(1) Biomedicínske materiály
Kolagén je prirodzená bielkovina tela. Má veľkú afinitu, slabú antigenicitu, dobrú biokompatibilitu a bezpečnosť biodegradácie pre proteínové molekuly na povrchu kože. Môže sa absorbovať a má dobrú priľnavosť. Chirurgické stehy vyrobené z kolagénu majú rovnako vysokú pevnosť ako prírodný hodváb a vstrebateľnosť. Majú vynikajúcu agregáciu krvných doštičiek, dobrý hemostatický účinok a dobrú hladkosť a elasticitu počas používania. Uzol nie je ľahké uvoľniť a nie je ľahké poškodiť telesné tkanivo počas operácie. Z kolagénu sa teda dajú vyrobiť práškové, ploché a hubovité hemostatické činidlá. Zároveň je veľmi rozsiahly výskum a aplikácia syntetických materiálov alebo kolagénu v náhradách plazmy, umelej koži, umelých cievach, opravách kostí, umelej kosti a imobilizovaných nosičoch enzýmov.
Peptidový reťazec molekuly kolagénu má rôzne reaktívne skupiny, ako sú hydroxylové, karboxylové a aminoskupiny, ktoré sa ľahko absorbujú a kombinujú s rôznymi enzýmami a bunkami, aby sa dosiahla imobilizácia. Má dobrú afinitu k enzýmom a bunkám a je prispôsobivý. Vlastnosti. Okrem toho sa kolagén ľahko spracováva a tvorí, takže z vyčisteného kolagénu možno vyrobiť mnoho rôznych foriem materiálov, ako sú membrány, pásky, fólie, špongie, guľôčky atď., ale najčastejšie sa uvádza aplikácia v membránovej forme. Okrem biologickej odbúrateľnosti, absorbovateľnosti tkanivami, biokompatibility a slabej antigenicity sa kolagénové membrány používajú v biomedicíne a zahŕňajú najmä: silnú hydrofilnosť, vysokú pevnosť v ťahu a morfologickú štruktúru podobnú derme, dobrú priepustnosť vody a priepustnosť vzduchu; bioplasticita určená vysokou pevnosťou v ťahu a nízkou ťažnosťou; mnoho funkčných skupín môže byť uskutočnená mierna modifikácia zosieťovania, takže je možné kontrolovať rýchlosť jeho biodegradácie; možno upraviť rozpustnosť (opuch); Pri spoločnom použití majú zložky synergický účinok; môžu interagovať s drogami; zosieťovanie alebo enzymatické ošetrenie atelopeptidov môže znížiť antigenicitu, izolovať mikroorganizmy a má výhody fyziologickej aktivity, ako je hemaglutinácia. Zároveň má aj tieto nevýhody: separácia, čistenie a spracovanie kolagénu sú komplikované a hustota zosieťovania a veľkosť vlákien separovaného kolagénu sú rôzne. Rýchlosť enzymatickej hydrolýzy kolagénu je variabilná a podmienky sa ťažko kontrolujú; a čistý kolagén je po vysušení krehký a jeho filmotvorná schopnosť nie je silná. Prostredie je náchylné na bakteriálnu eróziu a zhoršovanie stavu a môže tiež viesť k niektorým vedľajším účinkom, ako je kalcifikácia tkaniva. Preto sa v praktických aplikáciách kolagén často modifikuje určitou metódou, aby sa predišlo nedostatkom materiálov kolagénového prípravku, zlepšila sa pevnosť v ťahu a antidegradačná schopnosť kolagénu, znížila sa rýchlosť expanzie a zlepšili sa mechanické vlastnosti a odolnosť kolagénu voči vode. .
Klinické aplikačné formy zahŕňajú vodné roztoky, gély, granuly, špongie a filmy. Tieto tvary môžu byť tiež použité na predĺžené uvoľňovanie liečiv. Väčšina aplikácií kolagénových liekov s predĺženým uvoľňovaním, ktoré boli schválené pre trh a sú vo vývoji, sa väčšinou sústreďuje na oftalmológiu, protiinfekčnú liečbu a liečbu glaukómu, lokálnu liečbu rán a kontrolu infekcií pri hojení rán a vývoj krčka maternice v gynekológii. Abnormálna a chirurgická lokálna anestézia atď.
