叶　翔

在生物有机体内，硅元素以单甲基硅烷醇和二甲基硅烷醇状态存在，含量的比例几乎是80/20。已经证明硅元素是生物正常生存发展的必要元素，它的减少会引发结缔组织的变性。这种元素能够帮助被破坏组织的再生。

但是，为了进一步在人体上直接使用外来的这种接近人体自然状态的硅烷醇，仍然需要我们对它进行严格的测试和评估，因此各种安全性体外和活体实验被付诸实施，接着临床评估被采用。所有实验结果都证明硅烷醇(包括它的一些衍生物)对于人类不存在安全问题。

硅烷醇在细胞外间质(ECM)中能够帮助重建被破坏的结缔组织，所以我们将它的一种衍生物MHA(商品名称是Hydroxyprolisilane CN，INCI中文名是甲基硅烷醇羟脯氨酸酯天冬氨酸酯)引入对抗妊娠纹的临床试验中，发现效果明显。

妊娠纹是一种在皮肤上颜色不佳的疤痕形式。它首先有疤痕般的红色，然后逐渐形成永久的珍珠白色。妊娠纹是快速生长(一般在青春期)或者体重迅速增加(例如怀孕)所造成的皮肤迅速牵拉的结果，这种牵拉克服了皮肤弹性，导致皮肤结构蛋白(例如：胶原蛋白、弹性蛋白)破裂，这个过程几乎是不可逆的。

1. 硅元素：在细胞外间质(ECM)组织和重建中的一个必要元素

1.1硅元素和硅烷醇

硅元素是非金属元素，自然界存在矿物结构和有机结构两种形式。有机结构形式可分为两大类：

1) 聚硅氧烷(polysiloxane)不溶解于水。它的特征在于化学惰性和热力学惰性，不具备生物学的活性。

2) 硅烷醇(silanol)的特点在于硅原子的数量小于等于2，溶于水，具有生物活性。

硅烷醇能够自发地形成不溶于水的聚硅氧烷或者硅树脂，但我们(EXSYMOL)能够通过稳定羟基的方法阻止聚合的发生。硅烷醇的衍生物只有在特定的条件下才能存在并稳定，浓度要低于或等于1%, pH值在4-6.5之间。

1.2 硅元素是高等动物结缔组织必须的矿质元素

硅元素存在于形成结缔组织的大分子中，例如弹性蛋白、胶原蛋白、蛋白多糖、糖蛋白.

硅元素在蛋白多糖中非常丰富(400-500mg Si/1000g脱水组织)。蛋白多糖是结缔组织物质基础的必须成分，所以我们可以认为硅元素是皮肤学化妆品学值得研究的一个方向。

另外，在受到干扰或破坏的组织上，硅烷醇在表皮—真皮结合部的层面上，通过大量的信息素中介作用，能够诱导和调节成纤维细胞的增殖，有利于胶原纤维和弹性纤维的再生。所以，硅烷醇被强烈推荐用于妊娠纹治疗。

硅元素通过实验被证明主要存在于细胞外间质(extra-cellular matrix, ECM)中,是结缔组织中的糖胺聚糖和相关的蛋白质复合物构成整体所需要的成分之一。 所以硅元素在衰老中的作用可能和糖胺聚糖的变化有关。

硅元素含量在胚胎间叶细胞中是非常重要的，随着年龄增长会逐渐下降。随着组织中硅元素的减少，干扰、衰老和硬化现象也会出现，因为肠胃消化吸收能力随着年龄增大会逐步下降(见图1)。

2. MHA在角质细胞—成纤维细胞相互作用中的角色

表皮细胞的角色特别是角质细胞组织在分化方面、增殖方面和对成纤维细胞的影响方面知道的并不多。角质细胞产生大量的可溶性因子发挥多种活性，在这些产物中，只有IL-1(白介素-1)在调解真皮成纤维细胞活动上的功能是已知的：IL-1刺激成纤维细胞的增殖，促进I型和III型胶原蛋白mRNA的形成和纤维连接蛋白的形成，增加胶原蛋白酶的生成。如果角质细胞在物理或者化学破坏之后，IL-1的生成是非常微弱的，因此很难将表皮到达真皮的所有影响归结于这一种细胞因子上。

我们的研究主要针对角质细胞—成纤维细胞交互作用。目的是确定角质细胞产生的可溶性因子对于成纤维细胞的增殖影响。通过“插入系统”(Insert System, 图2)，角质细胞先和含有MHA的培养基接触，产生的分泌物随后被另一个“条件性培养基”(KCM)收集(培养6或者22小时)，MHA在角质细胞转换至“条件性培养基”(KCM)之前被除去，从而达到只获得角质细胞分泌物，而没有MHA存在其中的目的。这些角质细胞分泌物被放入培养成纤维细胞的培养基，这些成纤维细胞被培养2天之后，我们通过测量存活细胞数量，与空白对照做比较，从而得出成纤维细胞增殖的比率。

图2：分泌模型简图。1)角质细胞在“Insert”系统上层的多孔“Insert”皿(角质细胞不会漏到下层培养基中)内培养，我们在下层的培养基中加入不同数量的MHA。2)为了收集由角质细胞分泌的蛋白质，冲洗过的“Insert”皿被放置在不包含血清的环境中培养。3) 取出“Insert”皿，将成纤维细胞放入含有角质细胞分泌物的培养基中，48小时后检测其增殖的活动。

