高密度脂肪在自体脂肪移植中的研究进展

张家瑞，姚 程，王 彤，王 恒，张来鑫，郭万厚

（华北理工大学附属医院整形外科，河北 唐山，063007）

牙本质过敏症（dentin hypersensitivity,DH）是一种常见的临床疾病。它是冷、热或机械刺激对暴露的牙本质引发的一种短暂的剧烈疼痛。成人DH的发病率约为4%～74%[1]。DH的原因包括酸蚀、应力集中、磨损引起的牙颈部非龋性缺损和非手术牙周治疗（洁治、龈下洁治和根面整平）后导致的根面暴露[2]。非手术牙周治疗1周后，牙根敏感的发生率约为52.6%-55%[3]。DH严重影响牙周炎患者的日常口腔健康维护，使患者恐惧牙周治疗，最终影响牙周治疗的长期疗效[4]。

自体脂肪组织是一个丰富和方便获取的细胞来源，因其免疫原性低、组织相容性好等优点，在整形美容与修复重建外科、再生医学[1]等领域得到广泛应用[2,3]。

自1994年Coleman[4]首次发表脂肪移植技术以来，脂肪移植流程的规范和完善已经过二十多年的发展[5,6]，Coleman技术逐渐成为了国际上应用最为广泛的脂肪移植技术[7]。但脂肪坏死所形成的油性囊肿、结节、钙化等并发症以及移植后脂肪细胞吸收率高、成活率不稳定、体积保留率不高等问题仍然存在。

多项研究已经证实基质血管片段（stromal vascular fragments，SVF）、脂肪来源干细胞（adipose-derived stem cells，ADSCs）、生长因子等能够提高脂肪细胞成活率和移植后体积保留率，它们在离心后更多集中在脂肪层的最底层中，即高密度脂肪层。因此，高密度脂肪（High-Density Fat,HDF）引起了相关学者的广泛关注。

现将HDF在自体脂肪移植中的基础研究、动物实验与临床研究综述如下。

1 HDF 定义及划分标准

HDF的概念最早是由Allen等[8]在2013年提出的，之后多项研究致力于不同密度脂肪的组织特性分析。但划分标准始终尚未统一，大多数研究者对离心后去除上层油脂及下层液体的中间脂肪层按照体积或刻度，采用等分法划分不同密度。以下为研究中出现的高密度脂肪划分标准，即高密度脂肪定义。

1.1 二等分标准

殷京东[9]和朱慧东[10,11]等中间脂肪层按照体积上、下各1/2的原则，上1/2称为低密度脂肪（Ligh-Density Fat,LDF），下1/2称为HDF。

1.2 三等分标准

Clauser等[12]将中间脂肪层按照每3 ml为一个层次由下至上等分为高、中、低密度脂肪层。

Qiu[13]、周绍龙[14,15]、谢立宁[16]和Yan等[17]把中间脂肪层等分三层，取下1/3称为HDF。而Francesco等[2]则将三等分后的中、高密度两层合称为中-高密度层。

1.3 四等分标准

陈元良等[18]将中间脂肪层等分四层，取下1/4称为HDF。而Cao等[19]取上1/4称为LDF，下3/4称为HDF。

1.4 0.935 g/ml 标准

关静妍等[20,21]使用高质量脂肪（High-Quality Fat,HQF）一词代替HDF，实际意义与HDF无较大差别。HQF是以0.935 g/ml作为划分标准，大于0.935 g/ml的脂肪部分定义为HQF，小于0.935 g/ml的脂肪部分定义为低质量脂肪（Low-Quality Fat,LQF）。

1.5 其他

Butala[22]与Allen等[8]使用的划分方法基本一致。他们从中间脂肪层的最底层中取1.0 ml代表最高密度部分，然后去除中间部分，再从最顶层中取最后的1.0 ml代表最低密度部分。

刘乾坤[23]将中间脂肪层靠近下层液体的1 ml、颜色略发白的纯化脂肪称为HDF。

2 基础研究

有关HDF的基础研究主要围绕影响脂肪移植存活率的因素展开。针对脂肪细胞及组织特征分析，包括脂肪细胞大小及完整性、基质血管片段（stromal vascular fraction,SVF）或脂肪来源干细胞（adipose derived stem cells,ADSCs）、脂肪细胞外基质（extracellular matrix,ECM）及生长因子等。不同密度层中各成分的显著差异导致移植效果优劣不等[10,22]。HDF因富集上述成分，通过血管化机制，促进新生血管形成和调节局部炎症反应提高脂肪细胞成活率[22,24]。

