- Primjena medicinskih materijala
- Primjena tkivnog inženjerstva
- Primjena spaljivanja
- Aplikacija ljepote
Kolagen je vrsta bijelog, neprozirnog, vlaknastog proteina bez grana, koji uglavnom postoji u koži, kostima, hrskavici, zubima, tetivama, ligamentima i krvnim žilama životinja.Iznimno je važan strukturni protein vezivnog tkiva, a ima ulogu u potpori organa i zaštiti tijela.Posljednjih godina, s razvojem tehnologije ekstrakcije kolagena i dubinskim istraživanjem njegove strukture i svojstava, biološka funkcija kolagenskih hidrolizata i polipeptida postupno je široko prepoznata.Istraživanje i primjena kolagena postalo je žarište istraživanja u medicini, hrani, kozmetici i drugim industrijama.
Kolagen je prirodni protein tijela.Ima veliki afinitet prema proteinskim molekulama na površini kože, slabu antigenost, dobru biokompatibilnost i sigurnost biorazgradnje.Može se razgraditi i apsorbirati te ima dobru adheziju.Kirurški šav izrađen od kolagena ne samo da ima istu visoku čvrstoću kao prirodna svila, već ima i sposobnost upijanja.Kada se koristi, ima izvrsnu učinkovitost agregacije trombocita, dobar hemostatski učinak, dobru glatkoću i elastičnost.Spoj šava nije labav, tjelesno tkivo se ne oštećuje tijekom operacije i dobro prianja na ranu.Pod normalnim okolnostima, samo kratko vrijeme kompresije može postići zadovoljavajući hemostatski učinak.Tako se kolagen može napraviti u obliku praha, ravnog i spužvastog hemostatika.U isto vrijeme, upotreba sintetičkih materijala ili kolagena u plazma nadomjescima, umjetnoj koži, umjetnim krvnim žilama, popravku kostiju i umjetnoj kosti i imobiliziranim nositeljima enzima vrlo su opsežna istraživanja i primjene.
Kolagen ima različite reaktivne skupine na svom molekularnom peptidnom lancu, kao što su hidroksilne, karboksilne i amino skupine, koje se lako apsorbiraju i vežu razne enzime i stanice kako bi se postigla imobilizacija.Ima karakteristike dobrog afiniteta s enzimima i stanicama te snažnu prilagodljivost.Osim toga, kolagen je lako obraditi i oblikovati, tako da se od pročišćenog kolagena mogu napraviti mnogi različiti oblici materijala, kao što su membrane, trake, ploče, spužve, kuglice itd., ali najviše se izvještava o primjeni membranskog oblika.Uz biorazgradljivost, sposobnost upijanja u tkivo, biokompatibilnost i slabu antigenost, kolagena membrana se uglavnom koristi u biomedicini.Također ima sljedeće karakteristike: snažnu hidrofilnost, visoku vlačnu čvrstoću, morfologiju i strukturu poput derme te dobru propusnost za vodu i zrak.Bioplastičnost određena visokom vlačnom čvrstoćom i niskom duktilnošću;S mnogim funkcionalnim skupinama, može se prikladno umrežiti kako bi se kontrolirala njegova stopa biorazgradnje.Podesiva topljivost (bubrenje);Ima sinergistički učinak kada se koristi s drugim bioaktivnim komponentama.Može stupiti u interakciju s lijekovima;Umreženi ili enzimski tretman determinirajućih peptida može smanjiti antigenost, može izolirati mikroorganizme, imati fiziološke aktivnosti, kao što je koagulacija krvi i druge prednosti.
Oblici kliničke primjene su vodena otopina, gel, granula, spužva i film.Slično, ovi se oblici mogu koristiti za sporo otpuštanje lijekova.Primjene kolagenskih lijekova sa sporim otpuštanjem koji su odobreni za tržište i koji su u razvoju uglavnom su usmjerene na liječenje infekcija i glaukoma u oftalmologiji, lokalno liječenje u traumi i kontrolu infekcije u sanaciji rana, cervikalne displazije u ginekologiji i lokalne anestezije u kirurgiji itd.
