ТЕОРИЯ

НАТИВНЫЙ ТРЁХСПИРАЛЬНЫЙ КОЛЛАГЕН

Высокая биосовместимость и биоразлагаемость препаратов из нативного трёхспирального коллагена делает их идеальным средством для использования в биомедицинских целях.

Коллаген — это белок с уникальным химическим составом и специфической функцией.

В естественной (нативной) форме коллаген выполняет множество функций в организме, включая поддержание клеточной активности и формирование организованного матрикса кожи. Практические знания о химических, физических и биологических свойствах коллагена помогают клиницистам распознать преимущества использования продуктов на основе коллагена в уходе за ранами.

Обычно продукты на основе коллагена изготавливаются из 100% чистого коллагена из дермы КРС (крупного рогатого скота), негидролизованного и неденатурированного. Он поддерживает химическую и структурную целостность оригинального коллагена, который представляет собой тройную спиральную структуру.
Особенности нативной структуры коллагена
Особенности производственной технологии нативного коллагена позволяют сохранить от фрагментации трёхспиральную структуру коллагенового белка, идентичную естественной форме коллагена.

Таким образом, репаративная роль обеспечивается не только посредством хемотаксиса, но и удержанием макрофагов и моноцитов в привнесённом экстрацеллюлярном матриксе.

Контролируемое высвобождение биологически активных молекул способствует созданию оптимальных условий для естественных процессов регенерации, значимо ускоряя их. В процессе лечения снижается вероятность разрушения или потери ткани, а также блокируется избыточный рост бактерий.
Молекулы самоорганизуются в волокна
Состоит из спиральных и неспиральных доменов
Молекулы должны быть полными, чтобы обеспечить соответствующий биологический ответ
Самособирающиеся молекулы образуют волокна и агрегаты
Интактные волокна вызывают рост, активность и миграцию клеток
Агрегаты имеют специфические сайты связывания с клетками и клеточно-связывающими белками в организме
Функциональные агрегаты формируют сильные и здоровые ткани
Распределение и ориентация волокон коллагена отражают функцию ткани

Эффективность коллагена

В отличие от гидролизованных форм нативный коллаген способен имитировать естественную матрицу для миграции и дифференцировки клеток, обеспечивая оптимальные условия для формирования соединительной ткани, тем самым значительно сокращая длительность заживления раны. В ходе исследований Ст. Коленика, Т.В. Макговерна и Д.Дж. Леффелла использование коллагена из дермы КРС свело к минимуму уход за послеоперационной раной и сократило время полного заживления. При этом раневых инфекций и аллергических реакций на него не было. К схожим результатам пришла и исследовательская группа Дж. Стилла при оценке возможностей применения коллагеновых пластин в лечении ожоговых ран.

Коллагеновые каркасы, используемые при лечении ран, связываются с фибробластами через лиганды интегринов и, следовательно, блокируют образование микроскопических сократительных сил, используемых для сокращения раны в повреждённой области. Блокирование сокращения необходимо для регенерации взрослой ткани в месте повреждения. Было обнаружено, что трёхмерное микроокружение коллагенового каркаса способно активировать гены, связанные с ремоделированием матрикса и ангиогенезом. Стандартные методы перевязки такого эффекта проявить не могут.

Взрослая рана содержит крупные параллельные пучки коллагена, ориентированные перпендикулярно поверхности раны. Коллагеновые каркасы уменьшают рубцевание, откладывая правильно ориентированные и организованные волокна, регулируя количество коллагеназы, экспрессируемой фибробластами. Это связано с хемотаксической природой продуктов деградации коллагена. Как 3D-каркас, так и хемотаксические факторы, вероятно, способствуют более быстрой миграции эпителиальных клеток.

Коллаген имеет плотность ниже, чем у воды, обладает сверхабсорбирующей способностью и жёсткостью благодаря своей уникальной молекулярной структуре. Он является активным кровоостанавливающим средством и помогает организму исцелить себя. Использование коллагеновых пластин останавливает кровотечение, удаляет жидкости, которые являются источником инфекции, путём всасывания, что способствует формированию ткани лучшего качества. Поскольку коллаген поглощает жидкость, он набухает, заполняя пространства в ране, которое в противном случае могло бы накапливать гной и инфицироваться.
При покрытии раны достигает 95%, при этом длительность заживления сокращается на 50% по сравнению с традиционными методами.

