Kollagen wurde ursprünglich aus tierischem Gewebe gewonnen und ist ein wichtiges Proteinmaterial, das häufig in Kosmetika, medizinischen Geräten (ästhetische Arzneimittel, Knochenreparatur, Hornhautreparatur), Lebensmitteln usw. verwendet wird. Kollagen tierischen Ursprungs konnte den steigenden industriellen Anforderungen kaum gerecht werden. Von großem Interesse sind rekombinante Kollagene, die aus verschiedenen Expressionssystemen (z. B. Bakterien, Hefen, Säugetierzellen) gewonnen werden.
Basierend auf Aminosäuresequenzen, -strukturen und -funktionen wurden 90 Arten von Kollagenen identifiziert, die jeweils als Typ I bis XXIX bezeichnet werden; Die Typen I–III sind relativ häufige Kollagentypen und machen etwa XNUMX % des gesamten Kollagens im Körper aus.
Kollagen Typ I wird häufig zur Herstellung von chirurgischem Nahtmaterial und blutstillenden Schwämmen verwendet.
Kollagen Typ II ist fibrillär und stellt den Hauptbestandteil des gesamten Knorpels dar.
Kollagen Typ III spielt bei Wundauflagen eine wichtige Rolle.
Kollagen Typ XVII Es wurde gezeigt, dass es Haarfollikel-Stammzellen (HFSCs) wirksam vor Follikelatrophie, Haarausfall und Hautverdünnung schützt, was auf eine mögliche Anwendung bei der Haarregeneration schließen lässt.
In den letzten Jahren sind eine Reihe rekombinanter Kollagene (z. B. Typ I, Typ II und Typ III) auf den Markt gekommen oder befinden sich in klinischen Studien.
Strukturmerkmal von Kollagenen
Kollagen hat eine einzigartige Proteinstruktur und die Primärstruktur besteht aus einer sich wiederholenden Sequenz von Aminosäuren (Gly-XY), wobei X normalerweise Pro und Y hauptsächlich Hyp oder Hydroxylysin Hyl ist. Seine Sekundärstruktur wird als die linksseitigen α-Helices der Polypeptidkette definiert. Die Tertiärstruktur ist eine spezielle rechtsdrehende Dreifachhelix-Struktur, die aus drei ineinander verschlungenen α-helikalen Polypeptidketten besteht, die die grundlegende Morphologie von Prokollagen bereitstellen. Die Quartärstruktur bezieht sich darauf, dass das Kollagen von Kopf bis Schwanz verbunden und parallel zu Bündeln angeordnet ist und die Kollagen-Mikrofasern über kovalente Bindungen organisiert sind. Die Kollagenfasern werden durch die Aggregation von Kollagen-Mikrofasern zu Bündeln gebildet.
Anwendungen von Kollagenen
Kollagene als Kosmetika
Der rekombinante Stoff kann zur Herstellung von Schönheits- und Hautpflegeprodukten verwendet werden. Kollagen verfügt über hervorragende feuchtigkeitsspendende Eigenschaften und kann somit Probleme wie trockene Haut und Falten lindern.
Kollagene als Medizinprodukte
Kollagen zur Behandlung von Hautverletzungen
Rekombinantes Kollagen kann aufgrund seiner hautverbessernden Bioaktivität in Schönheitsprodukten verwendet werden. Rekombinantes Kollagen fördert die Proliferation von Hautzellen, die Kollagensynthese, die Befeuchtung und die antioxidative Aktivität, was zur Beseitigung von Narben, zur Reduzierung von Falten und zur Verbesserung des Hautzustands beiträgt. Rekombinantes Kollagen kann in ästhetischen Arzneimitteln verwendet werden, die durch Injektionen, Verbände, Sprays usw. verabreicht werden.
Kollagen für andere Gewebedefekte
Aufgrund seiner Biokompatibilität, biologischen Aktivität und biologischen Abbaubarkeit wird das Kollagenpeptidgerüst im Tissue Engineering und in der regenerativen Medizin eingesetzt. Kollagen-Peptid-Gerüst kann zur Förderung der Geweberegeneration und -reparatur sowie zur Behandlung verschiedener Gewebemängel wie Hornhaut-, Knochen-, Knorpel-, Zahn-, Herz-Kreislauf- und Nervengewebe eingesetzt werden.
Kollagene für die Arzneimittelabgabe
Kollagen ist ein sehr wirksames Material für die Verabreichung und verzögerte Freisetzung von Arzneimitteln, da es an eine Vielzahl von Zytokinen, Proteinen und Arzneimitteln bindet. Es kann die Geschwindigkeit und den Zeitpunkt der Arzneimittelfreisetzung für eine optimale therapeutische Therapie regulieren.
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