- Uporaba medicinskih materialov
- Uporaba tkivnega inženirstva
- Uporaba opeklin
- Lepotna aplikacija
Kolagen je vrsta bele, neprozorne, vlaknate beljakovine brez vej, ki se nahaja predvsem v koži, kosteh, hrustancu, zobeh, kitah, vezeh in krvnih žilah živali.Je izjemno pomembna strukturna beljakovina vezivnega tkiva in ima vlogo pri podpori organov in zaščiti telesa.V zadnjih letih je bila z razvojem tehnologije ekstrakcije kolagena in poglobljenimi raziskavami njegove strukture in lastnosti biološka funkcija kolagenskih hidrolizatov in polipeptidov postopoma splošno priznana.Raziskave in uporaba kolagena so postale raziskovalna točka v medicini, prehrani, kozmetiki in drugih industrijah.
Kolagen je naravna beljakovina telesa.Ima veliko afiniteto do beljakovinskih molekul na površini kože, šibko antigenost, dobro biokompatibilnost in biorazgradljivo varnost.Lahko se razgradi in absorbira ter ima dober oprijem.Kirurški šiv iz kolagena nima le enako visoke trdnosti kot naravna svila, ampak ima tudi vpojnost.Pri uporabi ima odlično zmogljivost agregacije trombocitov, dober hemostatski učinek, dobro gladkost in elastičnost.Spoj šiva ni ohlapen, telesno tkivo se med operacijo ne poškoduje in ima dober oprijem na rano.V normalnih okoliščinah lahko le kratek čas stiskanja doseže zadovoljiv hemostatski učinek.Tako lahko iz kolagena naredimo prašek, ploščat in gobast hemostatik.Hkrati je uporaba sintetičnih materialov ali kolagena v nadomestkih plazme, umetni koži, umetnih krvnih žilah, popravljanju kosti in umetnih kosteh ter imobiliziranih nosilcih encimov zelo obsežna raziskava in uporaba.
Kolagen ima različne reaktivne skupine na svoji molekularni peptidni verigi, kot so hidroksilne, karboksilne in amino skupine, ki jih je enostavno absorbirati in vežejo različne encime in celice, da dosežejo imobilizacijo.Ima značilnosti dobre afinitete z encimi in celicami ter močno prilagodljivost.Poleg tega je kolagen enostavno obdelati in oblikovati, zato je mogoče iz prečiščenega kolagena izdelati veliko različnih oblik materialov, kot so membrane, trakovi, listi, gobice, kroglice itd., vendar se največ poroča o uporabi membranske oblike.Poleg biorazgradljivosti, vpojnosti tkiva, biokompatibilnosti in šibke antigenosti se kolagenska membrana uporablja predvsem v biomedicini.Ima tudi naslednje lastnosti: močno hidrofilnost, visoko natezno trdnost, morfologijo in strukturo, podobno dermi, ter dobro prepustnost za vodo in zrak.Bioplastičnost, ki jo določata visoka natezna trdnost in nizka duktilnost;S številnimi funkcionalnimi skupinami ga je mogoče ustrezno zamrežiti, da nadzorujemo njegovo stopnjo biorazgradnje.Nastavljiva topnost (nabrekanje);Pri uporabi z drugimi bioaktivnimi sestavinami ima sinergistični učinek.Lahko interagira z zdravili;Premrežena ali encimska obdelava determinantnih peptidov lahko zmanjša antigenost, lahko izolira mikroorganizme, ima fiziološke aktivnosti, kot je koagulacija krvi in druge prednosti.
Klinične oblike uporabe so vodna raztopina, gel, zrnca, goba in film.Podobno se lahko te oblike uporabljajo za počasno sproščanje zdravil.Aplikacije kolagenskih zdravil s počasnim sproščanjem, ki so bila odobrena za trženje in so v razvoju, so večinoma osredotočena na protiinfekcijsko zdravljenje in zdravljenje glavkoma v oftalmologiji, lokalno zdravljenje travm in nadzor okužb pri celjenju ran, cervikalno displazijo v ginekologiji in lokalno anestezijo v kirurgiji itd.