Свойства нативного коллагена

Высокая биосовместимость и биоразлагаемость препаратов на основе нативного трёхспирального коллагена делает их идеальным средством для использования в биомедицинских целях.

Высокая биосовместимость и биоразлагаемость препаратов на основе нативного трёхспирального коллагена делает их идеальным средством для использования в биомедицинских целяхКоллаген имеет низкий антигенный потенциал и является плохой средой для микробного размножения, поэтому остаётся в контакте с ранами в течение длительного времени, вызывая гемостатические, пространственные, механические, питательные и хемотаксические эффекты. Другие свойства коллагена, делающие его идеальным материалом для изготовления каркаса для заживления ран, перечислены ниже.
Коллаген составляет более 30% сухого веса позвоночных, поэтому доступен в изобилии и легко очищается от посторонних включений
Коллаген, полученный из дермы КРС вызывает иммунологическую реакцию у меньшинства населения. Для большинства людей он не иммуногенен, т.е. совместим с иммунной системой организма
Коллаген нетоксичен и биосовместим с тканями человека, может быть приготовлен в нескольких различных формах. Это также подтверждается его синергическим действием с другими биоактивными компонентами
Является биоразлагаемым и биоабсорбируемым. Биоразлагаемость коллагена можно контролировать путём образования поперечных связей в более высокомолекулярных структурах. Он также считается источником биопластика из-за высокой прочности на разрыв и минимальной пластичности. Структура коллагена такова, что он имеет множество функциональных групп, которые можно легко модифицировать для получения нужных материалов

В клинической практике сейчас используется множество коллагеновых препаратов:

Путём иммобилизации различных лекарственных средств на коллагеновую основу были созданы комплексные препараты со специфическими свойствами.

Коллагеновые продукты легко совместимы с антикоагулянтами, гликозаминогликанами, антисептиками, антибиотиками, различными ферментами, антиоксидантами, стимуляторами регенерации и остеогенеза и многими другими лекарственными средствами.
Раневые покрытия для лечения ран, трофических язв, ожогов, пролежней
Пластические материалы для лечения пародонтоза и гингивита в стоматологии
Коллагеновые плёнки для пластики барабанной перепонки в отохирургии
Средства для местного гемостатического применения и закрытия ран внутренних органов
Пластические материалы для кишечных анастомозов
Биопластыри для обработки и лечения бытовых микротравм

Нативный трехспиральный коллаген в заживлении ран

Нативный трёхспиральный коллаген сохраняет естественную структуру, что делает его не только полностью совместимым с тканями человека, но и позволяет формировать матрицу для формирования новой ткани

Свойства природного коллагена сильно отличаются от свойств гидролизованного коллагена.

В процессе гидролиза это значение снижается практически в два раза. Ферментативный гидролиз влияет не только на размер пептидов и электростатические свойства белка, но и на физико-химические и биологические свойства.

Фибриллярные белки нативного коллагена нерастворимы в воде и органических растворителях, мало подвергаются воздействию слабых кислот, щелочей и протеолитических ферментов. Именно поэтому повязки на основе нативного коллагена способны к значительному набуханию при впитывании раневого экссудата.

После денатурации структура нативного коллагена меняется — гидролизованный коллаген теряет водородные связи вследствие чего тройная спираль разрушается.
Коллаген — это амфотерная макромолекула, которая способна проявлять как кислотные, так и основные свойства в зависимости от свойств растворителя.
Соотношение кислотных и основных аминокислотных остатков в составе соответствуют значению изоэлектрической точки в значении 7,0-8,3 (pI).

Коллагеновые пластины

Коллаген стимулирует эпителизацию тканей, препятствует распространению инфекции и предупреждает образование рубцов.

