Normal bir hyalüronik asit molekülü insan derisine enjekte edildikten 12 saat sonra metabolize olarak atıldığı için kalıcı olabilmesi için HA moleküllerinde çapraz bağlar kullanılmaktadır. Hyaluronik asitin çapraz bağlanması solüsyonu daha visköz yapar ve suda çözünmez hale getirir.

HA kimyasal çapraz bağlar hidroksil ve karboksil gurupları arasında yapılmaktadır. Sıklıkla bu amaçla 2 kimyasal madde kullanılmaktadır. 1,4-butanediol diglycidyl ether (BDDE kısaltması ve Restylane, Juvéderm, Teosyal ve Varioderm lips ve mediumda kullanılmakta) ve divinyl sulfone (DVS kısaltması ve Hylaform, Prevelle Lift, Varioderm Plus ve Varioderm Subdermal kullanılmakta.)

HA polimer zincirleri arasında çapraz bağların oluşması ile 3 boyutlu büyük networkler ortaya çıkmakta. Ancak bu büyük gel formları dermal dolgu olarak kullanılamaz. Enjekte edilebilmeleri için bunların daha küçük yapılara parçalanması gerekmektedir. Bazende çapraz bağlı dolgu maddeleri içerisine çapraz bağsız HA konulmakta bu enjeksiyonun kayganlaştırıcı özelik vermesi ile kolay enjekte edilmesini sağlamaktadır.

HA dolgularında çapraz bağlanma oranı, HA partikül boyutlarını, dokuda su tutma yani ödem yapma kapasitelerini değiştirmektedir.

HA lerde çapraz bağlanma ile dolguda yeni bir özelik ortay çıkmaktadır. Buna HA in modifikasyon derecesi “degree of modification (MoD)” denilmektedir. Bu çapraz bağlanmayı yapan kimyasal molekül sayısının HA oluşturan disakkarid moleküllerinin sayısına oranı ile bulunmaktadır. Bu değer aslında HA in uygulandığı dokuda biyolojik uyumunu göstermektedir.

HA lerde çapraz bağlar ile gelen bir diğer özellik HA jelin lift gücüdür. Ayrıca HA moleküllerinin iç ve dış kuvvetler karşısında modifiye olabilme kapasitesini göstermektedir. Modifikasyon derecesi ne kadar düşük ise o kadar biyolojik uyumlu ve kuvvetlere karşı dirençli anlamına gelmektedir.

MoD ölçülmesi; HA içeren dolgu jeli 0.9% NaCl yıkanır ve 0.22 micron filtreden geçirilmekte. Sonra Chondroitinase AC enzimine tabi tutulmakta. Sonrada 1H NMR cihazında ölçümler yapılmakta. Bu sistem HA deki N-asetil gurupları ve BDDE gibi çapraz bağlardan sinyal almakta. Bu sinyallerden MoD ölçülmektedir.

Bir diğer tanımlama Modifikasyon verimliliğidir( “modification efficiency (MoE)”). Aşağıdaki formül ile hesaplanır. Bu değerin yüksek olması biyolojik uyumluluğunu ve dolgunun modifikasyna karşı direncinin iyi olduğunu göstermektedir.

Cmin; yoğun bir solvent içerisinde HA tam şişebilmesi için gerekli olan konsantrasyonudur ve mg/ml olarak ifade edilmektedir. Güçlü jeller az şişmekte ve yüksek C min değerine sahiptir. Bunun için dolgu jelinin HA içeren kısmı ayrılır. Bunun için jel 0.22 mikron filtrelerden geçirilir. Elde edilen HA başlangıçtaki volümü V0 olarak tanımlanır. Sonra bu 0.9% NaCl içerisine konulur. Tam şişmesi için beklenir. Tam şişme volümü V olarak tanımlanır. V / V0 Cmin vermektedir.

HA yapılan bu tüm kimyasal işlemlerde amaç HA molekülünde modifikasyon yaratarak dokuda etkinliğinin ve kalış süresinin arttırılmasıdır. HA de kimyasal modifikasyonlar HA in moleküler yapısındaki 3 fonksiyonel gurupta odaklanmaktadır. Glukuronik asit, karboksilik asit, primer ve sekonder hidroksil gurupları ve N –asetil gurup. En sık olarak karboksilik asit üzerinde modifikasyonu yapılmaktadır.

HA bu modifikasyonu ile yeniden geliştirilen HA 2 ana katogoriye ayrılmaktadır.

1. “Monolitik HA ler”; bunlar dokuya uygulandığında doku ve hücreler ile yeni kimyasal bağlar yapmayan HA formlardır.
2. “Living HA ler”; dokuya uygulandığında doku, hücre hatta ilaçlar ile yeni kovelent bağlar oluşturan Ha formlarıdır.

Örneğin BDDE ile çapraz bağlar şeklinde HA de modifikasyon yapıldığında bu monolitik modifiye HA dir.

Yukarıdaki resimde HA molekülünde kimyasal çapraz bağlar ile modifikasyonlar görülmektedir. Modifiye HA molekülünün en sonunda modifikasyona uğramayan disakkarit unit görülmektedir. Bu bölümde bir kimyasal reaksiyona ihtiyaç duyulmadan disulfid, hidrazid, enzimatik rekasiyolar olmaktadır.

Çapraz bağlı HA lerde uygulama alanında dokuda kalma süresi dolgunun elastisitesine ve konsantrasyonunada bağlıdır. Bu bilgi ile son yıllarda 2 sentetik polimer; sodyum karboksimetilsellülöz- sodium carboxymethylcellulose (CMC) ve polietilen okisid-polyethylene oxide (PEO) HA yerine düşünülmüş ve HA dolgular ile karşılaştırılmıştır. CMC ile PEO ilaç ve kimyasal aletlerde kullanılmaktadır. Laresse dolgularda her ikisi de kullanılmaktadır. (Laresse; FzioMed, Inc., San Luis Obispo, CA, ABD)