胞數(shù)量少，于局部聚集，無(wú)明顯脂肪小葉結(jié)構(gòu)。術(shù)后1個(gè)月：殘留脂肪細(xì)胞呈空泡狀，成纖維細(xì)胞增生，膠原纖維增生明顯，排列較雜亂，炎性細(xì)胞浸潤(rùn)減少，可見(jiàn)散在的新生小血管。其脂肪組織HE染色情況見(jiàn)圖1。各時(shí)點(diǎn)脂肪細(xì)胞損傷率：術(shù)前為（14.30±2.95）%，術(shù)后即刻為（34.40±10.26）%，術(shù)后1周為（26.55±4.67）%；術(shù)后1個(gè)月為（20.26±1.99）%；術(shù)后即刻及術(shù)后1周脂肪細(xì)胞損傷率均明顯高于術(shù)前（均P＜0.05），術(shù)后即刻脂肪細(xì)胞損傷率亦明顯高于術(shù)后1個(gè)月（P＜0.05），術(shù)前與術(shù)后1個(gè)月、術(shù)后即刻與術(shù)后1周脂肪細(xì)胞損傷率的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

2.4 電鏡觀察 術(shù)前：脂肪細(xì)胞呈飽滿的球形，排列緊密。術(shù)后即刻：脂肪組織結(jié)構(gòu)雜亂，見(jiàn)火山口樣隧道，直徑約1mm，脂肪細(xì)胞皺縮、破裂、變形，形態(tài)不規(guī)則，大小不一，釋放脂滴；結(jié)締組織融解、扭曲、粘連，與融解的脂肪細(xì)胞凝結(jié)在一起，失去原有形態(tài)。術(shù)后1周：脂肪細(xì)胞皺縮、塌陷、破裂，形態(tài)各異；纖維組織增生，膠原纖維呈網(wǎng)絡(luò)狀粘連、相互交錯(cuò)、覆蓋包裹脂肪細(xì)胞；多種炎性細(xì)胞浸潤(rùn)；未見(jiàn)明顯空洞。術(shù)后1個(gè)月：纖維組織大量增生，粘連明顯，纖維交錯(cuò)密集、結(jié)構(gòu)紊亂，殘存少量脂肪細(xì)胞。其電鏡下所見(jiàn)見(jiàn)圖2。

3 討論

自上世紀(jì)90年代起，已有眾多學(xué)者對(duì)激光去脂進(jìn)行了探索，認(rèn)為可利用激光在特定的吸收基團(tuán)中產(chǎn)生的生物效應(yīng)，破壞脂肪組織、凝固微小血管、刺激皮膚膠原重塑[1-7]。但關(guān)于脂肪組織經(jīng)激光作用后的連續(xù)性病理變化及較遠(yuǎn)期轉(zhuǎn)歸情況尚未見(jiàn)報(bào)道。豬的皮膚和脂肪與人類(lèi)極為相似，被廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)研究[8]。1064nmNd:YAG激光組織穿透性好、作用范圍廣，并可以很好地被氧合血紅蛋白及高鐵血紅蛋白吸收，從而有效地凝固小血管，減少出血，降低術(shù)后瘀斑、血腫等并發(fā)癥的發(fā)生率，既可以大量去脂又不會(huì)給機(jī)體帶來(lái)血流動(dòng)力學(xué)的影響[9]。本文結(jié)果顯示，隨著激光照射的進(jìn)行，豬體表溫度不斷升高，說(shuō)明激光對(duì)脂肪組織產(chǎn)生了熱效應(yīng)，激光能量越大，產(chǎn)生的熱能也越多。