Такие параметры позволяют чаще использовать нативный коллаген в различных отраслях промышленности благодаря достижению отличной биосовместимости и биоразлагаемости, низкой иммуногенности и высокой универсальности в изготовлении пластин для остановки кровотечения и заживления ран. Хорошая биосовместимость и способность к биологическому разложению подтверждают высокую безопасность
и эффективность коллагена в качестве биоматериала. Коллаген не только полностью совместим с тканями организма, но и является матрицей для построения новых клеток.
Коллагеновые пластины оказывают местное гемостатическое и противомикробное действие при использовании в качестве раневого покрытия или в домашних условиях как местное средство для остановки капиллярных и паренхиматозных кровотечений.

СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ КОЖИ

Кожный покров человека представляет собой естественный и единственный барьер, защищающий от вредных экзогенных воздействий. Будучи самым большим органом человека, кожа постоянно находится в непосредственном контакте с внешней средой.

Наша кожа защищает организм от различных физических, химических и биологических воздействий. Наглядно демонстрирует важность защитной функции её недостаточность. Так, например, при ожоге значительной части кожного покрова, можно наблюдать достаточно серьёзные последствия для организма вплоть до летального исхода.

Кожа выполняет дыхательную, выделительную и рецепторную функции, участвует в водно-солевом обмене и процессах терморегуляции.

Биохимические реакции, происходящие в коже, обеспечивают постоянный обмен веществ, который заключается в сбалансированных процессах синтеза и распада различных субстратов, необходимых для поддержания структуры и функции клеток кожи.

При этом кожа является ещё и важным органом чувств, необходимым для адекватной реакции всего организма на происходящее извне, а также органом иммуногенеза.

РАНЫ

При непосредственном контакте с внешним раздражителем кожа выступает как первый защитный барьер, поэтому она является наиболее восприимчивой к травмам.

В открытой ране кожный покров повреждён, могут быть оголены и ткани, расположенные глубже. При закрытых ранах кожный покров остаётся целостным, но повреждены внутренние органы. В зависимости от степени заживления открытые раны подразделяются на острые и хронические.

Острые раны

Острая рана обычно возникает внезапно в результате внешнего воздействия. Причиной может стать механическая или термическая травма, оперативное вмешательство. Повреждение кожного покрова и подлежащих тканей формирует раневую поверхность. При соответствующей общей и местной терапии острые раны благополучно заживают. На фоне венозной или артериальной недостаточности, невропатии или иных факторов процессы заживления могут быть замедлены.

Хронические раны

В списке самых частых причин возникновения хронических ран лидирует диабет и его осложнения, сосудистые заболевания, неподвижность, инфекции, травмы, радиационное поражение, хирургическое вмешательство и т.д. При диабете высокая концентрация глюкозы в крови запускает множество метаболических каскадов, отягчающих эндокринологический профиль.

Процессы регенерации могут быть нарушены, если отсутствует один из важных компонентов кожи — коллаген. Длительная ишемия в зоне повреждения со временем вызывает периферическую невропатию. Накопление некротизированной ткани, дисбаланс продукции факторов роста, цитокинов, протеаз, клеточных и внеклеточных компонентов, а также окислительное поражение свободными радикалами поддерживает течение длительно незаживающих ран.

Хронические раны требуют длительного времени для заживления. Иногда пациентам требуются месяцы и даже годы для полного заживления. Для хронических ран характерна длительная воспалительная фаза, медленное формирование и сниженная скорость эпителизации. Наиболее часто в хронических ранах процесс заживления тормозится на этапе фазы воспаления и/или регенерации.

Труднозаживающие раны

К труднозаживающим ранам можно отнести острые или хронические раны, которые не заживают своевременно, несмотря на проводимый стандартный уход за ними. Острая рана может принять характер хронической в результате персистирования инфекции или неадекватной хирургической обработки. Ранее было доказано, что систематический подход к гигиене раны способствует её заживлению.

РОЛЬ КОЛЛАГЕНА В ЗАЖИВЛЕНИИ РАН

В течение многих лет научное сообщество считало коллаген основным элементом в заживлении ран. Исследования доказывают, что коллаген играет важную роль в естественной реакции организма на заживление. Коллаген является наиболее распространённым белком в организме человека.

