游离脂肪移植研究进展

游离脂肪移植是常用的组织移植术之一。自Neuber[1]在1893年首次报道了游离脂肪移植在矫正面部缺陷中的应用以来,游离脂肪移植开始广泛应用于组织缺陷的填充,如面部凹陷、颞叶凹陷、鼻唇沟填充、面部皱纹、隆胸及重建等[2]。作为移植填充材料,自体脂肪具有来源丰富、取材容易、操作简单、充盈外形好、无排异反应等优点,但由于术后常出现脂肪细胞成活率低、吸收率高等问题,在一定程度上限制了其在临床中的应用。随着研究的深入及手术方法的改进,脂肪移植的成活率随之提高,其临床应用又有增多的趋势。目前对脂肪移植的研究不仅仅局限于整形外科,Madhusudana等[3]的研究表明脂肪移植对治疗糖尿病、动脉硬化症、脂肪肝等均有一定疗效,Murohara等[4]实验证明脂肪移植也可治疗缺血性疾病。本文就游离脂肪移植的研究进行综合回顾与总结如下。

1游离脂肪移植的理论与生物学研究

脂肪移植所提取的脂肪组织主要包括前脂肪细胞和成熟脂肪细胞,其中前脂肪细胞约占细胞总数的10%,由于其强大的增殖能力,对游离脂肪细胞的成活率起着重要的作用。相比之下,成熟的脂肪细胞在不同的环境中发生反应,继而出现吸收、死亡、去分化等结果[1]。直接影响了脂肪细胞的术后成活率,成为限制游离脂肪移植技术发展的主要因素。前脂肪细胞是一种多功能的间质干细胞,除了具有分化为脂肪细胞的能力外,还具有向肌肉细胞、软骨细胞和其他细胞分化的潜能。最近的研究表明脂肪细胞甚至可以分化为巨噬细胞和内皮细胞[5]。因此,前脂肪细胞具有成为组织工程材料的潜力。人类原代前脂肪细胞增殖能力低,并且在隔代培养中前脂肪细胞的分化潜力出现了快速的衰减[6]。这可能是脂肪移植后出现脂肪细胞成活率低的主要原因。

Bunnell等[7]研究指出,多种命名曾被用来描述这种利用消化酶从脂肪组织中提取出而又能整复的粘着细胞群,并且这种名称的混用导致了严重混乱。因此,国际脂肪实用科技协会通过会议将其命名为脂肪起源干细胞(Adipose-derived stem cells, ASCs)。在脂质的分化形成过程中,随着脂肪干细胞的增殖膨胀,部分细胞分化为前脂肪细胞,前脂肪细胞经历二次分化形成脂质,脂质累积形成脂滴。由此可知,前脂肪细胞是脂肪干细胞的分化产物,但脂肪干细胞与前脂肪细胞的区别仍需进一步研究。

脂肪干细胞不仅可以分化为脂肪细胞,还可以分化为骨细胞、软骨细胞、神经元、心肌细胞和肝细胞。此外,脂肪干细胞还可以转变为内皮细胞从而在体内修复神经损伤[8],促进血管、骨骼肌和心肌的再生。Zhang等[9]将凝胶制成支架,把凝胶支架植入裸鼠体内,并向其中注入脂肪干细胞,结果脂肪干细胞表现出了良好的生脂作用。这种凝胶制成的支架具有可降解性,凝胶降解后可成为移植细胞的传输媒介。此实验证明了脂肪干细胞的体外培养,然后植入体内凝胶支架中进行脂肪组织再生的可行性。在整形外科领域,脂肪干细胞可作为种子细胞促进脂肪的再生和重建。脂肪干细胞能够促进脂肪移植术后的血管生成,增强移植后脂肪的活性,保持移植脂肪组织原有的体积[1],因此所提取的脂肪中脂肪干细胞的含量对脂肪移植具有重要意义。Hauner[5]研究指出,脂肪细胞是一种多功能细胞,除了能够储存能量外,还具有强大的分泌功能。脂肪细胞不仅能够分泌缩氨酸和蛋白质,还可以分泌前列腺素、类固醇激素,甚至许多非蛋白质和低分子物质等,但部分脂肪细胞分泌物的临床功能还没有确定。

2自体脂肪移植的方法

2.1脂肪的提取部位:目前,脂肪组织的提取部位主要是臀部和腹部[2]。Kazuo等[8]对脂肪干细胞人体分布进行研究,测定尸体不同部位中脂肪干细胞的含量,腹部和背部的脂肪干细胞含量分别为(21.2±9.1)和(27.8±4.2)/HPF(10×40),明显高于其他部位。由于尸体同活体有所不同,其研究结果具有一定的局限性。目前,还没有关于活体取材进行脂肪干细胞含量测定的报道,但活体取材测定具有可行性,并且具有重要的临床指导意义。

