化學(xué)成分

微球的化學(xué)成分很重要，是因?yàn)樗鼈冇锌赡苌锝到?。如果材料是由金屬、陶瓷、聚甲基丙烯酸甲酯或其他聚合物等合成的，那么在植入軟組織后它們無法降解。而通過發(fā)酵過程制成的生物材料共聚物可以有多種成分和屬性。此外，它們的表面可以物理和生化地進(jìn)行修改。

生物材料中的水分吸收對(duì)于聚合物的功能非常重要，比如水凝膠或右旋糖酐微球。水分含量也可能導(dǎo)致離子和其他分子（如酶）的吸收，這些分子會(huì)引起微球的生物降解。

微球的化學(xué)成分對(duì)于生物降解很重要：生物材料隨著時(shí)間的推移而降解，沒有任何不良反應(yīng)，而合成硬微球不可降解，不會(huì)永久留在組織中。

根據(jù)它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)和表面特性，大多數(shù)可吸收的生物材料和合成材料，如聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸或右旋糖酐，會(huì)啟動(dòng)一個(gè)暫時(shí)的異物反應(yīng)，這可能會(huì)持續(xù)數(shù)月。不可吸收或永久性材料則傾向于慢性炎癥和肉芽腫形成。

表2：可注射微球

xHA -交聯(lián)透明質(zhì)酸；碎片-有鋒利邊緣和不規(guī)則的粒子；*粒子的吸收時(shí)間超過24個(gè)月。

表面結(jié)構(gòu)

盡管植入微球的化學(xué)成分似乎是最重要的，但其物理形態(tài)在決定生物相容性方面同樣關(guān)鍵（見表2和表3）。多種物理化學(xué)因素影響吞噬作用，包括粒徑、形狀、接觸角和表面電荷。

一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，將直徑為1mm但形狀不同的微球植入大鼠體內(nèi)，結(jié)果顯示，帶有鋒利邊緣的三角形植入物比方形或圓形植入物引起了更高的細(xì)胞反應(yīng)（慢性炎癥）。微球的粗糙和光滑表面之間，以及組織與微球之間的相互作用，也存在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異。

表面電荷

植入物的存在顯著改變了局部介電環(huán)境，從而影響局部分子間的相互作用，繼而影響細(xì)胞對(duì)植入材料的附著（見表4和表5）。既往研究表明，不同帶電的表面刺激不同的細(xì)胞再生。由右旋糖酐制成的微球有兩種不同的帶電表面：帶負(fù)電荷的，如陽離子交換劑CM Sephadex，它通過刺激成骨作用誘導(dǎo)新骨形成；以及帶正電荷的，如陰離子交換劑DEAE Sephadex，它通過刺激膠原合成誘導(dǎo)新的膠原纖維形成。

在組織培養(yǎng)中，巨噬細(xì)胞會(huì)向帶正電的粒子遷移，這種帶正電的材料在大鼠切口傷口中引發(fā)有利的傷口愈合反應(yīng)。同樣，在人類中，帶正電的DEAE Sephadex微球刺激膠原合成；微球在植入后被嵌入新的膠原纖維中，沒有慢性炎癥。

微球的吞噬作用

吞噬作用是巨噬細(xì)胞識(shí)別并試圖破壞注射生物材料的過程，是宿主防御的重要組成部分。根據(jù)它們的化學(xué)成分和表面電荷，身體會(huì)以蛋白質(zhì)附著和隨后的纖維組織包裹，或者嘗試吞噬這些粒子作為反應(yīng)。巨噬細(xì)胞的活動(dòng)受到物理化學(xué)狀態(tài)的影響，如微球大小、化學(xué)結(jié)構(gòu)和表面電荷（見表6）。

微球的遷移

生物材料的微球不能在體內(nèi)主動(dòng)遷移，而必須被巨噬細(xì)胞吞噬。巨噬細(xì)胞攜帶吞噬的微粒通常向淋巴結(jié)或肝臟遷移。研究表明小于80μm的微球有遷移的傾向。既往研究在肺部和其他器官中檢測(cè)到了直徑在4到40μm之間的不規(guī)則微粒形成的微球。避免這種現(xiàn)象的主要粒徑是80到120μm，也就是所謂的“臨界粒徑”（見表7）。

                                                                                                                                 討論
植入材料的生物相容性基于包裹植入物的“纖維囊”，存在于界面或從界面缺失的細(xì)胞類型決定了反應(yīng)的性質(zhì)。例如，材料界面和附近毛細(xì)血管的血管周圍區(qū)域缺乏淋巴細(xì)胞意味著聚合物沒有引發(fā)免疫反應(yīng)。

巨噬細(xì)胞和多核巨細(xì)胞是對(duì)粗糙表面和形狀及表面不規(guī)則的微球長期生物反應(yīng)的主要細(xì)胞，它們主要作用是從組織中清除異物。由于大多數(shù)注射的不規(guī)則微球過大，無法進(jìn)行吞噬作用和隨后的運(yùn)輸，因此啟動(dòng)了一個(gè)慢性排斥過程，這一過程持續(xù)到植入物被移除。

與粗糙和不規(guī)則表面相反，在平滑且?guī)щ姷闹踩胛锉砻婊蚪^對(duì)平滑的微球表面，發(fā)現(xiàn)了被纖維組織區(qū)域包圍的單層巨噬細(xì)胞，這是最佳生物相容性的標(biāo)志。這些微球被纖維細(xì)胞包裹，與植入物保持穩(wěn)定狀態(tài)。帶有正電荷的微球的物質(zhì)能夠以最佳的方式促進(jìn)組織增生，形成圍繞微球的成纖維細(xì)胞和膠原纖維。

全文參考文獻(xiàn)：

Klaus Laeschke. Biocompatibility of microparticles into soft tissue fillers. Semin Cutan Med Surg. 2004 Dec;23(4):214-7. doi: 10.1016/j.sder.2004.09.005.