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在面部年轻化诊室里,这样的对话可能经常上演:
求美者:医生,我的需求是泪沟要软,鼻唇沟要撑起来,还有苹果肌,打一次最好管得久一些……
医生:你想要效果持久,填充物的存在感就会强一些,可能不够自然,反过来道理一样。另外,这种物理填充,目前比较难讲皮肤再生的哦。
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这个看似无解的困局,恰恰暴露了当前皮肤填充剂领域的老难题:柔软持久,组织融合度高还要能支持皮肤修复再生,真的能样样兼顾吗?
最近,《Materials & Design》上一项研究带来了一个好消息[1]:一种新型高修饰度单相透明质酸填充剂(HM-HA),不仅能兼顾上述需求,还能唤醒线粒体活力,让衰老皮肤重回“年轻态”?来看看它有何妙处!
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提到皮肤衰老,很多人想到的是胶原流失、水分下降、抗氧化物质变少……但其实,皮肤衰老,还伴随着一张“力学网络”的逐渐坍塌
年轻的皮肤之所以又紧致又有弹性,离不开真皮里细胞外基质与成纤维细胞的密切配合
在细胞外基质搭建的三维支架中,胶原纤维负责抗拉支撑、弹性纤维负责形变后的回弹、透明质酸等基质成分则填充于纤维之间,维持着皮肤的水分与微环境。
而负责建造和维护这套支架的,是成纤维细胞。成纤维细胞不仅生产胶原蛋白、弹性蛋白、透明质酸,也分泌一些参与基质降解的酶(如基质金属蛋白酶等)。它通过拉扯周围的纤维网感受到的张力来判断哪里该补、哪里该拆,一点点调整着细胞外基质的状态。
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图注:细胞外基质及其主要组成部分
随着年龄增长,胶原纤维和弹性纤维会逐渐出现断裂、碎片化等现象,这使原本连续、完整的承力-回弹纤维网结构开始一点点丢失。透明质酸等成分也会随衰老加速降解,纤维间的填充和水合环境加速变差。
对衰老的成纤维细胞而言,自身机能本就在走下坡路,此时又身处于一张“破碎”的纤维网中,它的牵拉,变得很难再感知正常的张力,维护工作越来越没准头。
于是形成一种恶性循环:细胞外基质状态越差,成纤维细胞越不好修;越不好修,基质状态可能越快崩坏。
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图注:失去牵张力的成纤维细胞
在外观上,这常会表现为皮肤松垮、皱纹这些我们熟悉的画面。![]()
面对衰老皮肤力学网络的崩坏,这次出场的是HM-HA——一种新型高修饰度单相透明质酸填充剂。
先说说它的理化性能:够软、能留住水、持久的同时可被完全酶解(长效安全)。
值得说的一点是:HM-HA的交联修饰度高达30%(比两款商用填充剂的22%和21%都高),但它的硬度却只有两款商用对照的三分之一左右(PS:交联修饰,就是把原本松散的透明质酸分子链,用交联剂连接起来,形成网状结构)。
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图注:透明质酸的交联(上);特定交联透明质酸填充剂能够为皮肤提供局部机械支撑(下)
传统填充剂,想在皮肤留得久就得提高交联度,可交联一密,材料就容易发硬,不仅摸上去不自然,还和周围软组织的匹配也差。HM-HA的设计则打破了这个取舍,它的内部网络结构组织得很均匀,实现了高交联与柔软的共存
28天的体内观察实验显示,HM-HA的维持效果非常稳定,没有像两款商用填充剂那样早早塌陷。组织相容性也更好,没有引发明显的炎症反应,与周围组织几乎融为了一体。
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图注:HM-HA交联度较高,但质地更柔软、顺应性更好
HM-HA的另一个惊喜,是在不添加任何外源性药物、生长因子或抗氧化剂的前提下,展现出了改善皮肤衰老的能力。
在体外D-半乳糖诱导的衰老成纤维细胞模型中,它使细胞内ROS的水平下降了54%,并把原本衰老细胞的比例从80%降到了25%左右。
在老年大鼠身上,HM-HA则展现了皮肤支架重塑与微环境改善的双重功效:
一方面,它增加了衰老皮肤的厚度与Ⅰ型胶原蛋白的水平,诱导了毛囊和血管的新生,恢复了真皮层的致密结构;
另一方面,它通过降低脂质过氧化反应产物丙二醛(MDA)的水平与提升抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)的活性,增强了皮肤的内源性抗氧化能力。
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图注:HM-HA增厚了衰老皮肤和促进了胶原蛋白沉积
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从机制上讲,HM-HA使衰老皮肤细胞的基因表达谱发生了广泛的“年轻化”改变,这包括衰老、细胞外基质和毛囊重塑等基因的改变,以及细胞-基质间相互作用、能量代谢等通路的变化。其中最值得一提的,是对线粒体功能的积极调动。
HM-HA让几组跟产能直接相关的核心基因活跃了起来,包括氧化磷酸化、三羧酸循环、呼吸电子传递等,同时增强了线粒体抗氧化基因的表达。在蛋白层面,负责新线粒体生成的PGC-1α蛋白和维护线粒体基因组的TFAM蛋白都增加了。
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图注:HM-HA改善了D-半乳糖诱导的线粒体形态学异常和功能障碍
这些变化最终改善了线粒体的整体功能:膜电位被恢复、关键酶活性提升、内部结构重新变有序,数量也有所回升
所以可以这样理解HM-HA的作用:
作为填充剂,它凭自身柔软且能保水的支撑网,能为皮肤提供一种物理支撑,这可能帮助成纤维细胞重新感知周围的机械张力,从而促进胶原蛋白等细胞外基质成分的合成;
另一方面,它可能通过调节与氧化应激、线粒体功能和细胞衰老相关的基因,来改善衰老皮肤细胞的氧化还原状态和能量供应。
换句话说,HM-HA不只是往皮肤里补了点物理支撑,也改善了皮肤细胞干活的环境。
说到这里,有个问题:
那究竟是HM-HA先修复了细胞的“发电厂”,才带动了衰老皮肤结构的恢复;还是它先撑起了衰老皮肤细胞的生存环境,线粒体才随之被改善?
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也许是前者:HM-HA通过自身的力学特性和对微环境的影响,先改善了细胞的能量代谢和氧化还原状态。供能恢复了,细胞才有“力气”去大量合成Ⅰ型胶原蛋白等来修复衰老的皮肤组织;
也许是后者:HM-HA用柔软的支撑,先把细胞外基质的力学状态给稳住了。环境好了,衰老皮肤细胞里的线粒体跟着恢复了正常的代谢(已有研究显示,基质力学可以影响线粒体的动力学与产能[2])。
当然,真实的生命系统远比单向因果更复杂,这两者也很可能是在互相推动。这给未来的探索留下了很大的空间。
总之,这项研究提示我们,未来的皮肤年轻化材料,或许不止于单纯的“凹陷填充物”这么简单。“填进去、撑起来、再帮皮肤修复再生加把劲”,这条路走成熟后,我们在面对皮肤衰老时,或许能多一种不错的选择。
[本文的名称是《A high-modification monophasic hyaluronic acid hydrogel promotes aged-skin regeneration associated with mitochondrial bioenergetic and redox recovery》,发表于《Materials & Design》期刊,通讯作者是南方医科大学口腔医学院的李勤教授、贾博主任医师。第一作者是郭纪明博士、郭晓瑞副主任医师。本研究资助来源:南方医科大学口腔医院临床新技术项目(NTP202304)、广东省普通高校重点领域重点项目(2023ZDZX2009)、南方医科大学口腔医院科研培育计划(PY2022015)、横向协作补助金(北京享赞国际贸易有限公司主办,批准号:NYKQ-JG(HX)-202402、珠海海雅美生物科技有限公司,批准号:NYKQ-JG(HX)-202401)、2025 年广州市重点研发计划:农业和社会发展科技专题(2025B03J0107)、广东省第八批特支计划:卫生健康人才项目——青年拔尖人才(0820250219)、南方医科大学口腔医院临床新技术项目(NTP202501)]
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