- Anwendung medizinischer Materialien
- Die Anwendung von Tissue Engineering
- Anwendung von Verbrennungen
- Schönheitsanwendung
Kollagen ist eine Art weißes, undurchsichtiges, verzweigtes Faserprotein, das hauptsächlich in Haut, Knochen, Knorpel, Zähnen, Sehnen, Bändern und Blutgefäßen von Tieren vorkommt.Es ist ein äußerst wichtiges Strukturprotein des Bindegewebes und spielt eine Rolle bei der Unterstützung der Organe und dem Schutz des Körpers.In den letzten Jahren wurde mit der Entwicklung der Kollagenextraktionstechnologie und der eingehenden Erforschung ihrer Struktur und Eigenschaften die biologische Funktion von Kollagenhydrolysaten und Polypeptiden allmählich allgemein anerkannt.Die Erforschung und Anwendung von Kollagen hat sich zu einem Forschungsschwerpunkt in der Medizin, Lebensmittelindustrie, Kosmetik und anderen Branchen entwickelt.
Kollagen ist ein natürliches Protein des Körpers.Es hat eine große Affinität zu Proteinmolekülen auf der Hautoberfläche, eine schwache Antigenität, eine gute Biokompatibilität und Sicherheit beim biologischen Abbau.Es kann abgebaut und absorbiert werden und weist eine gute Haftung auf.Das chirurgische Nahtmaterial aus Kollagen hat nicht nur die gleiche hohe Festigkeit wie Naturseide, sondern auch die Saugfähigkeit.Bei der Anwendung zeichnet es sich durch eine hervorragende Thrombozytenaggregationsleistung, eine gute blutstillende Wirkung sowie eine gute Glätte und Elastizität aus.Die Nahtverbindung ist nicht locker, das Körpergewebe wird während der Operation nicht beschädigt und sie haftet gut an der Wunde.Unter normalen Umständen kann nur eine kurze Kompressionszeit eine zufriedenstellende hämostatische Wirkung erzielen.So kann Kollagen zu pulverförmigem, flachem und schwammigem Blutstillungsmittel verarbeitet werden.Gleichzeitig ist die Verwendung von synthetischen Materialien oder Kollagen in Plasmaersatzstoffen, künstlicher Haut, künstlichen Blutgefäßen, Knochenreparatur und künstlichen Knochen sowie immobilisierten Enzymträgern ein sehr umfangreicher Forschungs- und Anwendungsbereich.
Kollagen verfügt über eine Vielzahl reaktiver Gruppen an seiner molekularen Peptidkette, wie z. B. Hydroxyl-, Carboxyl- und Aminogruppen, die leicht absorbiert werden können und eine Vielzahl von Enzymen und Zellen binden, um eine Immobilisierung zu erreichen.Es zeichnet sich durch eine gute Affinität zu Enzymen und Zellen sowie eine starke Anpassungsfähigkeit aus.Darüber hinaus lässt sich Kollagen leicht verarbeiten und formen, so dass gereinigtes Kollagen in viele verschiedene Formen von Materialien umgewandelt werden kann, wie z. B. Membranen, Bänder, Folien, Schwämme, Perlen usw., am häufigsten wird jedoch über die Verwendung von Membranformen berichtet.Neben der biologischen Abbaubarkeit, Gewebeabsorbierbarkeit, Biokompatibilität und schwachen Antigenität werden Kollagenmembranen hauptsächlich in der Biomedizin eingesetzt.Es weist außerdem die folgenden Eigenschaften auf: starke Hydrophilie, hohe Zugfestigkeit, dermaähnliche Morphologie und Struktur sowie gute Wasser- und Luftdurchlässigkeit.Bioplastizität, bestimmt durch hohe Zugfestigkeit und geringe Duktilität;Mit vielen funktionellen Gruppen kann es entsprechend vernetzt werden, um seine biologische Abbaurate zu kontrollieren.Einstellbare Löslichkeit (Quellung);Es hat eine synergistische Wirkung, wenn es mit anderen bioaktiven Komponenten verwendet wird.Kann mit Medikamenten interagieren;Eine vernetzte oder enzymatische Behandlung determinierender Peptide kann die Antigenität verringern, Mikroorganismen isolieren, physiologische Aktivitäten wie Blutgerinnung und andere Vorteile haben.
