隨著全球人口老齡化加劇、個人對外貌關注度提升以及技術進步,醫(yī)療美容市場展現(xiàn)出強勁的增長趨勢。雖然我國醫(yī)療美容行業(yè)起步較晚,但由于市場需求巨大,發(fā)展速度迅猛。近年來,輕醫(yī)美的興起推動了整形美容的熱度,新興醫(yī)療美容平臺的出現(xiàn)以及社交媒體的廣泛傳播,使得醫(yī)療美容逐漸被社會接受。根據(jù)美國皮膚外科學會的調查,約70%的消費者考慮整容手術是為了提升自信與外貌吸引力。美國整形外科協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示,2020年整形外科醫(yī)生共實施了1560萬例整容手術,其中近90%為微創(chuàng)手術,軟組織填充手術位居第二。
醫(yī)療美容行業(yè)的發(fā)展伴隨著醫(yī)用生物材料的廣泛應用與持續(xù)創(chuàng)新。目前,軟組織填充材料種類繁多,包括硅橡膠、聚四氟乙烯等植入材料,以及膠原蛋白和透明質酸等可注射材料。盡管面部填充注射因其微創(chuàng)性、風險較低及不良反應較少而受到青睞,但仍可能出現(xiàn)腫脹、水腫及淤青等不良反應,嚴重情況下甚至可能導致皮膚和組織壞死,或引起腦栓塞和失明。因此,評估填充生物材料的安全性尤為重要。
醫(yī)療美容類生物材料分類
生物材料在與人體組織長期接觸中需具備良好的生物相容性,理想特性包括無免疫原性、降解后無毒性、良好的機械性能以及低成本和易于處理的特性。可生物降解的填充劑通常在六個月至一年內被人體吸收,而半永久性填充劑的效果則可持續(xù)一到兩年。這類填充劑通過刺激新膠原的生成來實現(xiàn)持久的美容效果,且發(fā)生不良事件或嚴重并發(fā)癥的風險較低,易于矯正。
自體脂肪移植技術起源于抽脂手術,其脂肪來源豐富且生物相容性良好,患者接受度高。自體脂肪中含有天然干細胞,能有效改善面部組織,修復瘢痕和曬傷。然而,脂肪移植效果因個體差異、技術水平和移植部位而異,手術過程相對復雜,耗時較長。此外,自體脂肪移植易導致血管并發(fā)癥,甚至可能造成失明等嚴重后果。
膠原蛋白作為最早使用的注射填充劑之一,主要來源于牛、豬和人類,是真皮的主要成分。它能減少注射過程中的瘀傷和疼痛,恢復衰老皮膚的結構成分,改善皮膚彈性和含水量,從而減少皺紋。研究表明,膠原蛋白的維持時間在12至18個月,但需冷藏保存,導致儲存成本較高。牛和豬來源的膠原蛋白在使用前需進行皮膚試驗,而人源性膠原蛋白則無需此步驟,副作用更少。
透明質酸是目前應用最廣泛的面部填充劑,作為細胞外基質的主要多糖,具備良好的降解性和藥理活性,能夠刺激膠原生成,減少皺紋,增加皮膚彈性。通過化學修飾,透明質酸的成本、純度和免疫反應得以改善,并根據(jù)交聯(lián)方式分為單相型和雙相型。填充效果通常可持續(xù)六個月至18個月,過敏反應發(fā)生率較低,常見癥狀為輕微的紅腫和水腫。
左旋聚乳酸是“童顏針”的主要成分,通過募集巨噬細胞和成纖維細胞刺激膠原生成,改善皮膚紋理。這種材料具有良好的生物相容性,注入后可在體內被酶分解為水和二氧化碳,通常在九個月內完全降解。左旋聚乳酸的效果一般可持續(xù)兩年甚至更長。
羥基磷灰石鈣是一種礦物質成分,主要用于面部皺紋的治療,具備良好的生物相容性,臨床應用顯示患者滿意度高,其效果可持續(xù)12至18個月,且不良反應相對較少。
聚己內酯通過刺激自身膠原蛋白再生,使皮膚自然緊實,其效果可持續(xù)九個月到四年不等,且不良反應發(fā)生率低。
