xHyaluronik asit-HA içeren dolguların 2010 yılından sonra estetik uygulamlarında kullanımının %97 oranında arttığını görmekteyiz. "Ameliyatsız estetik uygulamalar" başlığı altında enjekte edilebilir hyaluronik asit jel kullanımı dünya çapında altın standart haline gelmiştir. Buna paralel olarak hyaluronik asit-HA içeren ürün yelpazesi de büyük ölçüde genişletildi. Geliştirilen bu ürünler aynı amaç için kullanılsada çok farklı reolojik ve fizikokimyasal profillerden oluşmakta. Bu çeşitlilik içerisinde "HA'in fizikomimyasal ve reolojik olarak ideal özellikleri ne olmalı?" sorusu öne çıkmakta. Hangi HA dolgusunun, hangi anatomik alanlarda seçilmesi gerektiği ve kullanım özellikleri kaos yaratmakta. HA'in ideal temel özelliklerini; şekilsel özelliklerini uygulandığı alanda çevresel koşullara rağmen koruyabilmesi, uygulandığı deride içsel ve dışsal kuvvetlere karşı stabil olması, doğal estetik sonuçlar sağlayabilmeleri şeklinde sıralayabiliriz. Bu kaosu çözmenin yolu aslında basit temel dolgu bilgileri yani belki de dolguların matematiğidir.

Hyaluronik asit deride hücreler arası matrikste bulunan, yüksek molekül ağırlıklı, negatif yüklü, tekrarlayan uzun şeker moleküllerinden oluşan polisakkarid yapısındadır. Deride glikozaminoglikan adı verilen, bağ dokusu proteinleri grubunun en basit ve sülfat içermeyen tek üyesidir. Bu yapısal özellikleri ile sıvı-katı özellikle yani jel formundadır. Hyaluronik asiti oluşturan polisakkaridler 1-bütandiol diglisidil gibi bir çapraz bağlayıcı kullanarak homojen jel veya partikül süspansiyonları şekillerde farklı şekillerde üretilmektedir.

Reoloji; sıvıların akış, katıların deformasyon özelliklerini tanımlayan bilim dalıdır. HA' in üretim aşamalarında, ürünün ambalajlanmasında, akış özelliklerinin incelenmesinde, diğer maddeler ile karıştırılmasında ve dokuda kalma süresinin belirlenmesinde... aslında ürünün tüm özelliklerinin belirlenmesinde reoloji bilimi kullanılmaktadır. Hatta HA uygulanırken enjektörden geçişi ve seçilecek iğnelerin çapı bile reolojik özelliklerine bağlıdır. HA' in reolojik özellikleri ürünün fiziksel stabilitesine, uygulandıkları dokuda davranışlarına ve biyolojik yararlanımına(uygulama sonrası doku ile uyumlu olması ve tamamen metabolize olması) etki etmektedir.

HA üretim aşamasında, enjektör içerisine yerleştirilmesinde, uygulama sırasında enjektör ve iğneden geçişinde, dokuya uygulandıktan sonrada yerleştirildiği anatomik bölgeye göre sıklığı ve yoğunluğu değişen deri gerilme etkisi, kas aktivitesi, yağ ve kemik dokuların çevre etkilerine maruz kalmaktadır. Bunlar HA moleküler yapısında bükme, kaydırma, dikey sıkıştırma ve germe etkileri yapmakta, dolguyu fiziksel olarak deforme etmekte hatta yapısını zorlamaktadır.

Reolojik çalışmalar hyaluronik asit ve CaHA içeren dolgular için geçerlidir. Reolojik çalışmaları PLLA ve PMMA gibi dolgular için yapamıyoruz. Bu dolguların klinik etkileri sadece dolgunun fiziksel yani reolojik özelliklerine bağlı değildir. Bunların klinik etkileri yani yeni kollajen yapımı uygulamadan haftalar hatta aylar sonra ortaya çıkmaktadır. Dolayısı ile uygulama öncesi bu ürünlerin reolojik değerleri klinik sonuçları ile ilişkili değildir.

