孫燚 吳溯帆 嚴(yán)晟 吳華

插入式激光對脂肪組織的作用

孫燚 吳溯帆 嚴(yán)晟 吳華

目的 觀察插入式Nd:YAG激光對脂肪組織的作用，探討其在破壞脂肪細(xì)胞、減小脂肪組織體積、塑造體形方面的應(yīng)用前景。方法建立豬動物模型，左項部皮下脂肪進行激光照射；右項部為空白對照區(qū)，不進行任何治療。取術(shù)前、術(shù)后即刻、術(shù)后1周及術(shù)后1個月的脂肪組織，分別作光鏡和電鏡觀察脂肪組織的變化情況。結(jié)果術(shù)后即刻脂肪組織結(jié)構(gòu)破壞，視野內(nèi)可見空白區(qū)，周圍脂肪細(xì)胞不同程度破裂、融解，部分視野內(nèi)見黑色的組織碳化表現(xiàn)；術(shù)后1周見炎性細(xì)胞密布，脂肪細(xì)胞數(shù)量少，成纖維細(xì)胞增生；術(shù)后1個月脂肪小葉結(jié)構(gòu)不規(guī)則，膠原纖維增生明顯、排列雜亂。激光照射能明顯減少正常脂肪細(xì)胞的數(shù)量，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0．05）。結(jié)論組織插入式Nd:YAG激光可有效破壞脂肪細(xì)胞，減小了脂肪組織的體積，在塑造體形方面具有一定的應(yīng)用價值。

Nd:YAG激光 脂肪 組織病理

【 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．

激光是人類科學(xué)進步的重要成果，自上世紀(jì)60年代發(fā)明以來已逐漸應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。激光對組織具有光熱效應(yīng)、光化學(xué)效應(yīng)、光機械效應(yīng)、光電磁效應(yīng)和生物刺激效應(yīng)，在國外已被用于去脂塑形，即利用激光的生物效應(yīng)破壞脂肪組織達到塑形的目的。本研究通過采用插入式1 064nm Nd:YAG激光直接照射豬皮下脂肪組織，比較不同時間段脂肪組織的變化，旨在觀察激光對脂肪組織的作用，探討其臨床應(yīng)用價值。

1 材料和方法

1.1 材料 普通級五指山成年小型豬5頭，雄性，4～6月齡，13～17kg（浙江省中醫(yī)藥大學(xué)動物中心提供）。Nd: YAG激光發(fā)生器（DEKA）輸出波長1 064nm，單脈沖能量30～150mJ，頻率5～40Hz，光纖直徑300μm。光纖配有金屬保護導(dǎo)管及手柄。光纖穿入導(dǎo)管內(nèi)，接上手柄，可以插入皮下脂肪層，引導(dǎo)激光直接照射脂肪組織。

1.2 方法 5頭豬隨機編號1～5，左項部8cm×8cm區(qū)域為激光作用區(qū)，右項部8cm×8cm區(qū)域為空白對照區(qū)。

1.2.1 麻醉及激光照射 置于固定臺，3%戊巴比妥10ml/kg前肢皮下靜脈推注，麻醉起效時間約5min，維持約50min。麻醉穩(wěn)定后取俯臥位，術(shù)區(qū)備皮，5%PVP碘術(shù)區(qū)消毒，常規(guī)鋪巾。左、右項部術(shù)區(qū)皮下脂肪層局部腫脹麻醉（0.9%氯化鈉溶液200ml、利多卡因200mg，腎上腺素濃度1∶100 000），每側(cè)各注射100ml。在項部中線處用11號刀片沿皮紋切開皮膚約1cm，深至皮下脂肪層。打開激光器電源，設(shè)置激光參數(shù)為單脈沖能量150mJ、頻率40Hz，功率即為6W。將套上導(dǎo)管的光纖經(jīng)切口插入皮下脂肪層，發(fā)射激光，光纖頂端以2cm/s的速度緩慢往返移動。注意照射軌跡呈扇形鋪開，均勻一致。激光照射時，用手指接觸作用區(qū)域皮膚，感受局部溫度的變化，同時用紅外線測溫器監(jiān)測作用部位的皮膚溫度。激光照射能量為2 000J。右側(cè)項部皮下注射腫脹麻醉液，但不進行激光照射，作為對照。

