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计算机图像技术在整形外科的应用
作者:鼓手     来源:本站整理     发布时间:2005-11-12 15:06:42

自体脂肪移植的基础研究与临床应用进展
    自体脂肪组织移植已有上百年的历史,由于其来源丰富、取材容易、操作简单、充盈外形好、无排异反应等优点,倍受整形美容外科医生的重视,曾被用于充填颜面部的凹陷畸形,如颜面萎缩、凹陷性瘢痕、眼脸下陷、鼻唇沟过深等,也被用于隆乳、隆颞和隆鼻等美容手术。但移植脂肪成活率较低极大地限制了其在临床的广泛应用。许多学者为了探索脂肪移植的成活机制、提高其成活率、改进其修复效果一直努力开展基础与临床方面的研究。近年来,随着脂肪抽吸术的广泛应用,抽吸出的游离脂肪组织由于取材容易,被广泛用于各种软组织的充填,又进一步促进了脂肪移植的基础研究工作,并有了一些新的进展,现将该领域的新进展综述如下:
  1.脂肪移植的组织形态学变化
  80年代许多学者都进行了脂肪移植的组织形态学变化的研究,研究发现:移植术后4~5天内,开始出现炎症反应,宿主的炎性细胞(包括分叶核白细胞、单核细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞等)渗出,移植体基质中的微血管内有丰富的红细胞堆积,白细胞不断渗出,异型肥大细胞增加。此时移植体基质中的内皮细胞及成纤维细胞没有改变。
    10天后,急性炎性反应最明显,基质中的微血管充血、扩张,宿主血管开始长入,嗜酸性粒细胞渗出增加,常可见异物巨细胞。14天左右,有脂肪沉积,出现坏死脂肪组织,部分脂肪小叶周围的脂肪细胞增生,其中包括前脂肪细胞(Preadipocyte)吸收脂质,体积逐渐增大。
    10~21天后,脂肪细胞进一步降解,脂肪存活率明显下降,呈慢性细胞型炎性反应,可观察到充满脂质的巨噬细胞,微囊增多,主要出现在脂肪缺失部位,微囊增多与脂肪存活成正比,移植体边缘血管间断出现。更多的前脂肪细胞逐渐成熟,体积增大,细胞基质中脂滴形成。
    术后30~60天,大量的脂肪细胞增生,前脂肪细胞分化为成熟脂肪细胞在2个月时达到最多,细胞基质中的小脂滴相互融合。
    100天后,纤维化达最大程度,遍布整个移植,脂肪细胞呈岛状,维持慢性炎性反应,巨噬细胞吞噬死亡的脂肪细胞,此时移植体主要由微囊和纤维组织组成,脂肪细胞散布其中。1~2年后,有正常的脂肪组织存在,并被纤维组织包绕。
    Stefan Langer等用活体荧光显微镜定量观察大鼠移植脂肪组织的功能性血管密度(FVD)来分析其血管生成。术后第一天,移植体周围即有血运,FVD为2±1cm/cm2,21天后达最大184±10cm/cm2,基本与周围宿主组织FVD相同,而移植体中央3天后开始有血管生成,并逐渐增多,21天后达139±10cm/cm2。
  2.脂肪移植的成活理论
    脂肪移植后的生存在认识上存在着两个学派。一种是1923年Neuhof提出的宿主细胞代替论,认为移植的脂肪细胞不会存活,而是由宿主间质细胞吞噬降解脂肪细胞所释放的脂质,变成新的脂肪组织。另一种是1956年由Peer提出的细胞存活理论,他们认为部分移植的脂肪细胞能够成活,待炎症细胞反应消退后,这些脂肪细胞最终能保留在移植体内。而宿主组织细胞仅起清除脂质及坏死的脂肪细胞的作用,并不能取代移植的脂肪细胞。这两种理论的关键,是植入的脂肪组织是否变成宿主的新脂肪细胞,或移植体中是否存在前脂肪细胞。随着研究的深入及前脂肪细胞理论的提出、发展,移植脂肪细胞存活论受到较多学者的支持。
