高密度脂肪在自體脂肪移植中的研究進(jìn)展

張家瑞，姚 程，王 彤，王 恒，張來鑫，郭萬厚

（華北理工大學(xué)附屬醫(yī)院整形外科，河北 唐山，063007）

牙本質(zhì)過敏癥（dentin hypersensitivity,DH）是一種常見的臨床疾病。它是冷、熱或機(jī)械刺激對暴露的牙本質(zhì)引發(fā)的一種短暫的劇烈疼痛。成人DH的發(fā)病率約為4%～74%[1]。DH的原因包括酸蝕、應(yīng)力集中、磨損引起的牙頸部非齲性缺損和非手術(shù)牙周治療（潔治、齦下潔治和根面整平）后導(dǎo)致的根面暴露[2]。非手術(shù)牙周治療1周后，牙根敏感的發(fā)生率約為52.6%-55%[3]。DH嚴(yán)重影響牙周炎患者的日常口腔健康維護(hù)，使患者恐懼牙周治療，最終影響牙周治療的長期療效[4]。

自體脂肪組織是一個豐富和方便獲取的細(xì)胞來源，因其免疫原性低、組織相容性好等優(yōu)點(diǎn)，在整形美容與修復(fù)重建外科、再生醫(yī)學(xué)[1]等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[2,3]。

自1994年Coleman[4]首次發(fā)表脂肪移植技術(shù)以來，脂肪移植流程的規(guī)范和完善已經(jīng)過二十多年的發(fā)展[5,6]，Coleman技術(shù)逐漸成為了國際上應(yīng)用最為廣泛的脂肪移植技術(shù)[7]。但脂肪壞死所形成的油性囊腫、結(jié)節(jié)、鈣化等并發(fā)癥以及移植后脂肪細(xì)胞吸收率高、成活率不穩(wěn)定、體積保留率不高等問題仍然存在。

多項(xiàng)研究已經(jīng)證實(shí)基質(zhì)血管片段（stromal vascular fragments，SVF）、脂肪來源干細(xì)胞（adipose-derived stem cells，ADSCs）、生長因子等能夠提高脂肪細(xì)胞成活率和移植后體積保留率，它們在離心后更多集中在脂肪層的最底層中，即高密度脂肪層。因此，高密度脂肪（High-Density Fat,HDF）引起了相關(guān)學(xué)者的廣泛關(guān)注。

現(xiàn)將HDF在自體脂肪移植中的基礎(chǔ)研究、動物實(shí)驗(yàn)與臨床研究綜述如下。

1 HDF 定義及劃分標(biāo)準(zhǔn)

HDF的概念最早是由Allen等[8]在2013年提出的，之后多項(xiàng)研究致力于不同密度脂肪的組織特性分析。但劃分標(biāo)準(zhǔn)始終尚未統(tǒng)一，大多數(shù)研究者對離心后去除上層油脂及下層液體的中間脂肪層按照體積或刻度，采用等分法劃分不同密度。以下為研究中出現(xiàn)的高密度脂肪劃分標(biāo)準(zhǔn)，即高密度脂肪定義。

1.1 二等分標(biāo)準(zhǔn)

殷京東[9]和朱慧東[10,11]等中間脂肪層按照體積上、下各1/2的原則，上1/2稱為低密度脂肪（Ligh-Density Fat,LDF），下1/2稱為HDF。

1.2 三等分標(biāo)準(zhǔn)

Clauser等[12]將中間脂肪層按照每3 ml為一個層次由下至上等分為高、中、低密度脂肪層。

Qiu[13]、周紹龍[14,15]、謝立寧[16]和Yan等[17]把中間脂肪層等分三層，取下1/3稱為HDF。而Francesco等[2]則將三等分后的中、高密度兩層合稱為中-高密度層。

1.3 四等分標(biāo)準(zhǔn)

陳元良等[18]將中間脂肪層等分四層，取下1/4稱為HDF。而Cao等[19]取上1/4稱為LDF，下3/4稱為HDF。

1.4 0.935 g/ml 標(biāo)準(zhǔn)

關(guān)靜妍等[20,21]使用高質(zhì)量脂肪（High-Quality Fat,HQF）一詞代替HDF，實(shí)際意義與HDF無較大差別。HQF是以0.935 g/ml作為劃分標(biāo)準(zhǔn)，大于0.935 g/ml的脂肪部分定義為HQF，小于0.935 g/ml的脂肪部分定義為低質(zhì)量脂肪（Low-Quality Fat,LQF）。

1.5 其他

Butala[22]與Allen等[8]使用的劃分方法基本一致。他們從中間脂肪層的最底層中取1.0 ml代表最高密度部分，然后去除中間部分，再從最頂層中取最后的1.0 ml代表最低密度部分。

