(1) Matériaux biomédicaux
Le collagène est une protéine naturelle du corps. Il a une grande affinité, une faible antigénicité, une bonne biocompatibilité et une sécurité de biodégradation pour les molécules de protéines à la surface de la peau. Il peut être absorbé et a une bonne adhérence. Les sutures chirurgicales en collagène ont la même résistance élevée que la soie naturelle et la même capacité d'absorption. Ils ont d'excellentes performances d'agrégation plaquettaire, un bon effet hémostatique et une bonne douceur et élasticité pendant l'utilisation. Le nœud n'est pas facile à desserrer et il n'est pas facile d'endommager les tissus corporels pendant l'opération. Ainsi, le collagène peut être transformé en agents hémostatiques en poudre, plats et spongieux. Dans le même temps, la recherche et l'application de matériaux synthétiques ou de collagène dans les substituts de plasma, la peau artificielle, les vaisseaux sanguins artificiels, la réparation osseuse, l'os artificiel et les porteurs d'enzymes immobilisés sont très étendues.
La chaîne peptidique de la molécule de collagène possède divers groupes réactifs, tels que les groupes hydroxyle, carboxyle et amino, qui sont faciles à absorber et à combiner avec une variété d'enzymes et de cellules pour obtenir une immobilisation. Il a une bonne affinité avec les enzymes et les cellules et est adaptable. Fonctionnalités. De plus, le collagène est facile à traiter et à former, de sorte que le collagène purifié peut être transformé en de nombreuses formes différentes de matériaux, tels que des membranes, des rubans, des feuilles, des éponges, des perles, etc., mais l'application sous forme de membrane est la plus rapportée. En plus de la biodégradabilité, de l'absorbabilité tissulaire, de la biocompatibilité et de la faible antigénicité, les membranes de collagène sont utilisées en biomédecine et comprennent principalement : une forte hydrophilie, une résistance à la traction élevée et une structure morphologique similaire au derme, une bonne perméabilité à l'eau et à l'air ; bioplasticité déterminée par une résistance à la traction élevée et une faible ductilité ; de nombreux groupes fonctionnels, une modification de réticulation modérée peut être effectuée, de sorte que son taux de biodégradation peut être contrôlé; la solubilité (gonflement) peut être ajustée ; Lorsqu'ils sont utilisés ensemble, les composants ont un effet synergique ; ils peuvent interagir avec des médicaments; la réticulation ou le traitement enzymatique des atélopeptides peut réduire l'antigénicité, isoler les micro-organismes et présenter les avantages de l'activité physiologique, telle que l'hémagglutination. En même temps, il présente également les inconvénients suivants : la séparation, la purification et le traitement du collagène sont compliqués, et la densité de réticulation et la taille des fibres du collagène séparé sont diverses. La vitesse d'hydrolyse enzymatique du collagène est variable, et les conditions sont difficiles à contrôler ; et le collagène pur est cassant après séchage, et sa capacité filmogène n'est pas forte. L'environnement est sensible à l'érosion et à la détérioration bactériennes et peut également entraîner certains effets secondaires, tels que la calcification des tissus. Par conséquent, dans les applications pratiques, le collagène est souvent modifié par une certaine méthode pour éviter les défauts des matériaux de préparation du collagène, améliorer la résistance à la traction et la capacité anti-dégradation du collagène, réduire le taux d'expansion et améliorer les propriétés mécaniques et la résistance à l'eau du collagène. .
Les formes d'application clinique comprennent les solutions aqueuses, les gels, les granulés, les éponges et les films. Ces formes peuvent également être utilisées pour la libération prolongée de médicaments. La plupart des applications à libération prolongée de médicaments à base de collagène qui ont été approuvées pour le marché et sont en cours de développement sont principalement concentrées dans l'ophtalmologie, le traitement anti-infectieux et du glaucome, le traitement topique des plaies et le contrôle des infections dans la réparation des plaies, et le développement cervical en gynécologie. Anesthésie locale anormale et chirurgicale, etc.