脫細胞基質材料則通過去除細胞,保留生物活性成分,主要用于多種面部整形和美容治療。其效果通常在注射幾個月后顯現(xiàn),持續(xù)時間可達12至48個月。
不可生物降解材料通常為永久性填充物,難以完全移除。聚甲基丙烯酸甲酯由不可吸收的PMMA和牛膠原蛋白組成,治療效果持久,患者滿意度高,但可能需要多次治療。聚丙烯酰胺凝膠雖被廣泛使用,但因不良反應較多在某些國家停止使用。聚四氟乙烯則因其良好的生物相容性和臨床效果被應用于軟組織重建,適用于多種面部手術。
化學性能
材料的化學組成分析是生物學評價的首要步驟,密切相關于生物相容性,能夠確認與市場上成品的相似性,并為毒理學分析提供重要參考。分析可通過查閱制造商提供的資料或相關文獻進行。對于添加劑的分析,需采用適當?shù)慕釛l件;若無法獲取供應商資料,則應根據(jù)材料類型、預期的臨床接觸部位及時間選擇合適的方法。
隨著使用時間的延續(xù),某些材料成分可能會遷移,導致局部或全身生物學反應,引發(fā)安全問題。這些從醫(yī)療器械中釋放出的化學物質稱為可瀝濾物。在檢測溶出物時,首先要明確材料的成分和工藝,然后確立適當?shù)慕釛l件。
生物材料在體內會受到多種力的綜合影響,可能發(fā)生磨損變形及降解。高分子材料的降解方式主要分為生物降解、化學降解和物理化學降解。對于聚合物材料的降解試驗,可依照相關標準設計實驗。
材料的化學成分可以追溯到原料、加工過程中產生的殘留物以及材料降解的產物。其中某些物質可能對人體有潛在危害,因此需在已知毒性的基礎上結合實際使用需求進行限量管理。
高分子材料的性能受平均分子量及其分布特性的影響。分子量分布可用數(shù)均分子量、重均分子量和z均分子量三種不同指標表征。多數(shù)熱力學性質依賴于數(shù)均分子量,而與大形變相關的性質(如熔體和溶液的黏度)則主要受重均分子量影響。黏彈性特性如熔體彈性則與z均分子量有關。
生物材料的主要成分具備特征性的紅外圖譜,通常采用壓片法、糊法、膜法、溶液法及氣體吸收法等進行測定。對于可注射材料,滲透壓的測定至關重要,以確保組織內溶劑的擴散及生物膜的物質轉運。可采用《中華人民共和國藥典(四部)》(2020版)中的冰點法進行直接取樣測定。
pH值的測定則需按照《中華人民共和國藥典(四部)》(2020版)中規(guī)定的pH計進行。材料中少量的蛋白質通常不會影響整體質量,但若含量較高(超過1%),可能引起過敏反應。測量方法包括考馬斯亮藍法和福林酚法,后者更適合于蛋白質為主要成分的材料,而考馬斯亮藍法則適用于蛋白質含量較低的材料。
重金屬在體內的蓄積可能導致頭暈、惡心甚至神經系統(tǒng)紊亂,嚴重時可致癌。鉛是常見的重金屬,毒性較強且在生產中易接觸,因此以鉛含量作為控制標準。測定應遵循《中華人民共和國藥典(四部)》(2020版)中重金屬檢查法的相關規(guī)定。
細菌內毒素含量的檢驗應依據(jù)《中華人民共和國藥典(四部)》(2020版)中的標準方法進行,而熾灼殘渣的檢查也應按照同一藥典中的規(guī)定
物理特性
剪切黏度與剪切強度是衡量粘接件破壞時單位粘接面所能承受的剪切力的關鍵指標,單位采用兆帕·秒(MPa·s)。在測試過程中,環(huán)境溫度與試驗速度對測試結果的影響尤為顯著。具體而言,溫度的升高往往伴隨著強度的降低,而試驗速度的減緩同樣會導致強度的下降,這表明溫度與速度之間存在一種等效關系,即提升測試溫度相當于減緩加載速度。
烏式黏度則是通過烏式黏度計來測定高分子聚合物極稀溶液的特性黏數(shù),這一過程需遵循《中華人民共和國藥典(四部)》(2020版)0633第二法的相關規(guī)定。
