插入式激光对脂肪组织的作用

孙燚 吴溯帆 严晟 吴华

插入式激光对脂肪组织的作用

孙燚 吴溯帆 严晟 吴华

目的 观察插入式Nd:YAG激光对脂肪组织的作用，探讨其在破坏脂肪细胞、减小脂肪组织体积、塑造体形方面的应用前景。方法建立猪动物模型，左项部皮下脂肪进行激光照射；右项部为空白对照区，不进行任何治疗。取术前、术后即刻、术后1周及术后1个月的脂肪组织，分别作光镜和电镜观察脂肪组织的变化情况。结果术后即刻脂肪组织结构破坏，视野内可见空白区，周围脂肪细胞不同程度破裂、融解，部分视野内见黑色的组织碳化表现；术后1周见炎性细胞密布，脂肪细胞数量少，成纤维细胞增生；术后1个月脂肪小叶结构不规则，胶原纤维增生明显、排列杂乱。激光照射能明显减少正常脂肪细胞的数量，差异有统计学意义（P＜0．05）。结论组织插入式Nd:YAG激光可有效破坏脂肪细胞，减小了脂肪组织的体积，在塑造体形方面具有一定的应用价值。

Nd:YAG激光 脂肪 组织病理

【 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．

激光是人类科学进步的重要成果，自上世纪60年代发明以来已逐渐应用于医学领域。激光对组织具有光热效应、光化学效应、光机械效应、光电磁效应和生物刺激效应，在国外已被用于去脂塑形，即利用激光的生物效应破坏脂肪组织达到塑形的目的。本研究通过采用插入式1 064nm Nd:YAG激光直接照射猪皮下脂肪组织，比较不同时间段脂肪组织的变化，旨在观察激光对脂肪组织的作用，探讨其临床应用价值。

1 材料和方法

1.1 材料 普通级五指山成年小型猪5头，雄性，4～6月龄，13～17kg（浙江省中医药大学动物中心提供）。Nd: YAG激光发生器（DEKA）输出波长1 064nm，单脉冲能量30～150mJ，频率5～40Hz，光纤直径300μm。光纤配有金属保护导管及手柄。光纤穿入导管内，接上手柄，可以插入皮下脂肪层，引导激光直接照射脂肪组织。

1.2 方法 5头猪随机编号1～5，左项部8cm×8cm区域为激光作用区，右项部8cm×8cm区域为空白对照区。

1.2.1 麻醉及激光照射 置于固定台，3%戊巴比妥10ml/kg前肢皮下静脉推注，麻醉起效时间约5min，维持约50min。麻醉稳定后取俯卧位，术区备皮，5%PVP碘术区消毒，常规铺巾。左、右项部术区皮下脂肪层局部肿胀麻醉（0.9%氯化钠溶液200ml、利多卡因200mg，肾上腺素浓度1∶100 000），每侧各注射100ml。在项部中线处用11号刀片沿皮纹切开皮肤约1cm，深至皮下脂肪层。打开激光器电源，设置激光参数为单脉冲能量150mJ、频率40Hz，功率即为6W。将套上导管的光纤经切口插入皮下脂肪层，发射激光，光纤顶端以2cm/s的速度缓慢往返移动。注意照射轨迹呈扇形铺开，均匀一致。激光照射时，用手指接触作用区域皮肤，感受局部温度的变化，同时用红外线测温器监测作用部位的皮肤温度。激光照射能量为2 000J。右侧项部皮下注射肿胀麻醉液，但不进行激光照射，作为对照。

1.2.2 标本获取及制作 右项部取不同位置脂肪组织标本2块（1cm3/块），左项部于术后即刻、术后1周及术后1个月取不同位置脂肪组织标本各2块。术前、术后即刻、术后1周及术后1个月各时点分别取标本10例，其中5例置入10%中性甲醛固定，制作HE染色常规病理切片；另5例置入2.5%的戊二醛溶液中固定，制作电镜标本。获取标本后，皮肤切口1号丝线间断缝合。

