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纳米微针原理在皮肤美容领域的应用

2019/12/18 阅读:

[关键词]纳米微针;皮肤美容;皮肤屏障;经皮透药系统

随着时代的发展,患者的诊疗体验逐渐被大家所重视,以无痛的方式给药成为临床上治疗疾病的目标之一[1]。微针因其针尖直径小,可以在皮肤表面形成微通道促进经皮药物渗透,广泛应用于医学各个领域。徐百博士发明的新型纳米微针,针尖细至纳米,可以穿透皮肤表层,直达真皮,不触及真皮神经、血管,在减轻痛苦的同时减少了感染概率,加快了微针在皮肤美容领域的发展。本文就纳米微针的发展及在皮肤美容领域的研究进展进行综述。

1皮肤解剖与生理功能

皮肤主要由表皮、真皮和皮下组织组成,是人体最大的器官。微观下的皮肤细胞一直处于动态变化之中,位于表层的细胞不断脱落,内层细胞不断向表面移行将表层细胞取代,在体表形成第一道防线[2-3]。皮肤的最外层是上皮细胞,称为表皮。皮肤的最内层是结缔组织,称为真皮。其中包含了丰富的神经、淋巴管、血管、肌肉、皮肤附属器等。皮下组织即为皮下脂肪层,是结缔组织网状结构的组成部分。皮肤位于人体表面,具有光保护、体温调节、感官知觉、合成荷尔蒙等功能,也是防止物理、化学物质或生物制剂入侵的屏障[4-6]。其中,角质层位于表皮最外层,通常由18~21层角质细胞紧密交织呈网状而形成致密的“砖墙结构”[3],对各种化学因素有高度的耐受力,可防止皮肤表面水分的蒸发,是维持人体内环境稳定的重要保护层,同时也是药物经皮吸收难以逾越的障碍。

2经皮药物传输系统

经皮药物传输是指通过皮肤途径进行局部或全身系统治疗,这种给药方式在1981年获批应用于临床[7]。这也是继口服与注射后的第三大药物传输系统[8-11]。较之口服与注射相比,经皮给药方式便捷,减轻给药痛苦,可避免胃肠道反应和肝脏首过效应,减少血药浓度波动和毒副作用[12]。因为角质层的屏障作用,经皮药物传递受到了限制,药物生物利用度降低,最终无法达到药效剂量而取得治疗效果。为此,人们通过化学促渗、物理打开通道及纳米载体等技术,以提高皮肤通透性,减少皮肤屏障阻力,从而更有效地经皮给药。研究证实,微针技术作为一种无痛、高效、便利的体外透皮给药方法,可以有效解决大分子化合物和亲水性化合物经皮递送的难题[13]。

3纳米微针的发展

1971年,Gerstel等[14]首次在经皮药物传递中运用微针,奠定了微针在经皮药物传输系统中的应用基础。上个世纪90年代,Henry等[15]首次报道实心硅微针芯片用于药物经皮释放后,出现了很多微针导入药物的研究。微针直径约几百微米,长50~900μm,可在皮肤表面形成微通道,促进药物穿过角质层,是经皮给药系统中一种重要的方式[16]。随着时代的发展,微针的制作工艺得到改进,新型的纳米微针逐渐被研究应用于临床。为避免操作过程中折断的风险,纳米微针通常选用纯度为99.9999%的单晶硅制成。其针头直径为100μm,相当于头发丝的千分之一,比皮肤细胞间隙小100倍[17]。将数百根纳米级的微针排列起来,置于一个晶片底座上可以形成一个微型矩阵块。操作时,这种微型的单晶硅阵列能够在不损伤真皮血管、神经的情况下,可以快速在皮肤表面打开上百个微型通道,从“点”到“面”解决透皮吸收的难题。已有研究证明,在角质层建立微通道而加强药物的渗透吸收能够有效改善药物的吸收率[18]。

4微针及纳米微针的临床应用

近年来,微针传输系统被广泛应用于传输药物、基因、蛋白质、DNA和疫苗等各种大分子物质[19]。在皮肤美容整形市场,各种类型的微针装置,单独使用或与射频、电离子促渗、光动力疗法[20]和激光等其他疗法结合运用,可以用于治疗多种皮肤病,如脂溢性角化、皱纹、黄褐斑、多毛症[21]和瘢痕等[22]。但是研究表明传统微针在进行面部相关治疗后,会出现一些轻微的皮肤功能紊乱,如红斑、水肿等,但基本都是轻微、短期的[19]。经微针治疗后的慢性皮肤创面,其炎性反应期可能会延长[23]。此外,也有使用微针后出现过敏和超敏反应的报道[24]。纳米微针作为近几年的新兴技术,国内外临床研究报道较少,但是作用原理与微针基本一致。与微针不同的是,纳米微针因其针尖直径细,可运用于细胞水平间药物等物质的传递。研究发现,纳米微针可以在发挥作用的同时对细胞内环境的破坏降至最低[1]。由此推测,与传统微针相比,纳米微针作用时对于皮肤的刺激性更小。

