阳离子对注射填充用结冷胶胶凝的影响|江阴雨辰互联

2023年7月25日发(作者：)

阳离子对注射填充用结冷胶胶凝的影响

陈勉3朱希强1·8刘飞3张天娇8李海军6李尚宾“凌沛学6

(a．山东省生物药物研究院山东省生物药物重点实验室，济南市，250101 b．山东省药学科学院山东省多糖类药物工程实验室，济南市，250101)

摘要：目的：探索组织填充用结冷胶的使用条件。方法：通过系列高／低酰基结冷胶浓度、

Ca2+、M92+、Na+、K+添加等试验，观察结冷胶胶凝状况。结果：(1)结冷胶自胶凝浓度分别

是高酰基结冷胶(HJLJ)>／0．4％，低酰基结冷胶(LJLJ)i>3．2％，HJLJ+LJLJ组合物／>0．8％。

(2)灭菌处理后可流动HJLJ对1

mol／L的Ca2+、Mg外、Na+、K+阳离子不敏感，无明显胶凝；同法处理的HJLJ+LJLJ组合物发生阳离子胶凝，敏感性Ca2+>M92+>K+>Na+；LJLJ也发生阳离子胶凝，敏感性M92+>Ca2+>K+>Na+。结论：调节结冷胶浓度、高／低酰基结冷胶配比可获得阳离子胶凝敏感度不同的胶液，通过机体内、外源的阳离子补给，可能将结冷胶用于不同

填充需要的注射美容。

关键词：结冷胶；水凝胶：阳离子：注射美容

Cation Influence

Inj

ectable Gellan

Gum

Gelling

Used for

Dermal

Tissue Filler

Chen8，XQ

Zhul’。，F Liu3，TJ

Zhanga，I-U

Li6，SB Li6，PX

Lingb

Shandong

Provincial

Key Laboratory

OfBiopharmaceuticals，Inst#ute

1 0

Province，Ji'nan，250

Biopharmaceuticals

ofShanDong

Shandong

Provincial

Engineering

Laboratory

ofPolysaccharide

Drugs，Shandong

Science，di'nan，250101)

Academy

ofPharmaceutical

2Abstract

Objective：To

explore application

conditions for

using gellan gum

dermal

tissue

filler．Methods：Through

series of

high／low acyl

gellan

gum

concentration，adding

ca2+，M92+，

Na+，or

K+，to

observe

gellan gum gelling

status．Results：(1)The

gellan

concentrations were

high

acyl gellan

gum(HJLJ)>一HJLJ+LJLJ

compositiongum

self-gelling

3．2％，

0．4％，low

acyl gellan

gum(LJLJ)>一一>0．8％，respectively．(2)After

the

sterilization，the

flowable HJLJ

Was

not

sensitive

l mol／L of

ca2+，M92+，Na+，or

K+，and

gelling；HJLJ+LJLJ

composition

几J

also occured cationic

gelling,with

sensitivity

order

ca2+>M92+>K+>Na+；Loccurred

cationic

gelling．with sensitivity

order

M92+>ca2+>K+>Na+．Conclusion：Adjusting

the

concentration of

composition，we may

gellan gum，and

the ratio of

high／low acyl

gellan

gum

1通讯作者：朱希强，E-mail：xistrong@sina．tom

prepare

different

gellan gum glue

with different catiomc

gelling

sensitivity．Then by endogenous

exogenous

cationic

supply,the gellan gum may

be used

for

different cosmetic

filling

injections．

Keywords：gellan gum；hydrogel；cation；cosmetic filling

injection

结冷胶是微生物发酵所得天然产物，是由四糖单位——夕(1—3)一D一葡萄糖

∥(1—4)-D-葡萄糖醛酸夕(1—4)-D-葡萄糖a(1—4)-L-鼠李糖相互连接构成

的多糖。发酵得到的天然结冷胶富含乙酰基，稍作处理得到高酰基结冷胶

(HJLJ)，经过脱乙酰处理后得到低酰基结冷胶(LJLJ)。HJLJ形成弹性软胶，

LJLJ形成脆性硬胶。

有较多前沿研究将结冷胶注射用于组织工程参与细胞、软骨重建的研究陋t丑刘，而用于注射美容的报道较少。注射美容是通过注射填充物增加组织量的方式来填充面部皱纹，达到使凹陷隆起，面部轮廓改形等功效。目前常见的美容用水凝胶填充物在注射推注时阻力较大，操作不当可造成推注进程不连续或推注失控，出现注射部位偏差、针头脱落等而影响手术效果。