1.3 观察指标 监测激光作用过程中皮肤体表温度的变化。大体观察：肉眼观察术前及激光作用后不同时点脂肪组织的变化。光镜观察：对各时点脂肪组织HE染色切片进行分析；400倍光镜下每张切片随机选取10个视野，计数形态破坏的脂肪细胞，计算破坏细胞所占比率。电镜观察：采用XL30ESEM型环境扫描电镜（Philips）观察电镜标本，分析各时点脂肪组织的超微结构变化。

1.4 统计学处理 采用SPSS13.0统计软件，率的比较采用χ2检验。

2 结果

2.1 激光作用过程中猪体表温度的变化 在2 000J激光能量范围内，随着激光能量的增加，体表温度也随之升高：0、500、1 000、1 500、2 000J激光能量时的体表温度分别为（35.84±0.11）、（36.42±0.08）、（37.10±0.07）、（38.08±0.08）、（39.98±0.13）℃。

2.2 大体观察 手术部位在术后均有不同程度肿胀，术后1周时仍较明显，此后逐渐消退。局部无明显瘀斑、血肿和水泡，正常猪脂肪组织呈白色，激光作用后脂肪组织标本表面有少量油脂渗出。术后1周、1个月切取的脂肪组织标本纤维含量多，色白，较致密。

2.3 光镜观察 术前：脂肪组织结构完整，脂肪细胞被结缔组织分隔成多个脂肪小叶，小叶结构清楚，小叶间隔内有小血管穿行；脂肪细胞呈圆形、椭圆形或相互挤压的多边形，胞膜完整，细胞核较小，呈扁圆形，位于细胞的边缘部，使得脂肪细胞呈“戒指”状。术后即刻：脂肪组织结构破坏，可见直径1mm左右的空白区，周围脂肪细胞不同程度破裂、皱缩，形态不规则，越靠近空白区破坏越严重，见黑色碳化组织。术后1周：视野内见包括中性粒细胞、淋巴细胞在内的炎性细胞密布，成纤维细胞增生，形态完整的脂肪细胞数量少，于局部聚集，无明显脂肪小叶结构。术后1个月：残留脂肪细胞呈空泡状，成纤维细胞增生，胶原纤维增生明显，排列较杂乱，炎性细胞浸润减少，可见散在的新生小血管。其脂肪组织HE染色情况见图1。各时点脂肪细胞损伤率：术前为（14.30±2.95）%，术后即刻为（34.40±10.26）%，术后1周为（26.55±4.67）%；术后1个月为（20.26±1.99）%；术后即刻及术后1周脂肪细胞损伤率均明显高于术前（均P＜0.05），术后即刻脂肪细胞损伤率亦明显高于术后1个月（P＜0.05），术前与术后1个月、术后即刻与术后1周脂肪细胞损伤率的差异均无统计学意义（均P＞0.05）。

2.4 电镜观察 术前：脂肪细胞呈饱满的球形，排列紧密。术后即刻：脂肪组织结构杂乱，见火山口样隧道，直径约1mm，脂肪细胞皱缩、破裂、变形，形态不规则，大小不一，释放脂滴；结缔组织融解、扭曲、粘连，与融解的脂肪细胞凝结在一起，失去原有形态。术后1周：脂肪细胞皱缩、塌陷、破裂，形态各异；纤维组织增生，胶原纤维呈网络状粘连、相互交错、覆盖包裹脂肪细胞；多种炎性细胞浸润；未见明显空洞。术后1个月：纤维组织大量增生，粘连明显，纤维交错密集、结构紊乱，残存少量脂肪细胞。其电镜下所见见图2。

3 讨论

自上世纪90年代起，已有众多学者对激光去脂进行了探索，认为可利用激光在特定的吸收基团中产生的生物效应，破坏脂肪组织、凝固微小血管、刺激皮肤胶原重塑[1-7]。但关于脂肪组织经激光作用后的连续性病理变化及较远期转归情况尚未见报道。猪的皮肤和脂肪与人类极为相似，被广泛应用于实验研究[8]。1064nmNd:YAG激光组织穿透性好、作用范围广，并可以很好地被氧合血红蛋白及高铁血红蛋白吸收，从而有效地凝固小血管，减少出血，降低术后瘀斑、血肿等并发症的发生率，既可以大量去脂又不会给机体带来血流动力学的影响[9]。本文结果显示，随着激光照射的进行，猪体表温度不断升高，说明激光对脂肪组织产生了热效应，激光能量越大，产生的热能也越多。