Die klinischen Anwendungsformen sind wässrige Lösung, Gel, Granulat, Schwamm und Film.Ebenso können diese Formen zur langsamen Freisetzung von Arzneimitteln verwendet werden.Die langsam freisetzenden Anwendungen von Kollagenmedikamenten, die für den Markt zugelassen wurden und sich in der Entwicklung befinden, konzentrieren sich hauptsächlich auf die Behandlung von Infektionen und Glaukomen in der Augenheilkunde, die lokale Behandlung von Traumata und die Infektionskontrolle bei der Wundheilung, zervikale Dysplasie in der Gynäkologie und Lokalanästhesie in der Chirurgie , usw.
Kollagen ist in allen Geweben des menschlichen Körpers weit verbreitet und ein wichtiger Bestandteil aller Gewebe. Es bildet die extrazelluläre Matrix (ECM), ein natürliches Gewebegerüstmaterial.Aus Sicht der klinischen Anwendung wurde Kollagen zur Herstellung verschiedener Gerüste für die Gewebezüchtung verwendet, beispielsweise für Haut-, Knochengewebe-, Luftröhren- und Blutgefäßgerüste.Kollagen selbst lässt sich jedoch in zwei Kategorien einteilen, nämlich Gerüste aus reinem Kollagen und Verbundgerüste aus anderen Komponenten.Gerüste für die Gewebezüchtung aus reinem Kollagen haben die Vorteile einer guten Biokompatibilität, einer einfachen Verarbeitung und Plastizität und können die Zelladhäsion und -proliferation fördern, weisen aber auch Nachteile auf, wie z. B. schlechte mechanische Eigenschaften von Kollagen, schwierige Formbarkeit in Wasser und Unfähigkeit, die Geweberekonstruktion zu unterstützen .Zweitens produziert das neue Gewebe an der Reparaturstelle eine Vielzahl von Enzymen, die Kollagen hydrolysieren und zum Zerfall von Gerüsten führen, was durch Vernetzung oder Verbindung verbessert werden kann.Auf Kollagen basierende Biomaterialien werden erfolgreich in Tissue-Engineering-Produkten wie künstlicher Haut, künstlichem Knochen, Knorpeltransplantaten und Nervenkathetern eingesetzt.Knorpeldefekte wurden mit in Chondrozyten eingebetteten Kollagengelen repariert und es wurden Versuche unternommen, Epithel-, Endothel- und Hornhautzellen an Kollagenschwämmen zu befestigen, um sie an das Hornhautgewebe anzupassen.Andere kombinieren Stammzellen aus autogenen mesenchymalen Zellen mit Kollagengel, um Sehnen für die posttendinöse Reparatur herzustellen.
Ein durch Tissue-Engineering hergestellter künstlicher Klebstoff mit verzögerter Wirkstofffreisetzung für die Haut, bestehend aus Dermis und Epithel mit Kollagen als Matrix, wird häufig in Arzneimittelverabreichungssystemen mit Kollagen als Hauptkomponente verwendet, die wässrige Kollagenlösungen in verschiedene Formen von Arzneimittelverabreichungssystemen formen können.Beispiele hierfür sind Kollagenschutzmittel für die Augenheilkunde, Kollagenschwämme bei Verbrennungen oder Traumata, Partikel für die Proteinabgabe, Gelformen von Kollagen, regulatorische Materialien für die Arzneimittelabgabe durch die Haut und Nanopartikel für die Genübertragung.Darüber hinaus kann es auch als Substrat für das Tissue Engineering einschließlich Zellkultursystemen, Gerüstmaterial für künstliche Blutgefäße und Klappen usw. verwendet werden.
