脂肪衍生物辅助Coleman脂肪移植

脂肪衍生物辅助Coleman脂肪移植[摘要]从自体脂肪移植技术开展至今，经历了从块状脂肪到颗粒脂肪，从Coleman脂肪到纳米脂肪（Nanofat）、脂肪胶（Stromalvascularfraction-gel，SVF-gel），从移植技术的不断改良到细胞辅助移植技术的出现，再到对细胞辅助脂肪移植技术的不断探索，虽然在基础研究和临床应用方面已经取得了不少成就和经验，但自体脂肪移植技术仍然处于一个发展和完善的阶段。本文就自体脂肪的衍生物辅助Coleman脂肪移植的研究现状进行综述。[关键词]自体脂肪移植；Coleman脂肪；纳米脂肪；脂肪胶；高密度脂肪近年恚自体脂肪移植已经在整形外科领域得到了广泛应用，尤其是随着Coleman脂肪的出现，使移植步骤逐渐标准化、系统化。但为了追求更好的移植效果，学者们对自体脂肪移植技术的探索从未停止。本文就自体脂肪的衍生物辅助Coleman脂肪移植的研究现状综述如下。1Coleman脂肪1.1Coleman脂肪的起源：1893年，德国整形医生GNeuber[1]首次利用前臂脂肪组织修复眶下凹陷粘连性瘢痕，开启了自体脂肪移植的先河。1889年，VanderMeulen等[2]将自体脂肪组织复合大网膜分散移植到人体内进行组织缺损修复。1909年，Lexer等[3]在修复治疗颌面部软组织萎缩中首次应用小块游离的脂肪块进行填充治疗。然而脂肪移植的开展却并不顺利，1956年，Peer[4]等经研究测出移植后脂肪组织的存活率仅为40%～50%，与此同时脂肪移植后的体积吸收问题和诸多并发症的发生，如液化、坏死等，也进一步使其临床应用受到限制。直到1977年，脂肪颗粒抽吸技术开始兴起，自体脂肪移植也再次受到关注。1983年，Illouz等[5]引入吸脂技术抽取脂肪，使脂肪移植得到进一步的发展。1985年，Fournier发明了用注射器抽吸获取脂肪的方法，用于脂肪注射，命名为“microlipoinjection”。1987年，Klein提出了肿胀法脂肪抽吸技术[6]。虽然已经从块状脂肪过渡到颗粒脂肪，但由于早期手术方式的不成熟，自体脂肪移植后的安全性和有效性不能得到保证，其临床应用也再次受到限制。直到1995年，ColemanSR[7]对脂肪移植抽吸和注射技术进一步改良，通过此种方法制备的脂肪产物，即为Coleman脂肪，其术后的不良反应大大降低，存活率也得到了革命性的提高。其后经过临床上不断的对比校验，Coleman脂肪制备与移植的技术，也逐渐成为自体脂肪移植过程中脂肪获取及处理的金标准[8]。1.2Coleman脂肪的制备与移植：Coleman脂肪的制备与移植可从抽吸脂肪、分离纯化脂肪和注射移植方面分为三个过程[9]。①抽吸脂肪：使用2%利多卡因20ml＋0.1%肾上腺素0.25ml+0.9%生理盐水500ml混合，制成肿胀液，并将肿胀液注射于采脂区域，使用3mm吸脂针连接一次性注射器，抽拉至10ml刻度并固定保持其负压，抽吸方式由深至浅层呈扇形反复抽吸；②分离纯化脂肪：将收集到的脂肪颗粒静置10～15min后离心，推荐转速3000r/min（1200×g），离心3min，脂肪组织经离心后分三层，上层为油脂，下层为血液、组织液、筋膜组织等，中层即为Coleman脂肪，用于脂肪移植；③注射移植：于填充部位的穿刺点实施点状麻醉，将装有之前备好的Coleman脂肪注射器与脂肪注射专用针头连接，进行多层次、多通道注射。该过程有以下几个要点：①以低负压抽吸获取脂肪；②离心纯化处理；③立体多通道注射[10]。1.3Coleman脂肪制备技术的研究创新：自Coleman脂肪理论建立后，众多医师和学者在传统Coleman脂肪制备技术的基础上对脂肪获取、离心处理及注射等方面的操作进行不断地研究改进，以期获得更好的移植效果。