提高脂肪移植存活成功率的研究进展

柳丛 李云霞 叶媛 邹敬江 胡葵葵

[摘要]近年来，随着自体脂肪移植技术的发展，越来越多的自体脂肪移植应用于整形和重建手术中。其主要优点在于脂肪组织具有丰富的再生多潜能细胞，且来源丰富，手术操作简单，创伤小。因此，被认为是一种理想的填充物。然而不同的采集、加工和再注入脂肪细胞的技术都影响着移植的存活率，本文就当前提高脂肪移植存活率的现有研究展开综述，以便于探索新的方法来改善脂肪组织移植的临床效果。

[关键词]脂肪移植；存活率；基质血管组分（SVF）；SVF-gel

[中图分类号]R622+.9 [文献标志码]A [文章编号]1008-6455（2018）10-0155-04

Abstract： In recent years， with the development of autologous fat transplantation technology， more and more autologous fat transplantation is used in plastic and reconstructive surgery. Its main advantages are that adipose tissue has abundant regenerative pluripotent cells， abundant sources， simple operation and less trauma， so it is considered as an ideal filler. However， different techniques of collecting， processing and reinjecting adipocytes affect the survival rate of transplantation. Therefore， this article reviews the current research on improving the survival rate of fat transplantation in order to explore new methods to improve the clinical effect of fat tissue transplantation.

Key words： fat transplantation； survival rate； stromal vascular fraction（SVF）； SVF-gel

在整形和重建手术中，脂肪组织作为理想的软组织填充材料而得到广泛研究与关注。然而，在现有医学文献中，脂肪移植后的吸收率差异很大，从25%到80%不等[1]。颗粒脂肪移植前后的处理极大地影响着其存活率。目前认为，促进移植物的血运重建及脂肪源性干细胞分化成成熟脂肪细胞是提高存活率的关键。因此，笔者就提高脂肪移植存活率的临床操作各步骤进行综述。

1 脂肪的获取部位与移植

深层部位抽脂更为理想，可避免脂肪组织在抽吸后皮肤出现凹凸不平的现象。Khouri等[2]认为，应首选抽脂后体积变化最小的部位作为供区。研究发现，大腿部脂肪组织蛋白酶活性最高，大腿及臀部的脂肪细胞体积较大、产脂能力较强，脂肪源性干细胞在大腿内侧及下腹部的浓度较高[3]。故临床上常经腹部、臀部、腰部和股外侧等部位获取脂肪。不同的获取方法影响脂肪细胞的完整性，多数研究显示大直径低压吸引抽脂可能有利于提高移植成功率[4-5]。目前，临床上主要通过注射法进行脂肪移植。Kato等[6]发现除了移植边缘以下深度为100～300μm的脂肪细胞存活外，其他脂肪细胞在移植1周时被证实死亡。大约近血管边缘1.5mm处的移植脂肪才能从血浆中获取营养，而新生血管的形成需要5d，因而，在新生血管形成之前，移植脂肪通过组织液及血浆来获取营养显得尤为重要，为增加存活细胞的数量，大多支持采用多点、多层次的注射方法，每点不能大于3mm。近年来提出的单细胞移植理念，提高了脂肪细胞与组织液的接触，有利于移植物获取营养，从而提高移植存活率。

2 颗粒脂肪的处理

100多年前，利用自体大块脂肪组织进行移植后，有25%可能出现液化坏死等严重的并发症，甚至出现钙化以及囊肿形成，故其临床应用受到限制[7]。1986年，Illouz[8] 提出运用颗粒脂肪移植代替大块的脂肪移植，以提高存活率。

2.1 Coleman脂肪：1994年，Coleman首次将脂肪组织进行负压抽吸，以3 000r/min离心3min，分三层，中间层为颗粒脂肪，称Coleman脂肪[9]。Pu等将经Coleman技术处理的脂肪与用传统吸脂机抽吸的颗粒脂肪（500r/min离心10 min）进行对比，认为Coleman技术利用小负压状态下获取的脂肪细胞活性更强[10]。国际上所认可的Coleman技术，在进行脂肪组织移植物获取的过程中，可作为首选方法。