在評估材料的外觀時,需將材料置于光照度為2/500 lx的條件下,通過垂直旋轉并從水平方向進行觀察,以確保其符合相關規(guī)定。這一方法可參考《中華人民共和國藥典(四部)》(2020版)0904中的可見異物檢查法——燈檢法。
粒徑分布作為粉體材料的重要物理特性,其測量方法包括直接觀察、篩分、沉降以及激光粒度分析等。當前,激光粒徑分布法因其準確性而被廣泛采用,該方法需依據(jù)《中華人民共和國藥典(四部)》(2020版)0982中光散射法的濕法測定進行。
溶脹度則反映了凝膠在溶脹過程中的重量變化,這一指標與凝膠的親水性能和交聯(lián)程度密切相關。通常而言,凝膠的交聯(lián)度越高,其溶脹度越低。
推擠力是衡量可注射材料性能的重要指標之一,較大的推擠力波動可能意味著樣品存在分散不均或聚集現(xiàn)象,從而影響注射的順暢性。在記錄推擠力曲線時,應重點關注平臺區(qū)的最大值、最小值以及平均值。
彈性描述了材料在受到拉伸或壓縮后能恢復到初始狀態(tài)的能力。這一特性可以通過測定凝膠的剛性來表征,而剛性則由動力黏度和特性黏度共同決定,具體計算公式為剛性等于動力黏度平方與特性黏度平方之和。
流變性則關注材料的流動特性,凝膠在注入人體后會受到橫向剪切應力和垂直方向的壓縮力。在此過程中,流變學特性(如黏彈性和內聚性)發(fā)揮著重要作用。過大的黏彈性可能導致凝膠硬度增加,手感不自然,組織整合性差;而過小的黏彈性則可能降低穩(wěn)定性,易導致位移。當凝膠承受垂直壓縮力或拉伸力時,內聚性則體現(xiàn)了其延展和塑形能力,內聚性越高,抗折疊和塌陷的能力越強。
生物相容性的評估
在生物材料與人體直接接觸前,必須確保其生物學穩(wěn)定性,并避免釋放任何對人體有害的物質。這一措施旨在預測生物材料在與人體接觸時可能產生的危害,并根據(jù)當前科技水平提供盡可能詳盡的安全性信息,從而將潛在風險降至最低。
細胞毒性試驗利用體外細胞培養(yǎng)技術來評估生物材料對細胞正常功能的影響,主要檢測生長抑制、細胞變異、溶解或死亡等現(xiàn)象。該試驗被視為生物學評價的首要項目,其評價指標涵蓋細胞形態(tài)學、細胞膜效應、細胞生長能力、細胞代謝特性以及細胞周期和凋亡等多個方面。
刺激試驗則關注生物材料在與人體接觸時可能釋放的物質對血管、黏膜或眼部產生的刺激作用,以及由此引發(fā)的局部組織反應,如紅腫等癥狀,有時還可能伴隨發(fā)熱和疼痛。由于刺激試驗具有較高的敏感性,因此通常先進行體外刺激測試,再根據(jù)情況決定是否進行體內測試。體內刺激試驗主要包括皮內試驗、皮膚試驗和眼部試驗,以全面評估材料的接觸危害。
致敏試驗旨在通過動物實驗來評估生物材料引發(fā)過敏反應的潛力,主要檢測免疫介導的皮膚反應。該試驗包括體內動物實驗和體外替代實驗兩大類,其中體內實驗方法如豚鼠最大劑量試驗、豚鼠封閉貼敷試驗和小鼠淋巴結試驗等均為成熟且靈敏度較高的生物學評價項目。
全身毒性試驗則是將材料或其浸提液在一定時間內施加于動物體內,以評估其潛在的全身性損害。該試驗可分為急性和重復接觸兩種類型,其中重復接觸類型又包括亞急性、亞慢性和慢性試驗。對于長期接觸人體的材料,應進行亞急性或亞慢性毒性測試,并盡量采用與臨床相關的接觸途徑。
植入試驗則是將生物材料植入動物的皮下、肌肉或骨組織中,經過一段時間后對周圍組織進行病理學觀察與評估,以判斷材料的組織相容性。植入材料周圍組織的異物反應程度及纖維囊的厚度是評估組織相容性的重要指標之一。
