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方法論記事

脂肪を特殊な成分に変換するための革新的な脂肪組織分画

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DOI:

10.3791/68152

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2025年7月11日

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

この記事について

サマリー

ここでは、自家脂肪組織を異なる物理化学的特性と機能を持つさまざまな脂肪成分物質に変換できるプロトコルを紹介します。

要約

従来の自家脂肪組織移植は、ボリュームの増強と組織再生に一般的に使用されます。しかし、脂肪移植片の均一な物理的および生物学的特性は、多様な患者のシナリオや多面的な要件において、しばしば最適ではないパフォーマンスにつながります。自家脂肪移植の基盤を発展させ、自家脂肪成分移植という先駆的なアプローチをご紹介します。この革新的なコンセプトは、自家脂肪組織を多様な脂肪成分に変換することを目的とした細心の注意を払って設計されたプロトコルを統合しており、それぞれがさまざまな臨床状況にわたる特定のアプリケーションに対応するように調整された独自の物理化学的特性によって特徴付けられます。一連の物理的方法により、脂肪組織を十分な剛性サポートを提供する脂肪マトリックス複合体(AMC)、さらに充填するための高密度脂肪(HDF)、小規模および/または精密な注射のための間質血管画分(SVF)ゲル、小ジワや顔の若返りのニーズに対応する脂肪コラーゲンフラグメント(ACF)に変換することができます。これらの異なる脂肪成分は、個々の患者のニーズの微妙な要求に応える、正確で標的を絞った移植戦略に適した固有の特性を持っています。新しい脂肪組織分画プロトコルは、脂肪組織移植に革命を起こす大きな可能性を示しています。これは、より洗練され、調整された移植のための新しい視点と方法論を提供します。

概要

自家脂肪組織移植は、ドナー部位の準備、脂肪抽出、加工、および移植の進歩によって推進され、体積増強と組織再生に広く使用されている技術です 1,2,3,4。しかし、従来の脂肪移植片の均一な物理的および生物学的特性は、多様な臨床ニーズに対処する上での有効性を制限することがよくあります5。これらの制限を克服するために、私たちの研究チームは革新的な脂肪組織分画プロトコルを開発し、自家脂肪を明確な物理化学的特性と機能を持つ特殊な成分に変換しました。

このプロトコルの主な目標は、自家脂肪組織を特殊な成分(Adipose Matrix Complex(AMC)、Stromal Vascular Fraction(SVF)-gel、Adipose Collagen Fragment(ACF))に分画することであり、それぞれが特定の臨床課題に対処するように設計されています。このプロトコルは、強化された剛性、高い細胞密度、コラーゲンに富む製剤などの独自の特性を持つコンポーネントを提供することにより、正確で標的を絞った移植戦略を可能にします6,7,8,9,10,11。

従来の脂肪移植は、ボリュームアップには効果的ですが、複雑な臨床シナリオの微妙な要求を満たせないことがよくあります。その予測不可能な脂肪吸収は、不安定なボリュームの回復につながります。さらに、従来の脂肪移植片は物理的および生物学的特性が均一であるため、構造的支持、精密な小面積注射の実施、標的コラーゲン刺激の達成など、特定の移植要件を持つ領域に標的を絞った充填を提供することができません。これらの問題はしばしば複数の手術を必要とするため、患者の痛みと経済的負担が増加します1,2,5。この分画プロトコルは、従来の脂肪組織から特定の価値の含有量で脂肪組織を特異的に濃縮することにより、これらの制限に対処します。このプロセスを通じて、カスタマイズされた特性を持つ脂肪組織成分を形成し、臨床医に個別化された治療のための汎用性の高いツールキットを提供します。合成充填剤や従来の脂肪移植と比較して、このアプローチは自家組織を利用するため、免疫拒絶反応のリスクを排除し、生体適合性を確保します3。さらに、分画プロセスでは、構造的なサポートを提供し、吸収率が低いAMCなどの独自の特性を持つコンポーネントが作成されます。SVFゲルは、正確な注入を提供し、高密度の間質血管画分細胞を特徴としています。そして、脂肪因子の放出を制御することができるコラーゲンタンパク質の足場であるACFは、皮膚の若返りにおける臨床応用の可能性を示しています7,9,11。このアプローチはまた、移植片の保持と患者の満足度を改善することにより、反復的な手順の必要性を減らします10,12。