Существует по крайней мере 28 идентифицированных типов коллагена, каждый из которых имеет свою уникальную молекулярную форму и предназначение для конкретного типа тканей. Коллаген в его надлежащей молекулярной форме, характерной для тканей кожи, обладает способностью к самосборке, и тем самым способствует заживлению тканей кожи человека.

Терапевтические факты о коллагене

Самый распространённый белок в организме человека — 25% от общего содержания белка составляет коллаген
Коллаген составляет 60% сухой массы тела
Коллаген обеспечивает прочность и структуру тканей
Коллаген является ключевым компонентом соединительной ткани
Коллаген универсален, легко усваивается, поддерживает регенерацию и ремоделирование клеток и тканей
Коллаген типа I из дермы крупного рогатого скота наиболее хорошо изучен и охарактеризован

Основная структурная единица коллагена — это тропоколлаген.

Он формируется из предшественника проколлагена в эндоплазматическом ретикулуме фибробластов. Коллаген представляет собой три левозакрученные α-спирали, свёрнутые в правозакрученную суперспираль, удерживаемую дисульфидными связями.

Наиболее распространённым в коже типом коллагена является I тип – более 80% от общего количества. Суперспираль коллагена I типа представлена двумя α-1 цепями и одной α-2 цепью. Это один из самых древних типов, обладает самой большой прочностью.
Последовательность этапов при заживлении раны можно представить следующим образом, в соответствии с классификацией М.И. Кузина (1977 г.):
Всякий раз, когда происходит повреждение кожного покрова, тело запрограммировано реагировать на повреждение серией сложных последовательных клеточных и сосудистых реакций. Независимо от размера или типа, все раны должны проходить один и тот же каскад заживления.

Научные исследования обычно рассматривают заживление ран как серию перекрывающихся фаз, происходящих своевременно и упорядоченно. Патофизиологические механизмы не сменяют друг друга, а сосуществуют вместе, так регенерация начинается уже в первые часы после травмы, а в фазу реорганизации рубца в длительно незаживающей ране могут сохраняться явления фазы воспаления.

Фаза экссудации и воспаления

Этап в среднем длится до 5 суток с момента повреждения, состоит из двух периодов — периода сосудистых реакций и периода очищения. Необходим для сохранения бактериального баланса в раневом ложе и создания оптимальных условий для регенеративных процессов далее.

Фаза пролиферации и формирования грануляций

Этап начинается в среднем на 6 сутки с момента повреждения и длится до недели. В этот период происходят процессы предварительной регенерации — грануляция ткани и новообразованные кровеносные сосуды заполняют раневое ложе, восстанавливая целостность повреждённого участка кожи.

Фаза экссудации и воспаления

Самый длительный этап заживления, во время которого происходят преобразования и укрепление новой ткани. Полное восстановление может занимать до 6 месяцев.

Фаза гемостаза

Коллаген ускоряет естественный путь коагуляциии, запуская процесс свёртывания крови в момент первого контакта фибрилл материала с тромбоцитами
Использование кровоостанавливающих материалов обеспечивает поддержание влажной среды и, следовательно, постоянное воздействие на рану протеаз, хемотаксических факторов и белков плазмы.

Эти компоненты дают лучшие результаты, чем традиционные методы.

Одним из наиболее эффективных средств, используемых для местного применения, является коллаген.

Дополнительное механическое укрепление сгустка обеспечивается высокой пористостью и гигроскопичностью трёхмерной матрицы коллагеновой губки. Коллаген, полученный из дермы КРС (крупного рогатого скота), выпускается в различных формах и используется исключительно для лечения ран.

Терапевтические факты о коллагене

Коллаген активно участвует в заживлении ран. Он также действует как местное кровоостанавливающее средство, уменьшая кровопотерю
Коллаген связывается со специфическими рецепторами на мембранах тромбоцитов, которые высвобождают вещества, инициирующие гемостаз - АТФ, гистамин, адреналин, серотонин, ферменты и некоторые факторы свёртывания крови
Коллаген связывает фибронектин, вызывая активацию, адгезию и агрегацию тромбоцитов
Коллаген активирует ко-факторы тромбоза
Тромбоциты играют ведущую роль в нарушении реологических свойств крови и запуске гемостатической реакции. При нормальных условиях циркулирующие в кровяном русле тромбоциты практически не взаимодействуют друг с другом и другими клетками. Исключением является лишь взаимодействие с эндотелием сосудов в процессе ангиотрофической функции

Фаза воспаления

Коллаген стимулирует миграцию лейкоцитов и моноцитов, способствуя очищению раны от инородных тел и бактерий

Воспалительная реакция защищает ткань от патогенов и очищает рану от инородных тел и «мусора».