劉乾坤[23]將中間脂肪層靠近下層液體的1 ml、顏色略發(fā)白的純化脂肪稱為HDF。

2 基礎(chǔ)研究

有關(guān)HDF的基礎(chǔ)研究主要圍繞影響脂肪移植存活率的因素展開。針對脂肪細(xì)胞及組織特征分析，包括脂肪細(xì)胞大小及完整性、基質(zhì)血管片段（stromal vascular fraction,SVF）或脂肪來源干細(xì)胞（adipose derived stem cells,ADSCs）、脂肪細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix,ECM）及生長因子等。不同密度層中各成分的顯著差異導(dǎo)致移植效果優(yōu)劣不等[10,22]。HDF因富集上述成分，通過血管化機(jī)制，促進(jìn)新生血管形成和調(diào)節(jié)局部炎癥反應(yīng)提高脂肪細(xì)胞成活率[22,24]。

2.1 脂肪細(xì)胞大小及完整性

有學(xué)者提出HDF層含有最多完整、呈圓形結(jié)構(gòu)的成熟脂肪細(xì)胞[13]。而關(guān)靜妍和朱慧東等[10,20,21]則發(fā)現(xiàn)LDF中含有成熟脂肪細(xì)胞較多，細(xì)胞直徑較大，細(xì)胞間連接較為疏松；HDF中小脂肪細(xì)胞（直徑在7～20 μm之間）則明顯增多，細(xì)胞間連接緊密，可見大量的纖維組織包繞。

在一項(xiàng)評估禁食對脂肪移植成活率的動物實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)禁食24小時可以促進(jìn)脂肪分解，導(dǎo)致脂肪細(xì)胞變小，最終增加移植物體積保留[25]。

2.2 SVF

SVF和成熟脂肪細(xì)胞是脂肪組織的兩大組成部分，SVF含有多種細(xì)胞類型，包括脂肪間質(zhì)、造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞（如：ADSCs等），脂肪前體細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、紅細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、單核/巨噬細(xì)胞和周細(xì)胞等[1,26-33]。離心可產(chǎn)生不同SVF密度的脂肪[8,22]，其細(xì)胞成分和細(xì)胞因子水平各不相同[34]。

2001年Boschert等[35]首次報道了不同脂肪顆粒的密度水平。他們對50 g樣本溫和離心2分鐘后，形成脂肪顆粒梯度，表明離心后的脂肪層從頂部到底部活細(xì)胞密度逐漸增加，細(xì)胞密度越大，其活力水平越高。2012年Allen等[8]證明了離心使脂肪組織產(chǎn)生密度分級，不同密度脂肪層的細(xì)胞及生物特征影響脂肪移植后的體積留存和質(zhì)量。近年來，多項(xiàng)研究顯示SVF密度由上層（低密度層）至下層（高密度層）逐漸增加，在HDF層中含量最高[2,8,10,12,13,20,21]。

2.3 ADSCs

2001年Zuk等[36]發(fā)現(xiàn)在人類脂肪組織中存在干細(xì)胞并首次對ADSCs進(jìn)行鑒定。由此，干細(xì)胞被逐漸用于軟組織的體積恢復(fù)和再生。ADSCs在移植物中的主要功能是主要通過分泌功能與內(nèi)皮前體細(xì)胞一起參與血管的形成[37,38]，具有多能性和產(chǎn)生成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞和脂肪細(xì)胞的能力[1,36,39,40]。

2006年Kurita等[41]認(rèn)為ADSCs和其他脂肪來源的細(xì)胞在短期和長期內(nèi)對移植的存活率都是至關(guān)重要的，ADSCs在脂肪移植中被壓縮可能有助于提高脂肪移植成活率。

2014年Clauser等[12]通過DNA含量測定，發(fā)現(xiàn)HDF層中關(guān)于血管化的基因、干細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)記物表達(dá)最高、脂質(zhì)含量明顯大于LDF層。由此推測，HDF層中含有更多的干細(xì)胞及更強(qiáng)的血管再生潛力。但Qiu等[13]發(fā)現(xiàn)中層ADSCs數(shù)量與下層無明顯差異。而多篇研究證實(shí)了ADSCs的增加極大地提高了脂肪移植物的成活率[42]，并且在HDF中ADSCs水平顯著增加，使移植物具有更強(qiáng)的再生能力和更理想的體積保留[2,8,21,43-46]。