5纳米微针在皮肤美容整形领域的应用研究

5.1微针与纳米微针

张瑞雪等[25]选用长度为150μm的纳米微针作用于大鼠表皮后,经扫描电镜证实:纳米微针作用后,皮肤表面形成直径100~200nm的针孔,针孔排列不规则;且20min后,大鼠皮肤上的针孔已经闭合。不过由于实验中时间设定有限,确切的闭合时间有可能小于20min。同时,研究中也证实纳米微针对外用药物的促渗作用。陶艳玲等[17]探究了纳米微针对人皮肤屏障功能及红斑影响,数据表明:与传统微针相比,0.25mm、0.5mm长的纳米微针处理侧皮肤的经皮水分丢失、角质层含水量、红斑量均能在较短时间内(4~8h)恢复至基线水平。说明经纳米微针处理过的皮肤具有更快的屏障修复能力,且受损程度较传统微针更小,皮肤刺激性更低。结合张瑞雪等[25]研究发现,人皮肤屏障的修复与大鼠表皮微通道的闭合存在时间差,可能原因有:①微针型号不一致,陶艳玲等[17]研究中运用的纳米微针长度长于张瑞雪所用,理论上对皮肤的破坏较大,修复需要更长的时间。②形态学上皮肤微孔的恢复并不完全代表皮肤生理功能的恢复[17]。

5.2面部年轻化的应用

随着年龄的增长,日晒的增加,皮肤的肤质、肤色及弹性发生变化。皮肤色素沉淀、皱纹增加、毛孔粗大等问题逐渐增多。吴亭妍等[26]用纳米微针导入0.5%氨甲环酸溶液治疗中国女性面部皮肤暗沉的研究中发现:经纳米微针处理后72h受试者皮肤屏障功能与治疗前无差异;均未出现感染、红斑、水肿等不良反应,且肤色暗沉得到改善,患者满意度较高。余晶等[27]通过纳米微针导入自体富血小板血浆用于面部年轻化治疗。3个月后,治疗者的皮肤水分、弹性、皮肤亮白度方面均明显改善,皮肤油分含量由分泌不足多调整到分泌适中。本研究中,纳米微针导入富血小板血浆在皮肤抗衰老、面部年轻化方面作用明显。

5.3扩张皮瓣

王涛等[28]用纳米微针将重组人表皮生长因子(rhEGF)导入皮瓣以便对皮瓣进行扩张。结果显示用纳米微针处理过的皮瓣扩张速度增快,质量改善,注水时间缩短,能够更好地修复体表各类瘢痕。操作中皮肤未见异常。此项研究中,纳米微针不仅打开皮肤屏障,促进rhEGF的渗透吸收,也能有效促进皮肤细胞的分裂增殖[29],使皮肤易于扩张,同时纳米微针作用的过程中也可促使毛细血管增生,有利于促进皮肤弹力纤维机械拉伸,促进扩张皮肤松软。

5.4改善面部敏感性肌肤

敏感性皮肤也称为不耐受性皮肤,临床发病率极高,具有影响因素多,临床表现多样,主观表现及敏感性高的特点[30]。临床主要表现为面部出现毛细血管扩张、瘙痒、充血性红斑、表皮萎缩等。黄媛媛等[31]用纳米微针导入舒缓修复套组联合血清穴位注射治疗面部皮肤敏感性问题。经纳米微针导入治疗的患者,总有效率为96%。邱阳[32]在纳米微针导入伊肤泉舒敏套组联合Elos技术治疗面部敏感性皮肤的100例临床观察中,总有效率85%,且未出现不良反应。这两项研究都证实纳米微针导入联合其他方法治疗敏感性肌肤问题的有效性,研究中分别联合了血清穴位注射和Elos技术,因此,纳米微针在其中的作用难以评定。但是临床上也有研究者主张使用纳米微针的同时,联合激光、光子、水光等治疗方法,可获得更好的治疗效果[33]。

5.5改善脱发

目前最常见的脱发种类主要有雄激素性脱发和斑秃。美国FDA批准用于临床治疗雄激素性脱发的药物只有口服非那雄胺和外用米诺地尔。而由于角质层的屏障作用,米诺地尔外用系统吸收仅为所用剂量的0.3%~4.5%,头皮组织内米诺地尔一般低于给药量的5%[34]。因此,如何提高外用米诺地尔的吸收率尤为重要。郭梦尔[35]用纳米微针导入5%米诺地尔治疗雄激素性脱发,结果显示:外用5%米诺地尔酊组和纳米微晶导入5%米诺地尔酊组的患者终毛毛发密度、直径都较前增加,头皮油脂含量较前下降。其中纳米微晶导入5%米诺地尔酊组终毛毛发密度增加幅度更大,疗效较之单纯外用更为显著。斑秃的临床治疗多以糖皮质激素、免疫抑制剂等为主,不良反应明显,且具有一定的复发率。葛诗琪[36]用纳米微针导入丹参注射液联合养生丸治疗斑秃的研究结果显示:纳米微针导入丹参注射液组的总有效率为93.33%,且总体疗效、再生发的密度和粗度、感叹号发消失时间均优于纳米微针导入生理盐水组。证实了纳米微针导入丹参注射液联合养生丸治疗斑秃安全有效。但本研究样本量较少,且未对患者进行长期回访,复发率尚未可知。

6结语

纳米微针创伤小,安全性高,适合广泛运用到皮肤美容及整形外科领域。综合纳米微针的作用机制:①药物传递。通过处理皮肤表面可形成微通道,促进药物的渗透吸收,提高药物的生物利用度。②纳米微针处理后形成的微创伤,可促进局部表皮细胞的分裂再生及胶原蛋白的合成。同时,研究表明,这样的微创伤可在较短的时间内自我修复,不会引发感染等不良反应,因此更易被人们所接受。纳米微针在皮肤美容领域的临床研究尚不全面。但是纳米微针无创、无痛、便捷的特点,将会成为它日后发展的优势。对于纳米微针的研究还在不断继续,相信纳米微针在皮肤美容整形领域能发挥更大的价值。

作者:季琛 文妍 魏跃钢 单位:江苏省张家港市中医医院

纳米微针原理在皮肤美容领域的应用

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