Отёк при воспалении возникает в результате скопления сосудистой жидкости в месте повреждения. Это происходит из-за вазодилатации кровеносных сосудов, которая возникает сразу после первоначальной вазоконстрикции. Эндотелиальные продукты и продукты тучных клеток (лейкотриены, простагландины) опосредуют расширение сосудов. Это также происходит из-за появления промежутков между эндотелиальными клетками, выстилающими капилляры, что, следовательно, вызывает утечку плазмы. Компоненты системы комплемента также вносят свой вклад в этот процесс и действуют как хемоаттрактанты для клеточных медиаторов воспаления. Процессы воспаления имеют место при любой ране, в том числе
и закрытой.

В фазе воспаления рана наиболее загрязнена — раневое ложе заполнено сгустками крови, белками плазмы, повреждёнными девитализированные тканями, патогенными микроорганизмами и инородным материалом, попавшим в рану при повреждении. Даже небольшое количество повреждённых, некротических, ишемизированных или инфицированных тканей ведёт к постоянному и чрезмерному ответу активированных лейкоцитов. Высокая абсорбционная способность повязок на основе коллагена позволяет поглощать и накапливать в своей структуре раневой экссудат, микроорганизмы, токсины и тканевой детрит.

Макрофаги являются важными клеточными медиаторами воспаления. Их функция не ограничивается иммунитетом. Макрофаги выделяют много металлопротеиназ, которые переваривают компоненты внеклеточного матрикса и инициируют образование грануляционной ткани. При активации и фагоцитозе макрофаги выделяют цитокины и хемокины.

Цитокины, продуцируемые макрофагами, участвуют в ангиогенезе, миграции и пролиферации фибробластов, продукции коллагена, активации и миграции кератиноцитов и, в свою очередь, сокращении раны. Макрофаги также выделяют оксид азота, который действует как химический сигнал, а также как антибактериальный агент. Присутствие активированных макрофагов сигнализирует о начале фазы пролиферации.
Воспаление характеризуется классическими симптомами, а именно: болью, повышением температуры, покраснением, отёком и потерей функции.

Терапевтические факты о коллагене

Коллаген является химически привлекательным по отношению к моноцитам и лейкоцитам, вызывая их специфическую миграцию
Моноциты превращаются в макрофаги, которые очищают рану
Коллаген способствует агрегации компонентов плазмы
Удаление бактерий, инородных тел и «мусора» происходит путём фагоцитоза и адсорбции

Фаза пролиферации и формирования грануляций

Коллаген способствует формированию новой соединительной ткани и кровеносных сосудов в месте повреждения

Об успешном заживлении ран свидетельствует начало пролиферации после воспаления.

Грануляционная ткань состоит из множества мезенхимальных и немезенхимальных клеток с различными фенотипами и обширной новой сосудистой сетью, встроенной в рыхло собранный матрикс, состоящий из коллагена, фибронектина и протеогликанов.

При заживлении ран с потерей ткани (ожоговая рана, забор кожного трансплантата) очень важно восстановить утраченную массу ткани, а также утраченный внеклеточный матрикс. Эта функция достигается в фазе пролиферации, когда происходит клеточное размножение и секреция компонентов внеклеточного матрикса. Макрофаги в этой фазе хотя и присутствуют, их роль больше смещается в сторону секреции сигнальных молекул. Они опосредуют фиброплазию, эпителизацию и ангиогенез.
Этап характеризуется перестройкой фибрин/фибронектинового матрикса с образованием новой грануляционной ткани.

