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生物活性透明質酸在皮膚黏膜保健和炎癥防治中的應用

                   生物活性透明質酸在皮膚粘膜保健和炎癥防治中的應用
                                     (綜述)

                              惠覓宙1、2、魏晨2、郭清1*
              1.杭州師范大沙高教園區學;2杭州安瑞普生物制品研究有限公司;
                *為通訊作者,通訊地址:杭州下學林街16號 郵編:310036

摘要 高分子量透明質酸做為皮膚保健美容產品已被市場廣泛接受,近年來容易被皮膚粘膜吸收的低分子量透明質酸日益受到重視,其功能明顯優于高分子量透明質酸酶,本文綜述了低分子透明質酸的制備方法和低分子透明質酸產品在老年皮膚粘膜保健和皮膚粘膜炎癥防治的應用。
關鍵詞 小分子透明質酸 皮膚 制備 應用
Subject:Applications of low molecular weight hyaluronic acid in healthcare and cosmetics.
Author:Matthew(Mizhou) Hui1,2、Chen Wei2、Qing Guo1*
1.Hongzhou Normal University;2.Hongzhou Amprotein Research Inc.
*Corresponding Author.
Address:Hongzhou Normal University ,No 16 Xuelin Street, Education Zone, Xiasha district, Hongzhou, Zhejiang province,P R China, Zip code:310036.
Abstract: Hyaluronic acid products have been well accepted by healthcare and cosmetic markets. Recently, products of low molecular weight hyaluronic acid become popular in USA as well as Japan. The low molecular weight hyaluronic acid seems superior to the high molecular weight hyaluronic acid. This article has reviewed recent publications and products of the low molecular weight hyaluronic acid and their applications in healthcare and cosmetics.
Keyword: hyaluronic acid, healthcare, cosmetics, low molecular weight.

    我國人口老齡化日趨嚴重,老年人的皮膚粘膜在抵抗細菌、病毒感染,防御外傷等?;せ芊矯婷饗員饒昵崛思躒?,需要有效的皮膚粘膜?;?、皮膚粘膜炎癥防制手段。
    透明質酸[1],又稱玻璃酸、糖醛酸、玻尿酸,英文名hyaluronic acid(簡稱HA),是由D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺組成的高級多糖,雙糖單位可達25000之多,分子量從5千到2千萬道爾[2]。
透明質酸是一種酸性粘多糖,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該物質,主要生理功能包括潤滑關節,調節血管壁的通透性,調節蛋白質,水電解質擴散及運轉,促進創傷愈合。透明質酸具有特殊的保水作用,是目前發現的自然界中保濕性最好的物質。透明質酸是一種多功能基質,廣泛分布于人體各部位,和膠原纖維一起構成人體結締組織的主要成分,其中膠原纖維可以比作鋼筋,透明質酸可以比作水泥(圖一)。
    圖1、人體結締組織主要由桿狀的膠原(灰色)和鏈狀的透明質酸(黃色)組成,大分子透明質酸可以被球狀的透明質酸酶(藍色)切斷成小分子透明質酸。


    人體皮下組織、表皮、角質層、皮脂腺、毛囊和粘膜含有大量的透明質酸[3、4、5](圖2、3、4),Sakai等也證明了鼠類皮膚角質層也含有透明質酸[6],皮膚成熟和老化過程也隨著透明質酸的含量和新陳代謝而變化,隨著年齡的增長及機體的老化,18歲時透明質酸就開始流失,25歲以后開始加速流失,三十歲的肌膚,透明質酸的含量只有嬰兒時期的65%,到了六十歲只有25%。透明質酸是自然界中發現的保濕性能最好的物質,皮膚中的水分也會跟著透明質酸的流逝而散失,人體皮膚表層(角質層)水分含量約占20-35%,顆粒層含水量50-60%,低于或高于此值均使人不適,具有燥感或膩感,長期如此,會使皮膚干裂或水腫,從而使皮膚失去彈性,粗糙老化[7、8]。
    圖2、透明質酸在人體皮膚中的分布(藍色染色)

                   
                   圖3、透明質酸在人體皮膚中的分布(綠色熒光)

                  