图2 脂肪组织电镜所见（a：术前，b：术后即刻，c：术后1周，d：术后1个月；×200）

Khoury等[10]认为，激光在光纤周围形成热损伤的隧道，根据激光波长和功率的大小，直径为1～5mm。本文结果显示，激光照射后即刻的脂肪标本表面有脂滴渗出，光镜下观察到了组织消融后产生的空白区，直径约1mm，周围脂肪细胞发生皱缩、破裂，脂滴溢出，胶原纤维粘连、凝结，部分区域有黑色组织碳化；扫描电镜下的观察结果也是相似的，脂肪细胞破坏，这些严重的变化是不可逆的。上述结果也与激光照射的能量有关，随着能量和温度的升高，破坏更明显[1,5]。脂肪组织破坏的机制可能是激光能量被脂肪细胞吸收后，产生光热效应，引起局部温度的升高，细胞膜蛋白质凝固、变性，细胞膜破坏，导致脂肪细胞的塌陷、变形、破裂、坏死，释放出脂滴。同时，激光对胶原纤维也有变性、破坏、和融解作用，温度的升高也会刺激胶原的重组和再生[11]，改善术后皮肤软组织弹性。另外，激光的光热效应也同时在起作用。可以推测，激光能量越大、温度越高，就有可能引起局部皮肤软组织的烧伤，导致局部的瘢痕形成，应极力避免，因此建议将皮温控制在40°以下。此外，由于激光破坏了脂肪组织，产生细胞碎片、脂滴等坏死产物，积聚在局部可能会影响组织愈合，因此，在激光作用能量较大的情况下，应当将坏死产物抽吸出。

激光作用于脂肪组织后即刻可以观察到显著的组织破坏，形态完整的脂肪细胞数量减少。尽管有部分脂肪细胞形态看上去完整，无即刻的破坏，但细胞结构已发生潜在的变性、损伤，随着时间的延长，最终会发生细胞的死亡，这是激光的后续效应。术后1周和术后1个月时，完整的脂肪细胞数量均减少，推测可能是上述激光的后续效应所导致。术后1周发现包括中性粒细胞、淋巴细胞、巨噬细胞在内的大量炎性细胞的浸润，病理进程为脂肪细胞进一步的坏死及机体对变性、坏死产物的吸收代谢。可见脂肪细胞融解后残留的网状结构及细胞碎片，形态完整的脂肪细胞较少。术后1周，除了炎性细胞，还发现成纤维细胞增生，胶原纤维粘连、杂乱，相互交错。术后1个月，成纤维细胞浸润，胶原纤维大量增生，有新生的毛细血管形成，炎性细胞的浸润逐渐消退，此时主要的病理进程是组织的重构，包括胶原的重塑、血管的再生等。

另外，术后即刻及术后1周脂肪细胞损伤率均明显高于术前，术后即刻脂肪细胞损伤率亦明显高于术后1个月，术前与术后1个月、术后即刻与术后1周脂肪细胞损伤率的差异均无统计学意义。由此可见，1 064nm Nd:YAG激光确实有效地破坏了脂肪细胞，在照射即刻及后期使脂肪细胞的数量减少，相应缩小了脂肪组织的体积，达到了去脂塑形的目的。同时，激光闭合了局部的小血管，使出血减少，减轻了机体损伤，降低了相关并发症发生的概率。在远期，闭合的血管网会重建，不会影响局部的血供。此外，激光也作用于皮下及皮肤的结缔组织，使胶原纤维破坏和重组再生，甚至使网状真皮的胶原也受到影响[12]，促进了胶原的回缩和皮肤的收缩[13]。早期胶原纤维的破坏、中后期成纤维细胞的增生和胶原的重组，在理论上可以使原本松弛的组织变得致密，从而改善局部的软组织松弛状态，收紧组织，进一步改善外形。

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Effect of Nd:YAG laser on adipose tissues

Nd:YAG laserAdipose tissue Histopathology

2013-01-05）

（本文编辑：欧阳卿）

310014 杭州，浙江省人民医院整形外科

吴溯帆，E-mail：sufanwu@hotmail.com