早期乳腺癌患者5年生存率超过90%，如何在治疗乳腺癌的同时保持乳房的对称是目前研究的重点。各种自体乳房再造的方法都因自身固有缺陷而无法实现“以最小的供区组织代价获得对称的乳房外观”。下腹壁游离皮脂肪瓣（Free Dermal Fat Graft，FDFG）辅助乳腺癌保乳手术解决了较小缺损的乳房再造。申请人前期研究证明生理性电场（electric Field，EF）可以促进成纤维细胞的增殖/定向迁移，及脂肪干细胞的增殖、定向迁移和成脂分化，同时诱导乳腺癌细胞发生凋亡。本项目探讨EF对脂肪干细胞、成纤维细胞和乳腺癌细胞共培养体系中各种细胞的增殖、凋亡、移行、分化的影响及其分子机制；并优化EF促进豚鼠FDFG定向再生的最佳干预方式，以满足较大缺损或全乳再造手术的组织要求。本项目意在应用生物材料组织工程学技术辅助外科手术，实现以最小供区组织代价获得对称的乳房外观。

It has been reported that 5 years survival rate of early breast cancer has exceeded 90%. Naturally one of the current research focuses in treating breast cancer is how to maintain the morphology and symmetry of the post-operational breast tissue. Varies autologous breast reconstruction methods all failed to sustain the breast shape with the minimised donor tissue. Free Dermal Fat Graft (FDFG) could successfully conserve the breast shape in the breast cancer conserving surgery. The pilot data from the principle investigator demonstrated that physiological electric field (EF) could: 1). promote the directional migration and proliferation of fibroblasts and adipose-derived stem cells (ASCs) ; 2). Promote the adipose differentiation from ASCs; and 3). Trigger the apoptosis of breast cancer cells (MCF7). We propose in this project to investigate the role of EF in the regulation of proliferation, apoptosis, directional migration and differentiation of ASCs, fibroblasts and breast cancer cells, both individually and in the co-culture system. We shall use guinea pig models to optimise the conditions of EF treatment in the targeted regeneration of FDFG, in order to provide sufficient tissue demand to satisfy larger tissue or whole breast reconstruction surgery. Ultimately, we propose to combine biomaterial tissue engineering and breast reconstruction surgery, to conserve the breast morphology with minimised donor tissue.

自体真皮脂肪瓣（FDFG）辅助乳房保乳手术已经成为乳腺癌保留乳房外形手术的重要方式，但由于患者需要接受全乳放疗，放疗所致的纤维化会使移植后的FDFG体积减少15%以上，影响远期美容效果。本研究国内合作者开展利用FDFG进行乳腺癌的全乳房重建，但此时患者即使不接受放疗，由于脂肪瓣较厚，胸大肌肌膜面积有限，术后纤维化异常严重。远期随访提示术后2年时FDFG体积会减少30%以上。上述问题严重制约了这种术式的推广。另一方面，本团队长期致力于损伤修复和组织再生过程中的细胞电生理研究，在此方面处于国际领先水平。本团队既往的研究证实，电场可以促进脂肪前体细胞的定向增殖和成脂化。综上所述，本研究主要内容是建立巴马小型猪的自体真皮脂肪瓣乳房重建模型，利用仿生的体外直流电场刺激装置对移植的脂肪瓣进行刺激，申请此种电刺激仿生装置的发明专利。在此基础上，如能获得后期4年的资助，本项目将通过临床试验进一步验证此装置的临床应用效果并优化其仿生能力。目前已经完成2年期的全部预期实验。其重要结果包括：（1）建立了可靠的巴马小型猪自体真皮脂肪瓣乳房重建模型；（2）完成了死/活猪体被系统的电阻抗参数检测；（3）研发了可调节参数电场发生器；（4）解决活体猪在自由活动条件下的电刺激的接入问题，即装置的猪仿生问题；（5）确定了干预电场刺激的安全和有效范围；（6）完成了8组自体对照试验，获得的关键数据如下：A 电场刺激的脂肪瓣彩超下平均厚度增加8%；B 电场刺激的脂肪瓣的毛细血管密度增加15%；（7）正在申请专利。综上所述，本项目是建立在既往电生理研究基础上，针对临床需求的研究项目，是典型的转化医学研究。本研究是技术应用与临床需要的完美结合，如果能获得后续的资助，本研究必将顺利推动此装置向临床转化的步伐和节奏，在使更多患者获益的同时衍生出重大的经济效益，其研究成果也必将对包括战伤修复在内的其他领域学科产生深远的影响。