治療結果を最適化するために生体組織を分画するという概念は、標的を絞った医療用途で血液を血漿、赤血球、血小板に分離することに見られるように、十分に確立されています。近年、脂肪組織成分の研究と臨床応用も徐々に進んでいます13,14,15,16,17,18。この脂肪分画プロトコルは、この原理に基づいており、カスタマイズされた臨床使用のために異なる特性を持つ成分を分離します。臨床医は、患者の解剖学的ニーズ、望ましい結果(ボリュームアップ、構造的サポート、皮膚の若返りなど)、および利用可能な機器を考慮して、この方法の適合性を判断できます。このプロトコルは、顔の若返り、瘢痕の修正、または複雑な再建手順7,10,12など、移植片の特性に対する正確な制御を必要とする場合に特に効果的です。

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プロトコル

この研究は、中国広州市南方病院の倫理審査委員会によって承認されました。脂肪組織は、研究に参加するために書面によるインフォームドコンセントを与えた健康なドナーから採取されました。すべての動物実験は、南方病院動物管理委員会によって承認され、国家衛生医療研究評議会(中国)のガイドラインに従って実施されました。

1.脂肪の準備

  1. 全身麻酔と腫脹液浸潤
    1. 患者を全身麻酔下に置きます。静脈内導入段階では、プロポフォール(2 mg / kg)、フェンタニル(1.5 μg / kg)、およびロクロニウム(0.6 mg / kg)の組み合わせを投与し、続いてセボフルラン(1.5%)とレミフェンタニル(0.1 μg / kg /分)を使用して麻酔深度を維持します。.手順全体を通して、BISモニタリング(目標値40-60)、循環パラメータ(MAP)>65 mmHg)、およびEtCO2 (35-45 mmHg)に基づいて麻酔計画を動的に調整します。
    2. 患者を仰臥位に置き、ツボに保護パッドを付け、手術部位をクロルヘキシジンアルコールで厳密に消毒します。感染のリスクを最小限に抑えるために、無菌プロトコルを順守してください。
    3. 脂肪吸引領域(腹部や大腿部など)の皮下組織に、0.06%リドカインと0.001%エピネフリンを含む腫脹液を20mLシリンジで浸潤します。予想される脂肪抽出量に対する浸潤液の比率を2:1に維持し、患者の特定の解剖学的特性と治療領域のサイズに応じて総注入量を調整します。
    4. 麻酔効果をチェックして、完全な腫脹液浸潤を確認します。次のステップの前に、脂肪吸引領域を刺すかつまみます。患者がわずかな圧力を感じるだけでも、浸潤は十分であり、不快感の少ない脂肪採取が可能です。
  2. 脂肪の収穫
    1. 脂肪の収集には、直径1mmの鋭いサイドホールを備えた3mmのマルチポートカニューレを使用します。-0.75気圧の吸引圧力で手術を行い、脂肪組織への損傷を最小限に抑え、採取した脂肪細胞の完全性と生存率を確保します。
  3. コールマン脂肪の準備
    1. 60 mLシリンジに入れた採取脂肪を10分間静止させ、液体成分が容器の底に沈殿するのを待ちます。
    2. 下部の液体部分を慎重に廃棄し、比較的純粋な脂肪層の上部を集めて、血液や膨らみ液などの不純物を取り除きます。
    3. 採取した脂肪を60ミリリットルのシリンジに保持し、1,200 x g で室温で3分間遠心分離して、成分をさらに層状化します。
    4. 遠心分離後、底の液体部分を再度廃棄します。コールマン脂肪として定義される脂肪の上層を60-で保持します。
      ミリリットルシリンジ。
  4. 高密度および低密度脂肪サンプルコレクション
    1. コールマン脂肪の上部2/3を20mL試験管に移し、低密度脂肪(LDF)と定義します。
    2. コールマン脂肪の残りの下部1/3を別の20mL試験管に移し、高密度脂肪(HDF)と定義します。

