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Methodenartikel

Innovative Fettgewebefraktionierung zur Umwandlung von Fett in spezialisierte Bestandteile

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DOI:

10.3791/68152

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11. Juli 2025

 ,  , 
1Department of Plastic and Cosmetic Surgery, Nanfang Hospital, Southern Medical University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Hier stellen wir ein Protokoll vor, das autologe Fettgewebe in verschiedene Fettbestandteile mit unterschiedlichen physikalisch-chemischen Eigenschaften und Funktionen umwandeln kann.

Zusammenfassung

Die traditionelle autologe Fettgewebetransplantation wird häufig zur Volumenvergrößerung und Geweberegeneration eingesetzt. Die einheitlichen physikalischen und biologischen Eigenschaften von Fetttransplantaten führen jedoch häufig zu einer suboptimalen Leistung in unterschiedlichen Patientenszenarien und vielfältigen Anforderungen. Aufbauend auf den Grundlagen der Eigenfetttransplantation stellen wir einen bahnbrechenden Ansatz vor, der als autologe Fettkomponententransplantation bezeichnet wird. Dieses innovative Konzept integriert ein sorgfältig entwickeltes Protokoll, das darauf abzielt, autologe Fettgewebe in eine Vielzahl von Fettkomponenten umzuwandeln, die sich jeweils durch einzigartige physikalisch-chemische Eigenschaften auszeichnen, die auf spezifische Anwendungen in unterschiedlichen klinischen Kontexten zugeschnitten sind. Durch eine Reihe von physikalischen Methoden kann Fettgewebe in einen Fettmatrix-Komplex (AMC) umgewandelt werden, der ausreichend steifen Halt bietet, High-Density-Fett (HDF) für die weitere Füllung, stromale vaskuläre Fraktion (SVF)-Gel für kleine und/oder präzise Injektionen und Fett-Kollagen-Fragment (ACF) für feine Falten und/oder Gesichtsverjüngungsbedürfnisse. Diese unterschiedlichen Fettkomponenten besitzen inhärente Eigenschaften, die sich für präzise und gezielte Transplantationsstrategien eignen, die den nuancierten Anforderungen der individuellen Patientenbedürfnisse gerecht werden. Das neuartige Protokoll zur Fraktionierung von Fettgewebe zeigt großes Potenzial für die Revolutionierung der Fettgewebetransplantation. Es bietet eine neue Perspektive und Methodik für eine verfeinerte und maßgeschneiderte Transplantation.

Einleitung

Die autologe Fettgewebetransplantation ist eine weit verbreitete Technik zur volumetrischen Verbesserung und Geweberegeneration, die durch Fortschritte bei der Vorbereitung der Spenderstelle, der Fettextraktion, -verarbeitung und -implantation vorangetriebenwird 1,2,3,4. Die einheitlichen physikalischen und biologischen Eigenschaften herkömmlicher Fetttransplantate schränken jedoch häufig ihre Wirksamkeit bei der Erfüllung unterschiedlicher klinischer Anforderungen ein5. Um diese Einschränkungen zu überwinden, hat unser Forschungsteam ein innovatives Protokoll zur Fraktionierung von Fettgewebe entwickelt, das autologe Fette in spezialisierte Komponenten mit unterschiedlichen physikalisch-chemischen Eigenschaften und Funktionen umwandelt.

Das Hauptziel des Protokolls ist die Fraktionierung von autologem Fettgewebe in spezialisierte Komponenten – Adipose Matrix Complex (AMC), Stromal Vascular Fraction (SVF)-Gel und Adipose Collagen Fragment (ACF), die jeweils für spezifische klinische Herausforderungen entwickelt wurden. Durch die Bereitstellung von Komponenten mit einzigartigen Eigenschaften, wie z. B. erhöhter Steifigkeit, hoher Zelldichte und kollagenreichen Formulierungen, ermöglicht das Protokoll präzise und gezielte Transplantationsstrategien 6,7,8,9,10,11.

