综述:调节皮肤填充剂的流变学和生物活性:富血小板血浆(PRP)的新兴作用

时间:2026年1月6日
来源:Frontiers in Medicine

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本综述探讨了在皮肤填充剂中添加富血小板血浆(PRP)进行稀释性流变调节的概念,及其改善美学和再生效果的潜力。PRP作为一种富含生长因子和细胞因子的自体生物制品,不仅能调节填充剂的流变性(如粘弹性、内聚性),还能增强其生物相容性、促进胶原生成和皮肤再生,有望减少不良反应并延长疗效。文章强调了将即时填充与再生增强相结合的整合策略在推进美容程序中的广阔前景。

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在美学与再生医学领域,关注点正从传统的结构性干预转向增强内源性自我修复机制的策略。在此背景下,富血小板血浆(PRP)作为一种具有再生潜力的自体生物制品备受关注。PRP富含生长因子和细胞因子,如血小板衍生生长因子(PDGF)、转化生长因子-β(TGF-β)、血管内皮生长因子(VEGF)、表皮生长因子(EGF)、胰岛素样生长因子(IGFs)和成纤维细胞生长因子(FGFs),这些因子对组织修复、血管生成、免疫调节和细胞外基质重塑至关重要。同时,可注射皮肤填充剂已成为解决与年龄相关的容量缺失、面部塑形和真皮支撑的重要手段。
稀释性流变调节对皮肤填充剂的影响
流变学是理解PRP临床性能及其与皮肤填充剂相互作用的关键。基本流变参数如弹性模量(G′,反映材料的刚度和固体样行为)、粘性模量(G″,反映流动样成分)、损耗因子(tanδ,指示粘弹性行为的相对贡献)、复合模量(G*,凝胶强度的整体度量)、复合粘度、屈服应力和内聚性,共同为评估皮肤填充剂的操作性能、可注射性和体内表现提供了机制框架。
PRP表现出独特的粘弹性行为,高度依赖于其活化状态和制备条件。未活化的PRP和PRP上清液主要表现为牛顿流体行为,粘度低,粘弹性最小,单独使用时提供的机械支撑可忽略不计。然而,使用钙、凝血酶或胶原蛋白进行活化,以及温度变化,会促进纤维蛋白聚合,增加G′和整体凝胶稳定性。活化剂的选择和组合显著影响凝胶的粘弹性和形成动力学。例如,凝血酶能产生最坚固的凝胶(G′最高,凝胶化几乎瞬时发生);钙基活化产生坚固的凝胶(G′中等偏高,凝胶化需15-30分钟);而I型胶原蛋白产生更柔软、更有弹性的凝胶(G′较低,凝块形成缓慢或最小)。PRP的粘弹性行为还与血小板和活化剂的浓度相关,增加活化剂通常会产生更偏向固体样的网络(G′占主导)。温度基活化也能诱导形成具有增强G′的纤维蛋白网络,热振荡甚至可将液态PRP转化为稠密、高粘度的糊状物,改善结构稳定性。通过热处理和白蛋白变性形成的血浆凝胶,其粘弹性显著增加,具有固体样网络(高G′),可提供结构支撑并作为生物活性分子的储库。因此,通过调整或组合不同的制备方法,可以精确定制PRP的流变特性。
将PRP与皮肤填充剂结合时,稀释会产生非线性的流变效应,与生理盐水稀释显著不同。含有活化PRP的配方预计会形成比生理盐水、未活化PRP或PRP上清液稀释的凝胶更强、内聚性更高的复合凝胶,其流变特性可定制,从而精确调节填充剂性能和生物活性成分的递送。
