纳米脂肪在自体脂肪移植中的研究进展

康德旎 钱传沐 栾杰

【提要】 自体脂肪移植具有来源广泛、获取方便、生物相容性好及手术创伤小等诸多优点，是整形外科领域不可或缺的技术，但高吸收率成为限制其发展的主要因素。纳米脂肪是近年来的研究热点，在组织再生、抗衰老等方面显示了重要的应用价值。本文就纳米脂肪在自体脂肪移植中的研究进展进行综述。

脂肪移植具有来源广泛、获取方便、生物相容性好以及手术创伤小等优点，最早应用于软组织填充，如缺损修复、畸形矫正等。近年来随着研究的深入，人们发现移植脂肪中的脂肪来源干细胞（ASCS）具有多向分化能力，可在不同环境下分化为脂肪细胞、骨细胞、软骨细胞和神经细胞等，并能分泌VEGF、HGF和IGF-1等细胞因子，能有效提高移植脂肪的成活率[1]。随着对脂肪移植的存活机制及再生功能的进一步了解，脂肪也不再被视为单纯的组织填充物，其潜在的功能将在组织再生、抗衰老等方面发挥重要作用。此外，ASCS也可用于治疗某些棘手的病理性疾病，如慢性溃疡或瘢痕、偏颌畸形、上颌骨发育不良等。自体脂肪移植由传统的物理填充技术渐渐发展为再生医学干细胞移植技术。在这一研究背景下，Tonnard等[2]于 2013 年首次提出了纳米脂肪（Nanofat）的概念，不同于传统的脂肪移植，纳米脂肪是将抽吸获得的移植物经机械乳化而得到更为细小的脂肪组织，从而使脂肪移植更加精准化、精细化。本文就近年来纳米脂肪的研究进展进行综述。

1 纳米脂肪的获取

脂肪移植分为大细胞团脂肪移植、细小脂肪细胞团移植和纳米脂肪移植。大细胞团脂肪移植也就是经典的脂肪抽吸和脂肪移植，一般使用直径2 mm钝针注射脂肪移植物，多用于组织的容量填充[3]。细小脂肪细胞团移植，是随着面部精细部位自体脂肪填充发展而来，一般使用直径0.7 mm钝针注射脂肪移植物，主要用于面部精细结构的填充和塑形。Tonnard于2013年首次报道了纳米脂肪，制备方法如下：首先采用Klein肿胀液 （利多卡因800 mg/L和1∶1 000 000肾上腺素）对吸脂部位进行麻醉；然后进行脂肪抽吸，纳米脂肪采用侧孔直径为1 mm的多孔吸脂针抽吸脂肪，获取的脂肪组织更为细小[2]；将获取的脂肪组织用生理盐水冲洗，进行机械乳化[2]，即通过2个用Luer-LoK装置连在一起的10 mL注射器反复来回推注30次；最后将乳化的脂肪用无菌尼龙纱布过滤（0.5 mm孔径），得到的液体部分即为纳米脂肪。

Giuffrida等[4]认为，Tonnard方法在制备纳米脂肪的过程中会损失大量的ASCS，提出了二代纳米脂肪（Nanofat 2）的概念，其制备过程与Tonnard的纳米脂肪相同，只是省略了最后一步，即乳化脂肪的过滤。Giuffrida认为这会更好地保留脂肪组织中的干细胞，并对两种不同方法制备的纳米脂肪进行了细胞活性、ASCS含量及ASCS分化能力的比较，发现Nanofat 2具有更高的ASCS含量和更好的分化能力。

2 纳米脂肪的成分

Tonnard对纳米脂肪的细胞活性进行检测，发现脂肪组织几乎完全破坏，取而代之的是乳化的油脂，组织学显示纳米脂肪中并没有存活的结构完整的脂肪细胞。将纳米脂肪体外培养后，发现有大量的ASCS。Tonnard比较了三种脂肪移植物的细胞数量，结果显示纳米脂肪中的SVF细胞及CD34+细胞亚群数量最少[5]。

Giuffrida等对纳米脂肪的制备进行了改进，并比较了微小脂肪、纳米脂肪及二代纳米脂肪的细胞活性、干细胞数量以及增殖能力。组织学检测显示微小脂肪可以很好地保留成熟脂肪细胞，而纳米脂肪团及二代纳米脂肪团的细胞完整性被破坏。在细胞生长方面，早期微小脂肪的干细胞数明显高于纳米脂肪及二代纳米脂肪，其中纳米脂肪的细胞数最少；但在第8天，二代纳米脂肪的干细胞数已经接近微小脂肪，其细胞增殖速度明显高于微小脂肪组。Giuffrida对第3代细胞进行了免疫表型检测，发现骨髓间充质干细胞（MSCS）特异性标志物 CD44、CD90、CD105高表达，而造血干细胞（HSCS）特异性标志物 CD14、CD34、CD45 低表达。

纳米脂肪制备过程中经过了机械乳化，失去了正常脂肪组织结构和细胞形态，然而高活性的间充质干细胞仍然存在于纳米脂肪中。因此，纳米脂肪中起主要作用的是干细胞，干细胞可进一步分化和分泌各种细胞因子，促进组织再生。

Stuzin[6]对Nanofat名称的准确性提出了质疑，认为Tonnard等用2 mm直径、侧孔1 mm直径的多孔刨状吸脂针获取脂肪后，将脂肪乳化，最后用0.5 mm孔径过滤获得的纳米脂肪，其实并未达到纳米级，认为用超微米脂肪的概念更加准确。