2.コンポーネントの抽出

  1. 脂肪マトリックス複合体(AMC)の調製
    1. HDFをスリーブと3つの内部ふるい(1.5mmフィルタースクリーン間隔)を備えたろ過装置に通します。
    2. 付着したティッシュを採取し、ガーゼで囲んだ100メッシュのフィルターバッグに脱水します。鉗子で摘み取られた組織を観察して、エンドポイントを決定します。明らかな液滴が鉗子のピックアップに落ちない場合は、脱水が目的の効果を達成したことを示しています。最終製品はAMCと特定されました。残りのHDFは、将来使用するために保管してください。
  2. 間質血管画分(SVF)-ゲル抽出
    1. LDFの機械的乳化:内径1.4 mmのメス-メスLuer-Lokコネクタで接続された2つのシリンジの間にLDFを10 mL/sの速度で1分間通過させることにより、LDFを機械的に乳化します。
    2. 乳化LDFを1,600 x g で3分間遠心分離します。ゲル状の物質に似た中間層をSVF-gelとして集めます。
  3. 脂肪コラーゲンフラグメント(ACF)の産生
    1. LDFの粉砕:LDFを専用のACF抽出器で30,000rpmで60秒間粉砕し、脂肪懸濁液を取得します。
    2. ろ過:脂肪懸濁液を20mLシリンジに移します。0.25 mmの単方向フィルターに接続し、ピストンを押し込み、濾液を別の20 mLシリンジに集めます。次に、このシリンジを0.15 mmの一方向フィルターに接続し、ピストンを再度押して、最終的な濾液を3番目の20 mLシリンジに収集します。次に、脂肪懸濁液を3,000 x g で3分間遠心分離します。
    3. 下部の固体部分をACFとして収集します。

3. 脂肪成分の試験

  1. 剛性試験
    1. 0 Nから225 Nの範囲を持つ力測定センサーと、軸方向の移動量が6 mmの電磁アクチュエータを備えたデバイスを使用してください。
    2. 各組織サンプル(AMCおよびコールマン脂肪)をクランプし、25〜30 Nの予荷重を適用して、たるみをなくし、伸びを引き起こします。ランプ荷重を8mm/sに設定し、サンプルが電子的に破裂する前に達成された最大力を記録します。その後、デバイスは組織の硬さを計算します。
  2. ヘマトキシリンとエオシン(HE)およびマッソン染色
    1. サンプルを4%パラホルムアルデヒドで固定し、その構造を維持します。エタノールグラジエントで脱水して水分を除去しますが、これはその後の埋め込みプロセスに必要です。
    2. サンプルをパラフィンに埋め込むことで、サンプルを薄い部分に切断しやすくなります。次に、パラフィン包埋サンプルを切片化します。
    3. HEとMassonのトリクローム染色で切片を染色します。走査型電子顕微鏡(SEM)を使用してサンプルを検査します。
  3. 移植研究
    1. Health SPFレベルの70匹のヌードマウスを選択し、体重は15〜18 g、年齢は4〜6週間です(性別は問いません)。マウスは施設のガイドラインに従って保管し、12時間の明暗サイクルで個々のケージに収容し、標準的な餌と水 を自由に提供します。
    2. ペントバルビタールナトリウム(50 mg / kg)の腹腔内注射によりマウスを麻酔します。つま先のピンチ反射を使用して麻酔の深さを確認します。乾燥を防ぐために目の軟膏を塗ります。
    3. 調製したAMCまたは脂肪組織(対照群のコールマン脂肪)を各マウスの皮下組織に0.3mL注入し、脂肪移植片のベースラインとして機能します。動物が意識を取り戻すまで監視し、その後ケージに移します。
    4. 移植後7日目、14日目、30日目、60日目、90日目に、移植片を周囲の組織から慎重に分離して採取します。それらのボリュームを測定します。移植片の保持率は次のように定義されました。
      保持率(%)=収穫時の移植片量/注射脂肪量(ここでは0.3mL)×100%。

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結果

手術の過程で行われるさまざまな機械的処置を通じて、脂肪組織を異なる特性を持つ異なる脂肪成分に変換することに成功しました。順番に、十分な堅牢なサポートを提供するAMC(図1A)、さらに充填するためのHDF(図1B)、小さな領域に正確な注入を行うSVFゲル(図1C)、小ジワや顔の修復ニーズに対応するACF(図1D)です。脂肪成分物質であるAMC、SVF-gal、ACFの性状と有効性を徹底的に検証しています。

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図1:4種類の...