  3.前脂肪细胞(Preadipocyte)理论
    前脂肪细胞也叫前体脂肪细胞(Adipocyte precursor cells)或脂肪细胞前质(Adipocyte Mecarser)。前脂肪细胞理论认为脂肪组织中含有一种类似成纤维细胞样的间充质细胞,称为前脂肪细胞,它的体积较小,为低分化细胞,对创伤和缺氧的耐受力比成熟脂肪细胞好。含有结缔组织基质的脂肪组织移植后,开始成熟脂肪细胞因缺氧和营养不足而坏死,或释放脂质,反分化成前脂肪细胞。当血供充足时,前脂肪细胞又吸收合成脂质,分化为成熟的脂肪细胞。前脂肪细胞理论提出来后,引起了许多学者的兴趣,使此理论研究不断深入。国外已建立了鼠的前脂肪细胞的细胞株,如3T3-L1、3T3-F442A、ob17系列等,1999年国内朱晓海等人报导了人的前脂肪细胞株。
   Yuksel等利用能生物降解的乳酸-乙醇酸共聚物/聚乙二醇(PLGA/PEG)微囊分别制成胰岛素、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)及胰岛素与IGF-1混合的缓释剂,并用空白PLGA/PEG微囊对照。将它们分别放入大鼠腹壁肌肉深筋膜内,来观察没有脂肪组织的区域,是否有非脂肪细胞的分化、增生而导致脂肪组织增生。结果4周后,前三组都可见明显的异位的脂肪组织岛状增生(直径0.5~2.0cm),但对照组没有。组织学观察脂肪细胞分散在纤维组织中,纤维组织与肌肉筋膜相连。作者认为出现脂肪组织异位增生的原因可能是:①腹壁肌肉筋膜内存在间充质干细胞,在刺激作用下分化成前脂肪细胞,前脂肪细胞再分化为成熟脂肪细胞;②在筋膜内已存在前脂肪细胞,在刺激的作用下分化为成熟脂肪细胞;③筋膜内的成纤维细胞亚类间变后,分化成前脂肪细胞,然后分化为成熟脂肪细胞。此实验深化了前体细胞理论,说明在生长因子等物质的作用下,前脂肪细胞分化,可以产生新的脂肪组织,这在整形外科领域展示了良好的应用前景。
   影响前脂肪细胞分化为成熟的脂肪细胞的因素很多,近年来关于这方面的研究较多,其中对前脂肪细胞分化有促进作用的主要有:胰岛素、糖皮质激素、一氧化氮(NO)、胰岛素样生长因子-1、O/E-1等。促甲状腺激素(TSH)能延长前脂肪细胞的寿命。对前脂肪细胞分化有抑制作用的主要有:共轭亚油酸(CLA)、Wnt10b、CHIR99021、IGF结合蛋白-Ⅰ(IGFBP-Ⅰ)、前脂肪细胞因子-Ⅰ(Pref-1/Dlk1)等。大黄素(Emodin)低浓度时对前脂肪细胞分化有促进作用,而高浓度时则有抑制作用。
    对人前脂肪细胞的生物学特性研究具有重要意义,它有力地支持脂肪移植的脂肪细胞存活理论。如果能找到能显著促进前脂肪细胞的药物,在脂肪移植的同时使用,使移植体的脂肪能有一定的生长以代偿被吸收的部分,则有望提高脂肪移植的成活率。同时肥胖症不仅表现为脂肪体积的增大,也表现为脂肪细胞数目的增加,所以可能通过抑制或阻断前脂肪细胞增殖和分化的药物来治疗肥胖症。
  4.影响移植脂肪组织成活的因素
    影响脂肪移植成活的因素很多,主要因素有:①移植脂肪组织血液循环的重建;②移植脂肪组织的损伤;③移植数量与受区面积的影响;④受区血运及全身营养状况;⑤不同的取材方法,脂肪组织的处理及移植的方法;⑥感染等。
    Eppley等将大鼠的腹股沟脂肪移植到颈及颜面肌肉表面,来比较带蒂血管吻合的脂肪移植、游离大块脂肪、颗粒状脂肪三种不同脂肪移植方法移植后移植体的重量及组织形态变化,血管吻合脂肪移植术后平均存活率为95%,脂肪细胞形态完整,移植体中心没有坏死及巨噬细胞浸润,整个移植体中有明显的微血管化,血管蒂完整且血管分支广泛。大块脂肪移植体吸收20~30%,甚至高达70%,纤维化明显,表面有少量毛细血管,中心脂肪细胞崩解,内部结构消失。颗粒脂肪移植体内有结缔组织形成,在结缔组织中有许多毛细血管生成。此实验证明,带蒂脂肪移植的脂肪存活率明显比游离脂肪移植高,是与移植体内血液循环重建早有关;通过吸脂法将移植的脂肪变成颗粒状,不能减少术后脂肪的吸收。
