生物医用高分子的进步与皮肤美容、皮肤疾病的诊疗
生物医用高分子材料发展至今，已成为现代医学领域必不可少的材料，特别是在过去的30年时间里，其在全球范围内经历了一个高速发展的阶段。生物医用高分子作为学科交叉的结晶与典范，融合了高分子化学与物理、生物化学、合成材料工艺学、病理学、药理学、解剖学和临床医学等多领域知识，还涉及诸多工程学问题，如各种医疗器械的设计、制造等。上述学科的相互交叉、渗透，促使生物医用高分子材料的品种越来越丰富，性能越来越完善，功能越来越齐全，因此，越来越多的生物医用高分子材料被研究开发并应用于临床医疗和日常防护。生物医用高分子材料是与在什么场合使用及如何使用相关联的，同时不同的应用领域，材料需要有特定的功能。在皮肤美容、皮肤健康、皮肤疾病诊疗及日常防护等领域，生物医用高分子材料已得到广泛应用。
皮肤包在身体表面，是人体最大的器官。成年人皮肤总面积为1.5～2 m2，占总体重的5％～15％。皮肤直接与外界环境接触，本教材第一章“皮肤结构与功能”中已阐述了皮肤在保护人体免受各种理化刺激和病原体的侵害、保护人体深层组织和器官、排泄、调节体温和感受外界刺激等方面的重要作用。而伴随着年龄的增长，人们的皮肤会逐渐松弛、下垂、弹性降低，并出现皱纹。此时，将高分子支撑材料/填充剂注射到真皮层或皮下组织以填充、增加组织容积，有助于在临床上矫正或增加软组织的功能，达到皮肤美容的功效。
理想的面部填充剂需要具有良好的生物相容性、安全性及优异的美容效果。面部填充剂可分为不可吸收和可吸收填充剂两类。不可吸收填充剂是由不可降解高分子材料制备得来，包括聚甲基丙烯酸甲酯（poly（methyl methacrylate），PMMA）、聚丙烯酰胺（polyacrylamide，PAM）、膨体聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene，PTFE）和硅胶（silica gel）等。可吸收填充剂由可降解的生物医用高分子材料制备得到，包括胶原蛋白（collagen）、透明质酸（hyaluronic acid，HA）和左旋聚乳酸（poly（L-lactic acid），PLLA）等。其中膨体聚四氟乙烯是聚四氟乙烯经双向拉伸工艺，形成的“纤维结节”，呈多孔状，空隙一般小于1μm，细胞易于长入，生物相容性好，是优良的面部填充材料。其用于整形材料时具有自然逼真、安全永久、可塑性强等优点，通常用于隆鼻、软组织修补、面部填充、下颌假体、鼻唇沟填充等。此外，可吸收注射填充剂则是新一代的医用植入物的发展方向，注入体内一定时间后可以自发降解，且降解产物具有良好的生物相容性，可被人体经代谢排出体外。目前除用于皮肤除皱外，可吸收整形用植入物还广泛用于凹陷填充、瘢痕修复、面部塑性等，其主要使用的高分子材料有透明质酸钠凝胶、胶原蛋白植入剂、肉毒素及3D聚乳酸微球材料等。
此外，皮肤还是人体的第一道生理防线，同时还参与机体的各项功能活动，因此机体的异常情况甚至病变也可以通过皮肤反映出来。若皮肤的生理功能受到影响、引起损害，就会引起皮肤疾病。皮肤疾病中常见的致病因素是感染与过敏等，随着年龄增长引起退行性变化，老年性皮肤疾病、皮肤癌等也作为重要的皮肤疾病出现。另外，皮肤完整性的损伤或丧失都可能影响皮肤的功能，进而导致严重的残疾甚至死亡。因此伤口的愈合对人体而言至关重要，是科研及临床医学共同面临的一大挑战。关于皮肤疾病的详细介绍，请参见第二章“皮肤健康与代表性皮肤疾病”。生物医用高分子在皮肤疾病的诊疗中发挥着巨大作用且已获得广泛应用，包括皮肤创伤敷料、药用辅料、复合材料人工皮肤等。
皮肤伤口的修复是整个人类及医学界所共同面临的重要基本问题之一。伤口修复过程复杂，良好的敷料可起到保护伤口、防止感染、促进愈合的作用，近年来皮肤伤口的治疗方法和产品种类日益增多（见扩展阅读3）。传统敷料（如棉纱布等）仅具有简单保护、减少感染的功能，起到覆盖伤口和吸收渗液等有限的保护作用；由生物医用高分子化合物构建的新型合成敷料（如水凝胶、海藻酸盐敷料、泡沫敷料等），对皮肤创面的护理更加有效，能与伤口相互作用。除具有吸收渗液的作用外，还具有允许气体交换、防止外环境微生物侵入、预防伤口感染的功效。敷料不仅创造了一个有助于伤口愈合的环境，还可减轻患者痛苦、减少瘢痕与收缩，同时敷料自身能够加速伤口愈合。随着表皮细胞培养方法的建立与完善，在生物材料与合成材料研究的基础上，活性人工皮肤即组织工程皮肤也逐渐诞生。生物医用高分子敷料及组织工程皮肤凭借着为创面所提供的“湿”性环境、良好的促进愈合功能等显著优点而在临床的应用日益广泛。
