- Ứng dụng vật liệu y tế
- Ứng dụng của kỹ thuật mô
- Ứng dụng đốt
- Ứng dụng làm đẹp
Collagen là một loại protein dạng sợi màu trắng đục, không phân nhánh, tồn tại chủ yếu ở da, xương, sụn, răng, gân, dây chằng và mạch máu của động vật.Nó là một loại protein cấu trúc cực kỳ quan trọng của mô liên kết, có vai trò hỗ trợ các cơ quan và bảo vệ cơ thể.Trong những năm gần đây, với sự phát triển của công nghệ chiết xuất collagen và nghiên cứu chuyên sâu về cấu trúc và tính chất của nó, chức năng sinh học của collagen thủy phân và polypeptide dần dần được công nhận rộng rãi.Việc nghiên cứu và ứng dụng collagen đã trở thành một điểm nóng nghiên cứu trong y học, thực phẩm, mỹ phẩm và các ngành công nghiệp khác.
Collagen là một loại protein tự nhiên của cơ thể.Nó có ái lực lớn với các phân tử protein trên bề mặt da, tính kháng nguyên yếu, khả năng tương thích sinh học tốt và an toàn phân hủy sinh học.Nó có thể bị phân hủy và hấp thụ, có độ bám dính tốt.Chỉ khâu phẫu thuật làm từ collagen không chỉ có độ bền cao như lụa tự nhiên mà còn có khả năng thấm hút.Khi sử dụng, nó có hiệu suất kết tập tiểu cầu tuyệt vời, tác dụng cầm máu tốt, độ mịn và độ đàn hồi tốt.Mối nối khâu không bị lỏng, mô cơ thể không bị tổn thương trong quá trình phẫu thuật và có độ bám dính tốt với vết thương.Trong trường hợp bình thường, chỉ cần nén trong thời gian ngắn là có thể đạt được hiệu quả cầm máu vừa ý.Vì vậy collagen có thể được làm thành dạng bột, có tác dụng cầm máu phẳng và xốp.Đồng thời, việc sử dụng vật liệu tổng hợp hoặc collagen trong chất thay thế huyết tương, da nhân tạo, mạch máu nhân tạo, sửa chữa xương và xương nhân tạo và chất mang enzyme cố định được nghiên cứu và ứng dụng rất sâu rộng.
Collagen có nhiều nhóm phản ứng khác nhau trên chuỗi peptide phân tử của nó, chẳng hạn như nhóm hydroxyl, carboxyl và amino, dễ hấp thụ và liên kết với nhiều loại enzyme và tế bào để đạt được sự cố định.Nó có đặc điểm là có ái lực tốt với enzyme và tế bào và khả năng thích ứng mạnh.Ngoài ra, collagen rất dễ chế biến và hình thành nên collagen tinh khiết có thể được chế tạo thành nhiều dạng vật liệu khác nhau như màng, băng, tấm, bọt biển, hạt, v.v., nhưng việc ứng dụng dạng màng được báo cáo nhiều nhất.Ngoài khả năng phân hủy sinh học, khả năng hấp thụ mô, khả năng tương thích sinh học và tính kháng nguyên yếu, màng collagen chủ yếu được sử dụng trong y sinh.Nó cũng có các đặc điểm sau: tính ưa nước mạnh, độ bền kéo cao, hình thái và cấu trúc giống như da, và khả năng thấm nước và không khí tốt.Độ dẻo sinh học được xác định bởi độ bền kéo cao và độ dẻo thấp;Với nhiều nhóm chức, nó có thể được liên kết ngang một cách thích hợp để kiểm soát tốc độ phân hủy sinh học.Độ hòa tan có thể điều chỉnh (sưng);Nó có tác dụng hiệp đồng khi sử dụng với các thành phần hoạt tính sinh học khác.Có thể tương tác với thuốc;Xử lý liên kết ngang hoặc enzyme để xác định peptide có thể làm giảm tính kháng nguyên, có thể phân lập vi sinh vật, có các hoạt động sinh lý, chẳng hạn như đông máu và các lợi ích khác.
Các dạng ứng dụng lâm sàng là dung dịch nước, gel, hạt, bọt biển và màng.Tương tự, những hình dạng này có thể được sử dụng để giải phóng thuốc chậm.Các ứng dụng giải phóng chậm của thuốc collagen đã được phê duyệt đưa ra thị trường và đang được phát triển chủ yếu tập trung vào điều trị chống nhiễm trùng và tăng nhãn áp trong nhãn khoa, điều trị tại chỗ trong chấn thương và kiểm soát nhiễm trùng trong sửa chữa vết thương, loạn sản cổ tử cung trong phụ khoa và gây tê cục bộ trong phẫu thuật , vân vân.