Терапевтические факты о коллагене

Коллаген формирует новую ткань и стимулирует ангиогенез, т.е. рост новых кровеносных сосудов
Коллаген привлекает моноциты, которые трансформируются в макрофаги. Макрофаги выделяют вещества, которые приводят к фиброплазии и ангиогенезу
Коллаген поддерживает рост новых капилляров. Наличие новых капилляров необходимо для отложения новых волокон
Коллаген способствует созданию структуры внеклеточного матрикса для роста новой ткани
Коллаген связывается с фибронектином, который способствует связыванию клеток и фибриллогенным влияниям, размерам фибрилл, а также стимулирует пролиферацию и миграцию фибробластов
Фибробласты, разрушая коллаген и синтезируя новый, способствуют перестройке и формированию соединительной ткани в месте повреждения

Для восстановления исходной структуры кожи эпителизация имеет важное значение.

Основными эффекторными клетками функции являются кератиноциты и эпидермальные стволовые клетки из соседних областей. Эти клетки мигрируют к месту раны благодаря многим факторам, таким как внеклеточный матрикс, интегриновые рецепторы, коллаген I типа, матриксные металлопротеиназы (MMP) и факторы роста. Они располагаются над раневой поверхностью до образования монослоя за счёт контактного торможения; после этого они окончательно дифференцируются в многослойные эпителиальные клетки. Эти клетки прикрепляются к подлежащей строме и формируют новую базальную мембрану. Коллаген I типа стимулирует выработку MMP1 (коллагеназы 1) кератиноцитами. При реэпителизации расщепление дермального коллагена запускает механизмы, стимулирующие и направляющие кератиноциты. Это создаёт строму для дальнейшей эпителизации.

На этом этапе клетки в месте раны очень активны и потребляют большое количество кислорода; кроме того,
в месте раны наблюдается высокое содержание лактата, низкий pH и низкое напряжение кислорода. Все эти факторы стимулируют образование кровеносных сосудов, т. е. ангиогенез в грануляционной ткани.
В это время происходит формирование и укрепление физического барьера.

В пролиферативной фазе важно:

Эндотелиальные клетки являются основными эффекторными клетками в данном процессе. Эндотелиальные отростки из капилляров по краю раны отходят внутрь, образуя капиллярную структуру за счёт миграции и пролиферации. По мере того, как ростки сосудов с разных направлений сходятся, они сливаются друг с другом и образуют капиллярную сеть.

Повышенный обмен веществ в ране поддерживается благодаря повышенной проницаемости новообразованных капилляров. Эндотелиальные клетки секретируют ММР для деградации матриксного коллагена и облегчения движения. На этом этапе присутствуют все необходимые структуры кожи, хотя для полного заживления им необходимо пройти созревание.
  • Cтимулировать процессы репарации,
  • Защищать грануляционную ткань от механического повреждения,
  • А также блокировать развитие инфекционного процесса.

Фаза эпителизации

Коллаген, связываясь с фибронектином, формирует временную матрицу для миграции кератиноцитов и распространения эпителиальных клеток по поверхности раны.

Коллаген составляет 50% рубцовой ткани.

Фибробласты трансформируются в миофибробласты за счёт механонапряжения, что соответствует началу уплотнения соединительной ткани и стягиванию раны.

По мере созревания рубца коллагеновые волокна располагаются вдоль кожных натяжек. Хотя стягивание раны важно для её закрытия, иногда оно может поставить под угрозу подвижность и функцию поражённого участка.

Ремоделирование раны может продолжаться несколько месяцев.
Зачастую достичь качества неповреждённой ткани невозможно, однако, постепенно повреждённый участок укрепляется и восстанавливает свои функции.
Он присутствует в комбинации коллагена типа I и типа III.

Терапевтические факты о коллагене

Коллаген напрямую поддерживает рост, прикрепление, дифференцировку и миграцию кератиноцитов
Связываясь с фибронектином, коллаген обеспечивает временную матрицу для миграции кератиноцитов
Коллаген уменьшает образование рубцов, откладывая ориентированные и организованные волокна и регулируя количество коллагеназы, экспрессируемой кератиноцитами
Действует как матрица для распространения эпителиальных клеток по поверхности раны в процессе эпителизации
+7 999 999 99 99
Контакты
Адрес
Email
Разделы
Заполните форму и мы свяжемся с вами
Остались вопросы?
©2024 Все права защищены