天然生物医用高分子材料（如藻酸盐、壳聚糖敷料等）已广泛用于皮肤伤口的修复。从天然海藻中提取的敷料含有藻酸钙成分，敷料中的钙离子与血液中和伤口分泌的钠离子发生离子交换，形成凝胶起到凝血止血、稳定生物膜的功效，保护创面，促进肉芽组织生长。市售的藻酸盐敷料产品有AlgiSite、Sorbsan及Kaltostat等，适用于中到大量渗液的伤口、轻度出血伤口以及黄色腐肉、坏死组织伤口，但不能用于干的、有焦痂的伤口，且大多数产品不具有自黏性，需要二级辅助敷料加以固定，成本相对较高。许多合成生物医用高分子材料，如维纶、丙纶、聚酰胺（尼龙）、聚氨酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚己内酯、聚乳酸、聚氨基酸、聚四氟乙烯、聚硅氧烷弹性体等均可作为敷料使用，其中较重要的有聚氨酯、有机硅等。
聚氨酯制成的膜状敷料如OpSite及Tegaderm等，有一定的弹性，体现出较好的黏附性能，水蒸气能顺利通透，但水和细菌却不能通透。同时，该类敷料不会干扰创面正常愈合过程，制成的膜透明度高，便于观察；并且具有良好的生物相容性，不会引起免疫反应，可留在创面直至伤口愈合。其缺点是水蒸气通透率虽比正常皮肤高，但低于创面的液体渗出率，易产生膜下积液，诱发感染，因此薄膜型敷料适用于浅表溃疡或擦伤。有时，该类敷料需与其他材料结合使用，如有报道黑素细胞移植治疗白癜风时，在将细胞移植到去表皮的病灶磨削面之后，随即贴附一层硅胶及浸过F12培养基（Ham's F12 nutrient medium）的敷料，外面采用Tegaderm覆盖。英国S&N公司生产的FlexiGrid单方向透气膜，其主要成分是聚氨酯和聚丙烯酸，优点是具有“分子阀门”功效，创面中坏死组织分解的腐臭气体等能够顺利渗透到膜外，而膜外的细菌、空气等无法透过该薄膜侵入皮肤创面，使得创面具有良好的通透性。此外，聚醚型聚氨酯由于其膜透水性强，创面渗出液的水分能透过析出，蛋白质等成分在敷料下转变成凝胶，可缓解疼痛。
根据不同状态可将高分子合成敷料分为薄膜型、泡沫型、水凝胶、水胶体及复合型。商品化的多为复合型产品。常见敷料的优缺点以及适用范围如表3-2所示。(https://www.daowen.com)
表3-2 常见敷料的优缺点以及适用范围
续表
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瘢痕（scar）是各种创伤（包括皮肤的切割伤、烧伤，皮肤感染，外科手术等）所引起的正常皮肤组织的外观形态和组织病理学改变的统称。瘢痕是人体创伤修复过程中必然的产物。瘢痕生长超过一定的限度就会引发各种并发症，诸如外形的破坏及功能活动障碍等，给患者带来巨大的生理和心理痛苦，尤其是烧伤、烫伤等严重外伤后遗留的瘢痕。常用的治疗瘢痕的高分子材料有交联的多聚二甲基硅氧烷（俗称硅酮），它可以形成具有与人体皮肤一样的柔软性和伸展性的覆盖层。用于瘢痕治疗的硅酮通常有油膏、贴膜及凝胶三种形态，能预防新瘢痕形成，对已有的肥厚性瘢痕减轻其症状体征，如红斑、硬化、增大、瘙痒等。单独使用聚氨酯贴膜或结合加压疗法也可减轻瘢痕的颜色、硬度、厚度等，使用方法与硅酮制品类似，每天贴附12～24 h，连续2～4个月，其优点在于透明的外观，适用于头面部及手等暴露部位，且不易发生浸渍。
交联的多聚二甲基硅氧烷薄膜还能很好地帮助皮肤保湿，可用于护肤品或化妆品，也可应用于医用皮肤。美国麻省理工学院Robert Langer联合麻省总医院、Living Proof和Olivo Laboratories两家公司共同研发出名为“第二层皮肤”的弹性薄膜材料，该材料是一种以多聚二甲基硅氧烷作为基底的交联聚合物，构建的薄膜具有良好的透气性，贴在皮肤上“没有感觉”，且目前尚未发现对人体的副作用。最重要的是，该薄膜能有效地恢复皮肤原有的力学性能，能有效地消除使用者面部的眼袋，同时具有一定的补水性。若该类产品成功上市，未来有望直接用于医治患者的皮肤（如治疗湿疹等皮肤疾病）或添加防晒成分后，长期防止紫外线照射带来的皮肤伤害等方面。
皮肤封包疗法是指采用无渗透作用的薄膜（如保鲜膜、塑料袋、绷带、手套、医用敷料等）对涂敷药物的患处表面进行封闭式包裹，从而达到治疗目的的一种疗法。局部外用糖皮质激素封包是治疗慢性炎症性皮肤疾病，如慢性肥厚性皮炎、角化增生性皮肤疾病、疣状增生性皮肤疾病等的传统方法。封包材料从最初的聚乙烯塑料发展到现在的水胶体贴膜，糖皮质激素可与封包材料一起制成复合制剂，也可以分开先后使用。局部外用糖皮质激素加水胶体贴膜DuoDerm进行封包治疗对银屑病有很好的治疗效果，该方法也用于特应性皮炎的难治性皮损及其他一些慢性炎症性皮肤疾病的治疗。此外，水胶体贴膜Actiderm加中效激素外用治疗掌跖脓疱病，效果远优于单纯用强效激素；水胶体贴膜3M AcneDressing可以通过减少手接触及紫外线照射明显改善痤疮患者的病情。这些方法都利用了水胶体外用材料的强黏附性及封闭性，既能促进药物吸收，又能减少患者搔抓。搔抓会促进局部皮肤炎症慢性化，故减少搔抓具有治疗作用。