1.2.2 標(biāo)本獲取及制作 右項部取不同位置脂肪組織標(biāo)本2塊（1cm3/塊），左項部于術(shù)后即刻、術(shù)后1周及術(shù)后1個月取不同位置脂肪組織標(biāo)本各2塊。術(shù)前、術(shù)后即刻、術(shù)后1周及術(shù)后1個月各時點分別取標(biāo)本10例，其中5例置入10%中性甲醛固定，制作HE染色常規(guī)病理切片；另5例置入2.5%的戊二醛溶液中固定，制作電鏡標(biāo)本。獲取標(biāo)本后，皮膚切口1號絲線間斷縫合。

1.3 觀察指標(biāo) 監(jiān)測激光作用過程中皮膚體表溫度的變化。大體觀察：肉眼觀察術(shù)前及激光作用后不同時點脂肪組織的變化。光鏡觀察：對各時點脂肪組織HE染色切片進行分析；400倍光鏡下每張切片隨機選取10個視野，計數(shù)形態(tài)破壞的脂肪細(xì)胞，計算破壞細(xì)胞所占比率。電鏡觀察：采用XL30ESEM型環(huán)境掃描電鏡（Philips）觀察電鏡標(biāo)本，分析各時點脂肪組織的超微結(jié)構(gòu)變化。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件，率的比較采用χ2檢驗。

2 結(jié)果

2.1 激光作用過程中豬體表溫度的變化 在2 000J激光能量范圍內(nèi)，隨著激光能量的增加，體表溫度也隨之升高：0、500、1 000、1 500、2 000J激光能量時的體表溫度分別為（35.84±0.11）、（36.42±0.08）、（37.10±0.07）、（38.08±0.08）、（39.98±0.13）℃。

2.2 大體觀察 手術(shù)部位在術(shù)后均有不同程度腫脹，術(shù)后1周時仍較明顯，此后逐漸消退。局部無明顯瘀斑、血腫和水泡，正常豬脂肪組織呈白色，激光作用后脂肪組織標(biāo)本表面有少量油脂滲出。術(shù)后1周、1個月切取的脂肪組織標(biāo)本纖維含量多，色白，較致密。

2.3 光鏡觀察 術(shù)前：脂肪組織結(jié)構(gòu)完整，脂肪細(xì)胞被結(jié)締組織分隔成多個脂肪小葉，小葉結(jié)構(gòu)清楚，小葉間隔內(nèi)有小血管穿行；脂肪細(xì)胞呈圓形、橢圓形或相互擠壓的多邊形，胞膜完整，細(xì)胞核較小，呈扁圓形，位于細(xì)胞的邊緣部，使得脂肪細(xì)胞呈“戒指”狀。術(shù)后即刻：脂肪組織結(jié)構(gòu)破壞，可見直徑1mm左右的空白區(qū)，周圍脂肪細(xì)胞不同程度破裂、皺縮，形態(tài)不規(guī)則，越靠近空白區(qū)破壞越嚴(yán)重，見黑色碳化組織。術(shù)后1周：視野內(nèi)見包括中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞在內(nèi)的炎性細(xì)胞密布，成纖維細(xì)胞增生，形態(tài)完整的脂肪細(xì)胞數(shù)量少，于局部聚集，無明顯脂肪小葉結(jié)構(gòu)。術(shù)后1個月：殘留脂肪細(xì)胞呈空泡狀，成纖維細(xì)胞增生，膠原纖維增生明顯，排列較雜亂，炎性細(xì)胞浸潤減少，可見散在的新生小血管。其脂肪組織HE染色情況見圖1。各時點脂肪細(xì)胞損傷率：術(shù)前為（14.30±2.95）%，術(shù)后即刻為（34.40±10.26）%，術(shù)后1周為（26.55±4.67）%；術(shù)后1個月為（20.26±1.99）%；術(shù)后即刻及術(shù)后1周脂肪細(xì)胞損傷率均明顯高于術(shù)前（均P＜0.05），術(shù)后即刻脂肪細(xì)胞損傷率亦明顯高于術(shù)后1個月（P＜0.05），術(shù)前與術(shù)后1個月、術(shù)后即刻與術(shù)后1周脂肪細(xì)胞損傷率的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。