PRP活化的时机——在与填充剂或生物刺激剂混合之前或之后——是决定PRP-填充剂复合材料流变行为的关键因素。在未结合状态下,PRP在纤维蛋白聚合开始前主要表现为低粘度类牛顿蛋白溶液,有利于均匀混合、较低的挤出力和早期粘度变化最小,纤维蛋白基质在填充剂注射后原位形成。相反,PRP活化会诱导时间依赖性的纤维蛋白聚合和凝块形成,导致粘度迅速增加、内聚性增强、挤出力更高、可能堵塞以及颗粒-纤维蛋白分布不均。因此,在设计PRP基复合凝胶时,必须仔细考虑活化时机,以平衡可注射性、均匀性和流变特性。
从生物物理角度看,当填充剂的粘弹性超过稀释剂时,稀释会降低填充剂的粘度和弹性模量(G′),增加铺展性,改善通过细针头的流动性,并允许在组织层面更均匀分布。例如,将PRP加入透明质酸(HA)中会导致粘弹性剪切模量降低和交叉点增加,这主要归因于稀释效应。这种方法在需要细微容积填充或浅层放置的治疗中特别有利,因为高粘度凝胶可能导致不规则、过度矫正或过度填充。然而,由于PRP制剂的流变参数可以通过程序性变化(包括活化方法、时机、孵育温度或不同配方的组合)进行广泛定制,PRP稀释也可用于增加低至中等粘弹性填充剂和生物刺激剂(包括胶原蛋白、低密度非交联HA、聚左旋乳酸(PLLA)和聚右旋乳酸(PDLLA))的粘弹性。
稀释还会增加总填充剂体积,并可能促进生物活性成分更均匀分布,同时对注射精度的影响取决于混合物的最终流变特性。稀释引起的皮肤填充剂流变特性改变可能对其安全性产生重要影响,例如显著降低每单位体积血管内注射物中的阻塞颗粒数量,并降低产品的内聚性、回弹性和弹性模量,这些是涉及血管内阻塞和外部压迫力的潜在影响因素。初步证据表明,接受稀释或高稀释配方治疗的个体严重不良反应发生率可能较低。
大多数稀释性流变调节研究集中在探讨滴定水溶液对半永久性羟基磷灰石钙(CaHA)基配方(如与羧甲基纤维素(CMC)结合的CaHA-CMC双相凝胶,即Radiesse®)流变参数的影响。由于其高粘弹性,未稀释的CaHA-CMC基填充剂最适合深层真皮植入和容积矫正。稀释和高稀释CaHA-CMC的推荐治疗模式已有发表,范围从未稀释(用于下巴、下颌线、太阳穴等区域的容积增大和结构支撑)、1:1稀释(用于面部年轻化、橘皮组织、条纹或腹部),到1:2–1:4高稀释(用于上臂、颈部或胸廓上部皮肤紧致或肤质改善),甚至1:6作为生物刺激剂(用于臀部松弛或轻微真皮不规则)。当CaHA-CMC以1:1比例稀释时,由于其固有的粘弹性特性得以部分保留,仍具有部分容积填充效果。然而,在1:2或更高的稀释比例下,CaHA-CMC双相填充剂经历显著的流变行为转变,导致容积填充能力大幅丧失。在这种高稀释形式下,CaHA主要作为生物刺激剂而非填充剂发挥作用。高稀释配方产生的CaHA微球悬浮液能够在广泛的解剖区域均匀分布。其功能不再是容积填充,而是通过刺激新胶原生成和弹性蛋白生成来促进真皮再生。因此,稀释方案必须基于颗粒分散动力学和细胞活化来制定,而非维持结构性填充剂所需的特定流变特性。
稀释对皮肤填充剂的生物学和临床效应
