用途
透明質酸凝膠主要用於醫療和美容兩大領域,現在大有取代膠原蛋白、胎盤素和肉毒桿菌之勢。統計資料顯示,2004年全球透明質酸凝膠套用的相關市場規模大約30億美元,藥妝護膚產品添加物和攻療類產品市場各占一半。歐洲、美國和日本是生產和使用透明質酸凝膠產品的最大市場,預計未來每年將以15%的比例持續增長。透明質酸凝膠生產方面主要有組織萃取法微生物發酵法兩種。現在全球只有5家國際大廠擁有微生物發酵法生產醫療級透明質酸凝膠的技術。2004的下半年,歐美日市場對透明質酸凝膠的需求激增,造成原料短缺、價格上揚。國內有關方面預測,透明質酸凝膠的供不應求局面將要持續到2006年以後。
透明質酸凝膠:透明質酸凝膠,學名為透明質酸 (Hyaluronic acid,簡稱HA) 或稱醣醛酸,由雙糖單位 ( 葡萄醛酸 -N- 乙硫氨基葡糖 ) 組成的直鏈高分子多醣,是一種組織中自然存在的物質。自然界中廣泛地存在於脊椎動物的結締組織、粘液組織、眼球之晶狀體及某些細菌的夾膜中,在人類皮膚的真皮層中扮演了基質的重要角色,無論是組織結構上整體的保養或是細胞之間的運送都具有很重要的功能。
研究
公元 1934 年,美國哥倫比亞大學眼科教授 Meyer 等首先從牛眼玻璃體中分離出透明質酸凝膠並分析其結構。由於是從 Hyaloid ( 玻璃體、希臘文 ) 萃取的 uronic acid ( 醣荃酸 ) ,所以命名為 Hyaluronic acid ( 透明質酸凝膠 ) 。透明質酸凝膠的結構主要是由雙醣體 (disaccharide) 、乙硫氨基葡醣 (N-acetyl-D-glucosamine) 以及葡醣醛酸 (D-glucuronic aicd) 所共同組成的多醣類,平均分子量介於 105-107Dalton 之間。透明質酸凝膠可說是皮膚的保濕因子,,他具有可以吸收 500-1000 倍體積的能力,比起膠原蛋白分子只能攜帶 30 倍的水分,可說是當今文獻中最強的保濕物質。除了保濕後膨脹體積的特性外,加上生物穩性、不易轉移及不容水性,也使得透明質酸凝膠成為很好的組織填充物的選擇。自然界中的透明質酸凝膠被代謝的速度很快,所以為了作為組織間的填充物,必須做成聚合體 (polymer) ,而這樣分子之間的鍵結不但提供了生物上的持久性,還強化了透明質酸凝膠的粘稠性 (viscosity) 和不容水性 (water insolubility) 。
提煉方法
透明質酸凝膠的生產過程和技術決定了質量優劣的差異,所以在使用上一定要是正確來源生產的產品才能有治療的功效。一般而言,提煉的方法有三種 :
動物組織
主要原料是雞冠和牛眼玻璃體等。用丙酮或乙醇將原料脫脂、脫水,用蒸餾水浸泡、過濾,然後以氯化鈉水溶液和氯仿溶液處理,之後加入胰蛋白酶保溫後得到混合液,最後用離子交換劑進行處理、純化得到精製的透明質酸凝膠。這種方法提取率極低,僅 1 %左右,分離過程複雜,致使透明質酸凝膠價格昂貴,達 5000 美元/公斤,限制了在化妝品中大的量使用。
微生物發酵
以葡萄糖作為碳源發酵液。在培養基中發酵 48 小時,發酵結束後,過濾除去菌絲體和雜質,然後用醇沉澱法等簡單操作即得到高純度的產物。採用發酵法製造的透明質酸凝膠,優點是能按商品設計來設定分子量大小。發酵法的關鍵在於菌種的選擇,目前多選用鏈球菌、乳酸球菌類等。
化學合成
採用天然 酶聚合反應;首先使用多 糖類聚合物合成“透明質酸氧氮雜環戊烯衍生物”,然後添加水分解 酶,製造出衍生物和酶的複合體,最後在90度攝氏反應液中清除 其中的 酶,就合成了透明質酸凝膠。採用人工合成法 可大大降低透明質酸的製造成本,但結構較不精純。
區別
同樣是透明質酸凝膠的產品,因為原料來源及製成技術的差別,對效果有明顯的影響。產品的濃度不能作為選擇產品的參考,純度、分子量、 3D 立體結構才會直接影響透明質酸的吸水效果。通常分子量越大、網狀結構愈完整,有最好的吸水效果。坊間保養品、化妝品盛行,但許多業者自製的透明質酸凝膠,便宜,可是不一定有效果。甚至有人推行的口服的透明質酸凝膠,經過腸胃吸收之後會分解成醣類及胺基酸的小單位分子,還是必須透過自體合成等復霒步驟才能生成在皮膚、結鑣組織中,其效果也必須要打折扣。