(1) Biomedicinski materiali
Kolagen je naravna beljakovina telesa. Ima veliko afiniteto, šibko antigenost, dobro biokompatibilnost in biorazgradljivo varnost za beljakovinske molekule na površini kože. Lahko se absorbira in ima dober oprijem. Kirurški šivi iz kolagena imajo enako visoko trdnost in vpojnost kot naravna svila. Imajo odlično zmogljivost agregacije trombocitov, dober hemostatski učinek ter dobro gladkost in elastičnost med uporabo. Vozla ni lahko razrahljati in med operacijo ni lahko poškodovati telesnega tkiva. Tako lahko iz kolagena naredimo praškasta, ploščata in gobasta hemostatična sredstva. Hkrati so raziskave in uporaba sintetičnih materialov oziroma kolagena v nadomestkih plazme, umetni koži, umetnih krvnih žilah, popravljanju kosti, umetni kosti in imobiliziranih nosilcih encimov zelo obsežne.
Peptidna veriga kolagenske molekule ima različne reaktivne skupine, kot so hidroksilne, karboksilne in amino skupine, ki jih je enostavno absorbirati in združiti z različnimi encimi in celicami, da dosežejo imobilizacijo. Ima dobro afiniteto z encimi in celicami ter je prilagodljiv. Lastnosti. Poleg tega je kolagen enostavno obdelati in oblikovati, tako da je mogoče iz prečiščenega kolagena izdelati veliko različnih oblik materialov, kot so membrane, trakovi, listi, gobice, kroglice itd., vendar se največ poroča o uporabi v obliki membrane. Poleg biorazgradljivosti, absorpcije tkiva, biokompatibilnosti in šibke antigenosti se kolagenske membrane uporabljajo v biomedicini in vključujejo predvsem: močno hidrofilnost, visoko natezno trdnost in morfološko strukturo, podobno dermisu, dobro prepustnost vode in zraka; bioplastičnost, ki jo določata visoka natezna trdnost in nizka duktilnost; veliko funkcionalnih skupin, je mogoče izvesti zmerno navzkrižno vezavo, tako da je mogoče nadzorovati njegovo stopnjo biorazgradnje; topnost (nabrekanje) je mogoče nastaviti; Pri skupni uporabi imata komponenti sinergistični učinek; lahko medsebojno delujejo z zdravili; navzkrižno povezovanje ali encimska obdelava atelopeptidov lahko zmanjša antigenost, izolira mikroorganizme in ima prednosti fiziološke aktivnosti, kot je hemaglutinacija. Hkrati pa ima tudi naslednje slabosti: ločevanje, čiščenje in predelava kolagena so zapleteni, gostota zamreženja in velikost vlaken izločenega kolagena pa sta različni. Hitrost encimske hidrolize kolagena je spremenljiva, razmere pa je težko nadzorovati; in čisti kolagen je po sušenju krhek, njegova sposobnost tvorjenja filma pa ni močna. Okolje je dovzetno za bakterijsko erozijo in propadanje ter lahko vodi tudi do nekaterih neželenih učinkov, kot je kalcifikacija tkiva. Zato se v praktičnih aplikacijah kolagen pogosto modificira z določeno metodo, da se izognemo pomanjkljivostim materialov za pripravo kolagena, izboljšamo natezno trdnost in sposobnost proti razgradnji kolagena, zmanjšamo stopnjo ekspanzije ter izboljšamo mehanske lastnosti in vodoodpornost kolagena. .
Klinične oblike uporabe vključujejo vodne raztopine, gele, granule, gobice in filme. Te oblike je mogoče uporabiti tudi za podaljšano sproščanje zdravil. Večina aplikacij kolagenskih zdravil s podaljšanim sproščanjem, ki so bile odobrene za trg in so v razvoju, je večinoma osredotočena na oftalmologijo, protiinfekcijsko zdravljenje in zdravljenje glavkoma, lokalno zdravljenje ran in nadzor okužb pri celjenju ran ter razvoj materničnega vratu v ginekologiji. Nenormalna in kirurška lokalna anestezija itd.