尽管主要关注传统水性稀释剂,但新兴的注意力正转向新型配方,如富含多种营养素溶液、外泌体、透明质酸酶或PRP。未活化PRP和PRP衍生上清液表现出与常规水性稀释剂相似的基本流变行为。其低粘度和最小弹性有助于调节填充剂特性,增强可注射性和分布性。然而,PRP的流变特性可以通过特定的制备参数进行调节。此外,当PRP用作皮肤填充剂的稀释剂时,稀释性流变调节的效果可以通过自体富血小板衍生物固有的再生、抗炎和愈合潜力得到协同增强。生物刺激剂也可以被稀释,以最大化可用于细胞信号传导的微粒表面积,有效地将其主要机制从即时结构支撑转变为广泛的成纤维细胞刺激和弥漫性、长期的新胶原生成。这种双重功能不仅提高了治疗效果,还降低了与免疫原性或非自体填充剂或稀释剂中常见的杂质污染相关的风险。因此,基于PRP的皮肤填充剂和生物刺激剂稀释可能有助于提高生物相容性,潜在减少不良反应,并支持组织整合,最终有助于优化再生医学应用中的临床结果。
透明质酸基填充剂
透明质酸(HA)是一种线性糖胺聚糖,天然存在于脊椎动物组织的细胞外基质中。其结合水的能力、粘弹性和与人体组织的生物相容性,使其在美学和重建程序中作为皮肤填充剂被广泛应用。不同的PRP和HA基可注射水凝胶组合在面部年轻化或皮肤缺陷管理方面显示出有前景的生物学和临床效果。随机对照试验表明,用自体PRP(1:1)稀释HA基填充剂,与单独使用任一制剂相比,在皮肤弹性和整体面部外观方面产生了增强的效果。使用结合PRP-HA的技术(旨在制备PRP和非交联HA混合物的试剂盒)也获得了皮肤弹性和光滑度的显著改善。类似地,将HA和PRP(比例相似)的填充剂注射被证明是硬皮病患者在美学外观和功能改善方面的有效治疗选择。此外,据报道,用PRP(1:5)高稀释HA填充剂对于面部增容是有效且安全的。在涉及不同治疗应用(如骨关节炎管理或伤口愈合)的HA基水凝胶与PRP结合的生物学效应研究中也得出了类似的结论。
CaHA基填充剂
CaHA是一种天然存在的矿物质,常用作生物相容性和可生物降解的皮肤填充剂,在增强皮肤结构完整性方面具有已证实的功效。其再生作用包括激活胶原蛋白和弹性蛋白合成、血管新生和真皮细胞增殖。尽管已经研究了CaHA和HA之间的潜在协同作用,但现有证据主要围绕CaHA-CMC双相配方。悬浮在CMC基质中的CaHA由于其刺激常驻成纤维细胞的能力,在广泛的稀释范围内表现出强大的再生潜力。成纤维细胞与CaHA微球之间的生物物理接触在启动新组织合成中起着关键作用。值得注意的是,最佳再生效果与稀释制剂(从1:1到1:3)相关,这可能归因于增加的颗粒间距,有利于细胞活动和基质重塑。临床数据在很大程度上支持稀释(1:3或更低)CaHA-CMC对于面部年轻化、软组织增容或治疗手背容量缺失的有效性和安全性;1:1稀释用于臀部橘皮组织凹陷;高稀释CaHA-CMC(1:2)用于改善女性胸廓上部皱纹、矫正眶下区容量缺失、皮肤年轻化以及皮肤紧致;以及高稀释CaHA-CMC(1:3)用于治疗口周皱纹。同样,在注射稀释和高稀释CaHA-CMC后的不同区域也报告了改善的新胶原生成和新弹性蛋白生成。在施用CaHA基填充剂后1至12个月内持续检测到胶原蛋白新合成,包括使用高稀释填充剂溶液的治疗。由于标准水溶液没有固有的再生能力,有人提出用PRP等生物活性溶液替代它们以增强组织再生和改善临床结果。研究表明,单次高稀释CaHA-CMC(1:4稀释)与PRP和透明质酸酶混合物的联合疗法耐受性良好,并显示出皮肤质地的改善,以及颈部皱纹和组织松弛的减少。PRP衍生的生长因子和细胞因子的协同效应可能增强CaHA-CMC的再生潜力,促进成纤维细胞活化、胶原蛋白和弹性纤维生物合成、新生血管形成和整体肤质增强。
