- יישום חומרים רפואיים
- היישום של הנדסת רקמות
- יישום של כוויה
- יישום יופי
קולגן הוא מעין חלבון סיבי לבן, אטום וחסר ענפים, הקיים בעיקר בעור, עצם, סחוס, שיניים, גידים, רצועות וכלי דם של בעלי חיים.זהו חלבון מבני חשוב ביותר של רקמת חיבור, והוא ממלא תפקיד בתמיכה באיברים ובהגנה על הגוף.בשנים האחרונות, עם התפתחות טכנולוגיית מיצוי הקולגן ומחקר מעמיק על מבנהו ותכונותיו, התפקוד הביולוגי של קולגן הידרוליזטים ופוליפפטידים זוכה בהדרגה להכרה רחבה.המחקר והיישום של קולגן הפכו למוקד מחקר בתחום הרפואה, המזון, הקוסמטיקה ותעשיות אחרות.
קולגן הוא חלבון טבעי של הגוף.יש לו זיקה גדולה למולקולות חלבון על פני העור, אנטיגניות חלשה, תאימות ביולוגית טובה ובטיחות פירוק ביולוגי.זה יכול להתפרק ולהיספג, ויש לו הידבקות טובה.התפר הניתוחי העשוי מקולגן לא רק בעל חוזק גבוה כמו משי טבעי, אלא גם בעל יכולת ספיגה.בשימוש, יש לו ביצועי צבירה מצוינים של טסיות דם, אפקט המוסטטי טוב, חלקות וגמישות טובים.צומת התפר אינו רופף, רקמת הגוף אינה ניזוקה במהלך הפעולה, ויש לו הידבקות טובה לפצע.בנסיבות רגילות, רק זמן קצר של דחיסה יכול להשיג אפקט דימוי משביע רצון.אז קולגן יכול להפוך לאבקה, דימום שטוח וספוגי.יחד עם זאת, השימוש בחומרים סינתטיים או בקולגן בתחליפי פלזמה, עור מלאכותי, כלי דם מלאכותיים, תיקון עצם ונשאי עצם מלאכותיים ואנזים מקובעים הם מחקר ויישום נרחבים ביותר.
לקולגן יש מגוון קבוצות תגובתיות בשרשרת הפפטידים המולקולרית שלו, כמו קבוצות הידרוקסיל, קרבוקסיל ואמיניות, שקל לספוג ולקשר מגוון אנזימים ותאים כדי להשיג אימוביליזציה.יש לו את המאפיינים של זיקה טובה עם אנזימים ותאים ויכולת הסתגלות חזקה.בנוסף, קל לעיבוד ויצירת קולגן, כך שניתן להפוך קולגן מטוהר לצורות שונות של חומרים, כגון ממברנה, סרט, סדין, ספוג, חרוזים וכו', אך היישום של צורת הממברנה מדווח ביותר.בנוסף להתכלות ביולוגית, ספיגת רקמות, תאימות ביולוגית ואנטיגניות חלשה, קרום קולגן משמש בעיקר בביו-רפואה.כמו כן, יש לו את המאפיינים הבאים: הידרופיליות חזקה, חוזק מתיחה גבוה, מורפולוגיה ומבנה דמוי דרמה, וחדירות טובה למים ולאוויר.ביו-פלסטיות נקבעת על ידי חוזק מתיחה גבוה וגמישות נמוכה;עם קבוצות פונקציונליות רבות, ניתן לצלב אותו כראוי כדי לשלוט בקצב הפירוק הביולוגי שלו.מסיסות מתכווננת (נפיחות);יש לו אפקט סינרגטי בשימוש עם רכיבים ביו-אקטיביים אחרים.יכול לקיים אינטראקציה עם תרופות;טיפול צולב או אנזימטי בפפטידים קובעים יכול להפחית אנטיגניות, יכול לבודד מיקרואורגניזמים, בעל פעילויות פיזיולוגיות, כגון קרישת דם ויתרונות אחרים.
צורות היישום הקליניות הן תמיסה מימית, ג'ל, גרגיר, ספוג וסרט.באופן דומה, ניתן להשתמש בצורות אלה לשחרור איטי של תרופות.יישומי השחרור האיטי של תרופות הקולגן שאושרו לשוק ונמצאות בפיתוח מתמקדים בעיקר בטיפול נגד זיהומים וגלאוקומה ברפואת עיניים, טיפול מקומי בטראומה ובקרת זיהומים בתיקון פצעים, דיספלזיה צווארית בגינקולוגיה ובהרדמה מקומית בכירורגיה. , וכו.
