- การใช้วัสดุทางการแพทย์
- การประยุกต์วิศวกรรมเนื้อเยื่อ
- การประยุกต์ใช้การเผาไหม้
- แอพพลิเคชั่นความงาม
คอลลาเจนเป็นโปรตีนเส้นใยสีขาวขุ่น ไม่มีกิ่งก้าน ซึ่งส่วนใหญ่มีอยู่ในผิวหนัง กระดูก กระดูกอ่อน ฟัน เส้นเอ็น เส้นเอ็น และหลอดเลือดของสัตว์เป็นโปรตีนโครงสร้างที่สำคัญอย่างยิ่งของเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน และมีบทบาทในการรองรับอวัยวะต่างๆ และปกป้องร่างกายในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการสกัดคอลลาเจนและการวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับโครงสร้างและคุณสมบัติของคอลลาเจน การทำงานทางชีวภาพของคอลลาเจนไฮโดรไลเสตและโพลีเปปไทด์จึงค่อยๆ ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางการวิจัยและการประยุกต์ใช้คอลลาเจนได้กลายเป็นจุดสนใจในการวิจัยในด้านยา อาหาร เครื่องสำอาง และอุตสาหกรรมอื่นๆ
คอลลาเจนเป็นโปรตีนตามธรรมชาติของร่างกายมีความสัมพันธ์ที่ดีกับโมเลกุลโปรตีนบนผิว มีแอนติเจนที่อ่อนแอ มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีและมีความปลอดภัยในการย่อยสลายทางชีวภาพสามารถย่อยสลายและดูดซึมได้และมีการยึดเกาะที่ดีไหมเย็บแผลผ่าตัดที่ทำจากคอลลาเจนไม่เพียงแต่มีความแข็งแรงสูงเช่นเดียวกับไหมธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังมีความสามารถในการดูดซับอีกด้วยเมื่อใช้แล้วจะมีประสิทธิภาพการรวมตัวของเกล็ดเลือดที่ดีเยี่ยม มีฤทธิ์ห้ามเลือดได้ดี มีความเรียบเนียนและยืดหยุ่นได้ดีจุดเย็บไม่หลวม เนื้อเยื่อของร่างกายไม่เสียหายระหว่างการผ่าตัด และมีการยึดเกาะกับแผลได้ดีภายใต้สถานการณ์ปกติ การกดหน้าอกเพียงระยะเวลาสั้นๆ เท่านั้นก็สามารถบรรลุผลการห้ามเลือดได้อย่างน่าพอใจดังนั้นคอลลาเจนจึงสามารถทำเป็นผงห้ามเลือดแบนและเป็นรูพรุนในเวลาเดียวกัน การใช้วัสดุสังเคราะห์หรือคอลลาเจนในสารทดแทนพลาสมา ผิวหนังเทียม หลอดเลือดเทียม การซ่อมแซมกระดูก กระดูกเทียม และพาหะของเอนไซม์ที่ถูกตรึงถือเป็นการวิจัยและประยุกต์ใช้ที่กว้างขวางมาก
คอลลาเจนมีกลุ่มปฏิกิริยาหลายกลุ่มบนสายโซ่โมเลกุลเปปไทด์ เช่น กลุ่มไฮดรอกซิล คาร์บอกซิล และอะมิโน ซึ่งง่ายต่อการดูดซับและจับกับเอนไซม์และเซลล์ต่างๆ เพื่อให้เกิดการตรึงไม่ได้มีลักษณะของความสัมพันธ์ที่ดีกับเอนไซม์และเซลล์และมีความสามารถในการปรับตัวได้ดีนอกจากนี้ คอลลาเจนยังผ่านกระบวนการและขึ้นรูปได้ง่าย