透明質酸(hyaluronan,hyaluronic acid,HA)是由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰-D-葡萄糖糖氨組成的線性多糖,其分子量可達107Da。HA具有良好的生物相容性,機體很少對其產生免疫反應;同時較低濃度的HA即可吸水溶脹,通過氫鍵作用等相互纏結形成連續的三維網絡結構,從而構成凝膠。所形成的凝膠在壓力作用下容易流動並可通過注射針等狹窄的通道,因此HA非常適合作為注射填充材料。
透明質酸(hyaluronan,hyaluronic acid,HA)是由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰-D-葡萄糖糖氨組成的線性多糖,其分子量可達107Da。HA具有良好的生物相容性,機體很少對其產生免疫反應;同時較低濃度的HA即可吸水溶脹,通過氫鍵作用等相互纏結形成連續的三維網絡結構,從而構成凝膠。所形成的凝膠在壓力作用下容易流動並可通過注射針等狹窄的通道,因此HA非常適合作為注射填充材料。
自FDA於2003年12月批準HA用於麵部除皺,HA已逐步成為最常用的皮膚填充材料。除了FDA目前已批準的13個HA材料,目前也有很多新型HA材料在研究階段。這些HA材料的理化性質都各有不同,應用於整形美容外科臨床的各種情況。本文對HA研究進展及其應用進行綜述介紹,為HA的研究及其在整形美容中的進一步應用提供參考。
1交聯HA材料
透明質酸在體內24小時內即在透明質酸酶、氧自由基的作用下降解,但降解後體積不發生變化,因此能夠保持填充作用。後續降解成單糖通常需要10-20天,因此透明質酸需要重複注射填充。為彌補HA在組織中易降解,體內存留時間短等缺點,延長重複注射填充周期,很多HA產品和研究中采用交聯技術,以小分子交聯劑把HA分子連接形成網狀結構,從而調控HA在體內的降解速度。
最常見的改性方式是采用二乙烯基碸(DVS)與HA結構中的羥基反應實現HA的交聯。Prevellesilk、Captique和Hylaform等都采用該法交聯。雖然DVS是成熟和實用的HA交聯劑,但是DVS作為機體的一種有害物質,是交聯HA引起不良反應的主要成分,所以必須進行嚴格的質量控製。1,4-丁二醇甘油二酯(BDDE)相對DVS毒性小些、反應性好等優點,正逐步取代DVS作為交聯透明質酸的主要交聯劑,Restylane、Perlane和Juvederm都采用該法交聯[10,11]。BDDE與DVS類似,也是對HA結構中的羥基進行交聯。
進一步研究證實BDDE可對HA結構單元中D-葡萄糖醛酸和N-乙酰-D-氨基葡萄糖結構中的4個羥基都可能發生交聯,但以D-葡萄糖醛酸中2-OH和N-乙酰-D-氨基葡萄糖中6-OH為主要交聯的位點。除了對HA結構中羥基交聯,對HA中葡萄糖醛酸的羧基的酯化也是常用的交聯方法。例如Elevess采用碳二亞胺法交聯,Puragen采用1,2,7,8-二環氧辛烷法交聯。這些不同方式交聯的HA可以延長其效果至6個月左右,少數案例可達到1年。
高度交聯的Variofill,在大鼠實驗中可維持18個月之久。除了交聯度,HA濃度、凝膠顆粒粒徑等都會影響HA在體內存留時間,提高HA濃度也可有助於延長材料存留時間。交聯除了可延長HA的有效期,也可改變HA的流變學特征,例如複數黏度(complexviscosity,η*)和彈性模量(elasticmodulus,G’),例如Variofill的G’超過其他商品化HA產品就是由於其具有高交聯度。這些物理特征的改變也會影響HA在麵部美容整形的應用。例如Restylane和Perlane等具有較大的η*和G’,因此植入後向組織內的擴散較少,同時受麵部肌肉運動時外力的影響較小,因此適合於鼻唇溝褶皺、木偶紋(marionettelines)等應用。
而G’較小的HA凝膠更柔軟,因此適合在淺表皺紋(superficial wrinkles)等的美容中應用。而η*較小的產品如Belotero Balance,則具有良好的分散性,在皮下植入後可以均勻分部,因此適合用於較薄的萎縮皮膚區域。
2 HA複合材料
除了采用小分子交聯劑,與其他多糖、蛋白質等生物大分子製備複合材料,該方法也是調整HA凝膠物理特征、體內降解速度等的方法之一。HA與羥丙基甲基纖維素的複合材料,利用羥丙基甲基纖維素在體內吸收速度慢的特征,在HA被酶解吸收後羥丙基甲基纖維素維持填充作用並在2年左右被吸收。合成大分子聚乙烯醇也被用於和HA與混合,製備複合凝膠。加入聚乙烯醇後材料的體內維持時間較HA顯著延長,且產品流變學特征得到改善。
也有報道采用HA-羥丙基甲基纖維素複合材料中進一步加入聚乙烯醇凝膠微球,利用聚乙烯醇凝膠微球刺激填充部位的膠原增生,改善填充效果,在注射隆鼻的臨床應用中取得了良好的效果。HA與大分子用混合的方式製備的複合材料,多數利用HA與複合的大分子之間靜電、氫鍵等作用發生分子間的纏結,構成凝膠。近年來也有很多研究采用交聯的方式將HA與其他的大分子連接,製備複合材料。例如用環氧氯丙烷或1,2,7,8-二環氧辛烷等交聯劑將HA和瓊脂糖交聯,製備複合凝膠。得到的複合凝膠的流變學等物理特性和酶解速度均發生顯著改變。
Dahlmann則將海藻糖和HA分別衍生上不同基團後,再縮合實現HA和海藻糖的交聯,製備複合凝膠。複合凝膠的G’等特征可通過調節交聯度、海藻糖和HA的濃度等控製。除了與其他多糖複合,HA也可與II型膠原通過碳二亞胺交聯製備凝膠,其中碳二亞胺用量和HA的比例是影響複合材料溶脹性能和的主要因素。HA在改性、複合等方麵的研究不斷發展,為美容整形提供了各種特征,適合不同臨床需求的產品。隨著HA注射新技術,HA與肉毒菌毒素合用,及HA填充與射頻(RadiofrequencyTreatment)等手段的聯合應用,HA會在整形美容中得到更為廣泛應用,並為整形美容手術的發展提供更多的支持。
來源:中國醫療美容2016年3月第6卷第9期
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