(2) Človeško tkivo
Ker je kolagen široko porazdeljen v različnih tkivih človeškega telesa, je pomembna sestavina v različnih tkivih in sestavlja zunajcelični matriks (ExtracelluaMatrix, ECM), njegova narava pa je material naravnega tkivnega ogrodja. Z vidika klinične uporabe ljudje kolagen uporabljajo za izdelavo različnih ogrodij tkivnega inženirstva, kot so ogrodja kože, kosti, sapnika in krvnih žil. Glede samega kolagena pa obstajata dve kategoriji, in sicer ogrodja, pripravljena iz čistega kolagena, in sestavljena ogrodja, sestavljena z drugimi komponentami. Ogrodje za tkivno inženirstvo iz čistega kolagena imajo prednosti dobre biokompatibilnosti, enostavne obdelave, plastičnosti in lahko spodbujajo celično adhezijo in proliferacijo. Drugič, novo tkivo na mestu popravila bo proizvedlo različne encime za hidrolizacijo kolagena, kar bo vodilo do razpada ogrodja, ki ga je mogoče izboljšati in izboljšati s premreženjem ali mešanjem. Biomateriali na osnovi kolagena so bili uspešno uporabljeni v izdelkih tkivnega inženiringa, kot so umetna koža, umetne kosti, presadki hrustanca in živčni vodi. Kolagenski geli, vdelani s hondrociti, so bili uporabljeni za popravilo defektov hrustanca in poskušali so uporabiti epitelne, endotelijske in roženične celice, pritrjene na kolagenske gobe, da bi prilagodile tkivo roženice. Drugi imajo mešane stebelne celice v avtolognih mezenhimskih celicah in kolagenskih gelih, da naredijo kite za popravilo tetive.
Gel s počasnim sproščanjem zdravila za umetno kožo, ustvarjen s tkivnim inženirstvom, sestavljen iz kolagena kot matriksa kot dermisa, ki ga dopolnjujejo epitelijske komponente, se pogosto uporablja v sistemih za dostavo zdravil s kolagenom kot glavno komponento, vodno raztopino kolagena pa je mogoče oblikovati v različne oblike sistemov za dostavo zdravil. Na primer kolagenski ščitniki za oftalmologijo, kolagenske gobice za opekline ali rane, mikrodelci za dostavo beljakovin, gelasta oblika kolagena, regulatorni materiali za transdermalno dajanje in nanodelci za dostavo genov itd. Poleg tega se lahko uporablja tudi kot matriks za tkivno inženirstvo, vključno s sistemi celične kulture, umetnimi krvnimi žilami in ogrodji zaklopk.
(3) Koža
Avtologna presaditev kože je bila vedno svetovna standardna metoda za zdravljenje opeklin druge in tretje stopnje. Za hudo opečene bolnike pa je postalo najresnejši problem pomanjkanje primerne kože za presajanje. Nekateri ljudje uporabljajo tehnologijo bioinženiringa za vzgojo dojenčkov iz otroških kožnih celic. Kožno tkivo, to kolagensko tkivo zdravi opekline različnih stopenj od 3 tednov do 18 mesecev brez avtotransplantata, na novo zrasla koža pa kaže malo hipertrofije in odpornosti. Tridimenzionalne fibroblaste človeške kože so gojili tudi s sintetično poli-DL-mlečno-glikolno kislino (PLGA) in naravnim kolagenom, rezultati pa so pokazali, da celice na sintetični mreži rastejo hitreje in rastejo skoraj istočasno znotraj in zunaj ter se razmnožujejo celice in izločeni zunajcelični matriks so bili bolj enotni, vlakna pa so bila implantirana v hrbet podgan brez kože in dermalno tkivo je zraslo po 2 tednih, epitelno tkivo pa po 4 tednih.