ดังนั้นคอลลาเจนบริสุทธิ์จึงสามารถนำไปสร้างเป็นวัสดุได้หลากหลายรูปแบบ เช่น เมมเบรน เทป แผ่น ฟองน้ำ เม็ดบีด ฯลฯ แต่รายงานการใช้รูปแบบเมมเบรนมากที่สุดนอกเหนือจากความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ ความสามารถในการดูดซับของเนื้อเยื่อ ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ และแอนติเจนที่อ่อนแอแล้ว เมมเบรนคอลลาเจนยังใช้เป็นหลักในชีวเวชศาสตร์นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้: ความสามารถในการชอบน้ำสูง, ความต้านทานแรงดึงสูง, สัณฐานวิทยาและโครงสร้างคล้ายผิวหนัง, และการซึมผ่านของน้ำและอากาศได้ดีความเป็นพลาสติกชีวภาพถูกกำหนดโดยความต้านทานแรงดึงสูงและความเหนียวต่ำด้วยกลุ่มการทำงานหลายกลุ่ม จึงสามารถเชื่อมโยงข้ามได้อย่างเหมาะสมเพื่อควบคุมอัตราการย่อยสลายทางชีวภาพความสามารถในการละลายที่ปรับได้ (บวม);มันมีผลเสริมฤทธิ์กันเมื่อใช้ร่วมกับส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่นๆสามารถโต้ตอบกับยาได้การบำบัดแบบเชื่อมโยงข้ามหรือด้วยเอนไซม์ของเปปไทด์ที่กำหนดสามารถลดแอนติเจน สามารถแยกจุลินทรีย์ได้ มีกิจกรรมทางสรีรวิทยา เช่น การแข็งตัวของเลือด และข้อดีอื่นๆ
แบบฟอร์มการใช้งานทางคลินิกได้แก่ สารละลายในน้ำ เจล เม็ด ฟองน้ำ และฟิล์มในทำนองเดียวกัน รูปร่างเหล่านี้สามารถใช้เพื่อปล่อยยาได้ช้าๆการใช้งานยาคอลลาเจนที่ออกฤทธิ์ช้าๆ ที่ได้รับการอนุมัติสำหรับตลาดและอยู่ระหว่างการพัฒนา ส่วนใหญ่จะเน้นไปที่การต่อต้านการติดเชื้อและการรักษาโรคต้อหินในจักษุวิทยา การรักษาเฉพาะที่ในการบาดเจ็บและการควบคุมการติดเชื้อในการซ่อมแซมบาดแผล ปากมดลูก dysplasia ในนรีเวชวิทยา และการดมยาสลบเฉพาะที่ในการผ่าตัด ฯลฯ
คอลลาเจนเป็นส่วนประกอบที่สำคัญในเนื้อเยื่อทุกชนิดซึ่งมีการกระจายอย่างกว้างขวางในทุกเนื้อเยื่อของร่างกายมนุษย์ และประกอบขึ้นเป็นเมทริกซ์นอกเซลล์ (ECM) ซึ่งเป็นวัสดุโครงเนื้อเยื่อตามธรรมชาติจากมุมมองของการประยุกต์ใช้ทางคลินิก คอลลาเจนได้ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างโครงสร้างทางวิศวกรรมเนื้อเยื่อที่หลากหลาย เช่น ผิวหนัง เนื้อเยื่อกระดูก หลอดลม และโครงหลอดเลือดอย่างไรก็ตาม คอลลาเจนเองสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ โครงที่ทำจากคอลลาเจนบริสุทธิ์ และโครงคอมโพสิตที่ทำจากส่วนประกอบอื่นๆโครงสร้างวิศวกรรมเนื้อเยื่อคอลลาเจนบริสุทธิ์มีข้อดีคือมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี แปรรูปง่าย มีความเป็นพลาสติก และสามารถส่งเสริมการยึดเกาะและการเพิ่มจำนวนของเซลล์ แต่ยังมีข้อบกพร่อง เช่น คุณสมบัติเชิงกลของคอลลาเจนที่ไม่ดี รูปร่างยากในน้ำ และไม่สามารถรองรับการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ได้ .