王姜玲，冉維志

（1.佳木斯大學研究生學院，黑龍江 佳木斯 154007；2.黑龍江省醫(yī)院，黑龍江 哈爾濱 150001）

透明質(zhì)酸（hyaluronic acid，HA）又稱玻璃酸，是由N—乙酰胺基葡萄糖酸和D—葡萄糖醛酸二糖單位為基本結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的的高分子多聚糖［1］。美國教授Karl Meyer及其助理于20世紀30代年中期首次從牛眼玻璃體中分離出該物質(zhì)，并為其命名，隨后人類又分別在皮膚、軟骨、關(guān)節(jié)滑液、眼玻璃體、雞冠、雞胚、血漿、動脈及靜脈血管壁、淋巴系統(tǒng)等多種組織和器官中都提取到了HA，其中在新生兒的臍帶、公雞冠、關(guān)節(jié)滑液與眼玻璃體中的含量最高，在玻璃體、骨關(guān)節(jié)腔中，HA 幾乎都以純膠態(tài)的形式獨立存在，而在人體其他部位的HA 常與各種蛋白纖維結(jié)合，并于多種粘多糖嵌合共存，以一種流體態(tài)存在。

1 透明質(zhì)酸及其鈉鹽的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)研究進展

在二十世紀50年代卡爾·邁耶實驗室通過微觀實驗終得到了透明質(zhì)酸的化學結(jié)構(gòu)：其是先由D-葡萄糖醛酸二糖及N-乙酰胺基酸糖通過β-1，3-配糖鍵相連形成雙糖單位，雙糖單位之間再由β-1，4-配糖鍵相連的高分子的直鏈糖胺黏聚糖。大量的基礎(chǔ)研究表明［2］：透明質(zhì)酸為白色或類白色膏粉狀或纖維狀物質(zhì)，有微弱的氣味，有引濕性，能緩慢而完全地溶解于水，在飽和狀態(tài)下HA 與水的質(zhì)量比可高達1：500，HA 水溶液的PH值略大于7，不溶于乙醇或乙醚等有機溶劑，有與多天然粘多糖的共性。美國Arslan E教授通過化學實驗發(fā)現(xiàn)［3］了一種透明質(zhì)酸的衍生物質(zhì)——透明質(zhì)酸鈉（sodium hyaluronate，SH），該衍生物是透明質(zhì)酸的一種鈉鹽，鹽化的HA 的化學結(jié)構(gòu)與HA 相近，分子量稍大于HA，但理化性質(zhì)未發(fā)生任何改變，仍具有其特有的高度黏彈性、可塑性、超強的吸水性和持水性、抑制炎性反應(yīng)、藥物緩釋作用、滲透性和良好的生物相容性。丁宏巖等學者指出［4］，透明質(zhì)酸鈉結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較透明質(zhì)酸更穩(wěn)定，所以在大量的臨床醫(yī)療，食品添加劑，美容產(chǎn)品中多用SH 來替代透明質(zhì)酸。近幾年有專家通過口腔臨床實驗表明［5］，透明質(zhì)酸鈉與透明質(zhì)酸在臨床實驗效果的結(jié)果方面無差異，并且透明質(zhì)酸鹽易于保存及運輸，以被廣泛認可與應(yīng)用。

2 透明質(zhì)酸制備研究進展

國內(nèi)外相關(guān)專家研究發(fā)現(xiàn)［6，7］：透明質(zhì)酸的制備可以分為傳統(tǒng)的動物提取法和比較現(xiàn)代化的微生物發(fā)酵法兩種形式。但通過美國其名口腔外科專家的動物實驗表明，由于動物提取法的存在的一大缺點就是原料的來源問題，無論是公雞雞冠還是牛眼都非常受限，不能從生活中大批量的獲得，并且產(chǎn)量低，所以這種提取工藝不能被廣泛應(yīng)用。而有學者通過實驗表明［8］：微生物發(fā)酵法的關(guān)鍵在于培養(yǎng)基的制配及菌種的篩選培育，具有產(chǎn)量不受原材料來源的的影響、成本節(jié)省、提純比率高、雜質(zhì)含量低等優(yōu)勢。周龐虎，馬蓓蕾，邱波等通過動物實驗證明［9］：植物源性的HA（含微量的蛋白質(zhì)）沒有免疫原性，不會使人體發(fā)生不良的免疫反應(yīng)。近十年來，隨著利用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)收集HA 技術(shù)的不斷進步，以及國內(nèi)外相關(guān)專家對該方法的不斷完善和改進，此法即將在不久的將來完全取代動物提取法。