    Konanas等观察新西兰白兔游离脂肪移植存活,其中块状脂肪移植存活约42.2% ,而抽吸的颗粒脂肪移植存活约31.6%,镜下见明显的纤维结缔组织形成,存活的脂肪细胞散布其中。
   Baran等利用新西兰白兔来观察脂肪小叶保存完好及脂肪小叶破坏的游离脂肪分别移植到血运不同的受区后脂肪吸收情况。结果受区血运丰富或脂肪小叶未被破坏的脂肪存活率明显高。
   Matsumoto等利用小鼠研究宿主的全身营养状况对脂肪移植存活率的影响。将两组用不同营养饲料喂养的小鼠分别接受游离脂肪移植,术后14天观察脂肪成活情况,发现高营养组的小鼠脂肪存活率及血浆中的胰岛素水平明显比低营养组高。
    Shoshani等将吸脂术吸出的脂肪组织保存在-18℃的冰箱中两周后经过解冻注射入裸鼠皮下,与刚吸出的脂肪即移植的对照,术后两组脂肪移植体不管体积、重量及组织学变化无明显差异。脂肪冷冻可以避免重复取材,但一般推荐保存时间不超过6个月。
  5.临床脂肪移植成活率
因为影响移植脂肪存活率的因素较复杂,脂肪移植手术方法有多种,动物实验及临床脂肪移植成活率也有区别,所以对临床脂肪移植的存活率的报道各家不尽相同。脂肪移植手术方法常用的有:①块状脂肪移植;②真皮脂肪移植;③颗粒状脂肪移植;④抽吸脂肪圆柱移植。
Chajchir等临床观察,脂肪注射移植术后10~12个月吸收率为30~60%。他们认为,脂肪注射临床应用时必须矫枉过正,过度矫正50%是必要的。有的学者提出,为了获得预期的整复效果,必要时可作重复注射,再次注射时,间隔以4~6周为宜。
    Pereira等在140例临床报告中将游离的脂肪注入下肢肌肉内,5年后存活率约80%,高存活率的原因可能是肌肉受区的血运丰富。
Hambley等在临床注射脂肪移植中,用大口径注射器皮下注射,3年后脂肪组织存活率约30~50%。Scarborough等在50例临床脂肪移植中,用注射器吸出的脂肪组织不经过冲洗,皮下注射纠正面部畸形,3年后至少50%脂肪组织存活。Gormley等在43例临床注射脂肪移植中,注射器吸出的脂肪组织用生理盐水冲洗,皮下注射,结果6个月后吸收率约75%,1年后脂肪存活率约22~40%。Pinski等在43例临床自体脂肪移植中采用吸脂机吸取脂肪,不用冲洗,皮下注射移植,12个月后的脂肪存活率约30~50%。Horl等在53例病人利用吸脂机采取脂肪,用林格氏液冲洗,面部皮下注射纠正畸形,吸出的脂肪组织学发现40%的脂肪细胞胞膜有缺损,3个月后脂肪吸收率49%,6~12个月后是55%。
Novaes等在40例临床自体脂肪移植中比较了注射器及吸脂机套管吸出的脂肪组织中的成活细胞分别为:15700/mm3、14000/ mm3,并发现移植体内残留的血液成份能加快脂肪细胞降解,证明吸脂机取材的脂肪组织中尚有大量的成活脂肪细胞。
汪良明等利用自体减肥抽吸的活性脂肪细胞经纯化后注射于乳房后层间隙内进行隆乳术,在1260个病例中,近期效果优良者占50%、中度者20%、差者占30%;125例远期随访效果,脂肪吸收率约36%,作者认为轻创伤脂肪颗粒并采用多层次分散均匀注射,防止过度集中堆积是有利于争取活性细胞成活和减少吸收的有效措施。
6.提高脂肪移植成活的方法