2.1 脂肪细胞大小及完整性

有学者提出HDF层含有最多完整、呈圆形结构的成熟脂肪细胞[13]。而关静妍和朱慧东等[10,20,21]则发现LDF中含有成熟脂肪细胞较多，细胞直径较大，细胞间连接较为疏松；HDF中小脂肪细胞（直径在7～20 μm之间）则明显增多，细胞间连接紧密，可见大量的纤维组织包绕。

在一项评估禁食对脂肪移植成活率的动物实验中，发现禁食24小时可以促进脂肪分解，导致脂肪细胞变小，最终增加移植物体积保留[25]。

2.2 SVF

SVF和成熟脂肪细胞是脂肪组织的两大组成部分，SVF含有多种细胞类型，包括脂肪间质、造血干细胞和祖细胞（如：ADSCs等），脂肪前体细胞、内皮细胞、红细胞、成纤维细胞、淋巴细胞、单核/巨噬细胞和周细胞等[1,26-33]。离心可产生不同SVF密度的脂肪[8,22]，其细胞成分和细胞因子水平各不相同[34]。

2001年Boschert等[35]首次报道了不同脂肪颗粒的密度水平。他们对50 g样本温和离心2分钟后，形成脂肪颗粒梯度，表明离心后的脂肪层从顶部到底部活细胞密度逐渐增加，细胞密度越大，其活力水平越高。2012年Allen等[8]证明了离心使脂肪组织产生密度分级，不同密度脂肪层的细胞及生物特征影响脂肪移植后的体积留存和质量。近年来，多项研究显示SVF密度由上层（低密度层）至下层（高密度层）逐渐增加，在HDF层中含量最高[2,8,10,12,13,20,21]。

2.3 ADSCs

2001年Zuk等[36]发现在人类脂肪组织中存在干细胞并首次对ADSCs进行鉴定。由此，干细胞被逐渐用于软组织的体积恢复和再生。ADSCs在移植物中的主要功能是主要通过分泌功能与内皮前体细胞一起参与血管的形成[37,38]，具有多能性和产生成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞的能力[1,36,39,40]。

2006年Kurita等[41]认为ADSCs和其他脂肪来源的细胞在短期和长期内对移植的存活率都是至关重要的，ADSCs在脂肪移植中被压缩可能有助于提高脂肪移植成活率。

2014年Clauser等[12]通过DNA含量测定，发现HDF层中关于血管化的基因、干细胞和内皮细胞标记物表达最高、脂质含量明显大于LDF层。由此推测，HDF层中含有更多的干细胞及更强的血管再生潜力。但Qiu等[13]发现中层ADSCs数量与下层无明显差异。而多篇研究证实了ADSCs的增加极大地提高了脂肪移植物的成活率[42]，并且在HDF中ADSCs水平显著增加，使移植物具有更强的再生能力和更理想的体积保留[2,8,21,43-46]。

此外，2021年Fan等[47-49]使用特殊切割装置制备了小颗粒的脂肪源性祖细胞富集脂肪（Adiposederived progenitor cells enrichmet fat,AER fat），相对于Coleman脂肪，AER fat具有更高的移植存活率，更多的DPP4+祖细胞数量，以及更好的脂肪细胞活力。

2.4 脂肪ECM

含有保留血管生成和成脂因子的脂肪ECM可在体内单独诱导脂肪生成[50,51]。脂肪ECM为各种细胞表面生长因子受体和粘附分子的信号传递提供了空间背景[10]。随着脂肪密度的增加，HDF中的ECM分布更广泛，含量明显大于LDF[10,20,21]。

2.5 生长因子

生长因子通过增加胶原合成和促血管化改善移植效果[52]。

脂肪组织可分泌多种血管生成生长因子，如血管生成素-1 (ANGPT1)、胰岛素样生长因子1 (IGF-1)、血管内皮生长因子(VEGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、干细胞生长因子（HGF）等[53]。2008年Pallua等[54]首次对脂肪抽吸物中自然存在以及离心后和储存3、5天后各组分的四种脂肪生成和血管生成生长因子（碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)，IGF-1，VEGF和PDGF-BB）进行含量测定，他们发现通过离心分离的大多数生长因子都留存在离心后的脂肪层中。随后多项研究表明，与上层脂肪提取物相比，下层HDF因含有更多的促血管生成和抗炎脂肪因子[2,8,12,13]，进而呈现相对较高的移植物体积保留。

综上，离心后脂肪密度越高，脂肪细胞结构越完整、细胞间胶原含量越高、连接越紧密，其所含成活的脂肪细胞、SVF或ADSCs浓度越高、ECM及生长因子含量越高，脂肪细胞成活率及移植后体积保留率越高。

