化学成分

微球的化学成分很重要，是因为它们有可能生物降解。如果材料是由金属、陶瓷、聚甲基丙烯酸甲酯或其他聚合物等合成的，那么在植入软组织后它们无法降解。而通过发酵过程制成的生物材料共聚物可以有多种成分和属性。此外，它们的表面可以物理和生化地进行修改。

生物材料中的水分吸收对于聚合物的功能非常重要，比如水凝胶或右旋糖酐微球。水分含量也可能导致离子和其他分子（如酶）的吸收，这些分子会引起微球的生物降解。

微球的化学成分对于生物降解很重要：生物材料随着时间的推移而降解，没有任何不良反应，而合成硬微球不可降解，不会永久留在组织中。

根据它们的化学结构和表面特性，大多数可吸收的生物材料和合成材料，如聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸或右旋糖酐，会启动一个暂时的异物反应，这可能会持续数月。不可吸收或永久性材料则倾向于慢性炎症和肉芽肿形成。

表2：可注射微球

xHA -交联透明质酸；碎片-有锋利边缘和不规则的粒子；*粒子的吸收时间超过24个月。

表面结构

尽管植入微球的化学成分似乎是最重要的，但其物理形态在决定生物相容性方面同样关键（见表2和表3）。多种物理化学因素影响吞噬作用，包括粒径、形状、接触角和表面电荷。

一个简单的实验，将直径为1mm但形状不同的微球植入大鼠体内，结果显示，带有锋利边缘的三角形植入物比方形或圆形植入物引起了更高的细胞反应（慢性炎症）。微球的粗糙和光滑表面之间，以及组织与微球之间的相互作用，也存在统计学上的显著差异。

表面电荷

植入物的存在显著改变了局部介电环境，从而影响局部分子间的相互作用，继而影响细胞对植入材料的附着（见表4和表5）。既往研究表明，不同带电的表面刺激不同的细胞再生。由右旋糖酐制成的微球有两种不同的带电表面：带负电荷的，如阳离子交换剂CM Sephadex，它通过刺激成骨作用诱导新骨形成；以及带正电荷的，如阴离子交换剂DEAE Sephadex，它通过刺激胶原合成诱导新的胶原纤维形成。

在组织培养中，巨噬细胞会向带正电的粒子迁移，这种带正电的材料在大鼠切口伤口中引发有利的伤口愈合反应。同样，在人类中，带正电的DEAE Sephadex微球刺激胶原合成；微球在植入后被嵌入新的胶原纤维中，没有慢性炎症。

微球的吞噬作用

吞噬作用是巨噬细胞识别并试图破坏注射生物材料的过程，是宿主防御的重要组成部分。根据它们的化学成分和表面电荷，身体会以蛋白质附着和随后的纤维组织包裹，或者尝试吞噬这些粒子作为反应。巨噬细胞的活动受到物理化学状态的影响，如微球大小、化学结构和表面电荷（见表6）。

微球的迁移

生物材料的微球不能在体内主动迁移，而必须被巨噬细胞吞噬。巨噬细胞携带吞噬的微粒通常向淋巴结或肝脏迁移。研究表明小于80μm的微球有迁移的倾向。既往研究在肺部和其他器官中检测到了直径在4到40μm之间的不规则微粒形成的微球。避免这种现象的主要粒径是80到120μm，也就是所谓的“临界粒径”（见表7）。

                                                                                                                                 讨论
植入材料的生物相容性基于包裹植入物的“纤维囊”，存在于界面或从界面缺失的细胞类型决定了反应的性质。例如，材料界面和附近毛细血管的血管周围区域缺乏淋巴细胞意味着聚合物没有引发免疫反应。

巨噬细胞和多核巨细胞是对粗糙表面和形状及表面不规则的微球长期生物反应的主要细胞，它们主要作用是从组织中清除异物。由于大多数注射的不规则微球过大，无法进行吞噬作用和随后的运输，因此启动了一个慢性排斥过程，这一过程持续到植入物被移除。

与粗糙和不规则表面相反，在平滑且带电的植入物表面或绝对平滑的微球表面，发现了被纤维组织区域包围的单层巨噬细胞，这是最佳生物相容性的标志。这些微球被纤维细胞包裹，与植入物保持稳定状态。带有正电荷的微球的物质能够以最佳的方式促进组织增生，形成围绕微球的成纤维细胞和胶原纤维。

全文参考文献：

Klaus Laeschke. Biocompatibility of microparticles into soft tissue fillers. Semin Cutan Med Surg. 2004 Dec;23(4):214-7. doi: 10.1016/j.sder.2004.09.005.