2.2 细胞辅助脂肪移植：隨着研究的进展，2001年，ZuK等[11]在脂肪组织提取物中发现具有多向分化能力的细胞群。2004年，正式命名为脂肪源性干细胞（adipose-derived stem cells，ASCs）。ZuK等证明从脂肪组织中分离出来的ASCs可以分化为骨细胞、脂肪细胞、软骨，具有多项分化潜能，此后，ASCs成了研究热点。2009年，吉村浩太郎提出细胞辅助脂肪移植技术（Cell-Assisted Lipotransfer，CAL技术），即利用胶原酶消化脂肪组织所得的多细胞混合物基质血管组分（Stromal Vascular Fraction，SVF）与脂肪细胞混合后再进行移植[12]。孙凯等[13]的研究显示SVF可提高移植存活率，面部填充一次注射可成型。SVF移植后的再生作用，不仅仅依靠ASCs，其包含的平滑肌细胞、周细胞、内皮细胞（ECs）、免疫细胞和其他未表征的细胞也与其再生性能有关[14-16]。SVF主要是通过促进血管生成、免疫调节及分泌细胞外基质发挥作用。在治疗烧伤、皮肤辐射损伤、多发性硬化和糖尿病等疾病时显示出更好的临床效果[17-19]。周细胞和内皮细胞可直接促进血管再生[20]，间充质干细胞通过旁分泌作用分泌血管内皮生长因子VEGF、肝细胞生长因子HGF和转化生长因子-β（TGF-β）等，促进血管再生[21-22]，单核/巨噬细胞调节免疫[23]。因此，SVF所具有独特的异质细胞群，可能是实验研究中能得到更好治疗结果的关键所在。SVF比ADSCs的获取更方便且无须经体外培养，避免了细胞污染，因此，与培养ADSCs相比，SVF在美容外科的应用前景更可观。然而胶原酶属外源性物质，其使用饱含风险及争议性。Peltoniemi等[24]认为经过酶消化和制备时间过长可能使干细胞失去再生潜能，从而影响移植成功率。处于游离状态的SVF细胞和ASCs易受免疫系统的攻击而清除消灭。值得注意的是，有文献表明ASCs存在显著的促癌作用[25]。这些因素对SVF细胞治疗的应用产生了限制，因此更有价值的技术也逐渐产生。

2.3 纳米脂肪：2013年，Tonnard等[26]首次报道了纳米移植技术，是脂肪移植技术层面上的飞跃。其技术核心是通过将Coleman脂肪通过流体剪切力作用得到高密度的ASCs[（1.9±0.2）×105个细胞/ml]和丰富的内皮细胞[（7.7±2.4）×104个细胞/ml]，干细胞含量呈纳米级，即为纳米脂肪。研究者发现，通过机械加工后，成熟脂肪细胞几乎被破坏，而产物中的间充质干细胞浓度与机械力強度呈正比[27-29]。其中，Banyard等[30]通过对脂肪细胞进行机械处理后，证实压力诱导的纳米脂肪中与间充质干细胞活性相关的标志物CD34，CD13，CD73和CD146显著增加，内皮祖细胞的比例也增高。这充分说明了在机械力作用下获得的纳米脂肪，其内皮细胞有向祖系分化趋势，从而促进了成熟脂肪细胞的再生。此外，纳米脂肪与SVF相比，纳米脂肪不需要使用胶原酶，其安全性更高，且该技术所产生的纳米脂肪可以通过更细的针孔（27规），故可运用于更浅表的部位注射，以改善面部皱纹等精致地区。纳米脂肪更细腻，细胞血供丰富，有助于提高存活率。

