膠原蛋白的各種應(yīng)用
生物醫(yī)學(xué)材料
膠原蛋白是肌體自然蛋白，對皮膚表面的蛋白質(zhì)分子具有較大的親和力、較弱的抗原性、良好的生物相容性和生物降解安全性，可降解吸收，粘著力好。由膠原制成的手術(shù)縫合線既有與天然絲一樣的高強度，又有可吸收性，在使用時既有優(yōu)良的血小板凝聚性能，止血效果好，又有較好的平滑性和彈性，縫合結(jié)頭不易松散，操作過程中不易損傷機體組織，對創(chuàng)面有很好的黏附性，一般情況下只需較短時間的壓迫就可達(dá)到滿意的止血效果。所以膠原蛋白可以制成粉狀、扁狀及海綿狀的止血劑。同時用合成材料或膠原蛋白在血漿代用品、人造皮膚、人工血管、骨的修復(fù)和人工骨和固定化酶的載體等方面的研究和應(yīng)用方面都十分的廣泛。
膠原蛋白分子肽鏈上具有多種反應(yīng)基團，如羥基、羧基和氨基等，易于吸收和結(jié)合多種酶和細(xì)胞，實現(xiàn)固定化，它具有與酶和細(xì)胞親合性好、適應(yīng)性強的特點。另外，膠原易加工成型，故純化的膠原蛋白可制成許多不同形式的材料，如膜，帶，薄片，海綿，珠體等，但以膜形式應(yīng)用的報道多。膠原制備膜用于生物醫(yī)學(xué)，除具有生物可降解性、組織可吸收性、生物相容性、弱抗原性外，還主要有：親水性強，抗張強度高，具有類似真皮的形態(tài)結(jié)構(gòu)，透水透氣性好;高抗張強度和低延展性決定的生物塑性;官能團多，可進(jìn)行適度交聯(lián)改性，從而可控制其生物降解速度;可調(diào)節(jié)溶解(溶脹)性;與其它生物活性組分一起使用，具有協(xié)同效應(yīng);可與藥物相互作用;交聯(lián)或酶處理去端肽可使抗原性降低，可隔離微生物，有生理活性，如有血凝作用等優(yōu)點。
同時也存在以下缺點：膠原的分離純化及加工處理復(fù)雜，分離的膠原交聯(lián)密度、纖維大小等具有多樣性。酶解膠原速度多變，條件難于控制;且純膠原干燥后質(zhì)地脆，成膜能力并不強，其膜延展性低，易干裂，抗水性差，遇水易溶脹，在體內(nèi)易降解，潮濕環(huán)境中易受細(xì)菌侵蝕而變質(zhì)，此外還可能導(dǎo)致一些副反應(yīng)，如組織鈣化等。故實際應(yīng)用中，常常通過一定方法將膠原蛋白改性，通過改性避免膠原蛋白制備材料的缺點，提高膠原的拉伸強度及抗降解能力，降低膨脹率，改善膠原的力學(xué)性能與抗水性。
臨床應(yīng)用形式有水溶液、凝膠、顆粒劑、海綿和薄膜等。同樣這些形狀都可用于藥物緩釋，已獲準(zhǔn)上市和正在研發(fā)的膠原蛋白藥物緩釋應(yīng)用大都集中在眼科中抗感染和青光眼治療，創(chuàng)傷中的局部治療及傷口修復(fù)的控制感染，婦科的宮頸發(fā)育異常和外科的局部麻醉等。
組織工程
由于膠原蛋白廣布于人體各組織中，系各組織中的重要成分并構(gòu)成組織細(xì)胞外基質(zhì)(Extracelluarmatrix，ECM)，其性質(zhì)是一種天然的組織支架材料。從臨床應(yīng)用的角度，人們用膠原蛋白制成各種各樣的組織工程支膠原基組織工程皮膚[156]架，如皮膚、骨組織、氣管和血管支架等。然而以膠原本身而言就有兩大類，即純膠原制備的支架和與其它成分復(fù)合而成的復(fù)合物支架。純膠原蛋白組織工程支架具有生物相容性好、易加工、可塑性并能促進(jìn)細(xì)胞黏附、增殖等優(yōu)點，但也有膠原蛋白的力學(xué)性能差，在含水時難以塑形，無法支撐組織重建等不足。
