(1) Биомедицински материали
Колагенът е естествен протеин на тялото. Има голям афинитет, слаба антигенност, добра биосъвместимост и безопасност при биоразграждане за протеинови молекули на повърхността на кожата. Може да се абсорбира и има добра адхезия. Хирургическите конци, изработени от колаген, имат същата висока здравина като естествената коприна и абсорбируемост. Те имат отлична агрегация на тромбоцитите, добър хемостатичен ефект и добра гладкост и еластичност по време на употреба. Възелът не се разхлабва лесно и не е лесно да се повреди телесната тъкан по време на операцията. И така, колагенът може да се превърне в прахообразни, плоски и гъбести хемостатични средства. В същото време изследванията и приложението на синтетични материали или колаген в плазмени заместители, изкуствена кожа, изкуствени кръвоносни съдове, възстановяване на кости, изкуствена кост и имобилизирани ензимни носители са много обширни.
Пептидната верига на колагеновата молекула има различни реактивни групи, като хидроксилни, карбоксилни и амино групи, които са лесни за абсорбиране и комбиниране с различни ензими и клетки за постигане на обездвижване. Има добър афинитет към ензимите и клетките и е адаптивен. Характеристика. В допълнение, колагенът е лесен за обработка и формиране, така че пречистеният колаген може да бъде направен в много различни форми на материали, като мембрани, ленти, листове, гъби, мъниста и т.н., но най-често се съобщава за приложението под формата на мембрана. В допълнение към биоразградимостта, тъканната абсорбируемост, биосъвместимостта и слабата антигенност, колагеновите мембрани се използват в биомедицината и включват главно: силна хидрофилност, висока якост на опън и морфологична структура, подобна на дермата, добра водопропускливост и въздушна пропускливост; биопластичност, определена от висока якост на опън и ниска пластичност; много функционални групи, може да се извърши умерена омрежваща модификация, така че степента на биоразграждане да може да се контролира; разтворимостта (набъбването) може да се регулира; Когато се използват заедно, компонентите имат синергичен ефект; те могат да взаимодействат с лекарства; кръстосано свързване или ензимно третиране на ателопептиди може да намали антигенността, да изолира микроорганизми и да има предимствата на физиологичната активност, като хемаглутинация. В същото време той има и следните недостатъци: отделянето, пречистването и обработката на колаген са сложни, а плътността на омрежване и размерът на влакната на отделения колаген са различни. Скоростта на ензимната хидролиза на колагена е променлива и условията са трудни за контролиране; а чистият колаген е крехък след изсушаване и способността му за образуване на филм не е силна. Околната среда е податлива на бактериална ерозия и влошаване и може също да доведе до някои странични ефекти, като калцификация на тъканите. Следователно, в практическите приложения, колагенът често се модифицира по определен метод, за да се избегнат недостатъците на материалите за приготвяне на колаген, да се подобри якостта на опън и способността против разграждане на колагена, да се намали скоростта на разширяване и да се подобрят механичните свойства и водоустойчивостта на колагена .
Формите за клинично приложение включват водни разтвори, гелове, гранули, гъби и филми. Тези форми могат да се използват и за продължително освобождаване на лекарства. Повечето от приложенията на колагеновото лекарство с продължително освобождаване, които са одобрени за пазара и са в процес на разработка, са концентрирани най-вече в офталмологията, лечението на инфекции и глаукома, локално лечение на рани и контрол на инфекциите при възстановяване на рани и развитие на шийката на матката в гинекологията. Анормална и хирургична локална анестезия и др.
(2) Човешка тъкан
Тъй като колагенът е широко разпространен в различни тъкани на човешкото тяло, той е важен компонент в различни тъкани и съставлява извънклетъчната матрица (ExtracelluaMatrix, ECM), а неговата природа е естествен материал за тъканно скеле. От гледна точка на клинично приложение, хората използват колаген, за да направят различни скелета за тъканно инженерство, като скелета за кожа, костна тъкан, трахея и кръвоносни съдове. Въпреки това, по отношение на самия колаген, има две категории, а именно скелета, приготвени от чист колаген и композитни скелета, комбинирани с други компоненти. Скелетата за тъканно инженерство от чист колаген имат предимствата на добра биосъвместимост, лесна обработка, пластичност и могат да насърчат клетъчната адхезия и пролиферация. Второ, новата тъкан на мястото на възстановяване ще произведе различни ензими за хидролизиране на колагена, което води до разпадане на скелето, което може да бъде подобрено и подобрено чрез омрежване или смесване. Биоматериалите на базата на колаген се използват успешно в продукти на тъканното инженерство като изкуствена кожа, изкуствена кост, хрущялни присадки и нервни канали. Колагенови гелове, вградени с хондроцити, са били използвани за възстановяване на хрущялни дефекти и са правени опити за използване на епителни, ендотелни и роговични клетки, прикрепени към колагенови гъби, за да поемат роговичната тъкан. Други имат смесени стеблови клетки в автоложни мезенхимни клетки и колагенови гелове, за да направят сухожилия за възстановяване след сухожилие.
Тъканно конструираният гел с бавно освобождаване на лекарства за изкуствена кожа, съставен от колаген като матрица като дерма, допълнена от епителни компоненти, се използва широко в системи за доставяне на лекарства с колаген като основен компонент, а водният разтвор на колаген може да бъде оформен в различни форми на системи за доставяне на лекарства. Например, колагенови протектори за офталмологията, колагенови гъби за изгаряния или рани, микрочастици за доставяне на протеини, гел форма на колаген, регулаторни материали за трансдермално приложение и наночастици за доставяне на гени и т.н. Освен това може да се използва и като матрица за тъканно инженерство, включително системи за клетъчни култури, изкуствени кръвоносни съдове и клапни скелета.
(3) Кожа
Автоложната кожна трансплантация винаги е била световен стандартен метод за лечение на изгаряния от втора и трета степен. За тежко изгорените пациенти обаче липсата на подходяща трансплантируема кожа се превърна в най-сериозния проблем. Някои хора използват технология за биоинженерство, за да отглеждат бебета от клетки на бебешка кожа. Кожна тъкан, тази колагенова тъкан лекува изгаряния с различна степен от 3 седмици до 18 месеца без автотрансплантация, а новоизрасналата кожа показва малка хипертрофия и устойчивост. Триизмерни фибробласти на човешка кожа също са били култивирани със синтетична поли-DL-млечна-гликолова киселина (PLGA) и естествен колаген и резултатите показват, че клетките растат по-бързо върху синтетичната мрежа и растат почти едновременно отвътре и отвън, пролиферирайки клетките и секретираната извънклетъчна матрица бяха по-равномерни и влакната бяха имплантирани в безкожни гърбове на плъхове и дермалната тъкан нарасна след 2 седмици, а епителната тъкан нарасна след 4 седмици.
