張 震，王曉飛

透明質(zhì)酸(hyaluronic acid,HA)，又名糖醛酸，是糖胺聚糖家族中的高分子量非硫酸多糖成分[1]，存在于各種體液中，如滑膜液，血清，唾液和齦溝液，它也是礦化和非礦化組織細胞外基質(zhì)的主要成分。口腔組織中，HA在牙齦和牙周韌帶中的含量高于硬組織(牙槽骨和牙骨質(zhì))[2]。HA帶負電荷，具有獨特的結(jié)構(gòu)，可與大量水結(jié)合形成高粘度凝膠[3]，具有抑菌、抗炎、抗血清、骨誘導(dǎo)、促血管生成，從而促進傷口愈合等作用。目前，HA已被應(yīng)用于整形外科，眼科，皮膚科以及口腔科中。近年來，HA在口腔外科領(lǐng)域的研究越來越受關(guān)注。

1 結(jié)構(gòu)

HA是由重復(fù)的β-1，4葡萄糖醛酸和β-1，3-N-乙酰-D-葡糖胺組成的二糖單元。它屬于糖胺聚糖家族中的粘多糖，但是唯一一種非硫酸化的糖胺聚糖。HA的分子量為1×103u到1×106u不等，其中寡聚HA<10 ku，低分子量HA為10～250 ku，中分子量250～1 000 ku，高分子量HA>1 000 ku[4]。HA分子量不同，生理功能不同。高分子量的HA具有較好的黏彈性、保濕性、抑制炎性反應(yīng)、潤滑、藥物緩釋等功能，在骨關(guān)節(jié)炎的治療、眼科手術(shù)黏彈劑和滴眼液等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。低分子量HA和寡聚HA有抗腫瘤、促進傷口愈合、促進血管生成、免疫調(diào)節(jié)等作用[5]。

2 合成與代謝

透明質(zhì)酸是粘多糖中唯一一種不在高爾基體中合成的粘多糖。有3種HA合成酶(HAS1,HAS2,HAS3)負責(zé)其形成。其中，HAS1產(chǎn)生分子量為200～2 000 ku的HA，HAS2僅負責(zé)產(chǎn)生分子量>2 000 ku的HA，HAS3產(chǎn)生分子量范圍為100～1 000 ku的HA[6]。透明質(zhì)酸降解通過兩種基本機制實現(xiàn)：①由透明質(zhì)酸酶進行的酶促降解；②非特異性機制，由活性氧物質(zhì)的作用引起的氧化還原降解反應(yīng)[7]。HA合成和降解的變化一定程度上介導(dǎo)了在疾病進展期間發(fā)生的反應(yīng)性的生化改變。

3 醫(yī)用HA的獲得

醫(yī)用HA的生產(chǎn)方式有兩種：①從動物組織(雞冠和鯊魚皮等)中提取[8-10]；②通過細菌發(fā)酵生產(chǎn)[11]。這兩種方式因其含有雜質(zhì)(核酸、HA結(jié)合蛋白、毒素)，可能引起免疫反應(yīng)，且生產(chǎn)的HA分子量較為離散。當(dāng)前，體外無細胞生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)成為研究熱點。該技術(shù)可以實現(xiàn)較集中的高分子量HA生產(chǎn)[12]。但工業(yè)生產(chǎn)的HA穩(wěn)定性差、對透明質(zhì)酸酶及自由基敏感、在體內(nèi)保留時間短、在水體系中缺乏力學(xué)強度等缺點，需要對其進行改性或交聯(lián)處理。劉威等采用腙交聯(lián)法合成的透明質(zhì)酸-己二酸二酰肼/精氨酸、甘氨酸和天門冬氨酸寡肽功能化果膠二醛(HA-ADH/PAD-RGD)水凝膠，有適宜的力學(xué)強度，良好的組織相容性和細胞相容性，能增強軟骨細胞增殖，維持軟骨細胞表型[13]。