其他皮肤填充剂和生物刺激剂
当前文献对稀释其他可注射植入物配方的生物学和临床后果提供的见解有限。聚左旋乳酸(PLLA)是一种可吸收的半永久性可注射生物基聚合物,可用于恢复因面部脂肪萎缩导致的容量缺失,同时促进真皮再生和肤质改善。PLLA胶原刺激剂显示出良好的安全性,有助于有效增加体积、矫正松弛、改善轮廓、肤质和橘皮组织外观。临床实践中观察到PLLAcontaining可注射产品的重构体积有增大的趋势,通常将利多卡因加入混合物以减少注射相关不适。迄今为止,在查阅的文献中尚未发现发表的研究探讨使用PRP作为PLLA酸皮肤填充剂的稀释剂。然而,负载PRP的PLLA基生物材料在不同的软组织缺陷模型中已显示出强大的再生潜力。
胶原蛋白基皮肤填充剂是生物可降解非永久性可注射材料的一个重要类别,其中稀释性流变调节的概念,特别是涉及PRP作为水性稀释剂或生物刺激辅助剂,仍未得到充分研究。胶原蛋白是脊椎动物结缔组织中的主要结构蛋白。用于生产可注射配方的主要胶原蛋白来源包括牛、猪、马和人体组织。胶原蛋白基皮肤填充剂虽然有许多商业形式,但存在固有的挑战,包括易受酶降解、显著的管理和生产成本,以及与免疫原性反应和人畜共患病传播相关的风险。关于胶原蛋白稀释对皮肤填充剂生物活性的影响,研究表明,猪源的可注射胶原蛋白与利多卡因结合是矫正鼻唇沟皱纹的有效治疗策略。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种不可生物降解的填充剂,与CaHA和PLLA类似,其主要通过刺激新生胶原合成发挥作用。PMMA-胶原蛋白凝胶适用于矫正中度至重度痤疮疤痕、颧骨萎缩和眶下皱纹,以及用于太阳穴、下巴、下颌骨、梨状孔、鼻唇沟等区域的容积增大。虽然未发现将PMMA基皮肤填充剂与PRP结合的研究,但实验结果表明载体的流变特性对于确保微球均匀分布至关重要,这有利于间质组织浸润。载体酶降解后,微球原位存留,作为支持新胶原生成和组织再生的三维支架。因此,胶原蛋白-PMMA凝胶的流变特性限制了它们在某些浅表应用中以未稀释形式使用的适用性。文献中已经强调了这些凝胶作为稀释或高稀释生物刺激剂的潜在用途。尽管在胶原蛋白基皮肤填充剂配方中使用PRP的研究存在空白,但多项研究表明,用PRP功能化胶原基水凝胶或支架可改善细胞增殖、粘附、迁移、血管化和成熟胶原的沉积。
结论
本综述 consolidates 了当前关于PRP作为皮肤填充剂稀释剂的知识,审视了理论原理、临床经验和支持证据。它指出了现有数据的局限性,并为再生美学医学的进一步研究提出了方向。尽管大量研究探讨了稀释性流变调节在确定特定皮肤填充剂最佳治疗应用中的作用,但它们通常将分析局限于考虑粘弹性、可注射性和填充剂体积的临床适用性,忽略了潜在的生物物理因素。未来的研究应侧重于从生物学角度阐明稀释对皮肤填充剂流变参数和治疗潜力的影响,并强调PRP等自体生物活性溶液。整合PRP可以增强填充剂的粘弹性,同时最小化免疫原风险。此外,这种组合可以为配方提供显著的生物刺激潜力,促进加速组织再生、细胞外基质合成和新血管生成。这种整合策略可以增强皮肤填充剂的物理弹性,并增强其在组织修复和重塑中的作用。

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