Široko porazdeljen v vseh tkivih človeškega telesa je kolagen pomembna sestavina v vseh tkivih in sestavlja zunajcelični matriks (ECM), ki je material naravnega tkivnega ogrodja.Z vidika klinične uporabe je bil kolagen uporabljen za izdelavo različnih ogrodij tkivnega inženirstva, kot so ogrodja kože, kosti, sapnika in krvnih žil.Sam kolagen pa lahko razdelimo v dve kategoriji, in sicer na ogrodja iz čistega kolagena in kompozitna ogrodja iz drugih komponent.Ogrodje za tkivno inženirstvo iz čistega kolagena imajo prednosti dobre biokompatibilnosti, enostavne obdelave, plastičnosti in lahko spodbujajo celično adhezijo in proliferacijo, vendar obstajajo tudi pomanjkljivosti, kot so slabe mehanske lastnosti kolagena, težko ga je oblikovati v vodi in ne more podpirati rekonstrukcije tkiva .Drugič, novo tkivo na mestu popravila bo proizvedlo različne encime, ki bodo hidrolizirali kolagen in povzročili razpad ogrodij, kar je mogoče izboljšati z navzkrižnim povezovanjem ali spojino.Biomateriali na osnovi kolagena so bili uspešno uporabljeni v izdelkih tkivnega inženirstva, kot so umetna koža, umetne kosti, presadki hrustanca in živčni katetri.Okvare hrustanca so bile popravljene z uporabo kolagenskih gelov, vdelanih v hondrocite, izvedeni pa so bili tudi poskusi pritrditve epitelijskih, endotelijskih in roženičnih celic na kolagenske gobe, da bi se prilegale tkivu roženice.Drugi združujejo matične celice iz avtogenih mezenhimskih celic s kolagenskim gelom, da naredijo kite za posttendinozno obnovo.
S tkivnim inženirstvom izdelano lepilo s podaljšanim sproščanjem za umetno kožo, sestavljeno iz usnjice in epitelija s kolagenom kot matriko, se pogosto uporablja v sistemih za dostavo zdravil s kolagenom kot glavno komponento, ki lahko oblikuje vodno raztopino kolagena v različne oblike sistemov za dostavo zdravil.Primeri vključujejo kolagenske ščitnike za oftalmologijo, kolagenske gobe za opekline ali poškodbe, delce za dostavo beljakovin, gelne oblike kolagena, regulatorne materiale za dostavo zdravil skozi kožo in nanodelce za prenos genov.Poleg tega se lahko uporablja tudi kot substrat za tkivno inženirstvo, vključno s sistemom celične kulture, materialom za ogrodja za umetne krvne žile in zaklopke itd.
Avtologni presadki kože so bili svetovni standard za zdravljenje opeklin druge in tretje stopnje.Za bolnike s hudimi opeklinami pa je postalo najresnejši problem pomanjkanje ustreznih kožnih presadkov.Nekateri ljudje so uporabili tehnike bioinženiringa za gojenje otroškega kožnega tkiva iz otroških kožnih celic.Opekline se v različnih stopnjah zacelijo v 3 tednih do 18 mesecih, na novo zrasla koža pa kaže malo hipertrofije in odpornosti.Drugi so uporabili sintetično poli-DL-laktat-glikolno kislino (PLGA) in naravni kolagen za gojenje tridimenzionalnih fibroblastov človeške kože, kar je pokazalo, da: celice rastejo hitreje na sintetični mreži in rastejo skoraj istočasno znotraj in zunaj, ter proliferirajoče celice in izločene zunajcelični matriks bolj enoten.Ko so vlakna vstavili v hrbet dermalne podgane, je dermalno tkivo zraslo po 2 tednih, epitelno tkivo pa po 4 tednih.
Kolagen pridobivajo iz živalske kože, koža poleg kolagena vsebuje tudi hialuronsko kislino, hondroitin sulfat in druge proteoglikane, vsebujejo veliko število polarnih skupin, je vlažilni faktor in deluje tako, da preprečuje tirozin v koži, da se spremeni v melanin, tako da ima kolagen naravne vlažilne, belilne, proti gubam, pege in druge funkcije, se lahko široko uporablja v lepotnih izdelkih.Kemična sestava in struktura kolagena je temelj lepote.Kolagen ima podobno zgradbo kot kolagen človeške kože.Je v vodi netopna vlaknasta beljakovina, ki vsebuje sladkor.Njegove molekule so bogate z velikim številom aminokislin in hidrofilnih skupin ter ima določeno površinsko aktivnost in dobro združljivost.Pri 70% relativni vlažnosti lahko zadrži 45% lastne teže.Testi so pokazali, da lahko čista raztopina 0,01 % kolagena tvori dobro plast, ki zadržuje vodo in zagotavlja vso vlago, ki jo koža potrebuje.
S starostjo se sintetična sposobnost fibroblastov zmanjšuje.Če koži primanjkuje kolagena, se kolagenska vlakna strdijo, kar povzroči zmanjšanje medceličnih mukoglikanov.Koža bo izgubila mehkobo, elastičnost in sijaj, kar bo povzročilo staranje.Ko se uporablja kot aktivna snov v kozmetiki, se slednja lahko razširi v globlje plasti kože.Tirozin, ki ga vsebuje, tekmuje s tirozinom v koži in se veže na katalitični center tirozinaze, s čimer zavira nastajanje melanina, povečuje aktivnost kolagena v koži, ohranja vlažnost rožene plasti in celovitost strukture vlaken. , in spodbujanje metabolizma kožnega tkiva.Ima dober vlažilni in vlažilni učinek na kožo.V zgodnjih sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so v ZDA prvič predstavili goveji kolagen za injiciranje za odstranjevanje madežev in gub ter popravilo brazgotin.
Čas objave: Jan-04-2023