Ullmann[11]等研究发现人体大腿内、外侧的脂肪组织移植后能够显著提高脂肪组织的存活率。Gonzalez[12]发现抽脂时利用10ml注射器连接2mm针头比利用60ml注射器连接3mm针头得到的脂肪更加有活力。Yoshimura团队通过对比不同离心力对脂肪移植物的影响做了大量研究，得出离心法确实能起到浓缩脂肪混悬物的作用，同时建议1200g的离心力可作为脂肪纯化中较好的离心速[13]。Piasecki[14]等通过实验得出1000r／min为最佳离心速率，离心时间为3min时，活性脂肪细胞的数量和纯度最高。Erdim等[15]研究发现通过增大抽吸针口径能减少剪切力对脂肪组织的损伤。Ozsoy等[16]比较了1.6mm、2mm及4mm三种不同直径的Coleman注脂针在脂肪移植后的细胞活力，发现与较小直径注射针相比，应用4mm注射针可显着增加脂肪细胞活力。Xie等[17]提出了3L和3M原t，即低速、低压、低容量注射及多层次、多平面、多点注射法。1.4Coleman脂肪的不足：即便在Coleman脂肪的制备与移植过程上做了相应的改进，但根据长期的随访观察，移植脂肪仍面临着移植物再吸收，纤维组织替代和油脂囊肿形成等诸多并发症。同时，移植脂肪的相对较差的缺氧耐受能力，并不稳定的成活率，也降低患者对疗效的满意程度。因此，如何提高移植脂肪的术后成活率是现阶段自体脂肪移植术是否成功的关键，然而在这些促进脂肪存活的方法中，目前尚未有一种公认最佳的解决方案能够完全避免移植物的坏死。研究表明，在自体脂肪移植的早期，由于移植脂肪和受区之间血供关系尚未建立，营养供应只能靠周围组织液的浸润和渗透来维持，但这种供应的距离却极为有限，只有150～200μm，超过该距离就需要生成新的血管来提供营养[18]。而自发的血管生成速度却非常缓慢，Peer等[19]研究发现，脂肪游离移植后其所含脂肪细胞耐受缺血的最长期限只有4d，一旦移植脂肪处于缺血缺氧的状态时间过长，那么移植脂肪中央区就会产生坏死、液化，继而被巨噬细胞清除，发生纤维囊性变，直至被纤维结缔组织取代。由此我们可以得出，在自体脂肪移植的早期，及时、充分的血供关系的建立，对于移植脂肪的存活来说至关重要。2细胞辅助脂肪移植技术2.1细胞辅助脂肪移植技术：2001年，Zuk[20]等第一次在脂肪组织中找到间充质干细胞，称为脂肪来源干细胞（Adipose-derivedstemcells，ADSCs）。经研究发现，ADSCs和骨髓来源间充质干细胞一样，拥有自我复制更新和多向分化能力，ADSCs通过分化成脂肪细胞或血管内皮细胞，释放促血管生成生长因子，主要发挥着脂肪再生和血管生成的作用。同时ADSCs还有旁分泌功能，可分泌多种生长因子[21]。相对于骨髓基质来源干细胞，ADSCs被认为是作为细胞辅助脂肪移植的最佳选择[22]。2009年，Yoshimura[23]等将包含有ADSCs的血管基质片段（Stromalvascularfraction，SVF）混合脂肪一起移植，结果发现细胞辅助移植比单纯脂肪移植存活率更高，于是在ADSCs的基础上发明了细胞辅助脂肪移植技术（Cell-assistantlipotransfer，CAL）。CAL技术的核心是利用提纯的含有ADSCs的基质血管成分SVF与颗粒脂肪组织混合移植进行软组织填充，旨在降低移植组织的吸收率、维持移植后体积及减少并发症。此外，有研究也表明ADSCs混合脂肪移植可促进再血管化，从而提高移植脂肪的存活率[24]。Zhu[25]等在人脂肪颗粒中混入SVF成分，移植到裸鼠背部皮下，发现在移植14d后，其纹理、光泽及明显血管网上均优于单纯脂肪颗粒移植组，而且脂肪成活量明显增多，坏死和炎症反应也更少。