Die traditionelle Fetttransplantation ist zwar für die Volumenvergrößerung wirksam, erfüllt aber oft nicht die nuancierten Anforderungen komplexer klinischer Szenarien. Seine unvorhersehbare Fettaufnahme führt zu einer instabilen Volumenwiederherstellung. Darüber hinaus können sie aufgrund der einheitlichen physikalischen und biologischen Eigenschaften herkömmlicher Fetttransplantate keine gezielte Füllung für Bereiche mit spezifischen Transplantationsanforderungen bieten, wie z. B. strukturelle Unterstützung, präzise kleinflächige Injektionen und gezielte Kollagenstimulation. Diese Probleme machen häufig mehrere Operationen erforderlich, was die Schmerzen und die finanzielle Belastung der Patienten erhöht 1,2,5. Dieses Fraktionierungsprotokoll behebt diese Einschränkungen, indem es Fettgewebe spezifisch mit einem Gehalt von besonderem Wert aus herkömmlichem Fettgewebe anreichert. Durch diesen Prozess bilden wir Fettgewebskomponenten mit maßgeschneiderten Eigenschaften und bieten Ärzten so ein vielseitiges Toolkit für eine personalisierte Behandlung. Im Vergleich zu synthetischen Füllstoffen oder herkömmlicher Fetttransplantation wird bei diesem Ansatz autologes Gewebe verwendet, wodurch das Risiko einer Immunabstoßung eliminiert und die Biokompatibilität sichergestelltwird 3. Darüber hinaus entstehen durch den Fraktionierungsprozess Komponenten mit einzigartigen Eigenschaften, wie z. B. AMC, das strukturelle Unterstützung bietet und eine niedrige Absorptionsrate aufweist. SVF-Gel, das präzise Injektionen ermöglicht und sich durch eine hohe Dichte an stromalen Gefäßfraktionszellen auszeichnet; und ACF, ein Kollagenproteingerüst, das in der Lage ist, Fettfaktoren kontrolliert freizusetzen, was Potenzial für klinische Anwendungen bei der Hautverjüngung aufweist 7,9,11. Dieser Ansatz reduziert auch den Bedarf an wiederholten Eingriffen, indem er die Transplantatretention und die Patientenzufriedenheit verbessert10,12.

Das Konzept der Fraktionierung biologischer Gewebe zur Optimierung der therapeutischen Ergebnisse ist gut etabliert, wie bei der Trennung von Blut in Plasma, rote Blutkörperchen und Blutplättchen für gezielte medizinische Anwendungen zu sehen ist. In den letzten Jahren haben sich auch die Forschung und die klinischen Anwendungen von Fettgewebskomponenten allmählich weiterentwickelt 13,14,15,16,17,18. Dieses Fettfraktionierungsprotokoll baut auf diesem Prinzip auf und isoliert Komponenten mit unterschiedlichen Eigenschaften für einen maßgeschneiderten klinischen Einsatz. Ärzte können die Eignung dieser Methode bestimmen, indem sie die anatomischen Bedürfnisse des Patienten, die gewünschten Ergebnisse (z. B. Volumenvergrößerung, strukturelle Unterstützung oder Hautverjüngung) und die verfügbare Ausrüstung berücksichtigen. Dieses Protokoll ist besonders effektiv in Fällen, in denen eine genaue Kontrolle der Transplantateigenschaften erforderlich ist, wie z. B. Gesichtsverjüngung, Narbenkorrektur oder komplexe rekonstruktive Eingriffe 7,10,12.

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Protokoll

Diese Studie wurde vom Ethical Review Board im Nanfang Hospital, Guangzhou, China, genehmigt. Fettgewebe wurde von gesunden Spendern entnommen, die eine schriftliche Einverständniserklärung zur Teilnahme an der Studie gegeben hatten. Alle Tierversuche wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee des Nanfang Hospital genehmigt und nach den Richtlinien des National Health and Medical Research Council (China) durchgeführt.