                   圖4、人支氣管粘膜細胞表面透明質酸分布(藍色)
    目前,透明質酸的生產廠家很多,主要使用微生物發酵方法,多選用鏈球菌或乳酸球菌做菌種,以葡萄糖作為碳源發酵液,發酵結束后, 過濾除去菌絲體和雜質, 然后用乙醇沉淀得到高純度的透明質酸產物[9]。

 
    透明質酸是皮膚和其它組織中廣泛存在的天然生物分子,具有極好的保濕作用,是理想的天然老年皮膚保濕因子,是目前自然界中發現的皮膚保濕性能最好的物質。高分子量透明質酸(分子量范圍100~180 KD)可在皮膚表面形成一層透氣的薄膜,使皮膚光滑濕潤,并可阻隔外來細菌、灰塵、紫外線的侵入,?;てし裘饈芮趾?。低分子量透明質酸(分子量范圍10~80 KD)能滲入皮膚,發揮生理功效。高分子量透明質酸做為皮膚美容和皮膚保健產品已被市場廣泛接受,近年來容易被皮膚吸收的低分子量透明質酸日益受到重視,其功能明顯優于高分子量透明質酸酶,本文綜述了低分子量透明質酸產品的制備方法和低分子量透明質酸產品在老年皮膚保健和皮膚炎癥防制的應用。
    Gariboldi 等2008年報道低分子量透明質酸誘導了皮膚最表層的角質形成細胞生產誘導防衛素-2[10],同時并沒有誘導炎癥反應發生,包括白介素8、腫瘤壞死因子、白介素1或白介素6的產生,研究結果提示低分子量透明質酸的皮膚應用可以促進皮膚抗微生物感染和自身防護能力。Hill 等2013年報道人初乳中含有高達0.75毫克/每毫升的低分子量透明質酸[11],從人初乳中純化的低分子量透明質酸促進了腸道粘膜細胞生產誘導防衛素-2,研究結果提示低分子量透明質酸口服可以促進新生兒腸道粘膜的防護能力[11]。Kapoor等報道了低分子量透明質酸漱口成功治療口腔潰瘍[12]。Rodrigues 等還報道了透明質酸溶液結合消毒劑漱口有效抑制了牙菌斑生長,提示其預防齲齒的作用[13]。Yuan等發現低分子量透明質酸漱口明顯改變了老年人口干和怪味的癥狀[14] 。Forteza等發現外用低分子量透明質酸有可能在呼吸道粘膜?;し矯姘繆葜匾巧玔15]。Dale 等報道口腔牙齦粘膜防衛素等抗菌肽分泌水平與口腔牙齦粘膜和牙齒疾病相關[16],低分子量透明質酸可能通過誘導防衛素分泌產生治療作用。Dahiya等綜述了10年來透明質酸在牙周病領域的研究,預測外用透明質酸可能在牙周病治療領域有廣泛的商業應用價值[17]。
    Schlesinger和Powell報道了濃度0.2%的低分子量透明質酸能有效治療脂溢性皮炎和酒糟鼻[18、19],Mast等報道了透明質酸酶消化的透明質酸促進了膠原生成和血管新生[20],郭學平等詳細論證了低分子量透明質酸在化妝品中的應用的皮膚吸收和保濕效果[21]。
    低分子量透明質酸吸附在鼻咽粘膜表面能形成生物膜,可緩解粘膜的激惹和炎癥,還可防止外源性污染物的進一步刺激,德國Pharma-Derma公司(www.pharmaderma.com)生產了二型醫療器械低分子量透明質酸產品Ialoclean鼻腔和口咽噴劑(圖5、6),主要用于治療環境污染和胃酸反流造成的激惹性嗆咳和咽炎、口咽手術后粘膜傷口?;?、鼻粘膜分泌物過多、環境污染造成的鼻炎和過敏性鼻炎等。
           圖5、德國Pharma-Derma公司的Ialoclean低分子量透明質酸鼻腔噴劑。

                           


                圖6、德國Pharma-Derma公司的Ialoclean低分子量透明質酸口咽噴劑。

                        