3 纳米脂肪的应用

传统的脂肪移植多用于组织缺损的填充，以改善因疾病、外伤、老化引起的软组织结构改变[7]，但颗粒脂肪移植时容易出现脂肪坏死或钙化结节等并发症[8]。纳米脂肪作为非结构脂肪，可用27 G针头注射，使手术更为精细，可避免钙化结节等并发症，并且纳米脂肪中含有大量ASCS，故纳米脂肪移植也称为纳米脂肪干细胞移植，可视为再生医学范畴中的干细胞移植技术，有望在组织再生及抗衰老方面发挥重要作用。

2001年，Zuk等[9]从人脂肪组织中提取了具有自我增殖及多向分化能力的ASCS。Youshimura等[10]提出细胞辅助脂肪移植技术（cell-assisted lipotransfer，CAL）。 因此，脂肪移植不再是单纯的脂肪组织移植，而是包括干细胞的移植，脂肪移植不再局限于缺损组织的填充，而被更多地聚焦于ASCS在组织再生方面的应用。目前大量研究已证实，颗粒脂肪中的ASCS具有潜在的抗皮肤老化作用，可分化为不同的组织细胞，促进组织修复及功能改善[3]；另外，ASCS及其分泌的细胞因子还可促进成纤维细胞增殖、胶原合成，具有抗凋亡、抗氧化等作用[11]。

Tonnard等[2]报道了67例纳米脂肪真皮下注射治疗浅表皱纹，术后患者皮肤皱纹消失，皮肤质量改善；患者在术后出现1.5～2 d的红斑期，但均无感染、囊肿和硬结等并发症。Kemaloglu等[12]报道了1例创伤后组织缺损患者用纳米脂肪结合皮片移植的病例。该患者在2次植皮失败后，第3次行植皮结合皮下纳米脂肪注射，术后6个月皮片存活良好。Kemaloglu等认为纳米脂肪中的干细胞促进了成纤维细胞的胶原合成及血管内皮细胞的血管生成，从而促进了移植皮片的成活。Tamburino等[13]报道了1例纳米脂肪辅助治疗女性外阴萎缩性硬化性苔藓症（VLS）病例，在患者阴道口及阴蒂附近皮内注射20 mL纳米脂肪，10个月后病灶质地、大阴唇形态得到明显改善，推测是纳米脂肪中的干细胞促进了皮肤的再生。Gu等[14]报道了用纳米脂肪结合颗粒脂肪注射治疗萎缩性瘢痕，20例患者接受了1次或以上的纳米脂肪注射治疗，术后瘢痕的颜色、质地均得到了改善，组织学检测发现皮肤内有新生的皮脂腺及汗腺，而文献报道间充质脂肪干细胞具有向汗腺及皮脂腺分化的能力[15]，故认为是纳米脂肪内的ASCS促进了皮脂腺及汗腺再生，从而使瘢痕组织向正常皮肤组织转化。黄惠真等[16]研究了纳米脂肪在改善裸鼠光老化皮肤质地中的作用，纳米脂肪注射4周后观察到注射部位的真皮增厚，微血管数量增多且表皮细胞增殖明显，可改善光老化皮肤的质地，推测是通过纳米脂肪中的ASCS促进了真皮中胶原生成、微血管密度增加及表皮基底细胞增殖。

但是，纳米脂肪中脂肪细胞破坏消失，对于容积的改善作用有限。因此，纳米脂肪主要用于抗衰老以及改善皮肤、瘢痕质地等方面。

4 纳米脂肪与SVF的区别

血管基质细胞群（Stromal vascular fraction，SVF）是皮下脂肪组织去除白色脂肪细胞以外的细胞群，包括干细胞、血管内皮细胞、纤维细胞、单核细胞、血液细胞、组织型巨噬细胞、平滑肌细胞、造血祖细胞、褐色脂肪细胞等10余种[5]。SVF具有丰富的干细胞及细胞生长因子，在促进脂肪移植物再生及改善移植物存活环境等方面拥有十分重要的作用。与纳米脂肪机械乳化不同，SVF是通过Ⅰ型胶原酶将抽吸获得的脂肪组织消化后提取得到的。Yao等[17]将SVF高度纯化后，制备SVF胶（SVF-gel）用于组织损伤的修复及皮肤抗衰老，取得了很好的效果。纳米脂肪和SVF虽然制备过程不同，但两者均不含完整的脂肪细胞，纳米脂肪中的干细胞数比SVF的含量少。纳米脂肪除含有干细胞外，还有大量破碎的脂肪细胞以及乳化的油脂，Tonnard等[2]认为这些凋亡的脂肪细胞可以吸引巨噬细胞产生生长因子，刺激干细胞分化和组织再生，在损伤组织的修复中可发挥重要作用。

5 小结

近年来，纳米医学应用于医疗美容和抗衰老领域，已有了很大的进展，纳米脂肪的应用也越来越广泛，并在改善皮肤质地、抗衰老方面取得了显著效果，也越来越多地被应用于其他方面，如瘢痕修复、难治性溃疡、乳房再造等，应用前景十分广阔。然而，纳米脂肪作为再生医学干细胞移植还可以应用于哪些方面，以及纳米脂肪是通过什么机制发挥作用的，仍没有确切的研究结果，需要今后进一步地深入研究。