1. Zubereitung von Fett

  1. Vollnarkose und Infiltration von Tumeszenzflüssigkeit
    1. Setzen Sie den Patienten unter Vollnarkose. Während der intravenösen Induktionsphase ist eine Kombination aus Propofol (2 mg/kg), Fentanyl (1,5 μg/kg) und Rocuronium (0,6 mg/kg) zu verabreichen, gefolgt von der Aufrechterhaltung der Narkosetiefe mit Sevofluran (1,5 %) und Remifentanil (0,1 μg/kg/min). Passen Sie den Anästhesieplan während des gesamten Eingriffs dynamisch an, basierend auf der BIS-Überwachung (Zielwert 40-60), den Kreislaufparametern (MAP >65 mmHg) und EtCO2 (35-45 mmHg).
    2. Bringen Sie den Patienten in Rückenlage mit Schutzpolstern an Druckstellen und desinfizieren Sie das Operationsfeld rigoros mit Chlorhexidin-Alkohol. Halten Sie sich an aseptische Protokolle, um das Infektionsrisiko zu minimieren.
    3. Infiltrieren Sie das subkutane Gewebe des Fettabsaugungsbereichs (z. B. Bauch oder Oberschenkel) mit einer 20-ml-Spritze mit Tumeszenzflüssigkeit, die 0,06 % Lidocain und 0,001 % Adrenalin enthält. Halten Sie ein Verhältnis von 2:1 zwischen Infiltrat und erwartetem Volumen der Fettextraktion aufrecht und passen Sie das Gesamtinjektionsvolumen an die spezifischen anatomischen Merkmale des Patienten und die Größe des Behandlungsbereichs an.
    4. Überprüfen Sie die anästhetische Wirkung, um eine vollständige Infiltration der Tumeszenzflüssigkeit zu bestätigen. Vor dem nächsten Schritt stechen oder kneifen Sie den Bereich der Fettabsaugung. Wenn der Patient nur einen leichten Druck verspürt, ist eine Infiltration ausreichend, die eine Fettentnahme mit weniger Beschwerden ermöglicht.
  2. Fettgewinnung
    1. Verwenden Sie für die Fettentnahme eine 3-mm-Kanüle mit mehreren Anschlüssen und scharfen Seitenlöchern von 1 mm Durchmesser. Führen Sie den Vorgang bei einem Saugdruck von -0,75 atm durch, um die Schädigung des Fettgewebes zu minimieren und die Integrität und Lebensfähigkeit der gesammelten Fettzellen sicherzustellen.
  3. Coleman Fett Zubereitung
    1. Lassen Sie das gesammelte Fett, das in eine 60-ml-Spritze gegeben wird, 10 Minuten lang stehen, damit sich die flüssigen Bestandteile am Boden des Behälters absetzen können.
    2. Entsorgen Sie den flüssigen Teil vorsichtig am Boden und sammeln Sie die obere, relativ reine Fettschicht, um Verunreinigungen wie Blut und Tumeszenzflüssigkeit zu entfernen.
    3. Das gesammelte Fett wird in der 60-Milliliter-Spritze zurückgehalten und bei 1.200 x g für 3 min bei Raumtemperatur zentrifugiert, um die Komponenten weiter zu schichten.
    4. Nach dem Zentrifugieren den flüssigen Teil unten wieder entsorgen. Behalten Sie die obere Fettschicht, die als Coleman-Fett definiert ist, in den 60-
      Milliliter-Spritze.
  4. Entnahme von Fettproben mit hoher und niedriger Dichte
    1. Übertragen Sie die oberen 2/3 des Coleman-Fetts in ein 20-ml-Reagenzglas und definieren Sie es als Fett niedriger Dichte (LDF).
    2. Übertragen Sie das verbleibende untere 1/3 des Coleman-Fetts in ein weiteres 20-ml-Reagenzglas und definieren Sie es als High-Density-Fett (HDF).