    Molar公司生產的 Gengigel(圖7)是一種每天使用2-3次和每次使用10毫升低分子量透明質酸的漱口水,主要用來刺激口腔和咽部組織再生,可能通過促進口腔牙齦粘膜生產抗菌肽,抑制細菌生長和輔助治療口腔潰瘍、牙齦出血、牙齦炎、牙周病、牙齦退縮和咽炎。



                 圖7、Molar公司生產的 Gengigel低分子量透明質酸漱口水

         

 







 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    美國Innocutis Holdings公司(//bionect.com)生產了二型醫療器械低分子量透明質酸產品Bionect® (hyaluronic acid sodium salt, 0.2%)(圖8),主要用于治療皮膚刺激性炎癥(signs and symptoms associated with irritations of the skin),包括皮膚發紅、發炎等皮膚癥狀[22、23]。在化妝品和護膚品市場,還沒有低分子量透明質酸產品上市,但高分子量透明質酸產品很多(圖9、10、11、12),基本上沒有上述低分子量透明質酸的功能。
圖8、美國Innocutis Holdings公司生產的醫用低分子量透明質酸產品Bionect®。

                          


         圖9、美國Hyalogic公司生產的美容用高分子量透明質酸產品Episilk PHA Serum。

                            


         圖10、新加坡DRC科研中心生產的高分子量透明質酸產品advance hydrate serum。

                         



                      圖11、美麗加芬高分子量透明質酸原液。

                                  




                      圖12、聯邦制藥生產的高分子量透明質酸滴眼液。

 















    皮膚營養品需要被皮膚吸收才能起作用,低分子量透明質酸作用于皮膚表面,起到滋潤、保濕作用。低分子量透明質酸通過皮膚吸收,可作用于皮膚組織,產生生理效應,包括抗炎、促進細胞生長和分化、促進皮膚傷口修復、促進皮膚健康、防止皮膚衰老、保持皮膚光潔等。
    低分子量透明質酸產品的生產和應用進一步促進了低分子量透明質酸產品制備方法的開發,低分子量透明質酸的制備通常采用超聲波和微波方法,李騰飛[24]研究超低分子量透明質酸超聲和化學制備方法,證明了超聲化學降解法可以快速,有效地制備低分子量透明質酸。 付杰[25]對微波降解高分子量透明質酸和動物提純的透明質酸酶降解的透明質酸的主要結構與未降解的透明質酸進行了比較,發現二種不同降解方法得到的低分子量透明質酸與高分子量透明質酸相比基本一致,經降解后的低分子量透明質酸結構由長鏈變為短鏈,兩種單糖的組成和結構未發生明顯可探測到的變化。Yue Wu[26]采用高濃度臭氧制備低分子量透明質酸,發現成本低和效率高,但制備的低分子量透明質酸結構和功能受到了輕度破壞。石曉星[27]建立了使用動物提純的透明質酸消化高分子量透明質酸的分離純化低分子量透明質酸的方法,證明所制備的低分子量透明質酸片段有創傷愈合中的生物活性。陳堅等描述了一種在發酵過程中添加動物提純的透明質酸酶生產低分子量透明質酸的方法[28]在發酵過程中添加透明質酸酶明顯降低了發酵液粘度,提高了低分子量透明質酸產量。
    在以上不同降解高分子量透明質酸的方法中,動物提純的透明質酸酶消化降解高分子量透明質酸的方法是采用生理方法的金標準,消化降解后的低分子量透明質酸粘度迅速明顯降低,但結構化不發生改變。然而,動物提純的透明質酸酶殘留物混在低分子量透明質酸產物中有可能引起人類皮膚粘膜變態反應(動物提純的透明質酸酶人類注射前需要做皮試,以排除皮膚變態反應的可能性),這是一個安全隱患。為了解決這個問題,杭州安瑞普生物制品研究有限公司(www.amprotein.com.cn)成功生產了純度為98.5%的重組人透明質酸酶[29、30],活性為12萬國際單位/毫克,不對人皮膚粘膜產生變態反應,成本低,可以用來直接將高純度的高分子量透明質酸在室溫降解成低分子量透明質酸(圖12),由于重組人透明質酸酶純度高,加入高分子量透明質酸后不影響所生產的低分子量透明質酸的純度。 
圖12、重組人透明質酸酶室溫酶切高分子量透明質酸電泳結果:泳道1、2、3是無重組人透明質酶對照,泳道4、5、6、7、8、9分別為重組人透明質酸酶切高分子量透明質酸1、2、4、6、8、16小時后。