此外，2021年Fan等[47-49]使用特殊切割裝置制備了小顆粒的脂肪源性祖細(xì)胞富集脂肪（Adiposederived progenitor cells enrichmet fat,AER fat），相對于Coleman脂肪，AER fat具有更高的移植存活率，更多的DPP4+祖細(xì)胞數(shù)量，以及更好的脂肪細(xì)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可在體內(nèi)單獨(dú)誘導(dǎo)脂肪生成[50,51]。脂肪ECM為各種細(xì)胞表面生長因子受體和粘附分子的信號傳遞提供了空間背景[10]。隨著脂肪密度的增加，HDF中的ECM分布更廣泛，含量明顯大于LDF[10,20,21]。

2.5 生長因子

生長因子通過增加膠原合成和促血管化改善移植效果[52]。

脂肪組織可分泌多種血管生成生長因子，如血管生成素-1 (ANGPT1)、胰島素樣生長因子1 (IGF-1)、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、血小板衍生生長因子(PDGF)、干細(xì)胞生長因子（HGF）等[53]。2008年P(guān)allua等[54]首次對脂肪抽吸物中自然存在以及離心后和儲存3、5天后各組分的四種脂肪生成和血管生成生長因子（堿性成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF)，IGF-1，VEGF和PDGF-BB）進(jìn)行含量測定，他們發(fā)現(xiàn)通過離心分離的大多數(shù)生長因子都留存在離心后的脂肪層中。隨后多項(xiàng)研究表明，與上層脂肪提取物相比，下層HDF因含有更多的促血管生成和抗炎脂肪因子[2,8,12,13]，進(jìn)而呈現(xiàn)相對較高的移植物體積保留。

綜上，離心后脂肪密度越高，脂肪細(xì)胞結(jié)構(gòu)越完整、細(xì)胞間膠原含量越高、連接越緊密，其所含成活的脂肪細(xì)胞、SVF或ADSCs濃度越高、ECM及生長因子含量越高，脂肪細(xì)胞成活率及移植后體積保留率越高。

3 動物實(shí)驗(yàn)

2009年Thanik和Allen等[55]首次建立了脂肪移植小鼠動物模型，為研究脂肪細(xì)胞成活率及移植后體積保留率奠定了動物實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

2012年Allen等[8]的動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示最高密度移植物的體積留存率在短期（移植后2周）和長期（移植后10周）都保持著較高的百分比。

2012年Butala等[22]通過動物實(shí)驗(yàn)（移植后2周、10周）證明了骨髓源性干（祖）細(xì)胞能加快LDF的再血管化，從而把移植物的成活率提高到HDF移植的水平。

2015年Qiu等[13]在小鼠動物模型上評估脂肪移植后的遠(yuǎn)期（移植后12周）體積保留率，發(fā)現(xiàn)下層HDF移植后體積保留率最大，可能是最適合面部美容手術(shù)的部分。

2020年關(guān)靜妍等發(fā)現(xiàn)與LDF、標(biāo)準(zhǔn)Coleman脂肪移植相比，在移植后1周、4周、12周，HDF均顯示出了較低的吸收率和較高的體積保留率，且移植物可見大部分為正常脂肪結(jié)構(gòu)[20,21]。朱慧東等在移植后1、3個月發(fā)現(xiàn)HDF移植壞死及囊腫的發(fā)生率更低，移植后體積保留率更高[10]。

4 臨床研究

近年來，隨著基礎(chǔ)研究及動物實(shí)驗(yàn)等多項(xiàng)證據(jù)的支持，HDF逐漸在自體脂肪移植中得以應(yīng)用和開展，在面部美容與畸形、乳房重建與修復(fù)、鼻整形、頦部填充等方面取得了一定的成果。

4.1 面部美容與畸形

2019年陳元良等[18]報道了HDF聯(lián)合納米脂肪移植矯正淚槽溝凹陷的臨床應(yīng)用效果，他們發(fā)現(xiàn)HDF用于深層填充對體積改善理想，納米脂肪用于皮下淺層填充使皮膚緊致、有彈性，改善了皮膚質(zhì)地，視覺上更加年輕化。兩種脂肪聯(lián)合應(yīng)用不僅達(dá)到良好的面部形態(tài)改善，而且最大程度地降低并發(fā)癥發(fā)生率，提高了手術(shù)效果及安全性，臨床應(yīng)用價值顯著。他們還發(fā)現(xiàn)將HDF用于面部填充相較傳統(tǒng)Coleman脂肪，脂肪細(xì)胞存活率明顯提高。2020年殷京東等[9]報道的HDF聯(lián)合納米脂肪移植進(jìn)行面部填充也取得了顯著的臨床效果。