2. Extraktion der Komponenten

  1. Zubereitung des Fettmatrix-Komplexes (AMC)
    1. Passieren Sie das HDF durch eine Filtervorrichtung mit einer Hülse und drei innenliegenden Sieben (1,5 mm Filtersiebabstand).
    2. Sammeln Sie das anhaftende Gewebe und trocknen Sie es in einem 100-Mesh-Filterbeutel, der von Gaze umgeben ist. Bestimmen Sie den Endpunkt, indem Sie das Gewebe beobachten, wie es mit einer Pinzette aufgenommen wird. Wenn keine offensichtlichen Flüssigkeitströpfchen auf die Pinzettenaufnahme fallen, deutet dies darauf hin, dass die Dehydrierung den gewünschten Effekt erzielt hat. Das Endprodukt wurde als AMC identifiziert. Bewahren Sie das restliche HDF für die zukünftige Verwendung auf.
  2. Extraktion von stromaler vaskulärer Fraktion (SVF)-Gel
    1. Mechanische Emulgierung von LDF: Emulgieren Sie das LDF mechanisch, indem Sie es zwischen zwei Spritzen leiten, die durch einen Luer-Lok-Konnektor von Buchse zu Buchse mit einem Innendurchmesser von 1,4 mm verbunden sind, mit einer Geschwindigkeit von 10 mL/s für 1 min.
    2. Zentrifugieren Sie das emulgierte LDF bei 1.600 x g für 3 min. Sammeln Sie die mittlere Schicht, die einer gelartigen Substanz ähnelt, als SVF-Gel.
  3. Produktion von Fettkollagenfragmenten (ACF)
    1. Pulverisierung von LDF: Pulverisieren Sie das LDF in einem speziellen ACF-Extraktor bei 30.000 U/min für 60 s, um eine Fettsuspension zu erhalten.
    2. Filtrierung: Übertragen Sie die Fettsuspension in 20-ml-Spritzen. Schließen Sie es an einen unidirektionalen 0,25-mm-Filter an, drücken Sie den Kolben und sammeln Sie das Filtrat in einer weiteren 20-ml-Spritze. Schließen Sie dann diese Spritze an einen unidirektionalen 0,15-mm-Filter an, drücken Sie den Kolben erneut und sammeln Sie das endgültige Filtrat in einer dritten 20-ml-Spritze. Anschließend zentrifugieren Sie die Fettsuspension bei 3.000 x g für 3 min.
    3. Sammeln Sie den festen Teil am Boden als ACF.

3. Prüfung der Fettbestandteile

  1. Prüfung der Steifigkeit
    1. Verwenden Sie ein Gerät mit einem Kraftmesssensor mit einem Bereich von 0 N bis 225 N und einem elektromagnetischen Aktuator, der einen axialen Verfahrweg von 6 mm ermöglicht.
    2. Klemmen Sie jede Gewebeprobe (AMC- und Coleman-Fett) ein und wenden Sie eine Vorspannung von 25 - 30 N an, um ein Durchhängen zu verhindern und eine Dehnung zu verursachen. Stellen Sie die Rampenbelastung auf 8 mm/s ein und zeichnen Sie die höchste Kraft auf, die erreicht wurde, bevor die Probe elektronisch gerissen wurde. Das Gerät berechnet dann die Gewebesteifigkeit.
  2. Hämatoxylin- und Eosin- (HE) und Masson-Färbung
    1. Fixieren Sie die Proben in 4% Paraformaldehyd, um ihre Struktur zu erhalten. Dehydrieren Sie im Ethanolgradienten, um Wasser zu entfernen, das für den anschließenden Einbettungsprozess erforderlich ist.
    2. Betten Sie die Proben in Paraffin ein, ein Verfahren, das das Schneiden der Proben in dünne Schnitte erleichtert. Als nächstes schneiden Sie die in Paraffin eingebetteten Proben.
    3. Färben Sie die Abschnitte mit HE und Massons Trichrom-Beizen. Untersuchen Sie die Proben mit der Rasterelektronenmikroskopie (REM).
  3. Studien zur Transplantation
    1. Wählen Sie 70 nackte Mäuse mit Lichtschutzfaktor Gesundheit, einem Gewicht von 15 - 18 g und einem Alter von 4 bis 6 Wochen (unabhängig vom Geschlecht). Halten Sie die Mäuse gemäß den institutionellen Richtlinien, halten Sie sie in Einzelkäfigen mit einem Hell-Dunkel-Zyklus von 12 h und versorgen Sie sie nach Belieben mit Standardfutter und Wasser.
    2. Betäubung von Mäusen durch intraperitoneale Injektion von Pentobarbital-Natrium (50 mg/kg). Überprüfen Sie die Narkosetiefe mit dem Zehenkneifreflex. Tragen Sie Augensalbe auf, um Trockenheit zu verhindern.
    3. Injizieren Sie 0,3 ml vorbereitetes AMC- oder Fettgewebe (Coleman-Fett in der Kontrollgruppe) in das Unterhautgewebe jeder Maus, das als Ausgangsbasis für das Fetttransplantat dient. Beobachte die Tiere, bis sie wieder zu Bewusstsein kommen, und bringe sie dann in ihre Käfige.
    4. Entnehmen Sie die Transplantate an den Tagen 7, 14, 30, 60 und 90 nach der Transplantation, indem Sie sie vorsichtig vom umgebenden Gewebe trennen. Messen Sie ihre Volumina. Die Retentionsrate von Transplantaten wurde wie folgt definiert:
      Retentionsrate (%) = das Transplantatvolumen zum Zeitpunkt der Ernte/Injektionsfettvolumen (hier 0,3 mL) x 100%.