遺傳毒性試驗則通過動物或細胞等方法來評估生物材料是否與遺傳物質發(fā)生相互作用。根據(jù)試驗方法的不同,這些試驗可分為體內和體外試驗兩大類,并根據(jù)遺傳學終點進一步細分為基因突變、染色體損傷和DNA斷裂等具體類型。通常采用多種試驗方法綜合評估,以確保覆蓋多個遺傳學終點。
血液相容性試驗則關注醫(yī)療器械或材料與血液接觸時是否會引起任何有害反應,如血栓形成、溶血或血細胞激活等。該試驗主要檢測材料與血漿蛋白及血細胞之間的相互作用情況。
免疫毒性和免疫原性評價試驗則旨在評估生物材料對免疫系統(tǒng)結構或功能的潛在不良影響,包括慢性炎癥、免疫抑制、免疫刺激及超敏反應等。免疫原性是指材料本身所具有的性質,具有免疫原性不一定導致免疫毒性,但可能影響材料的全身毒性和藥物代謝動力學等方面的評價。該試驗通常通過嚙齒類動物體內試驗進行研究。
最后,生物降解評價則關注具有潛在可吸收和/或降解特性的材料及其降解產物對生物體的影響。評價過程首先通過體外模擬材料的降解行為進行研究,然后根據(jù)研究結果決定是否進行體內的降解和藥物代謝動力學研究。
在2000年,我國頒布并實施了《醫(yī)療器械監(jiān)督管理條例》,標志著醫(yī)療器械監(jiān)管體系的建立。同年12月,聚丙烯酰胺水凝膠(奧美定)成為我國首個獲批上市的軟組織填充物。與美國和歐洲相比,我國在面部注射材料的發(fā)展上起步較晚,相關產品的種類較少且結構設計不夠合理。盡管不可吸收材料在我國較早上市,但對這些產品的風險認知仍顯不足。由于不良反應的出現(xiàn),奧美定在2006年退市。
面部注射可能引發(fā)的嚴重不良反應包括皮膚變色、水腫、結節(jié)、炎癥以及血管并發(fā)癥等,尤其是失明的風險,以及眼動脈和腦動脈阻塞。研究顯示,炎性結節(jié)可能與細菌生物膜感染有關。
永久性填料的局部遷移風險,隨著時間推移和面部肌肉的變化,也應引起重視。目前,如何降低并發(fā)癥的發(fā)生率以及進行術后處理已成為行業(yè)的關注重點。醫(yī)療美容產品的安全性和有效性不僅依賴于材料本身的理化特性和生物學評價,還與術后效果的滿意度密切相關。若臨床試驗的對象為境外人群,亦需考慮人種差異的影響。
預防并發(fā)癥的關鍵在于臨床醫(yī)生對產品的了解程度以及注射技術的掌握。目前,許多不良反應的報告來源于不規(guī)范機構的非專業(yè)醫(yī)師操作,這不僅增加了手術風險,也使術后并發(fā)癥的處理更加復雜。為了有效預防并發(fā)癥,深入理解面部解剖結構,特別是血管的分布與走向,以及皮膚的層次,顯得尤為重要。可采取小劑量緩慢注射、使用鈍頭針、注射前進行回抽試驗、使用血管收縮劑以及對眥部血管施加壓迫等技術。
研究表明,利用彩超輔助結合壓迫眥部血管能夠取得良好的效果。高頻超聲、MRI或PET CT等技術在術后觀察和長期隨訪中也起到了積極作用??傮w來看,我國在面部注射填充物的管理方面仍需進一步加強。填充物的有效性是一個綜合概念,主要取決于患者的心理受益。然而,這一評判標準具有較高的主觀性和不確定性,難以形成統(tǒng)一標準。因此,通常采用可客觀量化的指標,如皺紋嚴重程度進行評價,而將患者滿意度視為次要指標。完善的評價體系仍需繼續(xù)發(fā)展,隨著組織工程、3D打印技術的進步及相關研究的不斷創(chuàng)新,未來或許能找到更佳的解決方案。
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