HA asitin reolojik özelliklerinde ilk kriterimiz viskoelastikiyeti. HA hem viskoz hemde elastik olduğu için bu tanım kullanılmakta. HA' in viskozitesini akmaya karşı gösterdiği direnç olarak tanımlayabilirz. Viskozitesi arttıkça akmaya karşı direnci de artar. HA si yüzeyi 1 cm2 ve yüksekliği 1 cm olan blok şeklinde bir küp olarak düşünelim. Bu blok içerisinde HA molekülü birbirine paralel moleküler tabakalardan oluşmaktadır. Dolgu bloğunun en alt yüzeyinin sabit olduğunu kabul edelim. Bu bloğun üstteki tabakası belli bir yönde bir F kuvveti ile sabit bir hızla (1 cm/sn) hareket ettirildiğinde diğer alttaki moleküler tabakalarda aynı yönde hareket edecektir(HA deri altına uygulandığında çevre dokuların benzer F kuvvatlerine maruz kalmakta). Ancak bu hareketleri en alttaki sabit tabakaya uzaklıkları ile orantılı olarak azalacaktır. Bu azalmanın nedeni dolgu molekülleri arasındaki sürtünme kuvvetinden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle alttaki sabit tabakaya inildikçe her tabakanın farklı hızı ve bununla ilişkili olarak farklı ivmesi olacaktır. Üst tabakalar kuvvete yakın oldukları için kuvvete paralel ve hızlı, alttaki tabakalar ise moleküler sürtünme ile ilişkili olarak daha yavaş hareket edecektir. F kuvveti dolguda bir gerilim meydana getirecektir. Kuvvetin uygulandığı dolgu yüzeyinin alanı A ve hareketi başlatmak için gereken kuvvet de F ise, birim alana düşen kuvvet F/A olacaktır. Buna kayma gerilimi (shearing stress) denir. Bu gerilim dolgu bloğunda düzlemlerin yer değiştirmesine de neden olmaktadır. Bu dolgu bloğunun sabit olan alt tabakasının yerinde durabilmesi için uygulanan F kuvvetine ters yönde ve eşit değerde bir kuvvete ihtiyaç duyulacaktır. Dolguyu bir bütünden çok moleküler bir tabaka olarak düşünürsek tek tek tabakaların birbirine göre hareketini frenleyen bu ters kuvvete dolgunun “iç sürtünmesi veya dinamik viskozitesi (mutlak viskozite)” denir.

HA deri altına dokulara uygulandığında çevre dokularda iç ve dış kuvvetlere maruz kalmaktadır. Yer çekimi ve el ile yastık yüzeyi gibi dış kuvvetler gibi yada mimik kaslarının çalışması, üstte deri altta kemik ve yağ dokular arasında HA maruz kaldığı iç kuvvetler gibi. Bu kuvvetler HA kayma gerilimi yapmakta buda dolguda hacim aynı kalacak ancak şekli değişecek şekilde deformasyona neden olmaktadır. Bu deformasyonlar etki kuvvetinin şiddetine göre kaydrıma, torsiyon-bükülme, sıkışma ve gerilme şeklindedir(Torsiyon dolgu uygulanmasında sık gözlenmez. Ancak reolojik değerlendirmelerde kullanılmaktadır). Yüzün belli alanlarında uygulanan dolgu maddesi bu farklı deformasyonlara hatta bazen sadece bir tanesine diğerlerinden daha fazla maruz kalabilmektedir.

Bir madde üzerine uygulanan belli süreli bir kuvvet sonrası deforme olarak eski haline gelmesi elastikiyet olarak tanımlanır. Bir madde ne kadar visköz ise uygulanan kuvvet ortadan kalktıktan sonra eski formuna gelemezken(deformasyon kalıcı, bal örneğinde olduğu gibi),tam elastik maddeler kuvvet ortadan kalktıktan sonra eski formlarına dönmektedir(lastik örneğinde olduğu gibi). HA hem visköz hemde elastik özellikler gösterdiği için viskoelastik olarak geçmektedir.

HA in viskoelastik özelliği son derece önemli. Örneğin enjektör içerisinde hazırlanmış HA klinik uygulama sırasında enjektör ve kanülden geçmek zorunda ve dokuya çıktıktan sonrada eski fiziksel formuna geri dönmek zorundan.

HA başta olmak üzere viskoelastik maddeler için reolojide 4 temel parametre kullanılmakta.

