插入式激光對脂肪組織的作用

孫燚 吳溯帆 嚴晟 吳華

插入式激光對脂肪組織的作用

孫燚 吳溯帆 嚴晟 吳華

目的 觀察插入式Nd:YAG激光對脂肪組織的作用，探討其在破壞脂肪細胞、減小脂肪組織體積、塑造體形方面的應用前景。方法建立豬動物模型，左項部皮下脂肪進行激光照射；右項部為空白對照區，不進行任何治療。取術前、術后即刻、術后1周及術后1個月的脂肪組織，分別作光鏡和電鏡觀察脂肪組織的變化情況。結果術后即刻脂肪組織結構破壞，視野內可見空白區，周圍脂肪細胞不同程度破裂、融解，部分視野內見黑色的組織碳化表現；術后1周見炎性細胞密布，脂肪細胞數量少，成纖維細胞增生；術后1個月脂肪小葉結構不規則，膠原纖維增生明顯、排列雜亂。激光照射能明顯減少正常脂肪細胞的數量，差異有統計學意義（P＜0．05）。結論組織插入式Nd:YAG激光可有效破壞脂肪細胞，減小了脂肪組織的體積，在塑造體形方面具有一定的應用價值。

Nd:YAG激光 脂肪 組織病理

【 Abstract】 ObjectiveTo investigate of Nd:YAG laser on adipose tissue and to explore its potential application for body sculpture．MethodsThe subcutaneous adipose tissues in left neck of pig were irradiated by 1064 nm Nd:YAG laser,the right neck,which was not irradiated,served as control．Tissue samples were taken before and immediately,1 week,1month after irradiation for pathological and scanning electron microscope examination．ResultsImmediately after irradiation the adipose tissues were destroyed;the blank areas were observed in microscopic fields,near the blank areas there were serious tissue destruction and carbonization．One week after irradiation the tissue presented broken fibers and inflammatory cells,the numbers of lipocytes were reduced and fibroblasts were proliferated．One month after irradiation the irregular adipose lobules and proliferated collagen fibers were observed;the amounts of lipocytes were reduced(P＜0．05)．ConclusionNd:YAG laser makes adipocyte ruptured and shrunk with necrosis and carbonization and the volume of adipose tissue reduced,which indicates that the method can be used for body sculpture．

激光是人類科學進步的重要成果，自上世紀60年代發明以來已逐漸應用于醫學領域。激光對組織具有光熱效應、光化學效應、光機械效應、光電磁效應和生物刺激效應，在國外已被用于去脂塑形，即利用激光的生物效應破壞脂肪組織達到塑形的目的。本研究通過采用插入式1 064nm Nd:YAG激光直接照射豬皮下脂肪組織，比較不同時間段脂肪組織的變化，旨在觀察激光對脂肪組織的作用，探討其臨床應用價值。

1 材料和方法

1.1 材料 普通級五指山成年小型豬5頭，雄性，4～6月齡，13～17kg（浙江省中醫藥大學動物中心提供）。Nd: YAG激光發生器（DEKA）輸出波長1 064nm，單脈沖能量30～150mJ，頻率5～40Hz，光纖直徑300μm。光纖配有金屬保護導管及手柄。光纖穿入導管內，接上手柄，可以插入皮下脂肪層，引導激光直接照射脂肪組織。

1.2 方法 5頭豬隨機編號1～5，左項部8cm×8cm區域為激光作用區，右項部8cm×8cm區域為空白對照區。

1.2.1 麻醉及激光照射 置于固定臺，3%戊巴比妥10ml/kg前肢皮下靜脈推注，麻醉起效時間約5min，維持約50min。麻醉穩定后取俯臥位，術區備皮，5%PVP碘術區消毒，常規鋪巾。左、右項部術區皮下脂肪層局部腫脹麻醉（0.9%氯化鈉溶液200ml、利多卡因200mg，腎上腺素濃度1∶100 000），每側各注射100ml。在項部中線處用11號刀片沿皮紋切開皮膚約1cm，深至皮下脂肪層。打開激光器電源，設置激光參數為單脈沖能量150mJ、頻率40Hz，功率即為6W。將套上導管的光纖經切口插入皮下脂肪層，發射激光，光纖頂端以2cm/s的速度緩慢往返移動。注意照射軌跡呈扇形鋪開，均勻一致。激光照射時，用手指接觸作用區域皮膚，感受局部溫度的變化，同時用紅外線測溫器監測作用部位的皮膚溫度。激光照射能量為2 000J。右側項部皮下注射腫脹麻醉液，但不進行激光照射，作為對照。