ประการที่สอง เนื้อเยื่อใหม่ในบริเวณซ่อมแซมจะผลิตเอนไซม์หลากหลายชนิด ซึ่งจะไฮโดรไลซ์คอลลาเจนและนำไปสู่การแตกตัวของโครงสร้าง ซึ่งสามารถปรับปรุงได้โดยการเชื่อมโยงข้ามหรือสารประกอบวัสดุชีวภาพที่มีพื้นฐานจากคอลลาเจนถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในผลิตภัณฑ์ด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อ เช่น ผิวหนังเทียม กระดูกเทียม การปลูกถ่ายกระดูกอ่อน และสายสวนเส้นประสาทข้อบกพร่องของกระดูกอ่อนได้รับการซ่อมแซมโดยใช้เจลคอลลาเจนที่ฝังอยู่ในเซลล์คอนโดและมีความพยายามที่จะแนบเซลล์เยื่อบุผิว เซลล์บุผนังหลอดเลือด และกระจกตาเข้ากับฟองน้ำคอลลาเจนเพื่อให้พอดีกับเนื้อเยื่อกระจกตาเซลล์อื่นๆ รวมสเต็มเซลล์จากเซลล์มีเซนไคมัลอัตโนมัติเข้ากับคอลลาเจนเจลเพื่อสร้างเส้นเอ็นสำหรับการซ่อมแซมภายหลัง
ยารักษาผิวหนังเทียมที่ออกแบบโดยเนื้อเยื่อที่ประกอบด้วยผิวหนังชั้นหนังแท้และเยื่อบุผิวที่มีคอลลาเจนเป็นเมทริกซ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบนำส่งยาโดยมีคอลลาเจนเป็นส่วนประกอบหลัก ซึ่งสามารถกำหนดรูปร่างสารละลายน้ำคอลลาเจนให้กลายเป็นระบบนำส่งยารูปแบบต่างๆ ได้ตัวอย่าง ได้แก่ สารป้องกันคอลลาเจนสำหรับจักษุวิทยา ฟองน้ำคอลลาเจนสำหรับแผลไหม้หรือการบาดเจ็บ อนุภาคสำหรับการนำส่งโปรตีน คอลลาเจนในรูปแบบเจล วัสดุควบคุมสำหรับการนำส่งยาผ่านผิวหนัง และอนุภาคนาโนสำหรับการส่งผ่านยีนนอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับวิศวกรรมเนื้อเยื่อ รวมถึงระบบการเพาะเลี้ยงเซลล์ วัสดุนั่งร้านสำหรับหลอดเลือดและลิ้นหัวใจเทียม เป็นต้น
การปลูกถ่ายผิวหนังด้วยตนเองถือเป็นมาตรฐานสากลในการรักษาแผลไหม้ระดับที่ 2 และ 3อย่างไรก็ตาม สำหรับคนไข้ที่มีแผลไหม้อย่างรุนแรง การขาดการปลูกถ่ายผิวหนังที่เหมาะสมกลายเป็นปัญหาที่ร้ายแรงที่สุดบางคนใช้เทคนิคทางวิศวกรรมชีวภาพเพื่อสร้างเนื้อเยื่อผิวของทารกจากเซลล์ผิวของทารกแผลไหม้จะหายเป็นระดับต่างๆ ภายใน 3 สัปดาห์ถึง 18 เดือน และผิวหนังที่เพิ่งโตใหม่จะมีลักษณะการเจริญเติบโตมากเกินไปและการต้านทานเพียงเล็กน้อยคนอื่นๆ ใช้กรดโพลี-ดีแอล-แลกเตต-ไกลโคลิกสังเคราะห์ (PLGA) และคอลลาเจนธรรมชาติเพื่อสร้างไฟโบรบลาสต์ผิวหนังมนุษย์สามมิติ ซึ่งแสดงให้เห็นว่า: เซลล์เติบโตเร็วขึ้นบนตาข่ายสังเคราะห์และเติบโตเกือบพร้อมกันทั้งภายในและภายนอก และเซลล์ที่เพิ่มจำนวนและหลั่งออกมา เมทริกซ์นอกเซลล์มีความสม่ำเสมอมากขึ้นเมื่อเส้นใยถูกแทรกเข้าไปในด้านหลังของหนูผิวหนัง เนื้อเยื่อผิวหนังจะขยายตัวหลังจากผ่านไป 2 สัปดาห์ และเนื้อเยื่อเยื่อบุผิวจะขยายตัวหลังจากผ่านไป 4 สัปดาห์
คอลลาเจนสกัดจากผิวหนังสัตว์ ผิวหนัง นอกจากคอลลาเจนแล้วยังประกอบด้วยกรดไฮยาลูโรนิก คอนดรอยตินซัลเฟต และโปรตีโอไกลแคนอื่นๆ ซึ่งมีหมู่ขั้วโลกจำนวนมาก เป็นปัจจัยให้ความชุ่มชื้น และมีผลในการป้องกันไม่ให้ไทโรซีนในผิวหนังเปลี่ยนสภาพเป็น เมลานิน ดังนั้นคอลลาเจนจึงมีความชุ่มชื้นตามธรรมชาติ ไวท์เทนนิ่ง ต่อต้านริ้วรอย กระ และหน้าที่อื่น ๆ สามารถใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ความงามองค์ประกอบและโครงสร้างทางเคมีของคอลลาเจนทำให้คอลลาเจนเป็นรากฐานของความงามคอลลาเจนมีโครงสร้างคล้ายกับคอลลาเจนในผิวหนังของมนุษย์มันเป็นโปรตีนเส้นใยที่ไม่ละลายน้ำที่มีน้ำตาลโมเลกุลของมันอุดมไปด้วยกรดอะมิโนและกลุ่มที่ชอบน้ำจำนวนมาก และมีกิจกรรมพื้นผิวที่แน่นอนและเข้ากันได้ดีที่ความชื้นสัมพัทธ์ 70% สามารถคงน้ำหนักได้ 45% ของน้ำหนักตัวมันเองการทดสอบพบว่าสารละลายคอลลาเจนบริสุทธิ์ 0.01% สามารถสร้างชั้นกักน้ำได้ดี โดยให้ความชุ่มชื้นทั้งหมดที่ผิวหนังต้องการ
เมื่ออายุมากขึ้น ความสามารถในการสังเคราะห์ของไฟโบรบลาสต์ก็ลดลงหากผิวขาดคอลลาเจน เส้นใยคอลลาเจนก็จะแข็งตัวร่วมกัน ส่งผลให้ mucoglycans ระหว่างเซลล์ลดลงผิวจะสูญเสียความนุ่ม ยืดหยุ่น และความมันเงา ส่งผลให้เกิดริ้วรอยแห่งวัยเมื่อใช้เป็นสารออกฤทธิ์ในเครื่องสำอาง สารชนิดหลังสามารถแพร่กระจายไปยังชั้นลึกของผิวหนังได้ประกอบด้วยไทโรซีนแข่งขันกับไทโรซีนในผิวหนังและจับกับศูนย์กลางตัวเร่งปฏิกิริยาของไทโรซิเนส จึงยับยั้งการผลิตเมลานิน เสริมการทำงานของคอลลาเจนในผิวหนัง รักษาความชุ่มชื้นของชั้น corneum และความสมบูรณ์ของโครงสร้างเส้นใย และส่งเสริมการเผาผลาญของเนื้อเยื่อผิวหนังมีความชุ่มชื้นและให้ความชุ่มชื้นที่ดีต่อผิวในช่วงต้นทศวรรษ 1970 คอลลาเจนจากวัวสำหรับการฉีดถูกนำมาใช้ครั้งแรกในสหรัฐอเมริกาเพื่อลบจุดและริ้วรอย และซ่อมแซมรอยแผลเป็น
เวลาโพสต์: Jan-04-2023