4 在口腔外科領(lǐng)域的應(yīng)用

4.1 HA與口腔頜面部腫瘤

HA介導(dǎo)的運動受體(RhaMM)是一種位于細胞骨架和中心體的HA結(jié)合蛋白。CD44受體是一種細胞粘附分子和HA受體?？谇活M面部腫瘤與CD44、RhaMM有密切關(guān)系。其中，RhaMM功能多樣，如生長因子受體的調(diào)節(jié)，細胞信號傳導(dǎo)途徑的調(diào)節(jié)和有絲分裂紡錘體組裝等。此外，其增加的表達在腫瘤發(fā)生中具有主要作用，并且可以誘導(dǎo)基因組不穩(wěn)定性和癌癥進展。CD44可通過與RhaMM形成復(fù)合物來調(diào)節(jié)細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)，從而促進癌細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[14]。Shigeishi等通過采用實時逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)方法檢測43例口腔鱗狀細胞癌和7例正常牙齦組織中RhaMM mRNA的表達，免疫組化證實RhaMM蛋白在口腔鱗癌中的表達水平較高，高表達RhaMM的口腔鱗癌患者的生存率較低表達者低[15]。

HA受體主要分為兩類：一類是在細胞表面特異性與HA結(jié)合的蛋白質(zhì)，稱為HA粘附分子，上述提到的CD44受體、RhaMM即屬于該類型受體；另一類是在細胞外基質(zhì)或血漿中的蛋白質(zhì)。HA的特定結(jié)構(gòu)域與這類蛋白特異性結(jié)合可形成蛋白多糖復(fù)合物，使其擁有靶向性。所以，HA可作為藥物載體和靶向因子用于腫瘤治療[16]。Yang等研制了一種pH觸發(fā)型HA納米凝膠系統(tǒng)(HA-NGs)，用于腫瘤靶向給藥。研究發(fā)現(xiàn)其對于靶向癌癥治療非常理想，可以顯著地減少pH為中性情況下藥物過早釋放的量，并且還提供足夠量的藥物以有效地殺死由鄰位體降解引起的癌細胞[17]。

4.2 HA與顳下頜關(guān)節(jié)疾病

顳下頜關(guān)節(jié)紊亂病(temporomandibular disorders，TMD)是由顳下頜關(guān)節(jié)的囊外和/或囊內(nèi)紊亂引起的臨床癥狀，大約80%的癥狀性TMD患者存在TMJ囊內(nèi)紊亂。囊內(nèi)TMD通常利用保守療法來緩解癥狀，如果保守治療后癥狀和功能沒有改善，在采取外科手術(shù)治療之前，單獨或與關(guān)節(jié)腔灌洗聯(lián)合在關(guān)節(jié)內(nèi)注射藥物來進行囊內(nèi)TMD的治療。其中，囊內(nèi)注射透明質(zhì)酸鈉(sodium hyaluronate，SH)可以改善TMD癥狀[18]。正常的滑膜關(guān)節(jié)液中存在較高濃度的SH，其由滑膜B細胞分泌，分布到軟骨和韌帶表面，可滲透到軟骨層，主要起到營養(yǎng)軟骨、潤滑關(guān)節(jié)以及保持滑液和軟骨的黏彈性的作用。在關(guān)節(jié)病患者中，內(nèi)源性HA的濃度降低，關(guān)節(jié)內(nèi)注射外源性SH可以快速補充內(nèi)源性SH的不足，改善關(guān)節(jié)液內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，同時HA可降低IL-1β刺激后髁突軟骨細胞中高遷移率族蛋白B1(high mobility group box chromosomal protein 1，HMGB-1)的表達[19]，從而起到治療或緩解TMD癥狀。HMGB-1是一種廣泛存在于哺乳動物細胞核內(nèi)的DNA結(jié)合蛋白，核內(nèi)HMGB-1可參與DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、重組及修復(fù)，而釋放到胞外的HMGB-1可與IL-1β協(xié)同參與細胞因子級聯(lián)放大反應(yīng)，加速關(guān)節(jié)炎癥反應(yīng)進程。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)HMGB-1在顳下頜關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者滑膜、關(guān)節(jié)盤、軟骨中均有表達，且其表達與炎癥進展有關(guān)[20]。不同分子量的SH產(chǎn)生的鎮(zhèn)痛效果不一，高分子量SH鎮(zhèn)痛治療效果顯著優(yōu)于低分子量SH[21]。張穎等利用關(guān)節(jié)上腔注射SH凝膠聯(lián)合佩戴Twin-block墊治療TMJ彈響,發(fā)現(xiàn)單純SH凝膠關(guān)節(jié)上腔注射法治療后彈響癥狀有所改善[22]。李菁等利用透明質(zhì)酸鈉關(guān)節(jié)上腔注射治療不可復(fù)性關(guān)節(jié)盤前移位患者，發(fā)現(xiàn)治療后患者疼痛癥狀明顯緩解，同時CBCT影像顯示已破壞髁突表面骨質(zhì)有明顯改建[23]。

