Normal bir hyalüronik asit molekülü, insan derisine enjekte edildikten 12 saat içinde metabolize edilerek vücuttan atılır. Bu nedenle, kalıcılığını artırmak için HA moleküllerinde çapraz bağlar kullanılır. Hyaluronik asidin çapraz bağlanması, çözeltinin daha visköz olmasını sağlar ve su içinde çözünmez hale getirir.

Hyaluronik asit (HA) kimyasal çapraz bağlar, hidroksil ve karboksil grupları arasında oluşturulmaktadır. Bu işlem için genellikle iki kimyasal madde kullanılmaktadır: 1,4-butanediol diglikidil eter (BDDE), Restylane, Juvéderm, Teosyal ve Varioderm gibi ürünlerde yer alırken; divinyl sulfone (DVS) ise Hylaform, Prevelle Lift, Varioderm Plus ve Varioderm Subdermal'da kullanılmaktadır.

HA polimer zincirleri arasında çapraz bağların oluşumu, üç boyutlu büyük ağ yapıları meydana getirir. Ancak bu büyük jel formları dermal dolgu olarak kullanılamaz; enjekte edilebilmeleri için daha küçük yapılara ayrılmaları gerekmektedir. Bazen, çapraz bağlı dolgu maddelerine çapraz bağsız HA eklenir; bu, enjeksiyonun kayganlığını artırarak uygulamayı kolaylaştırır.

HA dolgularındaki çapraz bağlanma oranı, HA partikül boyutlarını ve dokuda su tutma kapasitesini, yani ödem yapma potansiyelini etkiler. Çapraz bağlanma, dolguya yeni özellikler kazandırır ve bu özellik, "modifikasyon derecesi" (degree of modification, MoD) olarak adlandırılır. MoD, çapraz bağ oluşturan kimyasal moleküllerin sayısının, HA'yı oluşturan disakkarid moleküllerinin sayısına oranı ile hesaplanır. Bu değer, HA'nın uygulandığı dokudaki biyolojik uyumunu gösterir.

HA'daki çapraz bağlar, ayrıca HA jelinin lifting gücünü de artırır. Ayrıca, HA moleküllerinin iç ve dış kuvvetlere karşı modifiye olabilme kapasitesini yansıtır. Modifikasyon derecesi ne kadar düşükse, biyolojik uyumluluk ve kuvvetlere karşı direnç o kadar yüksek olur.

MoD ölçümü, HA içeren dolgu jelinin %0.9 NaCl ile yıkanması ve 0.22 mikron filtrelerden geçirilmesi ile başlar. Ardından, Chondroitinase AC enzimi ile işleme tabi tutulur ve 1H NMR cihazında ölçümler yapılır. Bu sistem, HA'daki N-asetil grupları ve BDDE gibi çapraz bağlardan sinyal alır; bu sinyallerden MoD hesaplanır.

Bir diğer önemli kavram ise "modifikasyon verimliliği" (modification efficiency, MoE)dir. Bu, aşağıdaki formül ile hesaplanır ve yüksek bir değer, biyolojik uyumluluğun ve dolgunun modifikasyona karşı direncinin iyi olduğunu gösterir.

Cmin, yoğun bir çözücü içinde HA'nın tam şişebilmesi için gerekli olan konsantrasyonu ifade eder ve mg/ml cinsinden ölçülür. Güçlü jeller az şişer ve yüksek Cmin değerine sahiptir. Bu nedenle, dolgu jelinin HA içeren kısmı ayrılır ve jel 0.22 mikron filtrelerden geçirilir. Elde edilen HA'nın başlangıçtaki hacmi V0 olarak tanımlanır. Daha sonra bu HA, %0.9 NaCl içine konulur ve tam şişmesi beklenir. Tam şişme hacmi V olarak tanımlanır ve V/V0 oranı Cmin değerini verir.

Tüm bu kimyasal işlemlerin amacı, HA molekülünde modifikasyon yaratarak dokudaki etkinliğini ve kalış süresini artırmaktır. HA'deki kimyasal modifikasyonlar, moleküler yapısındaki üç fonksiyonel gruba odaklanmaktadır: glukuronik asit, karboksilik asit, primer ve sekonder hidroksil grupları ile N-asetil grubu. En sık olarak karboksilik asit üzerinde modifikasyon yapılmaktadır.

Bu modifikasyon ile yeniden geliştirilen HA, iki ana kategoriye ayrılmaktadır.

1. **Monolitik HA'ler**: Bu formlar, dokuya uygulandıklarında doku ve hücrelerle yeni kimyasal bağlar oluşturmayan HA türleridir.

2. **Living HA'ler**: Bu formlar, dokuya uygulandıklarında doku, hücre ve hatta ilaçlarla yeni kovalent bağlar oluşturan HA türleridir.

Örneğin, BDDE ile çapraz bağlar oluşturularak modifiye edilen HA, monolitik modifiye HA olarak sınıflandırılır.

Yukarıdaki resimde, HA molekülünde kimyasal çapraz bağlarla yapılan modifikasyonlar gösterilmektedir. Modifiye HA molekülünün sonunda, modifikasyona uğramamış bir disakkarit ünitesi yer almaktadır. Bu bölümde, disulfid, hidrazid ve enzimatik reaksiyonlar gibi kimyasal reaksiyonlara ihtiyaç duyulmadan işlemler gerçekleştirilmektedir.

Çapraz bağlı HA'lerin uygulama alanındaki kalıcılığı, dolgunun elastikliği ve konsantrasyonu ile ilişkilidir. Bu bilgi doğrultusunda, son yıllarda sodyum karboksimetilsellülöz (CMC) ve polietilen okisid (PEO) gibi iki sentetik polimer, HA yerine alternatif olarak değerlendirilmiş ve HA dolgularıyla karşılaştırılmıştır. CMC ve PEO, ilaç ve kimyasal aletlerde kullanılmaktadır. Laresse dolgularında her iki polimer de yer almaktadır. (Laresse; FzioMed, Inc., San Luis Obispo, CA, ABD)