• G*; HA in genel viskoz ve elastik özelliklerinin toplam ölçüsü, elastik ve viskoz özelliklerinin bütünü. HA de deformasyon gelişmesi için gerekli olan total enerjiyi temsil eder ve “complex modulus” olarak tanımlanır. Bu “dolgunun sertliği-direnci” olarak ta tanımlanır. G* pratikte çapraz bağları olan dolgunun şeklini değiştirmeye karşı ne kadar direnç gösterdiğini tanımlamaktadır. Ancak bu tanımlama HA içeren dolgunun dokuda kalma süresini temsil etmez. Aşağıdaki gibi formülüze edilmekte.
• G’ ; HA in elastik özellik ölçüsüdür. “Elastik modulus” olarak tanımlanır. HA kuvvet uygulandığında deforme olması ve tekrar eski şekline dönmesi sırasında dolguda biriken enerjiyi yani yukardaki formülde olduğu gibi G* nin bir kısmını tanımlar. Tam elastik maddelerde G* hemen hemen G’ eşittir. G’ pratik anlamda dolgunun sertliği anlamına gelmektedir. Buda klinik olarak dokuya uygulandığında derin ve orta kırışıklıklarda ne kadar etkili olabileceğini göstermektedir. Ayrıca dokuda içsel ve dışsal kuvvetler karşısında ne kadar stabil kalabildiği anlamına da gelmektedir.
• G’’ ; HA in viskoz özellik ölçüsüdür. “Viscous modulus” olarak tanımlanır. G” değeri yüksek bir dolgu maddesi enjektörden geçerken zorlanmakta, dokuya uygulandığında dokuda zor yayılmakta ve dokuya daha kalın tabakalar halinde uygulanması anlamına gelmektedir.
• tan δ ; Dolgunun viskoz ve elastik özellik ölçülerinin oranıdır. tan δ = G’’ / G’. "tan δ değeri" 1 den küçük ise bu dolgu materyalinin elastik olduğu anlamına gelmektedir. "tan δ değeri" 1 den büyük ise bu dolgu materyalinin viskoz olduğunu anlamına gelmektedir. Çapraz bağları olan HA dolgularda tan δ değeri genellikle 1 den küçüktür (0.05 ile 0.80 arasındadır). Bunun anlamı düşük kuvvetler altında jel benzeri elastik davranış göstermesi yüksek kuvvetler altında ise viskoz davranışlar göstermesidir.

HA dolgularında yumuşak tanımının kullanılabilmesi için G’ değeri 1000 geçmemelidir. Aşağıdaki reolojik değerleri verilmiş bazı HA içeren dolguların G’ değerleri 1000 in altındadır. Ayrıca HA dolgularda lidokain ve diğer maddelerin birlikte kullanılması G*,G’ ve G’’ değerlerini değiştirerek düşürmekte buda dolgunun daha yumuşak olmasını, elastik ve viskoz özelliklerini düşürmekte hatta dokuda kalma süresini bile azalmaktadır.

 

 HA dolgularında kullanlan reolojik diğer bir tanım ise "cohesivity" özellikleridir. Bu HA oluşturan moleküllerin sıkışma ve gerilme kuvvetlerine karşı uyum sağlayabilme yeteneği ve birbirine yapışma yetenekleridir. Bu özellik HA in dokuya uygulandığında nasıl davranacağını göstermektedir. Bu özellik temelde HA moleküllerinin konsantrasyonuna, moleküller arasında çapraz bağlara ve dolgunun makro yapısına( örneğin granül yada yumuşak formda olması gibi) bağlıdır.

HA deri altına uygulandığında doku katmanları aymanlarda sürekli sıkıştırma ve germe kuvvetlerine maruz kalmakta. Önemli olan dolgunun bu kuvvetlere karşı göstereceği performanstır.

• HA dolgusunun düşük cohesivity var ise dolgu uygulandığı alanda sıkıştırma yada germe kuvvetlerine maruz kaldığında özelliklerini, dolgu kalınlığını ve şeklini kaybetmektedir. Hatta dolgu kuvvetler yönünde hareket edebilmektedir. Bu dolgunun yer değiştirmesi anlamına gelmektedir. Deride dermisin sıkı dokusal yapısı içerisinde hareket etmesi güçtür. Ancak dermis altında daha kolay çevreye yayılabilmektedir. Bu yayılmada dolgunun partikül boyutları da önemlidir.
• HA dolgusunun yüksek cohesivity var ise dolgu uygulandığı alanda sıkıştırma yada germe kuvvetlerine maruz kaldığında özelliklerini, dolgu kalınlığını ve şeklini kaybetmemektedir. Dolgu çevre dokuların yada dışarıdan gelen kuvvetlere karşı hareket etmez yani dolgu yer değiştirmez.