4.3 HA與口腔種植外科

穩(wěn)定的骨結(jié)合是種植成功的關(guān)鍵。種植體表面改性可提高骨結(jié)合的穩(wěn)定性。HA及其衍生物可用于生物醫(yī)學(xué)裝置涂層，涂布HA復(fù)合涂層的種植體，具有良好的生物相容性，對其化學(xué)基團進行修飾或改性交聯(lián)后，不會損失原始HA特性[24]。張峰等在純鈦鈦片表面構(gòu)建膠原/HA聚電解質(zhì)復(fù)合膜涂層，發(fā)現(xiàn)具有復(fù)合涂層的鈦片明顯促進了成骨細胞的早期粘附，細胞增殖得更快，同時表面生長的成骨細胞分化能力更強[25]。Boot等將涂有HA水凝膠涂層的種植體植入兔腓骨中，發(fā)現(xiàn)HA水凝膠涂層不影響植入物表面附近的骨形成，也不會誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)[26]。Emam等在行上頜竇提升術(shù)中使用PepGen P-15復(fù)合物，其包括無機牛骨基質(zhì)和懸浮在SH載體中的合成細胞結(jié)合肽，觀察發(fā)現(xiàn)PepGen P-15復(fù)合物能夠引導(dǎo)和促進新骨形成，并能夠成功支持種植體。種植體周圍炎是影響種植修復(fù)成功的關(guān)鍵因素[27]。HA水凝膠具有高黏彈性，且可通過調(diào)節(jié)細胞通透性，降低血管異常的高通透性，從而阻止一些感染性微生物的入侵，同時高分子量HA具有抗炎和促進愈合作用[4]。譚榮等[28]將患有種植體周圍黏膜炎的患者62例隨機分為兩組，在徹底刮治以后，對比透明質(zhì)酸凝膠涂抹種植體周圍和含漱洗必泰漱口液對治療種植體周圍炎的治療效果，結(jié)果表明透明質(zhì)酸對治療種植體周圍黏膜炎有一定的輔助效果。

4.4 HA與牙及牙槽外科

牙及牙槽外科手術(shù)與其他外科手術(shù)一樣，必然會造成局部軟、硬組織不同程度的損傷，產(chǎn)生出血、腫脹、疼痛等反應(yīng)，同時可能引發(fā)各種并發(fā)癥。HA應(yīng)用于牙及牙槽外科手術(shù)中可減輕術(shù)后反應(yīng)及緩解部分并發(fā)癥。Koray等進行臨床隨機試驗，將34例雙側(cè)對稱性下頜第三磨牙手術(shù)難度相似的患者，分為兩組，分別使用HA噴霧劑和鹽酸苯達胺噴霧劑施用于術(shù)區(qū)，監(jiān)測術(shù)后腫脹，疼痛和張口度，發(fā)現(xiàn)HA組的面部腫脹和牙關(guān)緊閉明顯減少[29]。但也有研究顯示在下頜第三磨牙拔除后局部使用0.8%HA可延長出血時間，增加術(shù)后早期出血和腫脹[30]。有學(xué)者將HA應(yīng)用于干槽癥的治療中，認為HA在干槽癥治療中起積極作用。Dubovina等[31]進行臨床隨機試驗，將60例干槽癥患者隨機分組，進行徹底清創(chuàng)后，分別使用HA，HA+氨基己酸應(yīng)用于創(chuàng)口，發(fā)現(xiàn)HA單獨使用或與氨基己酸組合使用可顯著降低疼痛感。