2.4 ECM/SVF-gel：纳米脂肪中成熟脂肪细胞被破坏后释放出大量油滴，鲁峰教授带领的脂肪团队通过在纳米处理后的脂肪组织乳化液中添加0.5ml的油，得到更高浓度的SVF细胞和原生脂肪细胞外基质（ECM）混合物，即为ECM/SVF-gel[31]。因为油是激活絮凝的凝结剂，降低了带电粒子的稳定性，使得乳化液与油进一步分离开来。在裸鼠体内实验中将SVF细胞混悬液及SVF/ECM-gel对创面修复能力进行比较，证明SVF细胞和ECM/SVF-gel都可以加速组织修复，增强创面愈合。且ECM/SVF-gel与SVF混悬液相比，血管活性更强，治疗效果更好。研究还发现，与单独的SVF细胞和ASC悬浮液相比，ECM/SVF-gel中仍保留了ECM的部分支架作用，维持细胞龛稳态，并保护重要细胞不易受到免疫细胞攻击。Zhang等将ECM/SVF-gel与Coleman脂肪移植到裸鼠体内，观察发现ECM/SVF-gel移植后90d的保留率（82±15）%显著高于标准Coleman脂肪（42±9）%，认为ECM碎片使炎性细胞更容易渗入移植物中，而迅速和足够的炎症反应是促进血管生成和组织再生的关键；巨噬细胞通过清除死细胞，使较少形成纤维化，为脂肪再生提供良好的环境[32]。Yao等[33]对接受SVF-gel移植的126例患者进行回顾性分析，面部外形均有改善，患者满意率高（SVF-gel组77.3%，常规组53.8%），二次手术率低（10.9%），且有抗皱和促进皮肤再生作用。因此，SVF-gel移植在面部重塑和年轻化方面可能优于传统脂肪移植的效果。

3 颗粒脂肪移植前的预处理

实验证明，通过对颗粒脂肪移植前的不同处理，如：脂肪内混入富血小板血浆（platelet rich plasma，PRP）和富血小板纤维蛋白（platelet-rich fibrin，PRF），添加单核/巨噬细胞M2型、诱导脂肪细胞缺氧以及Brava辅助移植技术等的应用，均对提高移植后脂肪保留率具有重要意义。

3.1 PRP和PRF：PRP在重建、再生修复及美容手术等领域的运用越来越广泛，认为可促进骨、软骨再生，伤口、皮肤、肌腱等的愈合。通过将静脉血离心后取中间富含血小板的部分获得，其血小板数目比全血中高3倍以上[34]。血小板被凝血酶或钙等因素激活时，可分泌大量生长因子，是生长因子的天然来源。Nakamura等[34]在脂肪移植物中加入PRP后，发现移植物存活率显著提高，并认为添加20%的PRP为最佳，PRP组在30d内的毛细血管比未加PRP的对照组明显增多，认为PRP有提高血管生成的能力。Hersan等[35]认为氯化钙激活后的PRP比未激活的LPRP对脂肪移植结果更有利。盖红宇将PRP与移植脂肪联合使用进行面部脂肪移植，可提高移植存活率[36]。

2006年，Dohan等[37]制备了PRF，其制作方法是通过将外周血离心后，取中间层而直接获得，无需抗凝剂，与PRP相比制备更简便，包含约97%的血小板，以及50%的白细胞。未添加抗凝剂，降低了移植后免疫排斥的风险。PRF中富含血小板，因其还含有白细胞，可能有更好的免疫学价值，通过释放白细胞介素1B、白细胞介素4、肿瘤坏死因子等细胞因子，促进伤口愈合，限制炎症反应[38]。PRF中的纤维蛋白形成的网状结构具有聚集作用，延缓生长因子释放，使其作用时间更长[39]。Al-Chalabi等将脂肪与PRF混合后，注入面部自体肌肉组织，肌肉层中可形成丰富的血管丛，能显著改善面部轮廓[40]。Xu等[41]将人类乳腺脂肪干细胞（HBASCs）与G-Rg1或PRF联合运用后，对HBASCs的增殖、分化和再生的促进作用均有显著效果。

3.2 缺氧：ASCs能促进脂肪组织移植物进行再血管化，可在缺血缺氧的环境中存活，并增殖、分化成脂肪细胞。脂肪组织中的细胞通常处于低氧压力下（2%～8%）[42]。有研究显示，低氧环境可通过基因水平表达调控血管内皮生长因子，促红细胞生成素，血管生成素和血小板衍生生长因子的分泌，可激活缺氧诱导转录因子（HIFs），从而调控血管的生成，血管的再生对脂肪移植的存活至关重要[42]。有研究显示，低氧促进细胞增殖，有利于维持干细胞的多能性，促进分化[43]。Costa等[44]建立的小鼠后肢缺血模型，通过培养21%（常氧）和5%（缺氧）的条件下的SVF细胞，证实低氧条件下培养的SVF细胞血管内皮生长因子分泌增加，内皮细胞网络形成增加，表现出优越的血管生成潜能。