Autologe Hauttransplantationen gelten weltweit als Standard zur Behandlung von Verbrennungen zweiten und dritten Grades.Für Patienten mit schweren Verbrennungen ist jedoch der Mangel an geeigneten Hauttransplantaten zum größten Problem geworden.Einige Menschen haben biotechnologische Techniken eingesetzt, um Babyhautgewebe aus Babyhautzellen zu züchten.Verbrennungen heilen in unterschiedlichem Ausmaß innerhalb von 3 Wochen bis 18 Monaten ab und die neu gewachsene Haut zeigt wenig Hypertrophie und Widerstand.Andere verwendeten synthetische Poly-DL-Lactat-Glykolsäure (PLGA) und natürliches Kollagen, um dreidimensionale menschliche Hautfibroblasten zu züchten. Dies zeigte, dass: Zellen auf dem synthetischen Netz schneller wuchsen und fast gleichzeitig innen und außen wuchsen und die Zellen sich vermehrten und absonderten Die extrazelluläre Matrix war einheitlicher.Wenn die Fasern in den Rücken einer Hautratte eingeführt wurden, wuchs Hautgewebe nach zwei Wochen und Epithelgewebe nach vier Wochen.
Kollagen wird aus Tierhaut gewonnen. Die Haut enthält neben Kollagen auch Hyaluronsäure, Chondroitinsulfat und andere Proteoglykane. Sie enthalten eine große Anzahl polarer Gruppen, sind ein feuchtigkeitsspendender Faktor und verhindern die Umwandlung von Tyrosin in der Haut Melanin, also Kollagen hat natürliche feuchtigkeitsspendende, aufhellende, Anti-Falten-, Sommersprossen- und andere Funktionen und kann häufig in Schönheitsprodukten verwendet werden.Die chemische Zusammensetzung und Struktur von Kollagen machen es zur Grundlage der Schönheit.Kollagen hat eine ähnliche Struktur wie Kollagen der menschlichen Haut.Es ist ein nicht wasserlösliches, faseriges Protein, das Zucker enthält.Seine Moleküle sind reich an zahlreichen Aminosäuren und hydrophilen Gruppen und weisen eine gewisse Oberflächenaktivität und gute Verträglichkeit auf.Bei 70 % relativer Luftfeuchtigkeit kann es 45 % seines Eigengewichts behalten.Tests haben gezeigt, dass eine reine Lösung von 0,01 % Kollagen eine gute wasserspeichernde Schicht bilden kann und die Haut mit der gesamten Feuchtigkeit versorgt, die sie benötigt.
Mit zunehmendem Alter nimmt die Synthesefähigkeit von Fibroblasten ab.Wenn es der Haut an Kollagen mangelt, werden die Kollagenfasern mitverfestigt, was zu einer Verringerung der interzellulären Mukoglykane führt.Die Haut verliert ihre Weichheit, Elastizität und ihren Glanz, was zu Alterung führt.Bei der Verwendung als Wirkstoff in Kosmetika kann sich dieser bis in die tiefere Hautschicht ausbreiten.Das darin enthaltene Tyrosin konkurriert mit dem Tyrosin in der Haut und bindet sich an das katalytische Zentrum der Tyrosinase, wodurch die Produktion von Melanin gehemmt, die Aktivität von Kollagen in der Haut gesteigert, die Feuchtigkeit des Stratum Corneum und die Integrität der Faserstruktur aufrechterhalten werden und fördert den Stoffwechsel des Hautgewebes.Es hat eine gute feuchtigkeitsspendende und feuchtigkeitsspendende Wirkung auf die Haut.In den frühen 1970er Jahren wurde in den USA erstmals Rinderkollagen zur Injektion eingeführt, um Flecken und Falten zu entfernen und Narben zu reparieren.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 04.01.2023