4.5 HA與口腔頜面部創(chuàng)傷

口腔頜面部創(chuàng)傷可涉及到軟硬組織的損傷。在創(chuàng)傷修復(fù)和皮膚再生中，外源性HA能顯著增高愈合組織中HA、Ⅲ型膠原含量并能維持較長時間，從而有利于創(chuàng)傷愈合及減輕瘢痕形成。HA在創(chuàng)傷愈合過程中發(fā)揮的作用主要為：①與血纖維蛋白組成凝塊，進而在傷口愈合過程中起到構(gòu)造作用；②通過促進粒細胞的吞噬活性調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)；③調(diào)控膠原合成[32]。Yildirim等[33]對36例需要游離齦移植的患者進行隨機對照試驗，在制取游離齦的腭部創(chuàng)面，分別使用HA凝膠+牙周敷料和僅用牙周敷料覆蓋創(chuàng)面，觀察創(chuàng)面愈合情況及記錄痛覺和灼燒感，發(fā)現(xiàn)局部應(yīng)用HA對術(shù)后疼痛、燒灼感有積極影響，并能夠促進腭部創(chuàng)面愈合。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)局部注射SH凝膠對修復(fù)齦乳頭退縮有一定效果[34]。HA還可作為充填劑應(yīng)用于整形美容；作為整形美容手術(shù)術(shù)后瘢痕控制的制劑等。

就骨再生而言，HA主要用于兩方面：①用作骨缺損模型中生長因子和細胞的載體；②與其他填充材料混合以刺激骨再生。趙寧波等通過建立大鼠顱骨極限骨缺損模型，將Bio-Oss?骨粉與HA溶液進行復(fù)合后植入骨缺損區(qū)，發(fā)現(xiàn)與單獨植入Bio-Oss?相比，植入Bio-Oss?-HA復(fù)合物組的骨體積分數(shù)及骨小梁數(shù)量增加，且骨小梁的連接性更好[35]。HA的理化性質(zhì)有利于骨填充材料在缺損部位的應(yīng)用，在缺損區(qū)域產(chǎn)生具有豐富HA含量的環(huán)境，影響骨形成過程[36]。HA經(jīng)過改性、交聯(lián)或化學(xué)修飾，可達到不同的流動性和降解速率，作為生長因子的遞送載體可以增強骨形成。此外，HA自身可誘導(dǎo)產(chǎn)生成纖維細胞、角質(zhì)形成細胞、促炎性細胞因子，促進成骨細胞和成骨細胞炎癥反應(yīng)從而刺激血管內(nèi)皮細胞合成，進而促進骨間充質(zhì)細胞再生、趨化、增殖與分化，并可作用于骨形態(tài)發(fā)生蛋白和骨橋蛋白從而誘導(dǎo)成骨[37]。

5 結(jié) 語

HA作為細胞外基質(zhì)的主要成分之一，由于其良好的生物相容性、親水性、低抗原性、潤滑性而廣泛應(yīng)用于眼科、外科、關(guān)節(jié)炎、整形美容科等領(lǐng)域。在口腔領(lǐng)域的應(yīng)用也十分廣泛，如在牙周科中對于慢性牙周炎的治療；在黏膜科中對復(fù)發(fā)性阿弗他潰瘍的治療；在牙體牙體科中誘導(dǎo)牙體牙髓復(fù)合體的再生等。隨著人們對HA更加深入的研究，HA在口腔領(lǐng)域的應(yīng)用將會更加深入。