[科普中国]-透明质酸凝胶

简介

透明质酸凝胶是一种天然透明的多醣体，是由葡萄醛酸-N-乙酸氨基葡萄糖为双糖分子单位组成的直链高分子多醣，平均分子量介于10万到1000万Dalton之间，存在于细胞间质中。原本只用于保湿作用，目前已列入除皱整形的行列，这种整形技术是利用细菌发酵所培养出来的非动物稳定性透明质酸凝胶，藉由透明质酸凝胶以填充物的方式注射进入真皮皱折凹陷，或希望丰润的部位，达到除皱纹与修饰脸部的效果，可以立即除皱和改变容貌。透明质酸凝胶，原来就以胶状形态存在于人体皮肤的真皮组织中，负责储存水分、增加皮肤容积，让皮肤看起来饱满、丰盈、有弹性。但透明质酸凝胶会随着年龄增长而消失，使皮肤失去储水的能力，逐渐变得暗沉、老化，并形成细小的皱纹。而拜生物科技进步之赐，从脊椎动物的结缔组织，如鸡冠、眼球、脐带、软骨等部位，可以萃取出透明质酸凝胶。过去透明质酸凝胶的来源多萃取自动物身上，现在则由人工合成，摒除过敏及感染等问题1。

用途透明质酸凝胶主要用于医疗和美容两大领域，现在大有取代胶原蛋白、胎盘素和肉毒杆菌之势。统计资料显示，2004年全球透明质酸凝胶应用的相关市场规模大约30亿美元，药妆护肤产品添加物和攻疗类产品市场各占一半。欧洲、美国和日本是生产和使用透明质酸凝胶产品的最大市场，预计未来每年将以15%的比例持续增长。透明质酸凝胶生产方面主要有组织萃取法微生物发酵法两种。现在全球只有5家国际大厂拥有微生物发酵法生产医疗级透明质酸凝胶的技术。2004的下半年，欧美日市场对透明质酸凝胶的需求激增，造成原料短缺、价格上扬。国内有关方面预测，透明质酸凝胶的供不应求局面将要持续到2006年以后。

透明质酸凝胶：透明质酸凝胶，学名为透明质酸 (Hyaluronic acid，简称HA) 或称醣醛酸，由双糖单位 ( 葡萄醛酸 -N- 乙硫氨基葡糖 ) 组成的直链高分子多醣，是一种组织中自然存在的物质。自然界中广泛地存在于脊椎动物的结缔组织、粘液组织、眼球之晶状体及某些细菌的夹膜中，在人类皮肤的真皮层中扮演了基质的重要角色，无论是组织结构上整体的保养或是细胞之间的运送都具有很重要的功能。

透明质酸（HA）是广泛存在于人及动物结缔组织中的酸性粘多糖类大分子物质，它对细胞的多种生理功能及其调节组织形成过程中的细胞聚集，表明了其在组织工程的应用价值。2

研究公元 1934 年，美国哥伦比亚大学眼科教授 Meyer 等首先从牛眼玻璃体中分离出透明质酸凝胶并分析其结构。由于是从 Hyaloid ( 玻璃体、希腊文 ) 萃取的 uronic acid ( 醣荃酸 ) ，所以命名为 Hyaluronic acid ( 透明质酸凝胶 ) 。透明质酸凝胶的结构主要是由双醣体 (disaccharide) 、乙硫氨基葡醣 (N-acetyl-D-glucosamine) 以及葡醣醛酸 (D-glucuronic aicd) 所共同组成的多醣类，平均分子量介于 105-107Dalton 之间。透明质酸凝胶可说是皮肤的保湿因子，,他具有可以吸收 500-1000 倍体积的能力，比起胶原蛋白分子只能携带 30 倍的水分，可说是当今文献中最强的保湿物质。除了保湿后膨胀体积的特性外，加上生物稳性、不易转移及不容水性，也使得透明质酸凝胶成为很好的组织填充物的选择。自然界中的透明质酸凝胶被代谢的速度很快，所以为了作为组织间的填充物，必须做成聚合体 (polymer) ，而这样分子之间的键结不但提供了生物上的持久性，还强化了透明质酸凝胶的粘稠性 (viscosity) 和不容水性 (water insolubility)1 。

提炼方法透明质酸凝胶的生产过程和技术决定了质量优劣的差异，所以在使用上一定要是正确来源生产的产品才能有治疗的功效。一般而言，提炼的方法有三种 :

动物组织主要原料是鸡冠和牛眼玻璃体等。用丙酮或乙醇将原料脱脂、脱水，用蒸馏水浸泡、过滤，然后以氯化钠水溶液和氯仿溶液处理，之后加入胰蛋白酶保温后得到混合液，最后用离子交换剂进行处理、纯化得到精制的透明质酸凝胶。这种方法提取率极低，仅 1 %左右，分离过程复杂，致使透明质酸凝胶价格昂贵，达 5000 美元/公斤，限制了在化妆品中大的量使用。

微生物发酵以葡萄糖作为碳源发酵液。在培养基中发酵 48 小时，发酵结束后，过滤除去菌丝体和杂质，然后用醇沉淀法等简单操作即得到高纯度的产物。采用发酵法制造的透明质酸凝胶，优点是能按商品设计来设定分子量大小。发酵法的关键在于菌种的选择，目前多选用链球菌、乳酸球菌类等。

化学合成采用天然 酶聚合反应；首先使用多 糖类聚合物合成“透明质酸氧氮杂环戊烯衍生物”，然后添加水分解 酶，制造出衍生物和酶的复合体，最后在90度摄氏反应液中清除 其中的 酶，就合成了透明质酸凝胶。采用人工合成法 可大大降低透明质酸的制造成本，但结构较不精纯。

区别同样是透明质酸凝胶的产品，因为原料来源及制成技术的差别，对效果有明显的影响。产品的浓度不能作为选择产品的参考，纯度、分子量、 3D 立体结构才会直接影响透明质酸的吸水效果。通常分子量越大、网状结构愈完整，有最好的吸水效果。坊间保养品、化妆品盛行，但许多业者自制的透明质酸凝胶，便宜，可是不一定有效果。甚至有人推行的口服的透明质酸凝胶，经过肠胃吸收之后会分解成醣类及氨基酸的小单位分子，还是必须透过自体合成等复霒步骤才能生成在皮肤、结镳组织中，其效果也必须要打折扣1。