自体脂肪干细胞移植在创面愈合的研究进展

丁世超，张培华

(广东医科大学附属医院整形外科研究所，广东湛江524001)

自体脂肪干细胞移植在创面愈合的研究进展

丁世超，张培华

(广东医科大学附属医院整形外科研究所，广东湛江524001)

难愈性和不愈性创面一直是整形科的一大难题。传统的治疗慢性创面的方法的局限性，通常达不到其理想的治疗效果。目前，脂肪干细胞应用于创面愈合，其基础和临床已深入研究，在此就创面愈合机制、脂肪干细胞特性与作用和临床细胞移植的方法等方面的研究进展展开综述。

脂肪干细胞；创面愈合；脂肪移植

皮肤的创面愈合可以分为四个彼此相互连贯的阶段：止血期、炎症期、增生期(包括肉芽组织的形成)和组织重构期[1]。伤口不愈合的原因是皮肤自我修复过程中的某一细胞或生化过程的中断。慢性伤口的特点是炎症期的延长，伤口缺乏有效的新陈代谢，不能清除有害物质，伤口持续的感染，微生物耐药机制的形成等等导致真皮和表皮细胞不能对机体的再生刺激做出反应[2]。

在创面愈合的研究中，我们发现其关键作用是血管发生(vasculogenesis)和血管新生(angiogenesis)。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)和成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor，FGF)在血管生成因子中至关重要[3]。FGF应用于创面愈合能促进肉芽组织的生成，减少粘连的同时促进血管的新生[4]。此外，角质形成细胞生长因子(keratinocyte growth factor，KGF)和成纤维细胞生长因子(FGF)被认为可以促进角质细胞的增殖、迁移，胶原蛋白的合成和诱导血管新生[5-6]。

1 脂肪干细胞的特性

近些年，干细胞的应用被认为是再生医学的一种新颖的疗法。主要是由于其具有无限的自我更新的能力以及在适当的刺激条件下，可以分化为不同种类的细胞[7]。特别是脂肪干细胞(asipose Derived Stem Cells，ADSCs)最近几年引起了广泛的关注。相比较于骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs)，脂肪干细胞来源广泛、含量较多、获取方式简单、患者承受的痛苦也较少[8]。

脂肪干细胞与骨髓间充质干细胞一样，具有多项分化的能力，能表达相同的表面标志物，具有相似的基因结构以及相同的分化潜能[9]。所以，在适当的环境下，脂肪干细胞可以分化为脂肪细胞、成骨细胞、成软骨细胞以及肌细胞等。脂肪干细胞还能分泌许多不同种的细胞因子[10]，比如：碱性成纤维生长因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)、转化生长因子-β (transforming growth factor beta，TGF-β)、肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor，HGF)和血管内皮生长因子(VEGF)[11]。

2 脂肪干细胞在创面愈合中的作用

皮肤损伤以后会生成许多生长因子来促进血管的新生。例如：VEGF、纤维母细胞生长因子-2 (FGF-2)和血小板原性生长因子(PDGF)。同时，内皮细胞基底膜开始降解并迁移至损伤区域进行增殖，形成新的血管。在这阶段，脂肪干细胞起了主要作用，因其分泌了大量细胞因子、bFGF、KGF、TGF-b、HGF和VEGF来刺激血管新生，促进创面愈合。

目前，报道过的脂肪干细胞应用于创面和难治性溃疡的愈合的案例仅有62例[12-15]。Amos等[16]讨论可能用植皮术和脂肪移干细胞植术用于促进慢性溃疡创面愈合的长期治疗。Cervelli等[11]的研究证明，在下肢截肢患者的创面内或是创面表面联合应用自体脂肪移植和富血小板血浆(PRP)都有促进组织再生、诱导创面表皮化的能力。Marino等[13]从自体脂肪中提纯出脂肪来源干细胞和再生细胞用于治疗动脉疾病导致的下肢慢性溃疡的患者。在所有案例中，在创面边缘注射脂肪干细胞能有效的减小创面的深度和范围，超过一半的患者创面已经完全愈合了。Lee等[14]研究表明，脂肪干细胞移植有效的促进血管重建和组织灌流，从而促进无血管重建的严重缺血的患者下肢创面和溃疡的愈合。Lee等[15]证明，对于其他方法效果不佳的肢体严重缺血的患者体内，在肌肉组织多点注射脂肪干细胞是一个能促进血管新生的安全有效的方法。

3 自体脂肪干细胞移植创面的方法

应用最广泛的组织再生技术1995年由Coleman[17]发明，主要抽取来自腹部、腰部脂肪堆积区以及大腿、膝盖内侧或两侧的脂肪，分离后重新注射到受区。首先，在供区注射肿胀液(250 mL生理盐水、20 mL 1%的卡波卡因、1 mL肾上腺素和2 mL碳酸氢盐)，等10～20 min待肿胀液完全扩散后，用双孔钝头Coleman抽吸管道和10 mL的注射器直接套在套管上，抽取脂肪以后直接转移到离心机上进行离心，1 300 r/min共5 min。离心后的组织分为三层：上层黄色的油脂是损伤的脂肪细胞，中间层是具有大量干细胞的脂肪组织移植物[18]，最底层是血液。