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Ergebnisse

Durch verschiedene mechanische Verfahren, die während des chirurgischen Prozesses durchgeführt wurden, ist es uns gelungen, Fettgewebe in unterschiedliche Fettkomponenten mit unterschiedlichen Eigenschaften umzuwandeln. Es handelt sich nacheinander um das AMC, das eine ausreichende robuste Unterstützung bietet (Abbildung 1A), das HDF für die weitere Füllung (Abbildung 1B), das SVF-Gel für präzise Injektionen in kleinen Bereichen (Abbildung 1...

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Diskussion

Dieses Protokoll zur Fraktionierung des Fettgewebes umfasst mehrere kritische Schritte, die die erfolgreiche Isolierung spezialisierter Komponenten gewährleisten. Zunächst wird das entnommene Fettgewebe durch Zentrifugation in Fett hoher Dichte (HDF) und Fett niedriger Dichte (LDF) getrennt, die jeweils unterschiedliche Zusammensetzungen der zellulären und extrazellulären Matrix (ECM) aufweisen23,24. HDF, das reich an lebensfähig...

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Offenlegungen

Die Autoren erklären, dass sie keinen Interessenkonflikt haben.

Danksagungen

Diese Arbeit wurde von der National Nature Science Foundation of China unterstützt (Stipendien 81801932, 81901976, 81971852, 81772101 und 81901975).

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
0,001 % AdrenalinSigma-AldrichE4375
0,06 % LidocainSigma-AldrichL5647
3-mm-Multiport-KanüleTulip Medical Products, San Diego, CA, USA/
50-ml-ZentrifugenröhrchenCorning430829
BOSE ElectroForce BelastungsprüfgerätBose Corporation/
KollagenaseWorthington BiochemischerLS004176
Buchse-zu-Buchse-Luer-Lok-AnschlussBD Biosciences309628
Filtergerät mit Hülse und Siebennach Maß (Shanghai Tiangong Instruments Co., Ltd.)/
GazeMedline IndustriesMDS093944
Hämatoxylin/Eosin-FärbekitSigma-AldrichHT110116
Masson's Trichrome FärbekitSigma-AldrichHT15
NacktmäuseSouthern Mdical University/
Phosphatgepufferte Kochsalzlösung (PBS)Thermo Fisher Scientific
rundes Filtersieb aus Edelstahl (0,15 mm)Shanghai Tiangong Instruments Co., Ltd./
Rundes Filtersieb aus Edelstahl (0,25 mm)Shanghai Tiangong Instruments Co., Ltd./
Sterilisierter 100-Mesh-FilterbeutelShanghai Tiangong Instruments Co., Ltd./
Stromale vaskuläre Fraktion (SVF)-Gel-ExtraktorShanghai Tiangong Instruments Co., Ltd./
TrypsinThermo FisherScientific 25200056
Western Blot Analyse-KitBio-Rad1705061
10010023

Referenzen

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