圖2 脂肪組織電鏡所見(jiàn)（a：術(shù)前，b：術(shù)后即刻，c：術(shù)后1周，d：術(shù)后1個(gè)月；×200）

Khoury等[10]認(rèn)為，激光在光纖周?chē)纬蔁釗p傷的隧道，根據(jù)激光波長(zhǎng)和功率的大小，直徑為1～5mm。本文結(jié)果顯示，激光照射后即刻的脂肪標(biāo)本表面有脂滴滲出，光鏡下觀察到了組織消融后產(chǎn)生的空白區(qū)，直徑約1mm，周?chē)炯?xì)胞發(fā)生皺縮、破裂，脂滴溢出，膠原纖維粘連、凝結(jié)，部分區(qū)域有黑色組織碳化；掃描電鏡下的觀察結(jié)果也是相似的，脂肪細(xì)胞破壞，這些嚴(yán)重的變化是不可逆的。上述結(jié)果也與激光照射的能量有關(guān)，隨著能量和溫度的升高，破壞更明顯[1,5]。脂肪組織破壞的機(jī)制可能是激光能量被脂肪細(xì)胞吸收后，產(chǎn)生光熱效應(yīng)，引起局部溫度的升高，細(xì)胞膜蛋白質(zhì)凝固、變性，細(xì)胞膜破壞，導(dǎo)致脂肪細(xì)胞的塌陷、變形、破裂、壞死，釋放出脂滴。同時(shí)，激光對(duì)膠原纖維也有變性、破壞、和融解作用，溫度的升高也會(huì)刺激膠原的重組和再生[11]，改善術(shù)后皮膚軟組織彈性。另外，激光的光熱效應(yīng)也同時(shí)在起作用?？梢酝茰y(cè)，激光能量越大、溫度越高，就有可能引起局部皮膚軟組織的燒傷，導(dǎo)致局部的瘢痕形成，應(yīng)極力避免，因此建議將皮溫控制在40°以下。此外，由于激光破壞了脂肪組織，產(chǎn)生細(xì)胞碎片、脂滴等壞死產(chǎn)物，積聚在局部可能會(huì)影響組織愈合，因此，在激光作用能量較大的情況下，應(yīng)當(dāng)將壞死產(chǎn)物抽吸出。

激光作用于脂肪組織后即刻可以觀察到顯著的組織破壞，形態(tài)完整的脂肪細(xì)胞數(shù)量減少。盡管有部分脂肪細(xì)胞形態(tài)看上去完整，無(wú)即刻的破壞，但細(xì)胞結(jié)構(gòu)已發(fā)生潛在的變性、損傷，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，最終會(huì)發(fā)生細(xì)胞的死亡，這是激光的后續(xù)效應(yīng)。術(shù)后1周和術(shù)后1個(gè)月時(shí)，完整的脂肪細(xì)胞數(shù)量均減少，推測(cè)可能是上述激光的后續(xù)效應(yīng)所導(dǎo)致。術(shù)后1周發(fā)現(xiàn)包括中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞在內(nèi)的大量炎性細(xì)胞的浸潤(rùn)，病理進(jìn)程為脂肪細(xì)胞進(jìn)一步的壞死及機(jī)體對(duì)變性、壞死產(chǎn)物的吸收代謝?？梢?jiàn)脂肪細(xì)胞融解后殘留的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)及細(xì)胞碎片，形態(tài)完整的脂肪細(xì)胞較少。術(shù)后1周，除了炎性細(xì)胞，還發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞增生，膠原纖維粘連、雜亂，相互交錯(cuò)。術(shù)后1個(gè)月，成纖維細(xì)胞浸潤(rùn)，膠原纖維大量增生，有新生的毛細(xì)血管形成，炎性細(xì)胞的浸潤(rùn)逐漸消退，此時(shí)主要的病理進(jìn)程是組織的重構(gòu)，包括膠原的重塑、血管的再生等。

另外，術(shù)后即刻及術(shù)后1周脂肪細(xì)胞損傷率均明顯高于術(shù)前，術(shù)后即刻脂肪細(xì)胞損傷率亦明顯高于術(shù)后1個(gè)月，術(shù)前與術(shù)后1個(gè)月、術(shù)后即刻與術(shù)后1周脂肪細(xì)胞損傷率的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由此可見(jiàn)，1 064nm Nd:YAG激光確實(shí)有效地破壞了脂肪細(xì)胞，在照射即刻及后期使脂肪細(xì)胞的數(shù)量減少，相應(yīng)縮小了脂肪組織的體積，達(dá)到了去脂塑形的目的。同時(shí)，激光閉合了局部的小血管，使出血減少，減輕了機(jī)體損傷，降低了相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生的概率。在遠(yuǎn)期，閉合的血管網(wǎng)會(huì)重建，不會(huì)影響局部的血供。此外，激光也作用于皮下及皮膚的結(jié)締組織，使膠原纖維破壞和重組再生，甚至使網(wǎng)狀真皮的膠原也受到影響[12]，促進(jìn)了膠原的回縮和皮膚的收縮[13]。早期膠原纖維的破壞、中后期成纖維細(xì)胞的增生和膠原的重組，在理論上可以使原本松弛的組織變得致密，從而改善局部的軟組織松弛狀態(tài)，收緊組織，進(jìn)一步改善外形。

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Effect of Nd:YAG laser on adipose tissues

Nd:YAG laserAdipose tissue Histopathology

2013-01-05）

（本文編輯：歐陽(yáng)卿）

310014 杭州，浙江省人民醫(yī)院整形外科

吳溯帆，E-mail：sufanwu@hotmail.com