2019年周紹龍等[14]報道了HDF聯(lián)合脂肪來源干細(xì)胞基質(zhì)膠（extracellular matrix/stromal vascular fraction,SVF-gel）移植進(jìn)行面部填充術(shù)，他們將HDF用于額、顳、面頰部的容量填充，將SVF-gel用于上眼瞼、淚溝、鼻唇溝等精細(xì)部位的填充。術(shù)后腫脹輕微、恢復(fù)期短、脂肪吸收率低、二次手術(shù)率低、臨床效果較好。相比于單純使用SVF-gel，聯(lián)合方案脂肪抽吸量更少。

2020年謝立寧等[16]報道了90例HDF用于額顳、顴脂肪墊、面頰部填充，他們發(fā)現(xiàn)HDF用于面部容量填充無需過量填充，全臉大約需填充50-70 ml，術(shù)后6個月約有20%患者進(jìn)行了二次填充，均優(yōu)于傳統(tǒng)脂肪填充方法。

2021年Cao等[19]使用HDF聯(lián)合SVF-gel治療輕、中度半側(cè)面萎縮（Romberg病），結(jié)果表明這種聯(lián)合移植方案可能對先天性或獲得性畸形患者有效。根據(jù)他們的經(jīng)驗(yàn)，脂肪移植在Romberg病患者中使用是安全的，并且在體積恢復(fù)和皮膚質(zhì)量改善方面有令人滿意的結(jié)果。

4.2 乳房重建與修復(fù)

2017年Francesco等[2]從中-高密度脂肪層中獲得的脂肪進(jìn)行乳房的重建和瘢痕的修復(fù)，他們認(rèn)為中-高密度脂肪提供了更多的ADSCs并且能更好地保持脂肪細(xì)胞完整性。

2020年周紹龍等[15]報道了HDF聯(lián)合SVF-gel移植進(jìn)行隆乳術(shù)，他們將SVF-gel部分注射于乳房皮下，HDF部分注射于乳腺后、乳腺小間隙及胸大肌上，發(fā)現(xiàn)這種方法較傳統(tǒng)Coleman脂肪移植二次手術(shù)率低，患者滿意度高，HDF和SVF-gel中的SVF細(xì)胞濃度均明顯高于傳統(tǒng)的Coleman脂肪移植。

2020年朱慧東等[10,11]首次應(yīng)用HDF聯(lián)合低密度脂肪濃縮物（Condensed low density fat,CLDF）移植進(jìn)行大體積脂肪移植（乳房重建和隆乳術(shù)），他們發(fā)現(xiàn)這種方法能提高移植后體積保留率，降低并發(fā)癥發(fā)生率，而且能最大化地利用脂肪原料，在臨床應(yīng)用中結(jié)果令人滿意。

4.3 鼻整形

2021年Yan等[17]使用HDF聯(lián)合富血小板纖維蛋白（Platelet-Rich Fibrin,PRF）移植進(jìn)行隆鼻術(shù)，他們發(fā)現(xiàn)術(shù)后體積保留率較傳統(tǒng)自體脂肪移植明顯增加，遠(yuǎn)期效果良好且穩(wěn)定，因此有望在臨床中廣泛用于隆鼻手術(shù)。

4.4 頦部填充

2018年劉乾坤[23]報道了HDF進(jìn)行頦部填充的臨床效果，他發(fā)現(xiàn)其脂肪成活率更好，相較其他隆頦術(shù)式具有操作簡單、創(chuàng)傷小、恢復(fù)期短、過渡自然等優(yōu)點(diǎn)，暫未發(fā)現(xiàn)其遠(yuǎn)期并發(fā)癥。但究竟多高密度的脂肪適合頦部填充還需要更多的臨床證據(jù)支持。另外，在HDF進(jìn)行頦部填充聯(lián)合LDF進(jìn)行面部其他部位填充的實(shí)踐中也收獲了滿意的臨床效果。

5 尚存缺陷和問題

5.1 高密度脂肪獲取量低、脂肪原料不足

HDF獲取量低，丟棄LDF只使用HDF不但會造成原材料的浪費(fèi)，也會造成供區(qū)過度創(chuàng)傷，不符合臨床的應(yīng)用原則[10]。

在使用HDF進(jìn)行移植時，尤其在大體積（＞100 m l）脂肪移植中，需收集的脂肪量遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)Coleman脂肪移植。必須考慮供區(qū)的選擇和可獲得的脂肪量是否足夠，是否單獨(dú)使用HDF移植或HDF聯(lián)合其他密度脂肪移植。術(shù)者需在術(shù)前進(jìn)行綜合判斷，預(yù)先設(shè)計脂肪移植的部位、層次和移植量。