בתפוצה רחבה בכל רקמות הגוף האנושי, קולגן הוא מרכיב חשוב בכל הרקמות ומהווה את המטריצה החוץ-תאית (ECM), שהיא חומר פיגום רקמות טבעי.מנקודת המבט של יישום קליני, נעשה שימוש בקולגן לייצור מגוון פיגומים להנדסת רקמות, כגון עור, רקמת עצם, פיגומי קנה הנשימה וכלי דם.עם זאת, ניתן לחלק את הקולגן עצמו לשתי קטגוריות, כלומר פיגומים העשויים מקולגן טהור ופיגומים מרוכבים העשויים ממרכיבים אחרים.לפיגומים טהורים להנדסת רקמות קולגן יש את היתרונות של תאימות ביולוגית טובה, עיבוד קל, פלסטיות, ויכולים לקדם הידבקות והתפשטות תאים, אך ישנם גם ליקויים כגון תכונות מכניות לקויות של קולגן, קשה לעצב במים ואי יכולת לתמוך בשחזור רקמות .שנית, הרקמה החדשה באתר התיקון תייצר מגוון אנזימים, שיבצעו הידרוליזה של קולגן ויובילו להתפוררות של פיגומים, אותם ניתן לשפר באמצעות חיבור צולב או תרכובת.חומרים ביו המבוססים על קולגן שימשו בהצלחה במוצרים להנדסת רקמות כגון עור מלאכותי, עצם מלאכותית, השתלות סחוס וצנתורי עצבים.פגמי סחוס תוקנו באמצעות ג'לי קולגן המוטבעים בכונדרוציטים ונעשו ניסיונות לחבר תאי אפיתל, אנדותל וקרנית לספוגי קולגן כדי להתאים לרקמת הקרנית.אחרים משלבים תאי גזע מתאי מזונכימליים אוטוגניים עם קולגן ג'ל כדי ליצור גידים לתיקון לאחר גיד.
דבק לשחרור ממושך של תרופה לעור מלאכותי שהונדס רקמות המורכב מדרמיס ואפיתל עם קולגן כמטריקס נמצא בשימוש נרחב במערכות אספקת תרופות עם קולגן כמרכיב העיקרי, שיכול לעצב תמיסת קולגן מימית לצורות שונות של מערכות אספקת תרופות.דוגמאות כוללות מגיני קולגן לרפואת עיניים, ספוגי קולגן לכוויות או טראומה, חלקיקים להעברת חלבון, צורות ג'ל של קולגן, חומרים מווסתים להעברת תרופות דרך העור, וננו-חלקיקים להעברת גנים.בנוסף, הוא יכול לשמש גם כמצע להנדסת רקמות כולל מערכת תרבית תאים, חומר פיגום לכלי דם ושסתומים מלאכותיים וכו'.
השתלות עור אוטולוגיות היו הסטנדרט העולמי לטיפול בכוויות מדרגה שנייה ושלישית.עם זאת, עבור חולים עם כוויות קשות, המחסור בהשתלות עור מתאימות הפך לבעיה החמורה ביותר.יש אנשים שהשתמשו בטכניקות ביו-הנדסה כדי לגדל רקמת עור של תינוק מתאי עור של תינוק.כוויות נרפאות בדרגות שונות תוך 3 שבועות עד 18 חודשים, והעור שזה עתה גדל מציג מעט היפרטרופיה ועמידות.אחרים השתמשו בחומצה סינתטית פולי-DL-לקטט-גליקולית (PLGA) וקולגן טבעי לגידול פיברובלסטים תלת מימדיים של עור אנושי, והראו כי: תאים גדלו מהר יותר על הרשת הסינתטית וגדלו כמעט בו זמנית מבפנים ומבחוץ, והתאים המתרבים ומופרשים המטריצות החוץ-תאית היו אחידות יותר.כאשר הסיבים הוכנסו לחלק האחורי של חולדה עורית, רקמת העור גדלה לאחר שבועיים ורקמת האפיתל גדלה לאחר 4 שבועות.
קולגן מופק מעור בעלי חיים, העור בנוסף לקולגן מכיל גם חומצה היאלורונית, כונדרויטין סולפט ופרוטאוגליקנים נוספים, הם מכילים מספר רב של קבוצות קוטביות, מהווים גורם לחות, ומונעים מהטירוזין בעור להפוך ל מלנין, כך שלקולגן יש פונקציות לחות טבעיות, הלבנה, אנטי קמטים, נמש ועוד פונקציות, ניתן לשימוש נרחב במוצרי יופי.ההרכב והמבנה הכימי של הקולגן הופכים אותו לבסיס היופי.לקולגן מבנה דומה לקולגן בעור אנושי.זהו חלבון סיבי שאינו מסיס במים המכיל סוכר.המולקולות שלו עשירות במספר רב של חומצות אמינו וקבוצות הידרופיליות, ויש לה פעילות שטח מסוימת ותאימות טובה.בלחות יחסית של 70%, הוא יכול לשמור על 45% ממשקלו.בדיקות הראו שתמיסה טהורה של 0.01% קולגן יכולה ליצור שכבה טובה אוצרת מים, המספקת את כל הלחות לה זקוק העור.
עם העלייה בגיל, יורדת היכולת הסינתטית של הפיברובלסט.אם בעור חסר קולגן, סיבי הקולגן יתמצקו יחד, וכתוצאה מכך הפחתת המוקוגליקנים הבין-תאיים.העור יאבד את הרכות, הגמישות והברק שלו, וכתוצאה מכך להזדקן.כאשר הוא משמש כחומר פעיל בקוסמטיקה, האחרון יכול להתפשט לשכבה העמוקה של העור.הטירוזין שהוא מכיל מתחרה עם הטירוזין בעור ונקשר למרכז הקטליטי של טירוזינאז ובכך מעכב את ייצור המלנין, מגביר את פעילות הקולגן בעור, שומר על הלחות של השכבה הקרנית ושלמות מבנה הסיבים. , וקידום חילוף החומרים של רקמת העור.יש לו אפקט לחות ולחות טוב על העור.בתחילת שנות ה-70, קולגן בקר להזרקה הוצג לראשונה בארצות הברית כדי להסיר כתמים וקמטים ולתקן צלקות.
זמן פרסום: ינואר-04-2023