2.2脂肪组织的提取方法:目前脂肪提取方法主要有抽吸法和切取法两种。Coleman[10]首先指出大多数脂肪移植手术中所用的脂肪是通过插管连接一个10ml注射器的方法获取的,使用10ml或60ml的注射器进行手动吸取脂肪与在537mmHg和643mmHg负压下吸取脂肪具有明显区别[11]。2mm的插管连接10ml的注射器低压抽脂与3mm的插管连接60ml的注射器相比,所抽取的脂肪细胞死亡数目减少,细胞活性增强。但是有研究将手工抽取和机械抽取进行对比,机械组在100mmHg的负压下使用4号Byron插管,手工组使用50ml注射器2mm Byron插管,结果两组所得的脂肪细胞活性基本相近并且均能生成新的脂肪细胞[12]。因此,两种方法存在差异的说法还没有得到证实。

离心法对脂肪细胞的影响一直存在争议,离心法可以增强脂肪细胞的分离,集中脂肪干细胞。关于离心对脂肪移植成活率的影响,不同的研究有不同的结论。Rose等[13]将6 000g离心3min组同静置组相比,脂肪细胞成活率无明显差异。Rohrich等[14]指出在25℃500g离心2min与不进行离心相比,脂肪细胞成活率无明显差异。Freshney[15]指出离心力保持在80～100g下,离心不会对脂肪细胞造成破坏。Smith等[16]通过建立实验组和对照组,实验组使用500g的离心力在25℃条件下离心2min,对照组不进行离心,结果表明对照组成活率较高。Yun 等[17]首次利用葡萄糖转运试验来研究离心法对移植脂肪细胞成活率的影响,证明随着离心速度的增加,移植脂肪成活率显著降低,并且指出运用葡萄糖转运试验评估移植脂肪成活率是一种非常有效和具有应用潜力的方法。切取法所得的脂肪具有塑形相对容易的优点,对眼球摘除后畸形综合征的整复具有较好的效果,因此在眼科的整形手术中有广泛的应用[18]。早期对脂肪切取法的研究指出,脂肪切取法相比脂肪吸取法所获取的脂肪细胞活性相对较低。但目前研究认为,脂肪切取法同脂肪抽吸法相比所获得的脂肪细胞活性并无显著差异。因此,脂肪切取法仍可作为获取游离脂肪组织的可靠手段,但切取的脂肪组织作整块移植时体积不宜过大以免影响成活率,通常移植物直径不超过1cm[1]。脂肪细胞提取后处理可提高脂肪细胞的成活率,刘嘉峰等[19]研究重组人VEGF基因对游离组织移植中的影响,实验结果证明VEGF能够丰富血管、改善缺血组织血供、提高组织成活率并降低组织吸收率。Karac等[20]研究纤维蛋白胶对脂肪移植成活率的影响,脂肪移植后,以注射纤维蛋白胶为实验组,以注射生理盐水为对照组,6个月后实验组和对照组的移植成活率分别为(79±4)%、(55±6)%,纤维蛋白胶在移植体内能够进行持续2周的串联,可促进纤维原细胞增殖以及局部VEGF和凝血酶的聚集,引发部分内皮细胞的有丝分裂,促进移植组织周围的神经血管再生,进而提高移植脂肪的成活率。Sung等[21]的研究证实以胰岛素和β纤维原细胞生长因子作为中间介质对移植脂肪进行处理能够提高移植脂肪成活率。

2.3移植脂肪的并发症及处理:脂肪移植术后可能出现感染、血肿、包块及脂肪液化等并发症[22],感染和血肿直接影响脂肪成活率,也是术后最常见的早期并发症之一。出现感染时,应对感染灶进行引流处理,清除移植组织,并使用抗生素;如出现血肿,应彻底清除凝血块及其中脂肪颗粒,止血包扎,并防治感染的发生。在进行大容量脂肪游离移植时,最易出现脂肪液化,尽早进行必要的冲洗和负压引流,并使用抗生素和局部加压包扎等治疗有助于避免出现硬结或包囊[22]。的脂肪移植术后常出现继发性的钙化和脂肪坏死并最终形成硬结或包囊,在影像学检查中常呈现模糊的阴影,体格检查也与乳腺肿瘤相似,造成诊断与鉴别诊断的困难,这也是目前人们关注的一个热点问题。脂肪移植后产生的硬结多在术后3～6个月内出现。患者可在脂肪移植术前进行超声检测,术后若出现包块,则进一步行红外线、超声及MRI等进行排查[23]。 Iblher等[24]报道了一例无炎症迹象的肿块,磁共振检查无法提供明确的诊断,最终术者通过直接切除肿块和包囊冲洗进行了确诊及治疗。因此,脂肪移植术后的脂肪坏死或包囊的形成需引起重视,做好术前的检查,发生时应注意与新生物作鉴别。

3脂肪移植的发展趋势

目前脂肪移植技术发展迅速,脂肪干细胞作为组织工程的种子细胞,具有多向分化潜能及分化方向可控性[25],在脂肪移植方面的研究仍需进一步深入,其中脂肪干细胞与脂肪前细胞的关系及对脂肪移植成活率的影响将是科研的重点方向。脂肪移植术后出现的肿块与癌症的鉴别,对临床诊断技术提出了更高的要求。不过,随着科学技术的发展及对并发症处理的逐步完善,脂肪移植技术的应用在整形外科领域将会有更好的发展前景。

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[收稿日期]2010-05-05 [修回日期]2010-06-23