张瑛丽:玻尿酸的交联化处理
玻尿酸是线形没有分支的阴离子多糖高分子,由2000~25 000葡萄糖醛酸和氨基葡萄糖1-4糖苷键二糖单位组成,分子量为105~107Da。它是众多多糖分子中的一种,不与核心蛋白相连,不在高尔基体上合成,也没有二硫键。
玻尿酸是细胞外基质构成成分之一,在细胞外基质各种成分的空间排列和整合中发挥独特作用,并参与机体多种生理过程。玻尿酸在人体的皮肤、关节滑液、眼玻璃体、软骨及疏松结缔组织中尤为丰富。天然玻尿酸的化学分子构成在不同种属之间是完全相同的,所以没有种属特异性(即无免疫原性)。
结合它的其他生物学性质,玻尿酸成了最具有前途的软组织填充材料。70kg的人体中约有15g玻尿酸,其体内代谢速度较快,每天约代谢总量的三分之一,故外来注射入皮肤结缔组织的天然玻尿酸不能稳定存在,以至于不适合作为商业化软组织填充剂。未经交联稳定化处理的玻尿酸钠凝胶在植入后2天内会被淋巴系统迅速清除,并在肝脏降解为二氧化碳和水。
为了满足软组织填充的应用,玻尿酸被要求在人体内具有适宜的保留时间,进而要求能够在体内长期保留,由此玻尿酸的稳定化成为了学者们研究的热点问题。1985年Balazs的开创性工作诞生了“玻尿酸”。玻尿酸凝胶通过对玻尿酸钠多糖链的稳定化,延缓了机体对其降解和生物吸收的能力,显著的增加了体内保留时间。玻尿酸凝胶内部形成分子长链之间的交联连接,构成了密集、稳定的网状结构,使其很难被玻尿酸酶降解,或被自由基氧化破坏。
进行结构修饰后的玻尿酸保留了玻尿酸钠良好的生物相容性,并且具有更好的流变学性能,对人体无毒、无刺激作用。交联剂与玻尿酸双糖单位上的羟基反应是目前人们了解较多的。进行交联化的一个有效方法。
影响玻尿酸凝胶理化性质和生物性能的因素很多,例如反应体系中的玻尿酸分子量和浓度,交联剂的浓度以及反应条件温度、pH,等等。本文章张瑛丽详细介绍了玻尿酸浓度、交联剂、温度、pH对玻尿酸凝胶性质的影响。