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脂肪衍生物輔助Coleman脂肪移植的研究現狀

來源:用戶上傳      作者:黃天彬 趙春苗 紀覃 白南

  [摘要]從自體脂肪移植技術開展至今,經歷了從塊狀脂肪到顆粒脂肪,從Coleman脂肪到納米脂肪(Nanofat)、脂肪膠(Stromal vascular fraction-gel,SVF-gel),從移植技術的不斷改良到細胞輔助移植技術的出現,再到對細胞輔助脂肪移植技術的不斷探索,雖然在基礎研究和臨床應用方面已經取得了不少成就和經驗,但自體脂肪移植技術仍然處于一個發展和完善的階段。本文就自體脂肪的衍生物輔助Coleman脂肪移植的研究現狀進行綜述。
  [關鍵詞]自體脂肪移植;Coleman脂肪;納米脂肪;脂肪膠;高密度脂肪
  [中圖分類號]R783.4 [文獻標志碼]A [文章編號]1008-6455(2022)12-0191-05
  Research Status of Coleman Fat Transplantation Assisted by Fat Derivatives
  HUANG Tianbin1, ZHAO Chunmiao1,JI Tan1,BAI Nan2
  (1.Institute of Plastic Surgery,Weifang Medical University,Weifang 261000,Shandong,China; 2.Medical Aesthetic Plastic Surgery Center,Linyi People’s Hospital,Linyi 276000,Shandong,China)
  Abstract: Since the development of autologous fat transplantation technology, it has experienced from block fat to granular fat, from Coleman fat to Nanofat, SVF-gel, from continuous improvement of transplantation technology to the emergence of cell-assisted transplantation technology, and then to cell-assisted fat. The continuous exploration of transplantation technology, although a lot of achievements and experience have been made in basic research and clinical application, the autologous fat transplantation technology is still in a stage of development and improvement. This article reviews the development status of autologous fat derivatives assisted Coleman fat transplantation.
  Key words: autologous fat transplantation; coleman fat; nanofat; stromal vascular fraction-gel; high-density fat
  近年恚自體脂肪移植已經在整形外科領域得到了廣泛應用,尤其是隨著Coleman脂肪的出現,使移植步驟逐漸標準化、系統化。但為了追求更好的移植效果,學者們對自體脂肪移植技術的探索從未停止。本文就自體脂肪的衍生物輔助Coleman脂肪移植的研究現狀綜述如下。
  1 Coleman脂肪