3.3 Brava辅助技术：Khouri等[45]通过运用负压组织外扩器（Brava）对乳房组织进行移植前扩增，结果显示，移植物吸收率降低，实验中可将约250ml的移植物移植到A罩杯大小的乳房，且保存效果良好。DelVeeehio提出“移植容量比”概念，即脂肪组织移植物的体积与受体区域的容量体积之比，研究显示，比值越高，脂肪移植后的保存率越低[46]。可认为增大受体区域的体积，有利于大体积脂肪移植的存活，与Khouri等的移植结果相符。Uda等[47]认为移植前运用Brava装置对受区进行处理，可使受区处于周期性负压的状态，有利于增加受区的血管密度，提高含氧血流，血管的生成加快，从而提高移植存活率。Yuan等[48]在移植后继续用Brava装置进行处理，证明体外装置的机械力在4周之前可促进细胞增殖和血管生成，在4周后通过调控巨噬细胞移动抑制因子，诱导脂肪分化。因此，Brava装置应用于移植前后，可增加移植受区的体积加强血供，持续的机械力也能刺激血供，并促进干细胞分化。良好的血供有利于移植脂肪存活，因此对于小胸部的患者，可采用Brava辅助技术，以提高大体积脂肪移植的存活率。

4 小结

综上所述，临床上对脂肪组织的处理从最初的大体积移植到目前最新的SVF-gel移植技术，以及各种辅助因素的研究，为脂肪移植提供了更广阔的前景与思路。SVF-gel移植技术的高保留率及ECM对细胞的支架作用，为脂肪移植技术开拓了新的思路，需进一步的研究与发展，相信随着移植技术的不断完善，移植存活率将逐步提升，使脂肪移植更广泛的应用于临床。

[参考文献]

[1] Kolle SF，Fischer-Nielsen A，Mathiasen AB，et al. Enrichment of autologous fat grafts with ex-vivo expanded adipose tissue-derived stem cells for graft survival： a randomised placebo-controlled trial[J].Lancet，2013，382（9898）：1113-1120.

[2]Khouri RK，Rigotti G，Cardoso E，et al.Megavolume autologous fat transfer： part II.Practice and techniques[J].Plast Reconstr Surg，2014，133（6）：1369-1377.

[3]Padoin AV，Braga-Silva J，Martins P，et al.Sources of processed lipoaspirate cells： influence of donor site on cell concentration[J].Plast Reconstr Surg，2008，122（2）：614-618.

[4]Bertheuil N，Varin A，Carloni R，et al Mechanically isolated stromal vascular fraction by nanofat emulsification techniques[J].Plast Reconstr Surg，2017，140（3）：508e-509e.

[5]Abbo O，Taurand M，Monsarrat P，et al.Comparison between pediatric and adult adipose mesenchymal stromal cells[J].Cytotherapy，2017，19（3）：395-407.

[6]Kato H，Mineda K，Eto H，et al.Degeneration，regeneration，and cicatrization after fat grafting： dynamic total tissue remodeling during the first 3 months[J].Plast Reconstr Surg， 2014，133（3）：303e-313e.

[7]Veber M，Tourasse C，Toussoun G，et al.Radiographic findings after breast augmentation by autologous fat transfer[J].Plast Reconstr Surg，2011，127（3）：1289-1299.

[8]Illouz YG.The fat cell "graft"：a new technique to fill depressions[J].Plast Reconstr Surg， 1986，78（1）：122-123.

[9]Coleman SR.Facial recontouring with lipostructure[J].Clin Plast Surg，1997，24（2）：347-367.

[10]Pu LL，Coleman SR，Cui X，et al.Autologous fat grafts harvested and refined by the Coleman technique：a comparative study[J].Plast Reconstr Surg，2008，122（3）：932-937.

[11]Zuk PA，Zhu M，Mizuno H，et al.Multilineage cells from human adipose tissue： implications for cell-based therapies[J].Tissue Eng，2001，7（2）：211-228.