1.2.2 標本獲取及制作 右項部取不同位置脂肪組織標本2塊（1cm3/塊），左項部于術后即刻、術后1周及術后1個月取不同位置脂肪組織標本各2塊。術前、術后即刻、術后1周及術后1個月各時點分別取標本10例，其中5例置入10%中性甲醛固定，制作HE染色常規病理切片；另5例置入2.5%的戊二醛溶液中固定，制作電鏡標本。獲取標本后，皮膚切口1號絲線間斷縫合。

1.3 觀察指標 監測激光作用過程中皮膚體表溫度的變化。大體觀察：肉眼觀察術前及激光作用后不同時點脂肪組織的變化。光鏡觀察：對各時點脂肪組織HE染色切片進行分析；400倍光鏡下每張切片隨機選取10個視野，計數形態破壞的脂肪細胞，計算破壞細胞所占比率。電鏡觀察：采用XL30ESEM型環境掃描電鏡（Philips）觀察電鏡標本，分析各時點脂肪組織的超微結構變化。

1.4 統計學處理 采用SPSS13.0統計軟件，率的比較采用χ2檢驗。

2 結果

2.1 激光作用過程中豬體表溫度的變化 在2 000J激光能量范圍內，隨著激光能量的增加，體表溫度也隨之升高：0、500、1 000、1 500、2 000J激光能量時的體表溫度分別為（35.84±0.11）、（36.42±0.08）、（37.10±0.07）、（38.08±0.08）、（39.98±0.13）℃。

2.2 大體觀察 手術部位在術后均有不同程度腫脹，術后1周時仍較明顯，此后逐漸消退。局部無明顯瘀斑、血腫和水泡，正常豬脂肪組織呈白色，激光作用后脂肪組織標本表面有少量油脂滲出。術后1周、1個月切取的脂肪組織標本纖維含量多，色白，較致密。

2.3 光鏡觀察 術前：脂肪組織結構完整，脂肪細胞被結締組織分隔成多個脂肪小葉，小葉結構清楚，小葉間隔內有小血管穿行；脂肪細胞呈圓形、橢圓形或相互擠壓的多邊形，胞膜完整，細胞核較小，呈扁圓形，位于細胞的邊緣部，使得脂肪細胞呈“戒指”狀。術后即刻：脂肪組織結構破壞，可見直徑1mm左右的空白區，周圍脂肪細胞不同程度破裂、皺縮，形態不規則，越靠近空白區破壞越嚴重，見黑色碳化組織。術后1周：視野內見包括中性粒細胞、淋巴細胞在內的炎性細胞密布，成纖維細胞增生，形態完整的脂肪細胞數量少，于局部聚集，無明顯脂肪小葉結構。術后1個月：殘留脂肪細胞呈空泡狀，成纖維細胞增生，膠原纖維增生明顯，排列較雜亂，炎性細胞浸潤減少，可見散在的新生小血管。其脂肪組織HE染色情況見圖1。各時點脂肪細胞損傷率：術前為（14.30±2.95）%，術后即刻為（34.40±10.26）%，術后1周為（26.55±4.67）%；術后1個月為（20.26±1.99）%；術后即刻及術后1周脂肪細胞損傷率均明顯高于術前（均P＜0.05），術后即刻脂肪細胞損傷率亦明顯高于術后1個月（P＜0.05），術前與術后1個月、術后即刻與術后1周脂肪細胞損傷率的差異均無統計學意義（均P＞0.05）。

2.4 電鏡觀察 術前：脂肪細胞呈飽滿的球形，排列緊密。術后即刻：脂肪組織結構雜亂，見火山口樣隧道，直徑約1mm，脂肪細胞皺縮、破裂、變形，形態不規則，大小不一，釋放脂滴；結締組織融解、扭曲、粘連，與融解的脂肪細胞凝結在一起，失去原有形態。術后1周：脂肪細胞皺縮、塌陷、破裂，形態各異；纖維組織增生，膠原纖維呈網絡狀粘連、相互交錯、覆蓋包裹脂肪細胞；多種炎性細胞浸潤；未見明顯空洞。術后1個月：纖維組織大量增生，粘連明顯，纖維交錯密集、結構紊亂，殘存少量脂肪細胞。其電鏡下所見見圖2。

3 討論

自上世紀90年代起，已有眾多學者對激光去脂進行了探索，認為可利用激光在特定的吸收基團中產生的生物效應，破壞脂肪組織、凝固微小血管、刺激皮膚膠原重塑[1-7]。但關于脂肪組織經激光作用后的連續性病理變化及較遠期轉歸情況尚未見報道。豬的皮膚和脂肪與人類極為相似，被廣泛應用于實驗研究[8]。1064nmNd:YAG激光組織穿透性好、作用范圍廣，并可以很好地被氧合血紅蛋白及高鐵血紅蛋白吸收，從而有效地凝固小血管，減少出血，降低術后瘀斑、血腫等并發癥的發生率，既可以大量去脂又不會給機體帶來血流動力學的影響[9]。本文結果顯示，隨著激光照射的進行，豬體表溫度不斷升高，說明激光對脂肪組織產生了熱效應，激光能量越大，產生的熱能也越多。

