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渗透压是什么?注射材料吸水膨胀与等渗的关系

渗透压是溶液吸引水分的力量;玻尿酸极易吸水,凝胶在不同渗透压的液体里膨胀程度不同,"等渗"就是让它与体液处于平衡。

曹美 注射美容副院长 · 主治医师 头像
医学审核曹美注射美容副院长 · 主治医师
渗透压是溶液吸引水分的力量;玻尿酸极易吸水,凝胶在不同渗透压的液体里膨胀程度不同,"等渗"就是让它与体液处于平衡。

渗透压是溶液吸引水分的力量;玻尿酸极易吸水,凝胶在不同渗透压的液体里膨胀程度不同,“等渗”就是让它与体液处于平衡。

渗透压是什么:水往哪边走

把一层只让水通过、不让溶质通过的薄膜放在两杯浓度不同的溶液中间,水会从浓度低的一侧,往浓度高的一侧移动,直到两边的力量达到平衡。推动水移动的那股力量,就是渗透压。浓度越高,吸引水的力量越强,渗透压越高。

一个常见的例子是红细胞。把红细胞放进浓盐水里,水被拉出细胞,细胞会皱缩;放进清水里,水涌入细胞,细胞会胀大甚至破裂;放进与体液渗透压相同的溶液里,水进出平衡,细胞形态保持不变。

等渗、低渗与高渗

类型与体液对照水的流向对细胞的影响
等渗渗透压相近进出基本平衡形态基本不变
低渗渗透压偏低水倾向进入细胞细胞胀大
高渗渗透压偏高水倾向离开细胞细胞皱缩

通常认为,人体血浆的渗透压摩尔浓度在 280 至 310 毫渗量每升左右,质量分数 0.9% 的氯化钠溶液(生理盐水)与它接近,因此常被当作等渗溶液使用。

日常里的渗透压

渗透压并不只存在于实验室。腌黄瓜、腌肉时撒上大量的盐,食物里的水分被”拉”出来,这是高渗环境在起作用;久泡在水里的手指会发皱,则与皮肤角质层吸水膨胀有关;医院里输液常用生理盐水、滴眼液和隐形眼镜护理液大多按接近眼泪的渗透压配制,也是为了让它们进入身体或接触组织时,不至于因为水分的突然进出而造成刺激。

凡是需要和人体组织直接接触的液体或凝胶,渗透压是否接近体液,都是配制时要考虑的因素。

玻尿酸为什么这么能吸水

透明质酸的分子链上带着大量亲水的基团,能与水分子结合,把水牢牢留在自己周围。一个分子能结合的水量,远超过它自身的重量,所以它被广泛用作保湿成分。

注射用的玻尿酸经过交联,分子之间被连成了三维网络,像一块网眼细密的海绵。这块”海绵”仍然能吸水,但网络本身限制了它能膨胀到多大:交联度越高、网络越紧密,吸水后能膨胀的幅度通常越有限;交联度较低、网络较松,则更容易大量吸水。

凝胶吸水膨胀,叫”溶胀”

凝胶吸水后体积变大的现象,材料学里叫溶胀。溶胀的程度,由几方面共同决定:

  • 凝胶本身的交联度与浓度:网络越密、浓度越高,膨胀空间越有限;
  • 所处液体的渗透压:在渗透压偏低的液体里,凝胶更容易吸水膨胀;在渗透压偏高的液体里,凝胶反而可能放出水分、体积收缩;
  • 液体中的离子种类与浓度:离子会影响透明质酸分子链的舒展程度,进而影响吸水能力。

溶胀会同时带来两个变化:体积变大,以及因为水分增多、网络被撑开,凝胶的硬度和支撑感随之改变。

为什么交联度会改变吸水能力

没有交联的透明质酸是一条条自由的长链,容易溶解在水里、也容易被体内的酶迅速分解,所以单靠它很难在体内长时间保持形态。交联剂把长链连接起来,形成网络,才让它具备了凝胶的形态,也让它具备了一定的抗降解能力。

网络一旦形成,吸水时水分子只能进入网眼之间,网络会被撑开,但同时也会产生一种反向的”回缩力”,限制膨胀。吸水膨胀的力量与网络回缩的力量达到平衡时,体积就稳定下来,这个稳定点就是凝胶的”平衡溶胀”状态。

注射进组织后会发生什么

组织液本身是一种接近等渗的液体。如果凝胶出厂时所处的液体渗透环境,与组织液差别较大,注射进入组织后,它就会继续吸水或放水,直到与周围的环境重新达到平衡。这个过程会让凝胶的体积与状态发生一定变化。

用一个比喻来说:一块干透的海绵扔进水里会涨大,一块泡饱了水的海绵放进水里,涨大的幅度就小得多。让凝胶”先泡到差不多饱”,再进入体内,后续体积变化的空间就小了。

“等渗”的思路是什么

等渗交联的思路,是在制备阶段就用渗透压接近体液的缓冲液来配制和平衡凝胶,使凝胶在进入体内之前就已接近与生理环境平衡的溶胀状态,减少进入组织后继续吸水、变形的空间,也减少渗透压差异对周围细胞的刺激。

需要说明的是,渗透压只是材料的特性之一,与交联度、浓度、颗粒大小、交联剂残留、纯度等共同决定一款产品的整体表现,不能单看”是否等渗”来评价一款产品的好坏。

读说明书时可以关注哪些信息

  • 透明质酸的浓度与交联情况;
  • 溶剂体系与渗透压摩尔浓度(有些产品会标明);
  • pH 值是否接近生理范围;
  • 适用的注射层次与部位、单次用量;
  • 医疗器械注册证编号及有效期。

在重庆当代整形怎么做

重庆当代整形临床应用的初黛颜质,采用高效等渗交联专利制备技术,思路是在制备阶段就让凝胶与体液的渗透环境保持接近,减少注射后继续吸水变形的空间。

写在末尾

渗透压看起来是个遥远的物理概念,其实与日常生活息息相关,从腌黄瓜到输液用的生理盐水,背后都是水的流动。理解了它,再看到”等渗""溶胀”这类词,就知道它们是在说凝胶与体液之间的水分平衡。具体到某款产品和某个部位,仍然要由医生结合产品资料和个人条件来判断。

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常见问题

渗透压和浓度是一回事吗?
两者相关但不是同一个概念。渗透压取决于溶液中能产生渗透作用的粒子总数,而不只是某一种成分的浓度。比如透明质酸的浓度高,不等于渗透压一定高,因为分子量大的透明质酸,粒子数相对较少。
为什么常用生理盐水来配制和稀释?
因为生理盐水的渗透压与人体体液接近,用它来溶解药物或稀释,对细胞和组织的渗透性刺激较小,所以在医疗中应用很广。
玻尿酸注射后体积一定会变大吗?
不一定。变化的幅度取决于凝胶本身的交联度、浓度、出厂时的溶胀状态,以及注射部位的组织环境。不同产品差别较大,不能一概而论。
产品标明"等渗",是不是就一定更好?
不能这样简单判断。等渗只说明渗透压与体液接近,产品的质地、支撑感、维持时间和适用部位,还取决于交联度、浓度和工艺等多个方面,需要整体来看。
到院面诊会评估什么?
通常会检查需要注射的部位、软组织状态和既往注射史,了解过敏史和用药情况,再结合需求讨论适合的材料类型、注射层次和用量。
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