[12]Yoshimura K，Suga H，Eto H.Adipose-derived stem/progenitor cells： roles in adipose tissue remodeling and potential use for soft tissue augmentation[J].Regen Med，2009，4（2）：265-273.

[13]孫凯，甄永环，刘永葆.血管基质成分提升面部脂肪移植存活率的临床观察[J].中国美容医学， 2014，23（4）：267-269.

[14]Katare R，Riu F，Mitchell K，et al.Transplantation of human pericyte progenitor cells improves the repair of infarcted heart through activation of an angiogenic program involving micro-RNA-132[J].Circ Res，2011，109（8）：894-906.

[15]Cocce V，Brini A，Gianni AB，et al.A nonenzymatic and automated closed-cycle process for the isolation of mesenchymal stromal cells in drug delivery applications[J].Stem Cells Int， 2018，2018：4098140.

[16]He X，Guan H，Liang W，et al.Exendin-4 modifies adipogenesis of human adipose-derived stromal cells isolated from omentum through multiple mechanisms[J].Int J Obes （Lond），2018.

[17]Semon JA，Zhang X，Pandey AC，et al.Administration of murine stromal vascular fraction ameliorates chronic experimental autoimmune encephalomyelitis[J].Stem Cells Transl Med， 2013，2（10）：789-796.

[18]Foubert P，Squiban C，Holler V，et al.Strategies to enhance the efficiency of endothelial progenitor cell therapy by ephrin B2 pretreatment and coadministration with smooth muscle progenitor cells on vascular function during the wound-healing process in irradiated or nonirradiated condition[J].Cell Transplant，2015，24（7）：1343-1361.

[19]Foubert P，Doyle-Eisele M，Gonzalez A，et al.Development of a combined radiation and full thickness burn injury minipig model to study the effects of uncultured adipose-derived regenerative cell therapy in wound healing[J].Int J Radiat Biol，2017，93（3）：340-350.

[20]Valadares MC，Gomes JP，Castello G，et al.Human adipose tissue derived pericytes increase life span in Utrn （tm1Ked） Dmd （mdx） /J mice[J].Stem Cell Rev，2014，10（6）：830-840.

[21]Chen CY，Tsai CH，Chen CY，et al.Human placental multipotent mesenchymal stromal cells modulate placenta angiogenesis through Slit2-Robo signaling[J].Cell Adh Migr， 2016，10（1-2）：66-76.

[22]Chen CY，Liu SH，Chen CY，et al.Human placenta-derived multipotent mesenchymal stromal cells involved in placental angiogenesis via the PDGF-BB and STAT3 pathways[J].Biol Reprod， 2015，93（4）：103.

[23]Chernykh ER，Shevela EY，Starostina NM，et al.Safety and therapeutic potential of m2 macrophages in stroke treatment[J].Cell Transplant，2016，25（8）：1461-1471.

[24]Peltoniemi HH，Salmi A，Miettinen S，et al.Stem cell enrichment does not warrant a higher graft survival in lipofilling of the breast：a prospective comparative study[J].J Plast Reconstr Aesthet Surg，2013，66（11）：1494-1503.

[25]Freese KE，Kokai L，Edwards RP，et al.Adipose-derived stems cells and their role in human cancer development， growth， progression， and metastasis： a systematic review[J].Cancer Res， 2015，75（7）：1161-1168.

[26]Tonnard P，Verpaele A，Peeters G，et al.Nanofat grafting： basic research and clinical applications[J].Plast Reconstr Surg，2013，132（4）：1017-1026.

[27]Bianchi F，Maioli M，Leonardi E，et al.A new nonenzymatic method and device to obtain a fat tissue derivative highly enriched in pericyte-like elements by mild mechanical forces from human lipoaspirates[J].Cell Transplant，2013，22（11）：2063-2077.

[28]Bertheuil N，Varin A，Carloni R，et al.Mechanically isolated stromal vascular fraction by nanofat emulsification techniques[J].Plast Reconstr Surg，2017，140（3）：508e-509e.

[29]Gentile P，Scioli MG，Bielli A，et al.Comparing different nanofat procedures on scars： role of the stromal vascular fraction and its clinical implications[J].Regen Med， 2017，12（8）：939-952.