付冰川[26]等将SVF成分与等体积的脂肪颗粒细胞混匀注射到兔腰背筋膜区皮下，采用Dil体内示踪标记技术随访观察，结果显示在术后6个月，混合组的脂肪体积和重量均比单纯脂肪颗粒移植组大，血管密度、成活脂肪细胞数量也明显增多，而液化坏死、纤维增生相对较少。苏钰[27]等对43例面部软组织凹陷患者采用CAL技术进行治疗，结果显示，相较于单纯采用脂肪颗粒移植治疗，CAL技术提高了患者的自体脂肪颗粒存活率，面部损伤更小，术后并发症更少，填充效果也更加明显。2.2细胞辅助脂肪移植技术的缺陷与不足：尽管CAL促进脂肪移植效果已经得到了证实，但CAL技术的详细步骤目前尚无统一标准，特别是制备SVF部分，由于SVF的分离在提取过程中需使用胶原酶，其操作繁琐、花费昂贵，残余的蛋白酶还可能引起机体免疫排斥，增加了其安全风险，限制了其在临床的应用[28]。而CAL技术的核心正是SVF的获取环节，如何降低该过程并发症的发生率及保证SVF的品质仍是需要努力的方向。同时现阶段CAL的研究多在试管或动物模型上进行，临床CAL研究仍处于初级阶段。Grabin等[29]甚至认为CAL技术较传统的脂肪移植效果并无明显优势，且在安全性方面值得考虑。不过这种细胞辅助脂肪移植方式为我们探究脂肪成分辅助Coleman脂肪移植提供了思路。3纳米脂肪辅助Coleman脂肪移植3.1纳米脂肪：2013年，比利时医师Tonnard等[30]提出了纳米脂肪（Nanofat）的概念。与传统的脂肪移植不同，Nanofat是将脂肪组织进行反复机械性乳化过滤后获得的产物，作为非结构脂肪，能达到用27G细针头做更加精细化的移植注射。当然，Nanofat并非等同于纳米技术，其经过机械乳糜化的脂肪最终也只是达到微米级别。目前，Nanofat的具体成分还未明确，但研究表明，Nanofat中含有丰富的脂肪组织来源的ADSCs[30]，其与颗粒脂肪中的ADSCs相比，具有同样的增殖以及脂肪分化能力。此外，有研究还表明Nanofat包含大量的生物活性因子，能与ADSCs共同参与组织修复与再生[31]。近年来，Nanofat被广泛应用于面颈部年轻化如改善皱纹、黑眼圈、填充面部凹陷等精细化治疗中，甚至在瘢痕修复、难治性溃疡、乳房再造等领域也有不错的前景。3.2纳米脂肪的制备：目前来说，Nanofat的制备方法还未达成统一。最初Nanofat的制备方法由Tonnard首先提出，也称为经典Tonnard法，该法操作步骤为：①使用标准的脂肪抽吸装置选择供区进行负压吸脂，吸脂管选择直径为3mm的多口套管；②获取的脂肪经生理盐水漂洗，并通过无菌尼龙布过滤；③使用Luer-Lok连接器使脂肪在注射器间来回转移多次，直至呈现出乳白色外观；④再次用无菌尼龙布过滤脂肪液，流出物即为“Nanofat”[30]。在Tonnard法基础上，不同学者通过研究又进行了不同的改进。Giuffrida等[32]认为，Tonnard法在制备Nanofat的过程中会损失大量的ADSCs，提出省略最后一步，即乳化脂肪的过滤。Wei等[33]则通过3min的对推过程获取Nanofat。Gu等[34]在制得Nanofat后，再将其以3000r/min的速度离心3min，以去除油层和水分，进而得到浓缩Nanofat。3.3高密度脂肪与Coleman脂肪：传统Coleman技术离心后，可见注射器分三层，上层脂滴、下层肿液及血液，中间层即为离心浓缩后的Coleman脂肪，观察该层，可见下1/4纯化脂肪略致密发白，此即为高密度脂肪。张腾[35]等研究发现，单纯移植Coleman方法提纯的下层脂肪组织能够提高脂肪移植成活率。3.4纳米脂肪辅助Coleman脂肪移植：研究表明，Nanofat除含有ADSCs外，还有大量破碎的脂肪细胞以及乳化的油脂，这些凋亡的脂肪细胞可以吸引巨噬细胞产生生长因子，刺激干细胞分化和组织再生，从而在损伤组织的修复中可发挥重要作用[36]。