  1.1 Coleman脂肪的起源:1893年,德國整形醫生G Neuber[1]首次利用前臂脂肪組織修復眶下凹陷粘連性瘢痕,開啟了自體脂肪移植的先河。1889年,VanderMeulen 等[2]將自體脂肪組織復合大網膜分散移植到人體內進行組織缺損修復。1909年,Lexer等[3]在修復治療頜面部軟組織萎縮中首次應用小塊游離的脂肪塊進行填充治療。然而脂肪移植的開展卻并不順利,1956年,Peer[4]等經研究測出移植后脂肪組織的存活率僅為40%~50%,與此同時脂肪移植后的體積吸收問題和諸多并發癥的發生,如液化、壞死等,也進一步使其臨床應用受到限制。直到1977年,脂肪顆粒抽吸技術開始興起,自體脂肪移植也再次受到關注。1983年,Illouz等[5]引入吸脂技術抽取脂肪,使脂肪移植得到進一步的發展。1985年,Fournier發明了用注射器抽吸獲取脂肪的方法,用于脂肪注射,命名為“microlipoinjection”。1987年,Klein提出了腫脹法脂肪抽吸技術[6]。雖然已經從塊狀脂肪過渡到顆粒脂肪,但由于早期手術方式的不成熟,自體脂肪移植后的安全性和有效性不能得到保證,其臨床應用也再次受到限制。直到1995年,Coleman SR[7]對脂肪移植抽吸和注射技術進一步改良,通過此種方法制備的脂肪產物,即為Coleman脂肪,其術后的不良反應大大降低,存活率也得到了革命性的提高。其后經過臨床上不斷的對比校驗,Coleman脂肪制備與移植的技術,也逐漸成為自體脂肪移植過程中脂肪獲取及處理的金標準[8]。
  1.2 Coleman脂肪的制備與移植:Coleman脂肪的制備與移植可從抽吸脂肪、分離純化脂肪和注射移植方面分為三個過程[9]。①抽吸脂肪:使用2%利多卡因20 ml+0.1%腎上腺素0.25 ml+0.9%生理鹽水500 ml混合,制成腫脹液,并將腫脹液注射于采脂區域,使用3 mm吸脂針連接一次性注射器,抽拉至10 ml刻度并固定保持其負壓,抽吸方式由深至淺層呈扇形反復抽吸;②分離純化脂肪:將收集到的脂肪顆粒靜置10~15 min后離心,推薦轉速3 000 r/min(1 200×g),離心3 min,脂肪組織經離心后分三層,上層為油脂,下層為血液、組織液、筋膜組織等,中層即為Coleman脂肪,用于脂肪移植;③注射移植:于填充部位的穿刺點實施點狀麻醉,將裝有之前備好的Coleman脂肪注射器與脂肪注射專用針頭連接,進行多層次、多通道注射。該過程有以下幾個要點:①以低負壓抽吸獲取脂肪;②離心純化處理;③立體多通道注射[10]。

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  1.3 Coleman脂肪制備技術的研究創新:自Coleman脂肪理論建立后,眾多醫師和學者在傳統Coleman脂肪制備技術的基礎上對脂肪獲取、離心處理及注射等方面的操作進行不斷地研究改進,以期獲得更好的移植效果。Ullmann[11]等研究發現人體大腿內、外側的脂肪組織移植后能夠顯著提高脂肪組織的存活率。Gonzalez[12]發現抽脂時利用10 ml注射器連接2 mm針頭比利用60 ml注射器連接3 mm針頭得到的脂肪更加有活力。Yoshimura團隊通過對比不同離心力對脂肪移植物的影響做了大量研究,得出離心法確實能起到濃縮脂肪混懸物的作用,同時建議1 200 g的離心力可作為脂肪純化中較好的離心速[13]。Piasecki[14]等通過實驗得出1 000 r/min為最佳離心速率,離心時間為3 min時,活性脂肪細胞的數量和純度最高。Erdim等[15]研究發現通過增大抽吸針口徑能減少剪切力對脂肪組織的損傷。Ozsoy等[16]比較了1.6 mm、2 mm及4 mm三種不同直徑的Coleman注脂針在脂肪移植后的細胞活力,發現與較小直徑注射針相比,應用4 mm注射針可顯著增加脂肪細胞活力。Xie等[17]提出了3L和3M原t,即低速、低壓、低容量注射及多層次、多平面、多點注射法。