3 动物实验

2009年Thanik和Allen等[55]首次建立了脂肪移植小鼠动物模型，为研究脂肪细胞成活率及移植后体积保留率奠定了动物实验基础。

2012年Allen等[8]的动物实验结果显示最高密度移植物的体积留存率在短期（移植后2周）和长期（移植后10周）都保持着较高的百分比。

2012年Butala等[22]通过动物实验（移植后2周、10周）证明了骨髓源性干（祖）细胞能加快LDF的再血管化，从而把移植物的成活率提高到HDF移植的水平。

2015年Qiu等[13]在小鼠动物模型上评估脂肪移植后的远期（移植后12周）体积保留率，发现下层HDF移植后体积保留率最大，可能是最适合面部美容手术的部分。

2020年关静妍等发现与LDF、标准Coleman脂肪移植相比，在移植后1周、4周、12周，HDF均显示出了较低的吸收率和较高的体积保留率，且移植物可见大部分为正常脂肪结构[20,21]。朱慧东等在移植后1、3个月发现HDF移植坏死及囊肿的发生率更低，移植后体积保留率更高[10]。

4 临床研究

近年来，随着基础研究及动物实验等多项证据的支持，HDF逐渐在自体脂肪移植中得以应用和开展，在面部美容与畸形、乳房重建与修复、鼻整形、颏部填充等方面取得了一定的成果。

4.1 面部美容与畸形

2019年陈元良等[18]报道了HDF联合纳米脂肪移植矫正泪槽沟凹陷的临床应用效果，他们发现HDF用于深层填充对体积改善理想，纳米脂肪用于皮下浅层填充使皮肤紧致、有弹性，改善了皮肤质地，视觉上更加年轻化。两种脂肪联合应用不仅达到良好的面部形态改善，而且最大程度地降低并发症发生率，提高了手术效果及安全性，临床应用价值显著。他们还发现将HDF用于面部填充相较传统Coleman脂肪，脂肪细胞存活率明显提高。2020年殷京东等[9]报道的HDF联合纳米脂肪移植进行面部填充也取得了显著的临床效果。

2019年周绍龙等[14]报道了HDF联合脂肪来源干细胞基质胶（extracellular matrix/stromal vascular fraction,SVF-gel）移植进行面部填充术，他们将HDF用于额、颞、面颊部的容量填充，将SVF-gel用于上眼睑、泪沟、鼻唇沟等精细部位的填充。术后肿胀轻微、恢复期短、脂肪吸收率低、二次手术率低、临床效果较好。相比于单纯使用SVF-gel，联合方案脂肪抽吸量更少。

2020年谢立宁等[16]报道了90例HDF用于额颞、颧脂肪垫、面颊部填充，他们发现HDF用于面部容量填充无需过量填充，全脸大约需填充50-70 ml，术后6个月约有20%患者进行了二次填充，均优于传统脂肪填充方法。

2021年Cao等[19]使用HDF联合SVF-gel治疗轻、中度半侧面萎缩（Romberg病），结果表明这种联合移植方案可能对先天性或获得性畸形患者有效。根据他们的经验，脂肪移植在Romberg病患者中使用是安全的，并且在体积恢复和皮肤质量改善方面有令人满意的结果。

4.2 乳房重建与修复

2017年Francesco等[2]从中-高密度脂肪层中获得的脂肪进行乳房的重建和瘢痕的修复，他们认为中-高密度脂肪提供了更多的ADSCs并且能更好地保持脂肪细胞完整性。

2020年周绍龙等[15]报道了HDF联合SVF-gel移植进行隆乳术，他们将SVF-gel部分注射于乳房皮下，HDF部分注射于乳腺后、乳腺小间隙及胸大肌上，发现这种方法较传统Coleman脂肪移植二次手术率低，患者满意度高，HDF和SVF-gel中的SVF细胞浓度均明显高于传统的Coleman脂肪移植。

2020年朱慧东等[10,11]首次应用HDF联合低密度脂肪浓缩物（Condensed low density fat,CLDF）移植进行大体积脂肪移植（乳房重建和隆乳术），他们发现这种方法能提高移植后体积保留率，降低并发症发生率，而且能最大化地利用脂肪原料，在临床应用中结果令人满意。

4.3 鼻整形

2021年Yan等[17]使用HDF联合富血小板纤维蛋白（Platelet-Rich Fibrin,PRF）移植进行隆鼻术，他们发现术后体积保留率较传统自体脂肪移植明显增加，远期效果良好且稳定，因此有望在临床中广泛用于隆鼻手术。