(2) Ľudské tkanivo
Pretože kolagén je široko distribuovaný v rôznych tkanivách ľudského tela, je dôležitou zložkou v rôznych tkanivách a tvorí extracelulárnu matricu (ExtracelluaMatrix, ECM) a jeho povahou je prírodný tkanivový skelet. Z hľadiska klinickej aplikácie ľudia používajú kolagén na výrobu rôznych skeletov tkanivového inžinierstva, ako sú lešenia kože, kostného tkaniva, priedušnice a krvných ciev. Čo sa však týka samotného kolagénu, existujú dve kategórie, a to lešenia pripravené z čistého kolagénu a kompozitné lešenia zložené s ďalšími komponentmi. Čistý kolagénový tkanivový inžiniersky skelet má výhody dobrej biokompatibility, ľahkého spracovania, plasticity a môže podporovať bunkovú adhéziu a proliferáciu. Po druhé, nové tkanivo v mieste opravy bude produkovať rôzne enzýmy na hydrolýzu kolagénu, čo vedie k rozpadu skeletu, ktorý možno zlepšiť a zlepšiť zosieťovaním alebo zmiešaním. Biomateriály na báze kolagénu sa úspešne používajú v produktoch tkanivového inžinierstva, ako je umelá koža, umelá kosť, chrupavkové štepy a nervové konduity. Kolagénové gély vložené do chondrocytov boli použité na opravu defektov chrupavky a boli urobené pokusy použiť epiteliálne, endotelové a rohovkové bunky pripojené ku kolagénovým hubám na prispôsobenie rohovkového tkaniva. Iní zmiešali stonkové bunky v autológnych mezenchymálnych bunkách a kolagénových géloch, aby vytvorili šľachy na postšľachovú opravu.
Gél s pomalým uvoľňovaním liečiva na umelú kožu vytvorený tkanivovým inžinierstvom zložený z kolagénu ako matrice ako dermis doplnená o epitelové zložky sa široko používa v systémoch na dodávanie liečiv s kolagénom ako hlavnou zložkou a vodný roztok kolagénu možno tvarovať do rôznych foriem systémov na podávanie liekov. Napríklad kolagénové chrániče pre oftalmológiu, kolagénové špongie na popáleniny alebo rany, mikročastice na dodávanie proteínov, gélová forma kolagénu, regulačné materiály na transdermálne podávanie a nanočastice na dodávanie génov atď. Okrem toho sa dá použiť aj ako matrica pre tkanivové inžinierstvo, vrátane systémov bunkových kultúr, umelých krvných ciev a chlopní.
(3) Koža
Autológna transplantácia kože bola vždy celosvetovou štandardnou metódou liečby popálenín druhého a tretieho stupňa. Pre ťažko popálených pacientov sa však najvážnejším problémom stal nedostatok vhodnej transplantovateľnej kože. Niektorí ľudia používajú technológiu bioinžinierstva na pestovanie detí z buniek detskej pokožky. Kožné tkanivo, toto kolagénové tkanivo hojí popáleniny rôzneho stupňa od 3 týždňov do 18 mesiacov bez autoštepu a novovyrastená koža vykazuje malú hypertrofiu a odolnosť. Trojrozmerné fibroblasty ľudskej kože boli tiež kultivované so syntetickou kyselinou poly-DL-mliečnou-glykolovou (PLGA) a prírodným kolagénom a výsledky ukázali, že bunky rastú rýchlejšie na syntetickej sieťovine a rastú takmer súčasne zvnútra aj zvonka, pričom proliferujú. bunky a secernovaná extracelulárna matrica boli rovnomernejšie a vlákna boli implantované do chrbtov potkanov bez kože a dermálne tkanivo rástlo po 2 týždňoch a epitelové tkanivo rástlo po 4 týždňoch.
