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基于多途径动态协同作用的透明质酸皮肤注射填充剂皮内反应综合评估

期刊:Colloids and Surfaces B: BiointerfacesDOI:10.1016/j.colsurfb.2024.114378

这篇文档属于类型a,是一篇关于透明质酸(hyaluronic acid)基皮肤注射填充剂皮内反应综合评估的原创研究论文。以下是详细的学术报告内容:


主要作者及机构

该研究由Meng Zhong(第一作者)、Hongwei HeLiaochuan Wang等来自四川大学国家生物材料工程研究中心四川大学生物医学工程学院四川省生物材料及医疗器械检测中心等多家机构的团队合作完成,通讯作者为Tun YuanJie Liang。论文发表于Colloids and Surfaces B: Biointerfaces期刊,2025年卷246期,文章编号114378。


学术背景

研究领域:该研究属于生物材料与医学美容交叉领域,聚焦于皮肤注射填充剂的生物相容性评估。
研究动机:目前,皮肤注射填充剂(如透明质酸钠凝胶)的皮内反应评估主要依赖传统标准(如ISO 10993-23:2021),但这些方法存在主观性强、无法区分材料占位性肿胀与病理性水肿等问题。尤其对于高交联或含羟基磷灰石(hydroxyapatite)微粒的填充剂,传统评分方法可能导致误判。
研究目标:开发一种结合多模态技术的综合评估方案,包括皮肤镜(dermoscopy)、经表皮水分流失(transepidermal water loss, TEWL)、含水量检测、超声成像和组织学观察,以更客观地评价透明质酸填充剂的皮内反应。


研究流程与方法

1. 材料制备与表征

  • 样本选择:研究选取6种代表性透明质酸钠凝胶,包括2种高交联凝胶(MNN、SINF)、2种低交联凝胶(BNY、RES)和2种含羟基磷灰石微粒的复合凝胶(HAMS、HarmonyCA)。
  • 理化性质测试
    • 推注力(push out force):通过万能材料试验机测量,评估注射流畅性。
    • 弹性模量(elastic modulus):采用流变仪测定储能模量(G’)。
    • 交联度(cross-linking degree):通过核磁共振(NMR)分析。
    • 渗透压(osmotic pressure):使用冰点渗透压计检测。
    • 溶胀率(swelling degree):记录凝胶在生理盐水中的质量变化。
    • 游离透明质酸含量:紫外分光光度法测定。
    • 羟基磷灰石粒径:激光粒度分析仪测量。

2. 动物实验

  • 实验对象:8只健康成年白兔,分为阳性对照组(含庚酸、乳酸等刺激剂)和凝胶样本组,每组4只。
  • 皮内注射:每只兔背部脊柱两侧分区域注射0.2 mL不同材料,观察72小时。
  • 评估方法
    • 宏观评分:按ISO 10993-23标准对红斑(erythema)和水肿(edema)评分。
    • 超声成像:使用便携式彩色超声仪(Healson M2)观察皮下材料占位及组织形态。
    • 皮肤镜与含水量检测:Dino-Lite显微镜观察表面组织变化,MPA10皮肤测试仪测量TEWL和含水量。
    • 组织学分析:HE染色和Masson染色评估皮下炎症、胶原纤维排列及水肿程度,半定量评分(0-5分)。

3. 数据分析

  • 统计方法:GraphPad Prism v7.00进行单因素方差分析(ANOVA)和Tukey多重比较检验,显著性阈值p<0.05。

主要结果

  1. 理化性质

    • 高交联凝胶(MNN、SINF)推注力较低(<20 N),含羟基磷灰石的凝胶(HAMS、HarmonyCA)推注力显著增加(p<0.01)。
    • 低交联凝胶的溶胀率(~300%)和游离透明质酸含量高于高交联凝胶,渗透压接近皮肤组织(280–300 mosm/L)。
  2. 动物实验

    • 宏观评分:阳性组红斑/水肿评分显著高于对照组(总分>1),而凝胶组初始水肿评分因材料占位被高估,修正后总分。
    • 超声成像:阳性组皮下间隙扩大、回声增强,凝胶组仅显示材料占位(低回声为透明质酸,高回声为羟基磷灰石),无病理性水肿。
    • 皮肤水分动态:凝胶组TEWL和含水量在48小时后高于阳性组(p<0.05),归因于材料亲水性而非组织水肿。
    • 组织学:阳性组可见胶原纤维松散、炎性细胞浸润(评分3-4),凝胶组仅轻微间质扩张(评分0-1),无显著炎症。

结论与意义

  1. 科学价值

    • 提出了一种结合多模态技术的综合评估方案,解决了传统方法对材料占位性肿胀的误判问题。
    • 证实透明质酸凝胶的皮内反应在修正评分后符合生物相容性标准,但单一依赖ISO标准可能导致假阳性。
  2. 应用价值

    • 为医疗美容行业提供了更精准的填充剂安全性评估工具,尤其适用于长效填充剂(如高交联或复合材料)。
    • 超声和皮肤水分检测可作为临床动态监测手段,优化术后效果评价。

研究亮点

  1. 方法创新:首次整合超声、皮肤镜、TEWL和组织学等多维度数据,实现皮内反应的动态定量分析。
  2. 发现修正机制:提出以注射后即刻皮肤隆起高度为基线,修正传统水肿评分,减少假阳性。
  3. 跨学科应用:将材料科学(交联度、溶胀性)与临床医学(超声影像、组织病理)深度结合。

其他价值

研究还指出,长期生物反应(如慢性炎症)需进一步追踪,当前方法可为后续长期安全性研究提供基础框架。

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