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基于兔模型的组织工程室两步法构建定形状大体积带蒂脂肪瓣研究

一、引言

1.1研究背景与意义

在临床实践中，先天畸形、外伤以及肿瘤切除等情况常常导致大体积软组织缺损，这给整形外科医生带来了严峻的挑战。目前，吻合血管的自体组织移植是修复大体积软组织缺损最常用且被广泛推荐的方法。然而，该方法存在诸多局限性，手术技术要求高，对医生的操作技能和经验有着极高的要求，手术过程中需要精细地吻合血管，任何一个环节出现问题都可能导致手术失败。且会不可避免地造成供区的缺损畸形，给患者带来额外的创伤和痛苦。

为了解决软组织缺损修复重建这一难题，脂肪组织工程技术应运而生，为自体组织瓣移植提供了新的可能性。脂肪组织工程旨在通过组织工程技术，构建具有正常生理功能的脂肪组织，以用于修复软组织缺损。其原理是利用种子细胞、支架材料和生长因子等要素，模拟体内脂肪组织的生长环境，促进脂肪细胞的增殖、分化和组织形成。

2007年，一项具有开创性意义的研究将带腹壁浅血管蒂的脂肪瓣插入中空小室并植入大鼠腹股沟皮下，结果导致腹股沟脂肪瓣显著增长，由此诞生了组织工程室（TEC）技术，为脂肪组织工程领域开辟了新的道路。此后，众多研究表明TEC技术能够产生大量的脂肪组织。然而，在大动物体内的长期观察发现，植入的脂肪瓣无法完全填满工程室内的所有空间，这意味着工程化脂肪瓣的体积未能达到最大化。研究发现，当TEC小室植入动物体内后，新生组织表面会形成一层厚厚的包膜囊，这层包膜囊可能会降低脂肪瓣周围的灌注，进而限制脂肪瓣的进一步增长，因此推测包膜囊的形成是限制工程化组织瓣达到最大体积的关键因素之一。

另一方面，包膜囊虽限制了脂肪瓣体积增长，但也维持了TEC所构建脂肪瓣的外形。此前Morrison团队构建的组织瓣大多为单一的半球形，然而临床上的软组织缺损形状各异，这就引发了一系列问题：利用组织工程室技术能否构建出不同形状的脂肪瓣？如何构建出更接近临床需求的更大体积的脂肪瓣？这些构建出的工程化脂肪瓣的原位远期转归又会怎样？

基于以上种种问题与思考，本研究提出使用TEC实现脂肪瓣的形状预构这一设想。具体方法为，首先将脂肪瓣放入合适形状的组织工程小室中，待脂肪瓣体积稳定后去除小室，以此促进成形脂肪瓣的进一步生长，即“两步法”技术。本研究通过兔模型实验，将带蒂脂肪组织瓣置于不同形状的小室中，观察并分析在此过程中大体和组织学的变化，旨在探索组织工程室两步法构建定形状大体积工程化带蒂脂肪瓣的可行性和有效性，为临床软组织缺损修复提供新的技术和理论依据。

1.2国内外研究现状

1.2.1脂肪组织工程研究进展

脂肪组织工程作为解决软组织缺损修复重建问题的新兴领域，近年来取得了显著的研究进展。自1993年Langer等首次提出组织工程的基本含义后，脂肪组织工程迅速发展，为临床治疗提供了新的思路和方法。

在种子细胞方面，脂肪干细胞（ADSCs）因其来源丰富、取材方便、具有多向分化潜能等特点，成为脂肪组织工程的理想种子细胞。研究表明，ADSCs可以从腹部、臀部和大腿等部位的脂肪组织中提取，通过脂肪抽吸术收集，该过程相对简单且创伤性较小。ADSCs不仅能够分化为脂肪细胞、软骨细胞、骨细胞、神经细胞和心肌细胞等多种类型的细胞，还具有自我更新能力和免疫调节特性，能够抑制免疫反应，促进组织再生。

支架材料的选择是脂肪组织工程的关键环节之一。理想的支架材料应具备良好的生物相容性、可降解性和孔隙率，以支持细胞生长、迁移和血管生成。目前，天然材料如胶原蛋白、丝素蛋白等和合成材料如聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸（PGA）及其共聚物聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）等都被广泛研究和应用。天然材料具有良好的生物相容性和细胞亲和性，但机械性能和降解速率难以精确控制；合成材料则具有可精确调控的降解速率和良好的机械性能，但生物相容性相对较差。因此，开发新型的复合支架材料，结合天然材料和合成材料的优点，成为当前的研究热点。

生长因子在脂肪组织工程中也发挥着重要作用。血管内皮生长因子（VEGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）、胰岛素样生长因子（IGF）等多种生长因子被用于促进脂肪细胞的增殖、分化和血管生成。邓颖等研究发现胰岛素对自体脂肪移植组织的血管再生起到促进作用，微血管免疫组化观察显示，胰岛素微血管密度组明显大于对照组。申在旭等在脂肪移植隆乳术中应用酸性成纤维细胞生长因子预处理的脂肪干细胞辅助脂肪组织移植，治疗组术后隆起增加值和隆起维持率均优于对照组。然而，生长因子的使用也面临一些问题，如半衰期短、需要反复注射、可能引发不良反应等，因此如何有效递送生长因子，提高其生物利用度，是需要进一步研究的方向。

1.2.2组织工程室技术研究现状

2007年，研究人员将带腹壁浅血管蒂