这为Nanofat在辅助脂肪移植的临床应用中提供了参考。在面部年轻化中，陈元良[37]等对42例患者采用Nanofat结合自体高密度脂肪移植矫正泪槽沟凹陷，结果发现术后并发症少，脂肪成活率高，患者满意度高，一次移植基本上就达到矫正凹陷的效果。李聪[38]等研究表明，Nanofat联合Coleman脂肪能有效填充眶周凹陷，并且同时改善暗沉，实现面部年轻化。殷东京[39]等研究也表明Nanofat结合高密度脂肪移植能明显提高美容手术效果，提高手术安全性。在瘢痕改善中，Gu[34]等进行了一项前瞻性研究，对20例面部痤疮瘢痕患者进行Nanofat结合自体高密度脂肪移植，结果发现瘢痕的颜色、质地均得到了改善。Giovanna等[40]对7例因声带瘢痕导致重度发音障碍的患者进行Nanofat联合Coleman脂肪注射治疗，经4～8个月随访，发现所有患者术后语音质量和感知吞咽能力均有改善。由于缺乏完整的脂肪细胞，与颗粒脂肪移植相比，Nanofat的体积效应显然非常有限，但Nanofat的出现却为我们提供了一种简单制备SVF及ADSCs的技术。通过辅助Coleman脂肪联合移植，不仅扩展了脂肪移植的治疗范围，也取得了更加显著的移植效果。4脂肪胶辅助Coleman脂肪4.1脂肪胶：2016年，Yao[41]等研究发现，脂肪组织在经过离心和乳化两种方法结合处理后，可以被最大限度的浓缩，并将这种方式处理得到的衍生物称为脂肪基质外血管凝胶，即SVF-gel。研究表明，SVF-gel具有高浓缩的SVF成分，高浓度的ADSCs和血管内皮生长因子[42]，这使得移植物在物理应激和缺氧损伤中表现出强大的再生潜力。同时SVF-gel是通过提纯离心处理后的中小颗粒的脂肪团混合物，因此，相较于未经过处理的大脂肪团，小颗粒的SVF-gel更易存活，因为更小的移植物表面积体积比会导致更大的面积与血管床的接触。多项研究也已证明SVF-gel移植后的远期存活率远远高于普通脂肪移植，随着研究的不断深入，SVF-gel在面部年轻化上也发挥起越来越重要的作用。4.2脂肪胶的制备：SVF-gel目前的制备标准来说相对统一，即在制备Coleman脂肪的基础上，将Coleman脂肪置入两个以内径为2.4mm鲁尔连接器相连的10ml注射器中，反复推注，推注速度保持恒定（10ml/s），直至脂肪变成乳糜状，使用NanoTransfer过滤器过滤掉粗大的结缔组织。将第一次离心后的上层油滴0.5ml加入到乳糜脂肪组织中，再次在注射器之间往复移动3～5次轻轻混合，直到在乳液内观察到有絮凝物出现。将处理后的乳糜脂肪进行第二次高速离心，离心力2000g，离心3min，离心后可见试剂分为三层，去除最底层液体及最上层油滴，剩下的中间层胶冻状混合物即为SVF-gel[41]。4.3脂肪胶辅助Coleman脂肪移植：虽然SVF-gel填充效果优于纯脂肪移植，术后肿胀期短、存活率高、存活质地更好，但从获取的脂肪组织到最终制成SVF-gel，最终只能获得仅有原体积10%～15%的脂肪处理产物。对体态偏瘦患者，想要制备足够的SVF-gel来满足所需显然不太现实。尤其在需求量大的整形修复领域或是脂肪移植隆胸等领域，使用纯SVF-gel移植远远不足以满足临床需求。但考虑到SVF-gel体内具有高浓度的ADSCs和血管内皮生长因子，可以作为辅助Coleman脂肪发挥重要效果。焦大凯[43]等选取80例面部凹陷患者，对照组进行透明质酸钠注射治疗，研究组进行SVF-gel联合Coleman脂肪移植，结果发现应用SVF-gel联合Coleman脂肪移植组，其短期、远期治疗的效果均较高，术后并发症发生率更低。周绍龙[44]等探究SVF-gel辅助Coleman脂肪移植与Co