利用超临界二氧化碳制备具有生物活性的异体人脂肪细胞外基质移植物

《Annals of Biomedical Engineering》：Fabrication of a Bioactive Human Adipose Extracellular Matrix Allograft Using Supercritical Carbon Dioxide

本研究采用超临界二氧化碳脱细胞技术制备人源脱细胞脂肪基质（sDAM），替代传统化学方法，减少毒性并保留更多细胞外基质。实验显示sDAM在体内6个月后体积保留率达68-77%，并成功诱导脂肪细胞再生和新生血管形成，细胞密度显著高于透明质酸（p<0.0001），且胶原纤维沉积有序，优于传统化学脱细胞方法。

　　

摘要

目的

自体脂肪移植被广泛用于软组织增强，但受到体积保留不可预测性和供体部位并发症的制约。脱细胞脂肪细胞外基质（DAM）是一个有前景的替代方案。本文评估了一种通过超临界二氧化碳（scCO₂）脱细胞处理的人源DAM，与传统化学脱细胞方法相比，该方法能够更温和、更环保地分离基质成分。

方法

将人体脂肪组织进行匀浆处理、脱脂处理，随后进行scCO₂清洗、两次scCO₂脱细胞处理、冷冻研磨以及scCO₂最终灭菌。将制备好的sDAM注射到免疫功能正常的C57BL/6小鼠的背部侧腹和颅部皮下囊袋中（每毫升PBS溶液中含有400立方毫米、0.5克的sDAM）。同时注射市售的透明质酸（HA）作为对照（每毫升PBS溶液中含有400立方毫米的HA）。实验样本在1个月、3个月和6个月后被取出进行观察。

结果

sDAM的DNA含量平均为每毫克干重47纳克，低于“完全”脱细胞所需的50纳克/毫克的标准。6个月后，侧腹脂肪组织的体积为307立方毫米（初始体积的77%），颅部脂肪组织的体积为273立方毫米（68%）；由于透明质酸的亲水性，其体积变化较小。与HA组相比，sDAM组的细胞密度显著更高（p<0.0001）。Perilipin基因的表达表明，3个月后sDAM内开始有脂肪细胞生成，并且在6个月时脂肪细胞的密度和大小均有所增加；而HA组中几乎检测不到脂肪细胞。CD31基因的表达仅显示sDAM组存在新生血管形成。通过对sDAM进行Picrosirius红染色，发现1个月后已有新的纤维状胶原蛋白沉积，且这些胶原随时间逐渐排列得更整齐。

结论

我们首次描述了不使用洗涤剂和酶类化学物质、仅通过超临界二氧化碳（scCO₂）制备DAM的方法，该方法成功实现了体积保留和脂肪组织的体内再生。