    使用低成本和高純度重組人透明質酸酶制備低分子量透明質酸的方法將進一步推動國內低分子量透明質酸產品的開發,對透明質酸在老年皮膚粘膜保健、皮膚粘膜炎癥防制領域的產品(圖13、14、15、16)開發有推動作用[31]。
圖13、杭州安瑞普生物制品研究有限公生產的2%低分子透明質酸皮膚?;ぜ僚緙?。




 

 

 

 

 

 

 

圖14、杭州安瑞普生物制品研究有限公生產的2%低分子透明質酸粘膜?;ぜ僚緙?。







 

 

 

 

 

 

 

圖15、杭州安瑞普生物制品研究有限公生產的2%低分子透明質酸牙齦口咽粘膜?;な諞?。





 

 

 

 

 

圖16、杭州安瑞普生物制品研究有限公生產的2%低分子透明質酸滴眼液。




 

 

 

 

 

 

圖17、杭州安瑞普生物制品研究有限公生產的低分子透明質酸口服劑。














 

參考文獻:
1、Istvan Hargittai,孫倩, 透明質酸的先驅-Torvard C.Laurent (1930—2009),食品與藥品,2011, 9 (13):378-379.
2、Shimada E, Matsumura G, 胡建強, 透明質酸的黏度及相對分子質量,食品與藥品,2011,7(13):301-303.
3、Weiqi Lin, Svetlana Shuster, Howard I. Maibach,Robert Stern,Patterns of hyaluronan staining are modified by fixation techniques,Journal of Histochemistry & CytochemistryVolume,1997,45(8): 1157–1163.
4、Tomoyuki Ohtani, Ai Memezawa, Ryuhei Okuyama, Tetsuya Sayo, Yoshinori Sugiyama, Shintaro Inoue and Setsuya Aiba,Increased hyaluronan production and decreased E-Cadherin expression by cytokine-stimulated keratinocytes lead to spongiosis formation,Journal of Investigative Dermatology ,2009),129:1412–1420.
5、Y. Sandjeu, M. Haftek,Desmosealin and other components of the epidermal extracellular matrix,Journal of Physiology and Pharmacology,2009,4:23-30.
6、Sakai S, Yasuda R, Sayo T, Ishikawa O and Inoue S, Hyaluronan exists in the normal stratum corneum, Journal of Investigative Dermatology, 2000, 114:1184–1187.
7、Eleni Papakonstantinou, Michael Roth, George Karakiulakis,Hyaluronic acid: A key molecule in skin aging,Dermatoendocrinology,2012 ,4(3): 253–258.
8、J. Necas, L. Bartosikova, P. Brauner, J. Kolar,Hyaluronic acid (hyaluronan): a review,Veterinarni Medicina, 2008, (8): 397–411.
9、劉麗,正強,陳永浩,微生物發酵生產透明質酸研究進展,食品與發酵工業,2009 35(2):126-129。
10、Silvia Gariboldi, Marco Palazzo, Laura Zanobbio, Silvia Selleri, Michele Sommariva, Low molecular weight hyaluronic acid increases the self-defense of skin epithelium by induction of defensin 2 via TLR2 and TLR4,The Journal of Immunology,2008,181;2103-2110.
11、Hill DR, Rho HK, Kessler SP, Amin R, Homer CR, McDonald C, Cowman MK, Motte CA, Human milk hyaluronan enhances innate defense of the intestinal epithelium, The Journal of Biological Chemistry, 2013, 288(40):29090-104.
12、Kapoor P, Sachdeva S, Sachdeva1 S, Topical Hyaluronic Acid In The Management of Oral Ulcers, Indian Journal of Dermatology, 2011,56(3): 300–302.
13、Rodrigues SV, Acharya AB, Bhadbhade S, Thakur SL,Hyaluronan-containing mouthwash as an adjunctive plaque-control agent. Oral Health & Preventive Dentistry,2010,8(4):389-94.