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ディスカッション

この脂肪組織分画プロトコルには、特殊なコンポーネントの分離を成功させるためのいくつかの重要なステップが含まれます。まず、採取した脂肪組織の遠心分離により、脂肪は高密度脂肪(HDF)と低密度脂肪(LDF)に分離され、それぞれが異なる細胞および細胞外マトリックス(ECM)組成23,24を持つ。生存可能な脂肪細胞と間質血管画分(SVF)細胞が豊富なHDFは、さらに処理されて脂肪マトリックス複合体(AMC)が得られます。これは、コラーゲン含有量が高いため、構造的なサポートを提供します7。一方、LDFは、機械的に乳化してSVFゲルを製造し、小さな領域10で精密に注入するために設計された製品である。最後に、LDFを機械的に粉砕すると、肌の若返りに理想的なコラーゲンリッチな製剤である脂肪コラーゲンフラグメント(ACF)が得られます11

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開示事項

著者は、利益相反がないことを宣言します。

謝辞

この研究は、中国国立自然科学基金会(助成金81801932、81901976、81971852、81772101、81901975)の支援を受けました。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
0.001% エピネフリンシグマ アルドリッチE4375
0.06% リドカインシグマ アルドリッチL5647
3 mm マルチポート カニューレチューリップ メディカル プロダクツ、米国カリフォルニア州サンディエゴ/
50 ml 遠心分離管Corning430829
BOSE ElectroForce 負荷試験装置Bose Corporation/
コラゲナーゼWorthington 生化学LS004176
メス - メス Luer-Lok コネクタBD Biosciences309628
フィルタリングデバイス、スリーブおよびふるい付きカスタムメイド ( Shanghai Tiangong Instruments Co., Ltd.)/
GauzeMedline IndustriesMDS093944
ヘマトキシリン/エオシン染色キットSigma-AldrichHT110116
Masson's Trichrome Staining KitSigma-AldrichHT15
ヌードマウスSouthern Mdical University/
リン酸緩衝生理食塩水 (PBS)Thermo Fisher Scientific10010023
ステンレスフィルタースクリーン(0.15 mm)Shanghai Tiangong Instruments Co., Ltd./
丸型ステンレス鋼フィルタースクリーン(0.25 mm)Shanghai Tiangong Instruments Co., Ltd./
滅菌100メッシュフィルターバッグTiangong Instruments Co.、Ltd./
間質血管画分(SVF)-ゲル抽出器Tiangong Instruments Co., Ltd./
トリプシンサーモフィッシャーサイエンティフィック25200056
ウェスタンブロット分析キットバイオラッド1705061
ラウンドShanghai Shanghai