微生物发酵的结冷胶具有离子敏感胶凝的性质，可通过先以非胶凝溶解态注

射，再在机体内、外源的阳离子作用下逐渐胶凝凝胶化，达到填充作用，并有望

被开发为一种新型低阻力注射用天然非动物来源水凝胶填充物。参考含药物的结

冷胶软凝胶的制备哺1，论文将探讨结冷胶浓度和阳离子浓度对高温灭菌后的结冷

胶液胶凝的影响。

1材料及设备 HJLJ、DJLJ由山东省生物药物研究院生物技术中心提供，CaCl：、MgCl：、NaCl

和KCl等试剂均为市售分析纯。 LDZX一75KBS立式压力蒸汽灭菌器，上海申安医疗器械厂。

2方法

2．1溶液配制

配制浓度为0．05％、0．1％、0．2％、0．4％、0．8％、1．6％、3．2％(w／v)HJLJ水

化液。配制浓度为0．05％、0．1％、0．2％、0．4％、0．8％、1．6％、3．2％(w／v)DJLJ 水化液。

按HJLJ：DJLJ重量比例1：1配粉，分别配制总浓度为0．05％、0．1％、0．2％、 0．4％、0．8％、1．6％、3．2％(w／v)高／低酰基混合结冷胶(HJLJ+DJLJ)水化液。

分别配制1 mol／L的CaCl：、MgCl：、NaCI和KCI的水溶液，并依次稀释配成浓度减半的0．5

mol／L、0．25

mol／L、0．125

mol／L等梯度系列溶液。

2．2实验方法

将搅拌均匀的各组结冷胶水化液置于灭菌锅内，于120℃灭菌20 min。静置冷却至室温，观察并选出未发生胶凝的结冷胶水溶液进行阳离子影响实验。

对HJLJ组内经灭菌后尚处于可流动状态的样品，各取200|J L点布于玻板上，分别添加1 mol／L的CaCl。溶液1

L，观察记录胶凝情况。对发生胶凝的样品，重新取样200

L点布玻板，添加浓度减半的CaCl：溶液1

L，观察胶凝。据此重复实验，找出能使该组结冷胶溶液发生胶凝的最低HJLJ浓度和CaCl。用量。并按照此法对MgCl：、NaCl和KCl逐次进行测试。

DJLJ组和HJLJ+DJLJ组同法实验。 3结果与结论

3．1灭菌对结冷胶水化液的影响由表l、2看出，灭菌过程的加热环节改变了结冷胶在水中的溶解状况，冷

却环节促成了部分样品的自胶凝。并据此选出进行下一步阳离子影响实验的样品

细。

表1．灭菌对HJLJ水化液性状的影响

·注：、／表示参加“阳离子影响实验”；×表示不参加“阳离子影响实验’’

表2．灭菌对DJLJ水化液性状的影响

HJLJ+DJLJ组受灭菌过程的影响情况介于上述两者之间，总浓度O．8％以上样品丧失流动性，而0．05％----0．4％的样品可流动而参加阳离子影响实验。

据此得出HJLJ自胶凝浓度≥0．4％，LJLJ自胶凝浓度／>3．2％，HJLJ+LJLJ组合后自胶凝浓度≥O．8％。

3．2阳离子对结冷胶胶凝的影响人体血液中的主要阳离子有Ca2+、Mg斗、Na+、K+等，阴离子有Cl一等，所以初

步选用CaCl：、MgCl：、NaCl和KCl进行结冷胶胶凝测试。上述4种阳离子对各组可流动结冷胶胶凝的影响分别见表3’5。

表3．Ca2+、M92+、Na+、K+对HJLJ胶凝的影响

+注：·表不无胶凝现象：士表不司流动不连续胶体；

灭菌处理后可流动HJLJ在l

mol／L的Ca2+、M92+、Na+、K+阳离子的分别作用下，均未发生明显胶凝，表明该条件下HJLJ对阳离子胶凝不敏感。

表4．Ca2+、M92+、Na+、K+对HJLJ+LJLJ胶凝的影响

HJLI+LJLJ总浓度(％)