[30]Banyard DA，Sarantopoulos CN，Borovikova AA，et al.Phenotypic analysis of stromal vascular fraction after mechanical shear reveals stress-induced progenitor populations[J].Plast Reconstr Surg，2016，138（2）：237e-247e.

[31]Yao Y，Dong Z，Liao Y，et al.Adipose extracellular matrix/stromal vascular fraction gel： a novel adipose tissue-derived injectable for stem cell therapy[J].Plast Reconstr Surg， 2017，139（4）：867-879.

[32]Zhang Y，Cai J，Zhou T，et al.Improved long-term volume retention of svf-gel grafting with enhanced angiogenesis and adipogenesis[J].Plast Reconstr Surg，2018，141（5）：676e-686e.

[33]Yao Y，Cai J，Zhang P，et al.Adipose stromal vascular fraction gel grafting： a new method for tissue volumization and rejuvenation[J].Dermatol Surg，2018，44（10）：1278-1286.doi： 10.1097/DSS.0000000000001556.

[34]Nakamura S，Ishihara M，Takikawa M，et al.Platelet-rich plasma （PRP） promotes survival of fat-grafts in rats[J].Ann Plast Surg，2010，65（1）：101-106.

[35]Hersant B，Bouhassira J，SidAhmed-Mezi M，et al.Should platelet-rich plasma be activated in fat grafts？ An animal study[J].J Plast Reconstr Aesthet Surg，2018，71（5）：681-690.doi： 10.1016/j.bjps.2018.01.005.

[36]蓋红宇.富血小板血浆结合自体脂肪移植在面部凹陷填充中的应用[J].中国美容医学， 2018，27（1）：16-19.

[37]Dohan DM，Choukroun J，Diss A，et al.Platelet-rich fibrin （PRF）：a second-generation platelet concentrate.Part I：technological concepts and evolution[J]. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod，2006，101（3）：e37-e44.

[38]Naik B，Karunakar P，Jayadev M，et al.Role of Platelet rich fibrin in wound healing： A critical review[J].J Conserv Dent，2013，16（4）：284-293.

[39]Perez AG，Lana JF，Rodrigues AA，et al.Relevant aspects of centrifugation step in the preparation of platelet-rich plasma[J].ISRN Hematol，2014，2014：176060.

[40]Shimojo A，Perez A，Galdames S，et al.Stabilization of porous chitosan improves the performance of its association with platelet-rich plasma as a composite scaffold[J].Mater Sci Eng C Mater Biol Appl，2016，60：538-546.

[41]Xu FT，Liang ZJ，Li HM，et al.Ginsenoside Rg1 and platelet-rich fibrin enhance human breast adipose-derived stem cell function for soft tissue regeneration[J].Oncotarget， 2016，7（23）：35390-35403.

[42]Pasarica M，Sereda OR，Redman LM，et al.Reduced adipose tissue oxygenation in human obesity： evidence for rarefaction， macrophage chemotaxis，and inflammation without an angiogenic response[J].Diabetes，2009，58（3）：718-725.

[43]Fotia C，Massa A，Boriani F，et al.Hypoxia enhances proliferation and stemness of human adipose-derived mesenchymal stem cells[J].Cytotechnology，2015，67（6）：1073-1084.

[44]Costa M，Cerqueira MT，Santos TC，et al.Cell sheet engineering using the stromal vascular fraction of adipose tissue as a vascularization strategy[J].Acta Biomater，2017，55：131-143.

[45]Khouri RK， Rigotti G，Cardoso E，et al.Megavolume autologous fat transfer： part I.Theory and principles[J].Plast Reconstr Surg，2014，133（3）：550-557.

[46]Del VD，Del VS.The graft-to-capacity ratio： volumetric planning in large-volume fat transplantation[J].Plast Reconstr Surg，2014，133（3）：561-569.

[47]Uda H，Sugawara Y，Sarukawa S，et al.Brava and autologous fat grafting for breast reconstruction after cancer surgery[J].Plast Reconstr Surg，2014，133（2）：203-213.

[48]Yuan Y，Yang S，Yi Y，et al.Construction of expanded prefabricated adipose tissue using an external volume expansion device[J].Plast Reconstr Surg，2017，139（5）：1129-1137.

[收稿日期]2018-05-20 [修回日期]2018-06-20

編辑/李阳利