5.2 不同BMI 個體高密度脂肪移植效果可能不同

關(guān)靜妍等[20,21]發(fā)現(xiàn)不同BMI個體的脂肪組織特性差異可能導(dǎo)致了HQF比例不同，尤其是那些BMI較高的人。因此，不同BMI范圍內(nèi)的個體，HDF移植效果可能產(chǎn)生較大差異，與移植物保留的關(guān)系值得探討。

6 應(yīng)用前景和發(fā)展方向

6.1 統(tǒng)一劃分標(biāo)準(zhǔn)

HDF研究和應(yīng)用的前提是統(tǒng)一劃分標(biāo)準(zhǔn)。目前還沒有明確的量化指標(biāo)或界限來劃分不同密度脂肪，多數(shù)研究者仍按照刻度或體積以二等分、三等分、四等分的方法來劃分不同密度脂肪。關(guān)靜妍等[20,21]已經(jīng)指出這種粗略地劃分高、低密度脂肪的方法是不準(zhǔn)確的，雖然她們的研究推薦以0.935 g/ml劃分高、低密度脂肪，但仍需更多的研究證據(jù)來證實(shí)這種劃分方法的可行性。

6.2 優(yōu)先應(yīng)用高密度脂肪

Qiu等[13]建議優(yōu)先使用底層的脂肪進(jìn)行移植，直到能滿足臨床需求。關(guān)靜妍等[20,21]考慮到不同個體高密度脂肪的比例不同，他們建議HQF應(yīng)優(yōu)先于LQF使用，同時LQF可制成濃縮脂肪，在HQF不足時作為臨床應(yīng)用的補(bǔ)充。

HDL含有更多的干細(xì)胞和更強(qiáng)的血管生成潛能，所以該層可用于大面積組織缺損的再生，中間密度脂肪層分化細(xì)胞數(shù)量較多，有利于體積的增加，低密度脂肪層富含多能細(xì)胞，因而適合各種用途[12]。

6.3 多種脂肪成分聯(lián)合移植

上述HDF聯(lián)合納米脂肪、SVF-gel、CLDF、PRF、LDF等的移植方案為多種脂肪成分聯(lián)合移植提供了依據(jù)。臨床工作者可以根據(jù)患者、求美者的各項(xiàng)需求以及不同適應(yīng)證選擇不同的移植方案來達(dá)到不同的目的。

近年來發(fā)現(xiàn)的脂肪抽吸物液體部分來源的細(xì)胞外囊泡（Extracellular vesicles derived from lipoaspirate fluid,LF-EVs）[56]、脂肪來源干細(xì)胞源性外泌體（Adipose-derived stromal cells (ADSCs)-derived exosomes,ADSC-Exos）和經(jīng)低氧處理的ADSCExos[57,58]都具有促血管再生以及促ADSCs成脂分化能力，進(jìn)而增加移植物保留。其臨床應(yīng)用以及是否能與HDF聯(lián)合移植來增強(qiáng)臨床效果，有望進(jìn)一步研究考證。

6.4 其他手術(shù)聯(lián)合高密度脂肪移植

Coleman認(rèn)為將最高密度脂肪移植入皮下可以改善皮膚質(zhì)量，Lam提出如果在鼻、眼整形、拉皮等面部手術(shù)中聯(lián)合脂肪移植，可以大大提高整體效果[59]。因此，在進(jìn)行面部其他手術(shù)中，使用HDF少量注射進(jìn)行表面微小缺陷的修飾，將會獲得更多術(shù)者的嘗試，其臨床效果值得期待。

（一）提高其他密度脂肪的利用率

由LDF衍生的納米脂肪、SVF-gel、CLDF等的應(yīng)用為LDF的進(jìn)一步利用開拓了先河。雖然仍需更多的研究證據(jù)支持其他密度脂肪加工、利用的可行性及臨床效果，但是再利用LDF的想法和實(shí)踐使得一直只關(guān)注更高密度脂肪的研究者將目光轉(zhuǎn)向如何提高其他密度脂肪的利用率。

6.5 高密度脂肪的進(jìn)一步濃縮

Pallua等[60]提出了“脂肪濃縮物”的概念，即將離心后脂肪組織再次離心以濃縮SVF或ADSCs的方法。他們已經(jīng)證明多次離心可以增加乳化的脂肪抽吸物中干（祖）細(xì)胞數(shù)量。在脂肪數(shù)量足夠的條件下，尋找進(jìn)一步提純HDF的方法進(jìn)行移植，能否獲得更好的移植效果是一個值得關(guān)注方向。

利益聲明：本文作者與論文刊登的內(nèi)容無利益關(guān)系。