4.4 颏部填充

2018年刘乾坤[23]报道了HDF进行颏部填充的临床效果，他发现其脂肪成活率更好，相较其他隆颏术式具有操作简单、创伤小、恢复期短、过渡自然等优点，暂未发现其远期并发症。但究竟多高密度的脂肪适合颏部填充还需要更多的临床证据支持。另外，在HDF进行颏部填充联合LDF进行面部其他部位填充的实践中也收获了满意的临床效果。

5 尚存缺陷和问题

5.1 高密度脂肪获取量低、脂肪原料不足

HDF获取量低，丢弃LDF只使用HDF不但会造成原材料的浪费，也会造成供区过度创伤，不符合临床的应用原则[10]。

在使用HDF进行移植时，尤其在大体积（＞100 m l）脂肪移植中，需收集的脂肪量远大于传统Coleman脂肪移植。必须考虑供区的选择和可获得的脂肪量是否足够，是否单独使用HDF移植或HDF联合其他密度脂肪移植。术者需在术前进行综合判断，预先设计脂肪移植的部位、层次和移植量。

5.2 不同BMI 个体高密度脂肪移植效果可能不同

关静妍等[20,21]发现不同BMI个体的脂肪组织特性差异可能导致了HQF比例不同，尤其是那些BMI较高的人。因此，不同BMI范围内的个体，HDF移植效果可能产生较大差异，与移植物保留的关系值得探讨。

6 应用前景和发展方向

6.1 统一划分标准

HDF研究和应用的前提是统一划分标准。目前还没有明确的量化指标或界限来划分不同密度脂肪，多数研究者仍按照刻度或体积以二等分、三等分、四等分的方法来划分不同密度脂肪。关静妍等[20,21]已经指出这种粗略地划分高、低密度脂肪的方法是不准确的，虽然她们的研究推荐以0.935 g/ml划分高、低密度脂肪，但仍需更多的研究证据来证实这种划分方法的可行性。

6.2 优先应用高密度脂肪

Qiu等[13]建议优先使用底层的脂肪进行移植，直到能满足临床需求。关静妍等[20,21]考虑到不同个体高密度脂肪的比例不同，他们建议HQF应优先于LQF使用，同时LQF可制成浓缩脂肪，在HQF不足时作为临床应用的补充。

HDL含有更多的干细胞和更强的血管生成潜能，所以该层可用于大面积组织缺损的再生，中间密度脂肪层分化细胞数量较多，有利于体积的增加，低密度脂肪层富含多能细胞，因而适合各种用途[12]。

6.3 多种脂肪成分联合移植

上述HDF联合纳米脂肪、SVF-gel、CLDF、PRF、LDF等的移植方案为多种脂肪成分联合移植提供了依据。临床工作者可以根据患者、求美者的各项需求以及不同适应证选择不同的移植方案来达到不同的目的。

近年来发现的脂肪抽吸物液体部分来源的细胞外囊泡（Extracellular vesicles derived from lipoaspirate fluid,LF-EVs）[56]、脂肪来源干细胞源性外泌体（Adipose-derived stromal cells (ADSCs)-derived exosomes,ADSC-Exos）和经低氧处理的ADSCExos[57,58]都具有促血管再生以及促ADSCs成脂分化能力，进而增加移植物保留。其临床应用以及是否能与HDF联合移植来增强临床效果，有望进一步研究考证。

6.4 其他手术联合高密度脂肪移植

Coleman认为将最高密度脂肪移植入皮下可以改善皮肤质量，Lam提出如果在鼻、眼整形、拉皮等面部手术中联合脂肪移植，可以大大提高整体效果[59]。因此，在进行面部其他手术中，使用HDF少量注射进行表面微小缺陷的修饰，将会获得更多术者的尝试，其临床效果值得期待。

（一）提高其他密度脂肪的利用率

由LDF衍生的纳米脂肪、SVF-gel、CLDF等的应用为LDF的进一步利用开拓了先河。虽然仍需更多的研究证据支持其他密度脂肪加工、利用的可行性及临床效果，但是再利用LDF的想法和实践使得一直只关注更高密度脂肪的研究者将目光转向如何提高其他密度脂肪的利用率。

6.5 高密度脂肪的进一步浓缩

Pallua等[60]提出了“脂肪浓缩物”的概念，即将离心后脂肪组织再次离心以浓缩SVF或ADSCs的方法。他们已经证明多次离心可以增加乳化的脂肪抽吸物中干（祖）细胞数量。在脂肪数量足够的条件下，寻找进一步提纯HDF的方法进行移植，能否获得更好的移植效果是一个值得关注方向。

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