3 透明質(zhì)酸的純化 現(xiàn)況分析

早在十年前，Bannuru RR 等人研究表明［10］，透明質(zhì)酸分離純化的主要目的是獲得高純度的HA，常規(guī)的流程為初原液的凈化和提純。純化后的透明質(zhì)酸主要用途是通過三氯乙醇去偏酸的環(huán)境下去除菌體，然后將發(fā)酵液離心取上清液。有學者利用上清液再加入無水乙醇純化沉淀后［11］，將沉淀液鹽析再溶解，再加入氯化十六烷基吡啶（CPC，是一種季銨鹽）絡(luò)合，高速離心，去上清液，得到HA-CPC 沉淀，用無水乙醇及丙酮再次萃取純化后除去有機溶劑，將獲得物真空干燥，收取高純度HA 樣品。目前，由于此種純化工藝在工業(yè)上操作簡單，整體引入的雜質(zhì)含量最低，便于掌握。因此，在臨床中對透明質(zhì)酸的純化當前仍采取上述的研究方法。

4 透明質(zhì)酸應(yīng)用的現(xiàn)況及應(yīng)用前景分析

在上世紀九十年代美國外科醫(yī)生首次將透明質(zhì)酸用于皮下軟組織充填，為透明質(zhì)酸在臨床上的應(yīng)用開創(chuàng)了新的領(lǐng)域。隨著研究的深入，其涉及的領(lǐng)域也逐漸擴大，包括醫(yī)療、化妝品、保健食品以及美容注射發(fā)面的應(yīng)用。但是，Ito T 等學者指出［12］，不同的用途對HA 的含量也有不同的要求，保健品及化妝品中HA 含量為35%～45%，藥用級別為42%～48%，透明質(zhì)酸在用于其他方面的原料時，其濃度含量也有相應(yīng)的改變。

在醫(yī)藥領(lǐng)域，李化光等人指出［13］：HA 在臨床手術(shù)中，具有預防術(shù)后粘連或瘢痕的攣縮的作用。同時，透明質(zhì)酸還可作為眼科黏彈劑被用來維持眼前房適宜的空間，預防術(shù)中銳器刺傷晶狀體或手術(shù)器械對晶狀體的過度摩擦，提高了術(shù)中的安全性。有專家將透明質(zhì)酸應(yīng)用于骨科臨床中的膝關(guān)節(jié)炎、類風濕性關(guān)節(jié)炎、肩周炎、顳下額關(guān)節(jié)炎、股骨頭壞死等慢性退行性骨關(guān)節(jié)疾病的治療，取得較好的治療效果［14］。TrigkilidasD等學者的研究證實［15］：HA良好的生物相容性也決定了其作為面部軟組織修復和缺損矯正的生物材料的優(yōu)勢；因HA 具有高度吸水保水和抗炎功能，此特性在治療燙傷、燒傷、凍傷等方面有著獨特的修復效果。目前，有學者根據(jù)不同部位和器官中透明質(zhì)酸含量的改變來輔助診斷肝硬化，惡性腫瘤等疾病。通過大量動物實驗表明：透明質(zhì)酸作為藥物靶向給藥體系，緩釋制劑，矢量控制劑的載體，可將特定的抗腫瘤藥物運輸?shù)桨屑毎?，使其能夠緩慢釋放，延長作用時間，增強藥物穩(wěn)定性，減小藥物的毒副作用。

透明質(zhì)酸在食品領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用前景，Huang J等學者早期的實驗研究表明［16］：HA 能夠促進真皮內(nèi)的膠原蛋白和彈性纖維的合成，提高細胞的生長、分化、重建及修復的速度，加速機體的新陳代謝?，F(xiàn)高純度的HA 已被歐美等發(fā)達及較發(fā)達國家廣泛應(yīng)用于保健食品中。佟方明等教授通過實驗得出［17］：人們通過口服及腸黏膜的消化、吸收、轉(zhuǎn)化，快速將其運輸?shù)饺梭w所需部位來增加體內(nèi)的含量，避免人類因機體內(nèi)HA 的嚴重匱乏而引起一系列的細胞或組織連鎖性、功能性老化反應(yīng)。