0．05 0．1 0．2

0．4

[Ca2+ll

mol／L

lCa2+10．5

mol／L

[Ca“10．25

mol／L

ICa什10．125

mol／L

[Ca“10．0625

士

[Ca2+10．03125

mol／L

1 mol／L

IM92+1

／+

[M92+IO．5

moi／L

moFL

[M92+lO．25

[M92+lO．125

mol／L

【Mf+10．0625

mol／L

IM92+】O．03125

mol／L

[Mg什10．015625

mol／L

1 mol／L

【Na+I

／／／／+

[Na+10．5

mol／L

【Na+】O．25

moi／L

IK+11

moI，L

／+

【rlO．5

moi／L

IK+】O．25

mol／L

·注：+表示发生胶凝；／表示未测试

灭菌处理后可流动HJLJ+LJLJ组合在cE+、Mg”、Na+、K+阳离子的分别作用下发生胶凝。该敏感性次序是cE+>M92+>K+>Na+，表明该条件下HJLJ+LJLJ 组合后对阳离子胶凝的敏感性介于两种结冷胶性质之间。

表5．Ca2+、M92+、Na+、K+对L几J胶凝的影响

灭菌处理后可流动LJLJ在Ca2+、M92+、Na+、K+阳离子的分别作用下发生胶凝。该敏感性次序是M92+>ca2+>K+>Na+，表明该条件下LJLJ对阳离子胶凝敏感。

根据上述结果得出，高温灭菌处理后的结冷胶欲发生胶凝，对胶体浓度和环

境阳离子的要求如表6。

表6．灭菌后结冷胶发生胶凝对胶体和阳离子的浓度要求

0．1％

HJL，+LHJ

群撑撑

≥1

≥O．5

O．2％

0．4％

≥0．25

≥0．0625

≥O．5

≥0：03

125

≥1

≥O．5

0．1％

0．2％

LJLJ

撑

≥l

≥0．5

≥1

0．4％

0．8％

≥0．5

≥O．5

≥0．5

≥0．25

1．6％

巧屹屹观5¨“

+注：群表不在阳离子浓度l mol／L时测试未发生胶凝

≥劾劾狐

撑一一一一刹劾劾犰狐m心伽啷咖一一一一一

≥0．5

4讨论

4．1

随结冷胶浓度升高，加热冷却后的结冷胶具有逐渐发生自胶凝的趋

势。HJLJ自胶凝浓度≥0．4％，LJLJ自胶凝浓度／>3．2％，HJLJ比LJLJ更易发生自胶凝。HJLJ+LJLJ组合后自胶凝浓度≥0．8％，介于两种结冷胶性质之间。

4．2灭菌处理后可流动HJLJ+LJLJ组合物的阳离子胶凝特征，虽总体上处于两种结冷胶特征之间，但对阳离子胶凝的敏感特征又因离子种类的不同而变化。单独HJLJ时对受试阳离子不敏感，单独LJLJ时敏感性是M92+>Ca2+， HJLJ+LJLJ组合物时则是Ca2+>M92+。以其中浓度2％为例，即其阳离子胶凝敏感特性发生变化，对Ca2+降低l倍，而对M92+的降低达30倍。其中Na+、K+离子无明显变化。联系上文讨论自胶凝时，HJLJ+LJLJ组合物自胶凝浓度特征是稍偏向于HJLJ的，可以认为HJLJ+LJLJ组合后在分子间具有相互作用，调节改变着原有性质，不是单纯的物质混合。

4．3正常人体血清中的主要阳离子浓度Ca2+约0．00225,-．-,0．00275

mol／L，

M92+约0．00070～0．001

mol／L，Na+约0．135"--0．155 mol／L，K+约0．004"---0．005

mol／L。以200

IJ．L浓度为0．4％'---1．6％的LJLJ为例，添加1

L的Ca2+、M92+离子达到胶凝的浓度分别为0．015625"--"0．03125

mol／L、0．0078125～0．015625

mol／L，约是人体血清中相应离子浓度的5～10倍左右。据此推测在皮内注射20

L该胶液，当周围组织液逐渐渗出量至少达到1

L时，该胶液可能发生阳离

子敏感性胶凝，从而实现以溶液态注射后再在体内实现胶凝填充的目的。 4．4对于较大体积的填充需求，单靠机体内源性阳离子渗出可能是不够