    脂肪移植的高吸收率是脂肪移植最大的障碍,也一直是脂肪移植研究的重点。早期的方法主要有:①减少脂肪颗粒,以增加移植体与宿主组织间的接触面积,使营养液容易渗入,且血管容易长入;②胰岛素外理移植体,因为胰岛素可以降低脂肪分解;③口服维生素E,它在脂肪代谢中起重要作用;④注意无菌创伤操作技术;⑤使用带蒂的脂肪组织移植。
近年来,随着分子生物学的进展,许多学者将生物活性物质应用于促进脂肪移植存活的研究。碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)有促进血管内皮细胞分裂和血管生成的作用机理,不少学者将其应用于脂肪移植的研究,并取得了很好的效果。Eppley在动物试验中将脂肪移植体与bFGF混匀后再移植,结果1年后移植体重量几乎保持不变,有大量的脂肪细胞存活。作者认为机制可能是:①bFGF促进血管生成,使移植脂肪血管化加速,增加了脂肪组织成活。②促进了前脂肪细胞的分化。
    国内廖天安等人以纤维蛋白作为缓释剂,研究bFGF对SD大鼠小颗粒状脂肪移植成活率的影响。并采用正交法设计,观察bFGF及缓释剂浓度与效应关系。结果术后3个月,移植物重量变化在差位级为98%,好位级为225%。后者基本与动物体重同步增长。脂肪生存及增殖与bFGF缓释剂浓度关系密切。在0.2g移植脂肪中加入bFGF1000U、2000U或4000U,以4000U效果最佳。缓释剂浓度1000mg/L,2000mg/L,或3000mg/L,以1000mg/L为佳。组织学观察各移植物均有被膜、纤维间隔。脂肪组织结构良好,细胞成熟。实验证明bFGF在以纤维蛋白为缓释剂条件下,对移植脂肪具有良好的促增殖作用。其效应具有浓度依赖关系。
    Yuksel等利用能生物降解的乳酸-乙醇酸共聚物/聚乙二醇(PLGA/PEG)微囊分别制成胰岛素、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、bFGF及其混合物的缓释剂,来研究其对大鼠游离脂肪移植成活率的影响。共分成7组即:未处理组、空白微囊组、胰岛素组、IGF-1组、bFGF组、胰岛素+IGF-1组、胰岛素+IGF-1+ bFGF组,术后12周,各组的成活率分别为:46.9%、25.3%、114.1%、111.0%、96.0%、103.4%、84.6%。实验说明胰岛素、IGF-1及bFGF的缓释剂均有促进移植体存活的作用。
    Ayhan等利用选择性β1阻滞剂作用于SD大鼠的游离脂肪移植,并分别以胰岛素和盐水组作对照,9个月后,试验组的脂肪存活率明显比两个对照组高。作者认为可能的原因是:①选择性β1阻滞剂通过阻滞脂肪细胞膜上的腺苷酸环化酶及抑制环磷腺苷来抑制脂肪细胞的脂解作用;②对前脂肪细胞的生物刺激作用。
    Har-Shai等提出一个提高脂肪移植存活率的综合方法:在15例临床研究中,将注射器抽吸的脂肪细胞经过缓和离心后,将飘浮脂肪细胞放入含有MCDB153、非甾体类激素、胰岛素、甲状腺素及生长激素等营养丰富的培养基中,再通过离心将细胞碎片、溶酶体、血液成份等去除,加入脂肪移植体约1/2体积的培养基混合后注射到缺损区的皮下组织,与常规方法对照,术后脂肪吸收明显降低,且远期效果好。
    7.结束语
自体脂肪移植作为整形外科一种常用的治疗方法,因移植体吸收率高,结果难以预测,严重地影响其广泛应用。随着前脂肪细胞理论研究的不断深入、分子生物学、生物工程等学科突飞猛进的发展,自体脂肪移植的成活率不断提高,并展示了良好的前景。
 
 
 
作者:易成刚 郭树忠

 

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