14、Yuan J, Tohara H, Mikushi S, Hoshino T, Yue B, Uematsu H,The effect of "Oral Wet" for elderly people with xerostomia:the effect of oral rinse containing hyaluronan, Kokubyo Gakkai Zasshi,2005,72(1):106-10.
15、Forteza R, Lieb T, Aoki T, Savani RC, Conner GE, Salthe M, Hyaluronan serves a novel role in airway mucosal host defense,The FASEB Journal, 2001,15(12):2179-2186.
16、Dale BA, Tao R, Kimball JR,Jurevic RJ,Oral Antimicrobial Peptides and Biological Control of Caries, BMC Oral Health, 2006, 6:S13.
17、Dahiya P, Kamal R,Hyaluronic Acid: A Boon in Periodontal Therapy,North American Journal of Medical Sciences,2013,5(5): 309–315.
18、Schlesinger TE, and Powell CR, Efficacy and safety of low-molecular weight hyaluronic acid topical gel in the treatment of facial seborrheic dermatitis, Journal of Clinical Aesthetic Dermatology, 2012,5(10): 20–23.
19、Schlesinger TE, Powell CR,Efficacy and tolerability of low molecular weight hyaluronic acid sodium salt 0.2% cream in rosacea,Journal of drugs in dermatology, 2013,12(6):664-7.
20、Mast BA,Frantz FW,Diegelmann RF,Krummel TM,Cohen IK,Hyaluronic acid degradation products induce neovascularization and fibroplasia in fetal rabbit wounds, Wound Repair and Regeneration,1995,3(1): 66-72.
21、Brown T, Alcorn D, Fraser JR, Absorption of hyaluronan applied to the surface of intact skin. The Society of Investigative Dermatology vol.113:740-746, 1999.
22、Chen WYJ, Abatangelo G, Functions of hyaluronan in wound repair, Wound Repair and Regeneration,1999,7:79-89.
23、Weind G, Schaller M, Schaefer-Korting M, Korting H C, Hyaluronic acid in the treatment and prevention of skin diseases: molecular, biological, pharmaceutical and clinical aspects. Skin Pharmacology and Physiology, 2004;17:207-213.
24、李騰飛,低分子量透明質酸超聲化學制備的基礎及實驗研究,重慶大學,碩士學位論文,2011年.
25、付杰,微波制備相對低分子及寡聚透明質酸及其生物活性研究,山東大學,碩士學位論文,2008年.
26、Yue Wu,Preparation of low-molecular-weight hyaluronic acid by ozone treatment,Carbohydrate Polymers,2012,89(2):709–712.
27、石曉星,小分子透明質酸片段復合物在創傷愈合中的作用及相關分子機制研究,上海交通大學,碩士論文,2007年.
28、陳堅,堵國成,王淼,劉龍,一種在發酵過程中添加透明質酸酶生產小分子量透明質酸的方法,專利號200810123395,2008年5月26日.
29、惠覓宙,劉珊,吳書音,謝波,張欣,一種重組長效透明質酸酶、其編碼基因、生產方法及應用,專利號201310325056.X,申報日期2013年7月30日.
30、惠覓宙,郭清,一種重組透明質酸酶、其生產純化方法、制劑及使用方法與應用,專利號201310454955.X,申報日期2013年9月29日.
31、Neuman MG, Nanau RM, Oruña L, Coto G, In vitro Anti-Inflammatory Effects of Hyaluronic Acid in Ethanol-Induced Damage in Skin Cells, J Pharm Pharmaceut Sci, 2011, 14(3) 425-437.

主要作者簡介:
惠覓宙( MIZHOU HUI), 生于1959年2月,籍貫內蒙古,美加籍華人,前北京協和醫院醫生,加拿大多倫多大學博士,前美國安進公司生產工藝科學家,杭州師范大學健康管理學院教授,2012年國家特聘專家,2011年全國五一勞動獎獲得者,主要進行健康領域的的透皮吸收促進、皮膚保健、皮膚粘膜傷口殺菌消炎、水空氣凈化和果蔬消毒等產品的產業化研究,主要科學貢獻包括富含GC動物細胞基因表達技術和氧氣臭氧拖帶式氣液傳質技術。

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