Široko rasprostranjen u svim tkivima ljudskog tijela, kolagen je važna komponenta u svim tkivima i čini izvanstanični matriks (ECM), koji je prirodni materijal za tkivo.Iz perspektive kliničke primjene, kolagen se koristio za izradu raznih skela tkivnog inženjeringa, kao što su skele kože, koštanog tkiva, dušnika i krvnih žila.Međutim, sam kolagen može se podijeliti u dvije kategorije, naime skele napravljene od čistog kolagena i kompozitne skele napravljene od drugih komponenti.Skele za tkivni inženjering od čistog kolagena imaju prednosti dobre biokompatibilnosti, lake obrade, plastičnosti i mogu pospješiti staničnu adheziju i proliferaciju, ali postoje i nedostaci kao što su loša mehanička svojstva kolagena, teško se oblikuje u vodi i ne može podržati rekonstrukciju tkiva .Drugo, novo tkivo na mjestu popravka proizvodit će razne enzime koji će hidrolizirati kolagen i dovesti do raspadanja skela, što se može poboljšati umrežavanjem ili spajanjem.Biomaterijali koji se temelje na kolagenu uspješno se koriste u proizvodima tkivnog inženjeringa kao što su umjetna koža, umjetna kost, presaci hrskavice i živčani kateteri.Defekti hrskavice popravljeni su pomoću kolagenskih gelova ugrađenih u hondrocite i pokušano je pričvrstiti epitelne, endotelne i kornealne stanice na kolagene spužve kako bi odgovarale tkivu rožnice.Drugi kombiniraju matične stanice iz autogenih mezenhimalnih stanica s kolagenskim gelom kako bi napravili tetive za posttendinozni popravak.
Ljepilo s produljenim otpuštanjem za umjetnu kožu proizvedeno tkivnim inženjeringom, sastavljeno od dermisa i epitela s kolagenom kao matriksom, naširoko se koristi u sustavima za isporuku lijekova s kolagenom kao glavnom komponentom, koji može oblikovati vodenu otopinu kolagena u različite oblike sustava za isporuku lijeka.Primjeri uključuju zaštitnike kolagena za oftalmologiju, kolagene spužve za opekline ili traume, čestice za isporuku proteina, gel oblike kolagena, regulatorne materijale za isporuku lijekova kroz kožu i nanočestice za prijenos gena.Osim toga, može se koristiti i kao supstrat za tkivni inženjering uključujući sustav stanične kulture, materijal za skele za umjetne krvne žile i ventile, itd.
Autologni presaci kože globalni su standard za liječenje opeklina drugog i trećeg stupnja.Međutim, za pacijente s teškim opeklinama nedostatak odgovarajućih transplantata kože postao je najveći problem.Neki su ljudi koristili tehnike bioinženjeringa za uzgoj tkiva dječje kože iz stanica dječje kože.Opekline zacjeljuju u različitim stupnjevima unutar 3 tjedna do 18 mjeseci, a novonastala koža pokazuje malu hipertrofiju i otpornost.Drugi su koristili sintetičku poli-DL-laktat-glikolnu kiselinu (PLGA) i prirodni kolagen za uzgoj trodimenzionalnih fibroblasta ljudske kože, pokazujući sljedeće: Stanice su rasle brže na sintetičkoj mreži i rasle su gotovo istovremeno iznutra i izvana, a proliferirajuće stanice i izlučene izvanstanični matriks bio je ujednačeniji.Kada su vlakna umetnuta u leđa dermalnog štakora, dermalno tkivo je naraslo nakon 2 tjedna, a epitelno tkivo naraslo je nakon 4 tjedna.
Kolagen se ekstrahira iz životinjske kože, koža osim kolagena sadrži i hijaluronsku kiselinu, kondroitin sulfat i druge proteoglikane, sadrže veliki broj polarnih skupina, hidratantni je faktor, te djeluje tako da sprječava tirozin u koži da se transformira u melanin, tako da kolagen ima prirodne funkcije vlaženja, izbjeljivanja, protiv bora, pjega i drugih funkcija, može se široko koristiti u kozmetičkim proizvodima.Kemijski sastav i struktura kolagena čine ga temeljem ljepote.Kolagen ima sličnu strukturu kao kolagen ljudske kože.To je vlaknasti protein koji nije topiv u vodi i sadrži šećer.Njegove molekule su bogate velikim brojem aminokiselina i hidrofilnih skupina, te ima određenu površinsku aktivnost i dobru kompatibilnost.Pri relativnoj vlažnosti od 70% može zadržati 45% vlastite težine.Ispitivanja su pokazala da čista otopina od 0,01% kolagena može stvoriti sloj koji dobro zadržava vodu, pružajući svu vlagu koja je potrebna koži.
S godinama sintetska sposobnost fibroblasta opada.Ako koži nedostaje kolagena, kolagenska vlakna će se kosolidificirati, što će rezultirati smanjenjem međustaničnih mukoglikana.Koža će izgubiti mekoću, elastičnost i sjaj, što rezultira starenjem.Kada se koristi kao aktivna tvar u kozmetici, potonja se može proširiti na duboki sloj kože.Tirozin koji sadrži natječe se s tirozinom u koži i veže se na katalitički centar tirozinaze, čime se inhibira proizvodnja melanina, pojačava aktivnost kolagena u koži, održava vlažnost rožnatog sloja i cjelovitost strukture vlakana. , te poticanje metabolizma kožnog tkiva.Ima dobar hidratantni i hidratantni učinak na kožu.Početkom 1970-ih goveđi kolagen za injekcije prvi je put predstavljen u Sjedinjenim Državama za uklanjanje mrlja i bora i popravak ožiljaka.
Vrijeme objave: 4. siječnja 2023