Phân bố rộng rãi trong tất cả các mô của cơ thể con người, collagen là thành phần quan trọng trong tất cả các mô và tạo thành ma trận ngoại bào (ECM), là vật liệu khung mô tự nhiên.Từ góc độ ứng dụng lâm sàng, collagen đã được sử dụng để tạo ra nhiều loại giàn giáo kỹ thuật mô, chẳng hạn như da, mô xương, khí quản và giàn giáo mạch máu.Tuy nhiên, bản thân collagen có thể được chia thành hai loại, đó là giàn giáo làm từ collagen nguyên chất và giàn giáo tổng hợp được làm từ các thành phần khác.Giàn giáo kỹ thuật mô collagen nguyên chất có ưu điểm là tương thích sinh học tốt, dễ xử lý, dẻo và có thể thúc đẩy sự kết dính và tăng sinh tế bào, nhưng cũng có những thiếu sót như tính chất cơ học của collagen kém, khó định hình trong nước và không thể hỗ trợ tái tạo mô .Thứ hai, mô mới tại vị trí sửa chữa sẽ sản sinh ra nhiều loại enzyme thủy phân collagen và dẫn đến sự phân hủy của giàn giáo, có thể được cải thiện bằng liên kết ngang hoặc hợp chất.Vật liệu sinh học dựa trên collagen đã được sử dụng thành công trong các sản phẩm kỹ thuật mô như da nhân tạo, xương nhân tạo, ghép sụn và ống thông thần kinh.Khiếm khuyết sụn đã được sửa chữa bằng cách sử dụng gel collagen nhúng trong tế bào sụn và đã cố gắng gắn các tế bào biểu mô, nội mô và giác mạc vào bọt biển collagen để phù hợp với mô giác mạc.Những người khác kết hợp tế bào gốc từ tế bào trung mô tự sinh với gel collagen để tạo gân phục vụ cho việc sửa chữa sau gân.
Một chất kết dính giải phóng kéo dài thuốc da nhân tạo được chế tạo bằng mô bao gồm lớp hạ bì và biểu mô với collagen làm chất nền được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống phân phối thuốc với collagen là thành phần chính, có thể định hình dung dịch nước collagen thành nhiều dạng hệ thống phân phối thuốc khác nhau.Ví dụ bao gồm chất bảo vệ collagen dùng cho nhãn khoa, miếng bọt biển collagen dùng cho vết bỏng hoặc chấn thương, các hạt phân phối protein, dạng gel của collagen, vật liệu điều tiết để phân phối thuốc qua da và các hạt nano để truyền gen.Ngoài ra, nó còn có thể được sử dụng làm chất nền cho kỹ thuật mô bao gồm hệ thống nuôi cấy tế bào, vật liệu khung cho mạch máu và van nhân tạo, v.v.
Ghép da tự thân đã trở thành tiêu chuẩn toàn cầu để điều trị bỏng độ hai và độ ba.Tuy nhiên, đối với những bệnh nhân bị bỏng nặng, việc thiếu mảnh ghép da phù hợp đã trở thành vấn đề nghiêm trọng nhất.Một số người đã sử dụng kỹ thuật công nghệ sinh học để phát triển mô da trẻ em từ tế bào da trẻ em.Các vết bỏng sẽ lành ở các mức độ khác nhau trong vòng 3 tuần đến 18 tháng và lớp da mới phát triển ít bị phì đại và ít có khả năng đề kháng.Những người khác đã sử dụng axit poly-DL-lactate-glycolic tổng hợp (PLGA) và collagen tự nhiên để phát triển các nguyên bào sợi da người ba chiều, cho thấy: Các tế bào phát triển nhanh hơn trên lưới tổng hợp và phát triển gần như đồng thời bên trong và bên ngoài, còn các tế bào tăng sinh và tiết ra ma trận ngoại bào đồng đều hơn.Khi các sợi được đưa vào lưng của chuột thí nghiệm, mô da phát triển sau 2 tuần và mô biểu mô phát triển sau 4 tuần.
Collagen được chiết xuất từ da động vật, da ngoài collagen còn chứa axit hyaluronic, chondroitin sulfate và proteoglycan khác, chúng chứa lượng lớn các nhóm cực, là yếu tố giữ ẩm, có tác dụng ngăn ngừa tyrosine trong da chuyển hóa thành melanin, vì vậy collagen có tác dụng dưỡng ẩm, làm trắng, chống nhăn, tàn nhang và các chức năng khác tự nhiên, có thể được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm làm đẹp.Thành phần hóa học và cấu trúc của Collagen làm cho nó trở thành nền tảng của sắc đẹp.Collagen có cấu trúc tương tự như collagen da người.Nó là một loại protein dạng sợi không tan trong nước có chứa đường.Các phân tử của nó rất giàu axit amin và nhóm ưa nước, có hoạt động bề mặt nhất định và khả năng tương thích tốt.Ở độ ẩm tương đối 70%, nó có thể giữ lại 45% trọng lượng của chính nó.Các thử nghiệm đã chỉ ra rằng dung dịch collagen nguyên chất 0,01% có thể tạo thành lớp giữ nước tốt, cung cấp đủ độ ẩm mà da cần.
Khi tuổi càng tăng, khả năng tổng hợp của nguyên bào sợi giảm.Nếu da thiếu collagen, các sợi collagen sẽ bị đông cứng lại dẫn đến giảm mucoglycan nội bào.Da sẽ mất đi sự mềm mại, đàn hồi và độ bóng, dẫn đến lão hóa.Khi nó được sử dụng như một hoạt chất trong mỹ phẩm, chất này có thể lan đến lớp sâu của da.Tyrosine chứa trong nó cạnh tranh với tyrosine trong da và liên kết với trung tâm xúc tác của tyrosinase, do đó ức chế sản xuất melanin, tăng cường hoạt động của collagen trong da, duy trì độ ẩm của lớp sừng và tính toàn vẹn của cấu trúc sợi , và thúc đẩy quá trình trao đổi chất của mô da.Nó có tác dụng dưỡng ẩm và giữ ẩm tốt cho da.Vào đầu những năm 1970, collagen bò dùng để tiêm lần đầu tiên được giới thiệu ở Hoa Kỳ để loại bỏ các đốm, nếp nhăn và phục hồi sẹo.
Thời gian đăng: Jan-04-2023