2.4 電鏡觀察 術(shù)前：脂肪細(xì)胞呈飽滿的球形，排列緊密。術(shù)后即刻：脂肪組織結(jié)構(gòu)雜亂，見火山口樣隧道，直徑約1mm，脂肪細(xì)胞皺縮、破裂、變形，形態(tài)不規(guī)則，大小不一，釋放脂滴；結(jié)締組織融解、扭曲、粘連，與融解的脂肪細(xì)胞凝結(jié)在一起，失去原有形態(tài)。術(shù)后1周：脂肪細(xì)胞皺縮、塌陷、破裂，形態(tài)各異；纖維組織增生，膠原纖維呈網(wǎng)絡(luò)狀粘連、相互交錯、覆蓋包裹脂肪細(xì)胞；多種炎性細(xì)胞浸潤；未見明顯空洞。術(shù)后1個月：纖維組織大量增生，粘連明顯，纖維交錯密集、結(jié)構(gòu)紊亂，殘存少量脂肪細(xì)胞。其電鏡下所見見圖2。

3 討論

自上世紀(jì)90年代起，已有眾多學(xué)者對激光去脂進行了探索，認(rèn)為可利用激光在特定的吸收基團中產(chǎn)生的生物效應(yīng)，破壞脂肪組織、凝固微小血管、刺激皮膚膠原重塑[1-7]。但關(guān)于脂肪組織經(jīng)激光作用后的連續(xù)性病理變化及較遠期轉(zhuǎn)歸情況尚未見報道。豬的皮膚和脂肪與人類極為相似，被廣泛應(yīng)用于實驗研究[8]。1064nmNd:YAG激光組織穿透性好、作用范圍廣，并可以很好地被氧合血紅蛋白及高鐵血紅蛋白吸收，從而有效地凝固小血管，減少出血，降低術(shù)后瘀斑、血腫等并發(fā)癥的發(fā)生率，既可以大量去脂又不會給機體帶來血流動力學(xué)的影響[9]。本文結(jié)果顯示，隨著激光照射的進行，豬體表溫度不斷升高，說明激光對脂肪組織產(chǎn)生了熱效應(yīng)，激光能量越大，產(chǎn)生的熱能也越多。

圖2 脂肪組織電鏡所見（a：術(shù)前，b：術(shù)后即刻，c：術(shù)后1周，d：術(shù)后1個月；×200）

Khoury等[10]認(rèn)為，激光在光纖周圍形成熱損傷的隧道，根據(jù)激光波長和功率的大小，直徑為1～5mm。本文結(jié)果顯示，激光照射后即刻的脂肪標(biāo)本表面有脂滴滲出，光鏡下觀察到了組織消融后產(chǎn)生的空白區(qū)，直徑約1mm，周圍脂肪細(xì)胞發(fā)生皺縮、破裂，脂滴溢出，膠原纖維粘連、凝結(jié)，部分區(qū)域有黑色組織碳化；掃描電鏡下的觀察結(jié)果也是相似的，脂肪細(xì)胞破壞，這些嚴(yán)重的變化是不可逆的。上述結(jié)果也與激光照射的能量有關(guān)，隨著能量和溫度的升高，破壞更明顯[1,5]。脂肪組織破壞的機制可能是激光能量被脂肪細(xì)胞吸收后，產(chǎn)生光熱效應(yīng)，引起局部溫度的升高，細(xì)胞膜蛋白質(zhì)凝固、變性，細(xì)胞膜破壞，導(dǎo)致脂肪細(xì)胞的塌陷、變形、破裂、壞死，釋放出脂滴。同時，激光對膠原纖維也有變性、破壞、和融解作用，溫度的升高也會刺激膠原的重組和再生[11]，改善術(shù)后皮膚軟組織彈性。另外，激光的光熱效應(yīng)也同時在起作用?？梢酝茰y，激光能量越大、溫度越高，就有可能引起局部皮膚軟組織的燒傷，導(dǎo)致局部的瘢痕形成，應(yīng)極力避免，因此建議將皮溫控制在40°以下。此外，由于激光破壞了脂肪組織，產(chǎn)生細(xì)胞碎片、脂滴等壞死產(chǎn)物，積聚在局部可能會影響組織愈合，因此，在激光作用能量較大的情況下，應(yīng)當(dāng)將壞死產(chǎn)物抽吸出。