结果和分析

所有结果显示通常的角质细胞培养的分泌物对于成纤维细胞的生长有微量的刺激作用，而当分泌时间延长时(步骤2中22小时，KCM+MHA0%)这种刺激并没有提高。当角质细胞预培养基(步骤1)加入MHA时，这种刺激被显著加强了，实验结果根据MHA的浓度和分泌时间的增加而增加。最佳的情况为：步骤1加入10mg/l的硅元素含量的MHA，在步骤2中采取22小时的培养，这样能够提高成纤维细胞的增殖率至67%见(图3)。

在条件性培养基(KCM)中的硅烷醇含量已经通过吸收光谱测定，没有发现硅烷醇的踪迹。也就是说，这些条件性培养基(KCM)包含了更多的细胞因子(而不是MHA本身)，来刺激成纤维细胞增殖。这种更佳的刺激有利于生成更多的胶原蛋白，对于妊娠纹的治疗是非常必要的。

3. MHA在伤疤愈合中的组织学研究

妊娠纹是一种皮肤疤痕形式，如果在疤痕愈合过程中了解MHA的确切作用是非常有意义的。为了揭示这种作用，我们使用皮肤疤痕组织来评估弹性纤维、胶原纤维以及成纤维细胞的变化(例如：结缔组织的再生状况)。我们在动物(白鼠)身上进行了MHA对于皮肤疤痕愈合影响的组织学研究。结果发现在使用4%的MHA凝胶情况下，相比空白凝胶对照，疤痕愈合后的表皮和真皮组织形态有了明显的改善。使用MHA能够快速解决伤疤形成的皮层加厚问题，也没有真皮部分的不正常突起。相比空白对照的疤痕组织，我们能够观察到大量的但是精细的再生结缔组织，这说明结缔组织被有效重建。这些结果也符合在细胞实验中获得的结果，MHA在贫瘠培养基中能够刺激成纤维细胞增殖。这个实验说明，MHA对于像妊娠纹这样的疤痕组织也应该有积极的效果。

4. 有机硅衍生物MHA的安全性评估

在将MHA用于人体之前，安全性是我们考察的重点。没有产品安全性作为前提，我们是不会将其用于人体的。

4.1 细菌回复突变实验

这是一个关于遗传毒性的关键研究，目的是在实验室条件下评估MHA的潜在突变作用以及这一物质的代谢。针对在细菌回复突变试验中使用的7个菌株，在选定实验条件下，无论是否加入代谢激活剂，MHA都不会出现致突变的活性。

4.2 MHA对于皮肤刺激性、敏感行、光毒性和光过敏的临床研究

通过大规模人体样本的试验，在使用MHA的部位没有发现红斑、水肿、丘疹、水疱等不良反应。MHA没有诱导出任何皮肤刺激或者敏感症状，也不能引起光毒性或者光过敏。所以MHA允许用于皮肤局部。

5. MHA抗妊娠纹效果的临床试验

MHA(羟基脯氨酸酯硅烷醇)对预防妊娠纹具有显著作用。对照形态学和每位受试者的怀孕次数情况，结果是足够令人满意的。

5.1 试验方法

受试者第一次进行孕期产前检查的时候，大概从怀孕第三个月初起，在其腹部轻轻地涂抹含有6% MHA的乳液。这一治疗一直持续到分娩后一个月，也就是说皮肤组织恢复正常的时期。

5.2 试验结果说明

观察到的结果分类：

5.3 试验结果

1) 初产妇(第一胎)

结果如下 (图4)：

2) 经产妇试验结果如下(图5)：

5.4 试验结论

虽然我们的这一试验只有23个受试者，但我们可以通过记录下的多个正面结果得出在预防妊娠纹方面MHA具有不错的活性。可以指出的是，在15个身体形态正常的初产妇中，有13个没有观察到妊娠纹的出现。

6. 结论

硅元素是人体不可或缺的微量元素之一。它在人体内以生物活性硅的状态存在，是结缔组织中细胞外间质(ECM)的重要成分，与糖胺聚糖和相关蛋白质复合物构成了重要的维持皮肤正常状态的“骨架”结构。外源的硅烷醇(可溶性有机硅)模拟了体内天然硅元素的形态，能够帮助结缔组织的重建和修复，促进成纤维细胞的增殖和胶原蛋白的生成。

硅烷醇 (例如MHA)已经被证明用于皮肤局部没有任何毒副作用，在任何人体试验中都没有不良反应的报道，这也间接证明了硅烷醇和皮肤组织的相似性和亲和性。

除了上面提到了MHA的抗妊娠纹临床研究，MHA的抗妊娠纹效果已经被不少使用者证明和认可。一些著名专家和公司一直在使用各种硅烷醇产品用于抗妊娠纹，间接证明了在所有有机硅衍生物中，硅元素的基团在抗妊娠方面起了主导作用，这也支持了在实验室中得到的结论。

关于硅烷醇对于结缔组织作用的研究一直都没有停止。动物活体“植入”实验显示硅元素的衍生物(甘露糖醛酯硅烷醇)能够有效地对抗由细胞外间质(ECM)被破坏引起的代谢失调。硅烷醇在细胞外间质(ECM)中扮演着“和谐者”的角色。

研究证明，对于硅烷醇的渗透能力，如果考虑到硅烷醇和皮肤各层的相似性，它作为运输工具能够为其携带的活性成分提供额外的渗透力，使其衍生物具有更好的活性作用。

编辑/张萍