在醫(yī)學美容領(lǐng)域，透明質(zhì)酸是目前國際認可的保濕性能最好的純天然物質(zhì)之一，在目前高檔護膚品中的使用量也維持新高，并且這些添加了HA 的化妝品又被稱為“仿生化妝品”和“第四代化妝品”，透明質(zhì)酸吸水后還具有超強的潤滑性和成膜性及穩(wěn)定乳化作用，同時還可將其注射于面部起到微整形的效果。有學者通過通明質(zhì)酸與人工合成的其他天然來源的材料進行對比性實驗［18］，結(jié)果表明HA 的生物相容性更好，能夠長時間的存留在體內(nèi)并保持原有狀態(tài)和理化性質(zhì)，使作用效果更持久，美容效果更理想。

5 透明質(zhì)酸不同交聯(lián)劑的選擇分析

自然狀態(tài)下HA 在體內(nèi)會被快速的降解，結(jié)構(gòu)的解離也將導致其特有的一些理化性質(zhì)及生物活性的喪失，使其在臨床上的應(yīng)用受到了很大的限制，不能達到理想效果。因此，有學者就利用特定的交聯(lián)劑對HA 的羥基、羧基、已酰胺基這三種含量最多的官能團進行修飾得到其衍生物，這些衍生物在增加分子量的同時既保留了透明質(zhì)酸原有的理化性質(zhì)，又擁有了毒性小，生物相容性好以及抗透明質(zhì)酸酶降解的能力，這樣就可以使HA 在體內(nèi)長久存留，穩(wěn)定發(fā)揮其特有的理化性能［19］。當前，常規(guī)的交聯(lián)劑有酰肼類化合物（己二酸二酰肼，Adipiic acid dihydrazide，ADH）、碳化二亞胺（1-ethy-l 3-（3-（dimethylamino）propyl）-carbodiimide，EDC）、二乙烯基砜（Divinyl Sulhone，DVS）、1，4-丁二醇二縮水甘油醚（（1，4-Butanediol diglycidyl ether，BDDE），其他如聚乙二醇（PDE）、三偏磷酸鈉（STMP）、聚異氰酸酯、甲醛、戊二醛、二羥甲基脲、二羥甲基乙基脲、2-氯-1-甲基碘代吡啶、二硫化物等也在試用中。今后，關(guān)于透明質(zhì)酸不同交聯(lián)劑的選擇方面，如何選擇交聯(lián)劑能達到最佳的效果將是該領(lǐng)域研究的熱點問題，

6 透明質(zhì)酸及其衍生物的發(fā)展前景

世界一些發(fā)達國家對HA 研究的力度較大，同時他們研究的過程與高新科學技術(shù)相結(jié)合，在研究方法上已趨于先進和完善，在生產(chǎn)上以發(fā)酵法為主。隨著分離方法，生產(chǎn)技術(shù)，測試技術(shù)，檢測技術(shù)的不斷改進和完善，HA 在國內(nèi)的應(yīng)用也越來越受到重視。研究數(shù)據(jù)資料表明：在2011年期間，皮膚美容類填充劑的全球銷售額就已突破了15億美元，其中透明質(zhì)酸類填充劑就占到整個市場銷售份額的70%以上，年度總銷售額已遠超出13億美元。通過對國外較現(xiàn)代技術(shù)的引進并對其進行不斷的改善，現(xiàn)國內(nèi)利用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)透明質(zhì)酸的工業(yè)技術(shù)也擁有了一定的市場規(guī)模，并日趨成熟，據(jù)統(tǒng)計，截止于2012年HA 其年產(chǎn)量就已達4噸之多，并體現(xiàn)著逐年大幅度增長的良好趨勢。邱平等［20］專家預計在2014年即將突破年產(chǎn)10噸的預計產(chǎn)量。但我國每年需要不同級別的透明質(zhì)酸總計約18噸左右，而國內(nèi)的實際產(chǎn)量還未達到市場上三分之二的需求，特別是在醫(yī)用方面，更是供遠低于求，并且國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)的不完善也造成了一些原料的浪費，迫使國內(nèi)不斷引進國外的資源，所以HA 在價格上仍處于較高價位，所以國內(nèi)在HA 的生產(chǎn)及應(yīng)用的研究上仍需要不斷努力。

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