  1.4 Coleman脂肪的不足:即便在Coleman脂肪的制備與移植過程上做了相應的改進,但根據長期的隨訪觀察,移植脂肪仍面臨著移植物再吸收,纖維組織替代和油脂囊腫形成等諸多并發癥。同時,移植脂肪的相對較差的缺氧耐受能力,并不穩定的成活率,也降低患者對療效的滿意程度。因此,如何提高移植脂肪的術后成活率是現階段自體脂肪移植術是否成功的關鍵,然而在這些促進脂肪存活的方法中,目前尚未有一種公認最佳的解決方案能夠完全避免移植物的壞死。研究表明,在自體脂肪移植的早期,由于移植脂肪和受區之間血供關系尚未建立,營養供應只能靠周圍組織液的浸潤和滲透來維持,但這種供應的距離卻極為有限,只有150~200μm,超過該距離就需要生成新的血管來提供營養[18]。而自發的血管生成速度卻非常緩慢,Peer等[19]研究發現,脂肪游離移植后其所含脂肪細胞耐受缺血的最長期限只有4 d,一旦移植脂肪處于缺血缺氧的狀態時間過長,那么移植脂肪中央區就會產生壞死、液化,繼而被巨噬細胞清除,發生纖維囊性變,直至被纖維結締組織取代。由此我們可以得出,在自體脂肪移植的早期,及時、充分的血供關系的建立,對于移植脂肪的存活來說至關重要。
  2 細胞輔助脂肪移植技術
  2.1 細胞輔助脂肪移植技術:2001年,Zuk[20]等第一次在脂肪組織中找到間充質干細胞,稱為脂肪來源干細胞(Adipose-derived stem cells,ADSCs)。經研究發現,ADSCs和骨髓來源間充質干細胞一樣,擁有自我復制更新和多向分化能力,ADSCs通過分化成脂肪細胞或血管內皮細胞,釋放促血管生成生長因子,主要發揮著脂肪再生和血管生成的作用。同時ADSCs還有旁分泌功能,可分泌多種生長因子[21]。相對于骨髓基質來源干細胞,ADSCs被認為是作為細胞輔助脂肪移植的最佳選擇[22]。2009年,Yoshimura[23]等將包含有ADSCs的血管基質片段(Stromal vascular fraction,SVF)混合脂肪一起移植,結果發現細胞輔助移植比單純脂肪移植存活率更高,于是在ADSCs的基礎上發明了細胞輔助脂肪移植技術(Cell-assistant lipotransfer,CAL)。CAL技術的核心是利用提純的含有ADSCs的基質血管成分SVF與顆粒脂肪組織混合移植進行軟組織填充,旨在降低移植組織的吸收率、維持移植后體積及減少并發癥。此外,有研究也表明ADSCs混合脂肪移植可促進再血管化,從而提高移植脂肪的存活率[24]。Zhu[25]等在人脂肪顆粒中混入SVF成分,移植到裸鼠背部皮下,發現在移植14 d后,其紋理、光澤及明顯血管網上均優于單純脂肪顆粒移植組,而且脂肪成活量明顯增多,壞死和炎癥反應也更少。付冰川[26]等將SVF成分與等體積的脂肪顆粒細胞混勻注射到兔腰背筋膜區皮下,采用Dil體內示蹤標記技術隨訪觀察,結果顯示在術后6個月,混合組的脂肪體積和重量均比單純脂肪顆粒移植組大,血管密度、成活脂肪細胞數量也明顯增多,而液化壞死、纖維增生相對較少。蘇鈺[27]等對43例面部軟組織凹陷患者采用CAL技術進行治療,結果顯示,相較于單純采用脂肪顆粒移植治療,CAL技術提高了患者的自體脂肪顆粒存活率,面部損傷更小,術后并發癥更少,填充效果也更加明顯。
  2.2 細胞輔助脂肪移植技術的缺陷與不足:盡管CAL促進脂肪移植效果已經得到了證實,但CAL技術的詳細步驟目前尚無統一標準,特別是制備SVF部分,由于SVF的分離在提取過程中需使用膠原酶,其操作繁瑣、花費昂貴,殘余的蛋白酶還可能引起機體免疫排斥,增加了其安全風險,限制了其在臨床的應用[28]。而CAL技術的核心正是SVF的獲取環節,如何降低該過程并發癥的發生率及保證SVF的品質仍是需要努力的方向。同時現階段CAL的研究多在試管或動物模型上進行,臨床CAL研究仍處于初級階段。Grabin等[29]甚至認為CAL技術較傳統的脂肪移植效果并無明顯優勢,且在安全性方面值得考慮。不過這種細胞輔助脂肪移植方式為我們探究脂肪成分輔助Coleman脂肪移植提供了思路。
  3 納米脂肪輔助Coleman脂肪移植