参考文献

  1. Simonacci, F., Bertozzi, N., Grieco, M. P., Grignaffini, E., Raposio, E. Procedure, applications, and outcomes of autologous fat grafting. Ann Med Surg. 20, 49-60 (2017).
  2. Strong, A. L., Cederna, P. S., Rubin, J. P., Coleman, S. R., Levi, B. The Current State of Fat Grafting: A Review of Harvesting, Processing, and Injection Techniques. Plast Reconstr Surg. 136 (4), 897-912 (2015).
  3. Evans, B. G. A., Gronet, E. M., Saint-Cyr, M. H. How Fat Grafting Works. Plast Reconstr Surg Glob Open. 8 (7), e2705(2020).
  4. Costanzo, D., Romeo, A., Marena, F. Autologous Fat Grafting in Plastic and Reconstructive Surgery: An Historical Perspective. Eplasty. 22, e4(2022).
  5. Suszynski, T. M., Sieber, D. A., Van Beek, A. L., Cunningham, B. L. Characterization of adipose tissue for autologous fat grafting. Aesthetic Surg J. 35 (2), 194-203 (2015).
  6. He, Y., et al. Human adipose liquid extract induces angiogenesis and adipogenesis: a novel cell-free therapeutic agent. Stem Cell Res Ther. 10 (1), 252(2019).
  7. Li, Y., et al. Adipose matrix complex: a high-rigidity collagen-rich adipose-derived material for fat grafting. Aging. 13 (11), 14910-14923 (2021).
  8. Zhu, H., et al. Improving Low-Density Fat by Condensing Cellular and Collagen Content through a Mechanical Process: Basic Research and Clinical Applications. Plast Reconstr Surg. 148 (5), 1029-1039 (2021).
  9. Yao, Y., et al. Adipose Extracellular Matrix/Stromal Vascular Fraction Gel: A Novel Adipose Tissue-Derived Injectable for Stem Cell Therapy. Plast Reconstr Surg. 139 (4), 867-879 (2017).
  10. Yao, Y., et al. Adipose Stromal Vascular Fraction Gel Grafting: A New Method for Tissue Volumization and Rejuvenation. Dermatol Durg. 44 (10), 1278-1286 (2018).
  11. Jin, X., et al. An Adipose-Derived Injectable Sustained-Release Collagen Scaffold of Adipokines Prepared Through a Fast Mechanical Processing Technique for Preventing Skin Photoaging in Mice. Front Cell Dev Biol. 9, 722427(2021).
  12. Cai, J., et al. Adipose Component Transplantation: An Advanced Fat-Grafting Strategy for Facial Rejuvenation. Plast Reconstr Surg. 153 (3), 549e-554e (2024).
  13. Demirel, O., Aköz Saydam, F. Assessment of the Causes of Differences in Centrifugation Protocols as a Fat-Processing Technique: A Systematic Literature Review. Aesthetic Plast Surg. 45 (3), 1242-1265 (2021).
  14. Neal, M. D., et al. Early Cold Stored Platelet Transfusion Following Traumatic Brain Injury: A Randomized Clinical Trial. Ann Surgery. , (2025).
  15. Czako, S., Prochaska, M. Red blood cell transfusion clinical decision support: A scoping review of guideline adherence and clinical impact. Transfusion. 65 (2), 410-419 (2025).
  16. Warner, D., Duncan, H., Gudsoorkar, P., Anand, M. Indications and complications associated with centrifuge-based therapeutic plasma exchange - a retrospective review. BMC Nephrol. 26 (1), 87(2025).
  17. Yang, R., Song, Z., Li, S., Wang, J., Liang, H. Analysis of the Volume of the Liposuction-Derived Adipose Tissue in Clinical Application. J Craniofacial Surg. , (2025).
  18. Baniameri, S., et al. Tissue Engineering 3D-Printed Scaffold Using Allograft/Alginate/Gelatin Hydrogels Coated With Platelet-Rich Fibrin or Adipose Stromal Vascular Fraction Induces Osteogenesis In Vitro. J Cell Physiol. 240 (1), e31497(2025).
  19. Karna, E., Szoka, L., Huynh, T. Y. L., Palka, J. A. Proline-dependent regulation of collagen metabolism. Cell Mol Life Sci. 77 (10), 1911-1918 (2020).
  20. Ricard-Blum, S. The collagen family. Cold Spring Harb Perspect Biol. 3 (1), a004978(2011).
  21. Ferrara, N. VEGF and the quest for tumour angiogenesis factors. Nat Rev Cancer. 2 (10), 795-803 (2002).
  22. Harraz, M. M., et al. SOD1 mutations disrupt redox-sensitive Rac regulation of NADPH oxidase in a familial ALS model. J Clin Invest. 118 (2), 659-670 (2008).
  23. Guan, J., et al. Identification of High-Quality Fat Based on Precision Centrifugation in Lipoaspirates Using Marker Floats. Plast Reconstr Surg. 146 (3), 541-550 (2020).
  24. Qiu, L., et al. Identification of the Centrifuged Lipoaspirate Fractions Suitable for Postgrafting Survival. Plast Reconstr Surg. 137 (1), 67e-76e (2016).
  25. Feng, J., et al. Mechanical process prior to cryopreservation of lipoaspirates maintains extracellular matrix integrity and cell viability: evaluation of the retention and regenerative potential of cryopreserved fat-derived product after fat grafting. Stem Cell Res Ther. 10 (1), 283(2019).
  26. Comerci, A. J., et al. Risks and Complications Rate in Liposuction: A Systematic Review and Meta-Analysis. Aesth Surg J. 44 (7), Np454-Np463 (2024).
  27. Crisan, M., et al. A perivascular origin for mesenchymal stem cells in multiple human organs. Cell stem cell. 3 (3), 301-313 (2008).
  28. Pan, Z., et al. CD90 serves as differential modulator of subcutaneous and visceral adipose-derived stem cells by regulating AKT activation that influences adipose tissue and metabolic homeostasis. Stem Cell Res Ther. 10 (1), 355(2019).

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