去除油脂和血液以后，这些脂肪移植物分装到1 mL的钝头Coleman注射器进行组织移植。采用多层次注射法，在受区的皮下和真皮下不同层次分别注射少量的脂肪组织，以促进脂肪组织植入区与周边部位的融合[19]。这种方法可以减少脂肪的破坏和脂肪细胞的凋亡，促进移植物的血管化和脂肪的三维分布。实际上，尽量缩小每个区域移植物的体积能使移植的脂肪与受区的接触面积最大化。在血供丰富的地区移植脂肪，可以提高其存活率，并使脂肪的凋亡和钙化最少[20]。

4 脂肪干细胞在创面愈合治疗应用

传统的治疗慢性创面的方法通常达不到理想的治疗效果。越来越多比较新颖的治疗方法，比如：生物敷料、皮肤替代品、生长因子介导治疗和去细胞基质综合治疗被应用于功能失调的细胞治疗[21]。目前，应用脂肪干细胞治疗慢性创面的方法主要有：细胞介导治疗和接种细胞的生物支架共同应用治疗。

4.1 自体脂肪干的应用以细胞为基础的治疗包括间充质干细胞，比如：脂肪干细胞，能够改善伤口愈合的条件而不需要考虑外科手术和供体部位的不适。创面能得到有效的愈合，因为脂肪干细胞具有多向分化的能力，同时能分泌或抑制某些内环境所必须的生长激素和生长因子，使细胞在稳定的环境中扩增。细胞治疗能用于急性和慢性的创面中。在急性创面的治疗中，脂肪干细胞能促进创面愈合，减少瘢痕挛缩，最小化供体部位的不适。相反，在慢性创面的治疗中，通过有创面愈合能力的细胞移植，应该尽可能大的实现受区的创面愈合[22]，受区的条件必须在移植之前达到要求，包括组织、感染情况、创面湿度和创面的周边环境[23]。此外，根据脂肪干细胞的特点，应该要尽可能消除静脉回流和静脉瘀滞效应，以营造合适的细胞环境，促进脂肪干细胞的粘附生长。

4.2 脂肪干细胞与生物支架联合应用脂肪干细胞联合生物支架应用于创面是组织工程用于修复损伤的常用方法。而理想的细胞支架应该具备以下条件：(1)生物降解性；(2)无炎症反应；(3)具有表面物质促进细胞黏附、增殖和分化；(4)能模拟皮肤离体培养；(5)具有合适的机械性能；(6)能够变出各种形状[24]。适合脂肪干细胞移植的支架主要有：Ⅰ型胶原蛋白海绵、透明质酸、无纺聚乙醇酸。透明质酸是天然的不含硫化物的粘多糖，存在于结缔组织、关节腔滑液和眼球的玻璃体中。是细胞外基质的天然组成部分，在细胞分化和组织修复中起重要作用。透明质酸被认为是“脂肪组织工程的合适支架”，具有高度的生物复合性，不会引起任何不良排斥反应，能被宿主组织再吸收[25]。在一项对照试验中证明了透明质酸是治疗全层皮肤损伤溃疡的最合适的组织修复和再生的支架材料[26]；而且，透明质酸及其衍生物具有促血管生成的作用：在体模型的初步结果显示：在透明质酸制成的假体中发现了完整再生的腔静脉[25，27]。在最近的研究中，Altman等[28]发现由丝素蛋白-壳聚糖组成的支架结合脂肪干细胞能促进干细胞的移植和分化成表皮细胞、纤管的成分，来促进损伤组织的修复和愈合。这种伤口再生的微环境主要决定于干细胞的祖细胞和他们的移植部位之间的关系[29]。因此，任何重建组织工程应该提供合适的微环境，以利于细胞增殖和分化。

综上所述，据目前研究表明，脂肪干细胞(ADSCs)主要通过释放血管生成因子来促进创面的血管新生，从而加速创面愈合。无论是直接注射还是通过支架应用于创面都能促进血管新生。但是，目前脂肪干细胞应用还不广泛，许多分泌和分化机制仍不清楚，希望有更多的研究投入到脂肪干细胞中，加速脂肪干在难治或不愈性创面中的应用。

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Research progress of autologous adipose-derived stem cells grafting for wound healing.

DING Shi-chao,ZHANG Pei-huang.Plastic Surgery Institute,Affiliated Hospital of Guangdong Medical University,Zhanjiang 524001,Guangdong, CHINA

Refractory and unhealed wound has been a major problem of plastic and constructive surgery.The limitation of traditional cure system of treating chronic wound make them generally less than ideal.At present,adipose-derived stem cell therapy has been applied to wound healing,and its basic mechanism and clinical methods have been studied in depth.In this paper,we reviewed the progress in wound healing mechanisms,adipose-derived stem cell characteristics and effects,and methods of clinical cell transplantation.

Adipose-derived stem cells;Wound healing;Fat transplantation

R641

A

1003—6350（2017）07—1127—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.07.033

2016-08-15)

广东省自然科学基金自由申请项目(编号：2014A030313535)

张培华。E-mail：zhangph1128@126.cm