圖2 脂肪組織電鏡所見（a：術前，b：術后即刻，c：術后1周，d：術后1個月；×200）

Khoury等[10]認為，激光在光纖周圍形成熱損傷的隧道，根據激光波長和功率的大小，直徑為1～5mm。本文結果顯示，激光照射后即刻的脂肪標本表面有脂滴滲出，光鏡下觀察到了組織消融后產生的空白區，直徑約1mm，周圍脂肪細胞發生皺縮、破裂，脂滴溢出，膠原纖維粘連、凝結，部分區域有黑色組織碳化；掃描電鏡下的觀察結果也是相似的，脂肪細胞破壞，這些嚴重的變化是不可逆的。上述結果也與激光照射的能量有關，隨著能量和溫度的升高，破壞更明顯[1,5]。脂肪組織破壞的機制可能是激光能量被脂肪細胞吸收后，產生光熱效應，引起局部溫度的升高，細胞膜蛋白質凝固、變性，細胞膜破壞，導致脂肪細胞的塌陷、變形、破裂、壞死，釋放出脂滴。同時，激光對膠原纖維也有變性、破壞、和融解作用，溫度的升高也會刺激膠原的重組和再生[11]，改善術后皮膚軟組織彈性。另外，激光的光熱效應也同時在起作用。可以推測，激光能量越大、溫度越高，就有可能引起局部皮膚軟組織的燒傷，導致局部的瘢痕形成，應極力避免，因此建議將皮溫控制在40°以下。此外，由于激光破壞了脂肪組織，產生細胞碎片、脂滴等壞死產物，積聚在局部可能會影響組織愈合，因此，在激光作用能量較大的情況下，應當將壞死產物抽吸出。

激光作用于脂肪組織后即刻可以觀察到顯著的組織破壞，形態完整的脂肪細胞數量減少。盡管有部分脂肪細胞形態看上去完整，無即刻的破壞，但細胞結構已發生潛在的變性、損傷，隨著時間的延長，最終會發生細胞的死亡，這是激光的后續效應。術后1周和術后1個月時，完整的脂肪細胞數量均減少，推測可能是上述激光的后續效應所導致。術后1周發現包括中性粒細胞、淋巴細胞、巨噬細胞在內的大量炎性細胞的浸潤，病理進程為脂肪細胞進一步的壞死及機體對變性、壞死產物的吸收代謝。可見脂肪細胞融解后殘留的網狀結構及細胞碎片，形態完整的脂肪細胞較少。術后1周，除了炎性細胞，還發現成纖維細胞增生，膠原纖維粘連、雜亂，相互交錯。術后1個月，成纖維細胞浸潤，膠原纖維大量增生，有新生的毛細血管形成，炎性細胞的浸潤逐漸消退，此時主要的病理進程是組織的重構，包括膠原的重塑、血管的再生等。

另外，術后即刻及術后1周脂肪細胞損傷率均明顯高于術前，術后即刻脂肪細胞損傷率亦明顯高于術后1個月，術前與術后1個月、術后即刻與術后1周脂肪細胞損傷率的差異均無統計學意義。由此可見，1 064nm Nd:YAG激光確實有效地破壞了脂肪細胞，在照射即刻及后期使脂肪細胞的數量減少，相應縮小了脂肪組織的體積，達到了去脂塑形的目的。同時，激光閉合了局部的小血管，使出血減少，減輕了機體損傷，降低了相關并發癥發生的概率。在遠期，閉合的血管網會重建，不會影響局部的血供。此外，激光也作用于皮下及皮膚的結締組織，使膠原纖維破壞和重組再生，甚至使網狀真皮的膠原也受到影響[12]，促進了膠原的回縮和皮膚的收縮[13]。早期膠原纖維的破壞、中后期成纖維細胞的增生和膠原的重組，在理論上可以使原本松弛的組織變得致密，從而改善局部的軟組織松弛狀態，收緊組織，進一步改善外形。

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Effect of Nd:YAG laser on adipose tissues

Nd:YAG laserAdipose tissue Histopathology

2013-01-05）

（本文編輯：歐陽卿）

310014 杭州，浙江省人民醫院整形外科

吳溯帆，E-mail：sufanwu@hotmail.com