(2) Tissu humain
Parce que le collagène est largement distribué dans divers tissus du corps humain, il est un composant important dans divers tissus et constitue la matrice extracellulaire (ExtracelluaMatrix, ECM), et sa nature est un matériau d'échafaudage tissulaire naturel. Du point de vue de l'application clinique, les gens utilisent le collagène pour fabriquer une variété d'échafaudages d'ingénierie tissulaire, tels que des échafaudages de peau, de tissu osseux, de trachée et de vaisseaux sanguins. Cependant, en termes de collagène lui-même, il existe deux catégories, à savoir les échafaudages préparés à partir de collagène pur et les échafaudages composites composés d'autres composants. Les échafaudages d'ingénierie tissulaire en collagène pur présentent les avantages d'une bonne biocompatibilité, d'un traitement facile, de la plasticité et peuvent favoriser l'adhésion et la prolifération cellulaires. Deuxièmement, le nouveau tissu sur le site de réparation produira une variété d'enzymes pour hydrolyser le collagène, conduisant à la désintégration de l'échafaudage, qui peut être amélioré et amélioré par réticulation ou composition. Les biomatériaux à base de collagène ont été utilisés avec succès dans des produits d'ingénierie tissulaire tels que la peau artificielle, l'os artificiel, les greffes de cartilage et les conduits nerveux. Des gels de collagène incrustés de chondrocytes ont été utilisés pour réparer les défauts du cartilage et des tentatives ont été faites pour utiliser des cellules épithéliales, endothéliales et cornéennes attachées à des éponges de collagène pour accueillir le tissu cornéen. D'autres ont mélangé des cellules souches dans des cellules mésenchymateuses autologues et des gels de collagène pour fabriquer des tendons pour la réparation post-tendineuse.
Le gel à libération lente de médicament pour la peau artificielle issu de l'ingénierie tissulaire composé de collagène comme matrice en tant que derme complété par les composants épithéliaux est largement utilisé dans les systèmes d'administration de médicaments avec du collagène comme composant principal, et la solution aqueuse de collagène peut être façonnée en diverses formes des systèmes de distribution de médicaments. Par exemple, les protecteurs de collagène pour l'ophtalmologie, les éponges de collagène pour les brûlures ou les plaies, les microparticules pour l'administration de protéines, la forme de gel de collagène, les matériaux régulateurs pour l'administration transdermique et les nanoparticules pour l'administration de gènes, etc. En outre, il peut également être utilisé comme matrice. pour l'ingénierie tissulaire, y compris les systèmes de culture cellulaire, les vaisseaux sanguins artificiels et les échafaudages valvulaires.
(3) Peau
La greffe de peau autologue a toujours été la méthode standard mondiale pour le traitement des brûlures au deuxième et au troisième degré. Cependant, pour les patients gravement brûlés, le manque de peau transplantable adaptée est devenu le problème le plus sérieux. Certaines personnes utilisent la technologie de la bio-ingénierie pour faire pousser des bébés à partir de cellules de peau de bébé. Tissu cutané, ce tissu de collagène guérit les brûlures à des degrés divers de 3 semaines à 18 mois sans autogreffe, et la peau nouvellement développée montre peu d'hypertrophie et de résistance. Des fibroblastes tridimensionnels de peau humaine ont également été cultivés avec de l'acide poly-DL-lactique-glycolique (PLGA) synthétique et du collagène naturel, et les résultats ont montré que les cellules se développent plus rapidement sur le maillage synthétique et se développent presque simultanément à l'intérieur et à l'extérieur, proliférant les cellules et la matrice extracellulaire sécrétée étaient plus uniformes, et les fibres ont été implantées dans des dos de rat sans peau, et le tissu dermique s'est développé après 2 semaines, et le tissu épithélial s'est développé après 4 semaines.