激光作用于脂肪組織后即刻可以觀察到顯著的組織破壞，形態(tài)完整的脂肪細(xì)胞數(shù)量減少。盡管有部分脂肪細(xì)胞形態(tài)看上去完整，無即刻的破壞，但細(xì)胞結(jié)構(gòu)已發(fā)生潛在的變性、損傷，隨著時間的延長，最終會發(fā)生細(xì)胞的死亡，這是激光的后續(xù)效應(yīng)。術(shù)后1周和術(shù)后1個月時，完整的脂肪細(xì)胞數(shù)量均減少，推測可能是上述激光的后續(xù)效應(yīng)所導(dǎo)致。術(shù)后1周發(fā)現(xiàn)包括中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞在內(nèi)的大量炎性細(xì)胞的浸潤，病理進程為脂肪細(xì)胞進一步的壞死及機體對變性、壞死產(chǎn)物的吸收代謝。可見脂肪細(xì)胞融解后殘留的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)及細(xì)胞碎片，形態(tài)完整的脂肪細(xì)胞較少。術(shù)后1周，除了炎性細(xì)胞，還發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞增生，膠原纖維粘連、雜亂，相互交錯。術(shù)后1個月，成纖維細(xì)胞浸潤，膠原纖維大量增生，有新生的毛細(xì)血管形成，炎性細(xì)胞的浸潤逐漸消退，此時主要的病理進程是組織的重構(gòu)，包括膠原的重塑、血管的再生等。

另外，術(shù)后即刻及術(shù)后1周脂肪細(xì)胞損傷率均明顯高于術(shù)前，術(shù)后即刻脂肪細(xì)胞損傷率亦明顯高于術(shù)后1個月，術(shù)前與術(shù)后1個月、術(shù)后即刻與術(shù)后1周脂肪細(xì)胞損傷率的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。由此可見，1 064nm Nd:YAG激光確實有效地破壞了脂肪細(xì)胞，在照射即刻及后期使脂肪細(xì)胞的數(shù)量減少，相應(yīng)縮小了脂肪組織的體積，達到了去脂塑形的目的。同時，激光閉合了局部的小血管，使出血減少，減輕了機體損傷，降低了相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生的概率。在遠期，閉合的血管網(wǎng)會重建，不會影響局部的血供。此外，激光也作用于皮下及皮膚的結(jié)締組織，使膠原纖維破壞和重組再生，甚至使網(wǎng)狀真皮的膠原也受到影響[12]，促進了膠原的回縮和皮膚的收縮[13]。早期膠原纖維的破壞、中后期成纖維細(xì)胞的增生和膠原的重組，在理論上可以使原本松弛的組織變得致密，從而改善局部的軟組織松弛狀態(tài)，收緊組織，進一步改善外形。

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Effect of Nd:YAG laser on adipose tissues

Nd:YAG laserAdipose tissue Histopathology

2013-01-05）

（本文編輯：歐陽卿）

310014 杭州，浙江省人民醫(yī)院整形外科

吳溯帆，E-mail：sufanwu@hotmail.com