  3.1 納米脂肪:2013年,比利時醫師Tonnard等[30]提出了納米脂肪(Nanofat)的概念。與傳統的脂肪移植不同,Nanofat是將脂肪組織進行反復機械性乳化過濾后獲得的產物,作為非結構脂肪,能達到用27G細針頭做更加精細化的移植注射。當然,Nanofat并非等同于納米技術,其經過機械乳糜化的脂肪最終也只是達到微米級別。目前,Nanofat的具體成分還未明確,但研究表明,Nanofat中含有豐富的脂肪組織來源的ADSCs[30],其與顆粒脂肪中的ADSCs相比,具有同樣的增殖以及脂肪分化能力。此外,有研究還表明Nanofat包含大量的生物活性因子,能與ADSCs共同參與組織修復與再生[31]。近年來,Nanofat被廣泛應用于面頸部年輕化如改善皺紋、黑眼圈、填充面部凹陷等精細化治療中,甚至在瘢痕修復、難治性潰瘍、乳房再造等領域也有不錯的前景。

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  3.2 納米脂肪的制備:目前來說,Nanofat的制備方法還未達成統一。最初Nanofat的制備方法由Tonnard首先提出,也稱為經典Tonnard法,該法操作步驟為:①使用標準的脂肪抽吸裝置選擇供區進行負壓吸脂,吸脂管選擇直徑為3 mm的多口套管;②獲取的脂肪經生理鹽水漂洗,并通過無菌尼龍布過濾;③使用Luer-Lok連接器使脂肪在注射器間來回轉移多次,直至呈現出乳白色外觀;④再次用無菌尼龍布過濾脂肪液,流出物即為“Nanofat”[30]。在Tonnard法基礎上,不同學者通過研究又進行了不同的改進。Giuffrida 等[32]認為,Tonnard法在制備Nanofat的過程中會損失大量的ADSCs,提出省略最后一步,即乳化脂肪的過濾。Wei等[33]則通過3 min的對推過程獲取Nanofat。Gu等[34]在制得Nanofat后,再將其以3 000r/min的速度離心3 min,以去除油層和水分,進而得到濃縮Nanofat。
  3.3 高密度脂肪與Coleman脂肪:傳統Coleman技術離心后,可見注射器分三層,上層脂滴、下層腫液及血液,中間層即為離心濃縮后的Coleman脂肪,觀察該層,可見下1/4純化脂肪略致密發白,此即為高密度脂肪。張騰[35]等研究發現,單純移植Coleman方法提純的下層脂肪組織能夠提高脂肪移植成活率。
  3.4 納米脂肪輔助Coleman脂肪移植:研究表明,Nanofat除含有ADSCs外,還有大量破碎的脂肪細胞以及乳化的油脂,這些凋亡的脂肪細胞可以吸引巨噬細胞產生生長因子,刺激干細胞分化和組織再生,從而在損傷組織的修復中可發揮重要作用[36]。這為Nanofat在輔助脂肪移植的臨床應用中提供了參考。在面部年輕化中,陳元良[37]等對42例患者采用Nanofat結合自體高密度脂肪移植矯正淚槽溝凹陷,結果發現術后并發癥少,脂肪成活率高,患者滿意度高,一次移植基本上就達到矯正凹陷的效果。李聰[38]等研究表明,Nanofat聯合Coleman脂肪能有效填充眶周凹陷,并且同時改善暗沉,實現面部年輕化。殷東京[39]等研究也表明Nanofat結合高密度脂肪移植能明顯提高美容手術效果,提高手術安全性。在瘢痕改善中,Gu[34]等進行了一項前瞻性研究,對20例面部痤瘡瘢痕患者進行Nanofat結合自體高密度脂肪移植,結果發現瘢痕的顏色、質地均得到了改善。Giovanna等[40]對7例因聲帶瘢痕導致重度發音障礙的患者進行Nanofat聯合Coleman脂肪注射治療,經4~8個月隨訪,發現所有患者術后語音質量和感知吞咽能力均有改善。由于缺乏完整的脂肪細胞,與顆粒脂肪移植相比,Nanofat的體積效應顯然非常有限,但Nanofat的出現卻為我們提供了一種簡單制備SVF及ADSCs的技術。通過輔助Coleman脂肪聯合移植,不僅擴展了脂肪移植的治療范圍,也取得了更加顯著的移植效果。
  4 脂肪膠輔助Coleman脂肪
  4.1 脂肪膠:2016年,Yao[41]等研究發現,脂肪組織在經過離心和乳化兩種方法結合處理后,可以被最大限度的濃縮,并將這種方式處理得到的衍生物稱為脂肪基質外血管凝膠,即SVF-gel。研究表明,SVF-gel具有高濃縮的SVF成分,高濃度的ADSCs和血管內皮生長因子[42],這使得移植物在物理應激和缺氧損傷中表現出強大的再生潛力。同時SVF-gel是通過提純離心處理后的中小顆粒的脂肪團混合物,因此,相較于未經過處理的大脂肪團,小顆粒的SVF-gel更易存活,因為更小的移植物表面積體積比會導致更大的面積與血管床的接觸。多項研究也已證明SVF-gel移植后的遠期存活率遠遠高于普通脂肪移植,隨著研究的不斷深入,SVF-gel在面部年輕化上也發揮起越來越重要的作用。