HA önemli diğer bir reolojik tanım " Extrusion Force" yani HA in enjektör ve iğneden geçebilme gücüdür. HA in viskozitesi dolguya kuvvet uygulandığında akışkanlığa karşı direnci tanımlar. HA viskoelstik olduğu için enjektörde yüksek kuvvet uygulandığında viskoziteleri azalır ve elastik gibi davranır. Bu kuvvet HA in viskoelastik özelliklerine bağlı olduğu gibi enjektör, iğne yada kanülün uzunluğu ve iç çapınada bağlıdır. Yüksek viskoz dolgular yüksek extrusion kuvveti gerektirmektedir yani bunların dokulara enjeksiyonu daha zordur. Bu zorluk uygulama sırasında daha yüksek doku hasarı anlamına gelmektedir.

Sonuç

Bir HA dolgusunun reolojik özellikleri hangi derinlikte, yüzün hangi anatomik alanına uygulanabileceğini, dolgu yada lift amaçlı seçim kriterlerini ve uygulam sırasında seçilmesi gerelen iğne yada kanülün özellilerini belirlemektedir. Özellikle yüzde HA dolgu uygulamalarında bu çok önemlidir.

Yüz bölgesi kompleks ve dinamik bir yapıya sahiptir. Yüze bir dolgu uygulandığında dolguya dokular tarafından(deri, yağ, kas ve kemik dokular gibi iç ve yastık yüzeyi gibi dış) sıkıştırma/germe ve dolgu yüzeyine paralel germe kuvvetleri uygulanmaktadır. Bu maruz kalınan etki dolgunun uygulandığı anatomik alana göre farkı yoğunluk ve sıklıkta olmaktadır.

• Yüksek elastikiyetleri G’ olan dolgularda dolgu sertliği nerede ise G* eşittir. Yüksek çapraz bağlanma nedeni ile G’’ düşüktür. Bu sert dolgular daha derin dokulara nerede ise kemik üzerine üzerine yerleştirilmelidir. Ancak böylece dokunulduğunda elle hissedilmez. Daha düşük elastikiyeti olan yumuşak dolgular ise daha yüzeysel kırışıklık yada ince çizgilere uygulanabilir.
• Dolgu maddesi yüzün orta kısmına volüm amaçlı kullanılacak ise bu alanda kasların ve dış kuvvetlerin yapacağı kuvvetlere dirençli olması bu kuvvetler karşısında şekil ve özelliklerini koruması gerekmektedir. Reolojik olarak tanımlarsak dolgu elastik modulu yani G’ güçlü olmalı ayrıca kuvvetlere karşı cohensitiviy orta-yüksek arasında olmalıdır. Dolgu eğer ince çizgiler yada derin kırışıklıklarda kullanılacak ise cohesivity si yüzün orta kısmında kullanılandan daha düşük olmalı dokular içerisine daha rahat yayılabilmelidir. Dolgunun ayrıca G* ve G’ değeri düşük-orta olmalıdır.
• Dolgu maddesi yüzün alt kısımlarında kullanılacak ise bu alanın aşırı hareketli olduğu unutulmamalıdır. Burada dolgu daha derin planda subdermal yerleştirilmelidir. G’ orta olmalı buna karşın cohesivity düşük-orta olmalıdır.
• Burun ve çenede bölgesinde kullanılacak ise kemik ve kas dokularının baskısı altında kalan dolgu için seçim yüksek cohesivity ve yüksek G’ şeklinde olmalıdır.
• Orta-yüksek elastik gücü olan(G’) bir dolgu G’ düşük olan bir dolguya göre stres altında daha stabildir. Ancak G’ yüksek ise bu dolgunun sert olduğu anlamına gelmektedir. Buda bu dolgunun daha derine yerleştirilmesi anlamına gelmektedir.
• Cohesivity yüksek olan bir dolgu yüzde daha fazla bir volüm anlamına gelmektedir.
• Düşük G* dolgular daha çok yüzeysel dolgu için tercih edilmektedir. Yüksek G* dokuda volüm vermek için tercih edilmektedir.
• Ideal volüm için ayrıca orta-yüksek cohesivity olmalıdır.
• Yapılan çalışmalarda HA dolgularda HA partikül boyutu vücutta kalma süresini etkilemez.
• G’ değerleri ve cohesivity indeksleri dolgunun lift etkisini göstermektedir. Yüksek G’ ve chosivity indeks lift kapasitelerinin yüksek olduğunu göstermektedir.