  4.2 脂肪膠的制備:SVF-gel目前的制備標準來說相對統一,即在制備Coleman脂肪的基礎上,將Coleman脂肪置入兩個以內徑為2.4 mm魯爾連接器相連的10 ml注射器中,反復推注,推注速度保持恒定(10 ml/s),直至脂肪變成乳糜狀,使用NanoTransfer過濾器過濾掉粗大的結締組織。將第一次離心后的上層油滴0.5 ml加入到乳糜脂肪組織中,再次在注射器之間往復移動3~5次輕輕混合,直到在乳液內觀察到有絮凝物出現。將處理后的乳糜脂肪進行第二次高速離心,離心力2 000 g,離心3 min,離心后可見試劑分為三層,去除最底層液體及最上層油滴,剩下的中間層膠凍狀混合物即為SVF-gel[41]。
  4.3 脂肪膠輔助Coleman脂肪移植:雖然SVF-gel填充效果優于純脂肪移植,術后腫脹期短、存活率高、存活質地更好,但從獲取的脂肪組織到最終制成SVF-gel,最終只能獲得僅有原體積10%~15%的脂肪處理產物。對體態偏瘦患者,想要制備足夠的SVF-gel來滿足所需顯然不太現實。尤其在需求量大的整形修復領域或是脂肪移植隆胸等領域,使用純SVF-gel移植遠遠不足以滿足臨床需求。但考慮到SVF-gel體內具有高濃度的ADSCs和血管內皮生長因子,可以作為輔助Coleman脂肪發揮重要效果。焦大凱[43]等選取80例面部凹陷患者,對照組進行透明質酸鈉注射治療,研究組進行SVF-gel聯合Coleman脂肪移植,結果發現應用SVF-gel聯合Coleman脂肪移植組,其短期、遠期治療的效果均較高,術后并發癥發生率更低。周紹龍[44]等探究SVF-gel輔助Coleman脂肪移植與Coleman脂肪移植在隆乳術中的效果,結果發現,相較單純Coleman脂肪移植,SVF-gel輔助Coleman脂肪移植二次手術率更低,手術的滿意度較高,移植物內的SVF細胞濃度也明顯更高。侯崇超[45]等嘗試將SVF-gel聯合Coleman脂肪用于外生殖器的整形中,也取得了滿意的臨床效果。SVF-gel富含ADSCs,卻受制于提取量的不足,Coleman脂肪雖然能滿足體積所需,卻在移植早期,血供關系相較脆弱,而兩者的結合顯然為我們開辟了一條新思路,并且在填充凹陷治療中也取得了很好的療效。

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  5 小Y及展望
  近年來,隨著脂肪的衍生物在醫療美容和抗衰老領域的廣泛應用,逐漸發現其作用特點不僅適用于面部精細化填充和年輕化改善中,作為輔助脂肪移植的重要成分,也同樣發揮著巨大的潛能。與傳統酶消化法獲得富含ADSCs的SVF做法不同,不論是Nanofat還是SVF-gel,都是只經過機械乳糜化后獲得的脂肪產物,其制作方法在一定程度上代替了傳統脂肪來源干細胞提純和分離的步驟,相較SVF而言,步驟更為簡潔,操作也更為安全。Nanofat和SVF-gel由于其更細小的直徑,臨床上可用細針頭做精細移植注射,更可以通過其自身富含的ADSCs和生長因子,在輔助脂肪移植上,通過早期血管化的及時建立,從而大大提升脂肪移植的成功率和降低脂肪組織的高吸收率。現有研究已證實,Nanofat、SVF-gel均在臨床上對脂肪的輔助移植起到了關鍵作用,相較于傳統CAL技術而言,有更高的安全性及使用價值。但由于Nanofat,尤其是SVF-gel,作為近年來新生脂肪產物,在輔助移植方面,臨床案例相對較少,其機制仍需要更加深入的研究,需更多的樣本及數據支撐。
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  [收稿日期]2021-09-06
  本文引用格式:黃天彬,趙春苗,紀覃,等.脂肪衍生物輔助Coleman脂肪移植的研究現狀[J].中國美容醫學,2022,31(12):191-195.

nlc202301101633




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