胶原蛋白在生物医药工程中应用研究进展

谢文超

【摘  要】胶原蛋白在我国生物材料中属于一种十分普遍的材料，其源于生物工程材料。胶原蛋白的用途极为广泛，比如，其能够被制作成药物材料，包含水凝胶以及微胶囊等，最近几年，在人体皮肤及骨骼等也都取得很大的成绩。针对于此，本文对胶原蛋白在生物医药工程中应用研究进行了分析。

【关键词】胶原蛋白;生物医药工程;应用研究

在哺乳动物中，胶原蛋白中富含大量的蛋白，占据蛋白总量的一半，在人体中发挥极为关键的作用，以及置于机体细胞表层中，保证其达到紧密的状态。其在生物体可以应用于提纯，能够达到抗原性的效果。相较于其他天然聚合物，胶原蛋白能够具备较好的生物降解性，在生物相容性方面，其优势高于人体其他人体组织。

一、胶原蛋白作为基体的药物传输系统

（一）胶原蛋白海绵

对于严重烧伤，胶原蛋白海绵子的治疗作用非常显著，其应用价值极高，还能够吸收组织渗透液，可有效的防护伤口，实现迅速的结痂，对其润滑。进行胶原蛋白海绵子植入的实验，能够发现，受到损伤的皮肤会尽快的愈合，胶原蛋白能够实现药物更好的传输，其优势是十分的显著的，对杀精剂进行合理运用，让刺激性更大程度的降低，以及不存在副作用，经过数天的观察可以清晰的看到，皮肤组织将其足够的吸收，且效果明显[1]。值得注意的是，其也存在一些缺点，比如，无法确保数量，运输中很具有难度，机械程度不佳。

（二）水凝胶

在控制药物传输系统领域中，可以利用胶原蛋白，胶原蛋白可以转化成人的机体，并且构成注射型水凝胶。将胶原蛋白和肾上腺素进行符合，在形成可注射型水凝胶，不但能进行癌症治疗，还可以对癌细胞起到抑制作用。进行皮下注射可溶性胶原蛋白，能够发现胶原蛋白能够对伤损的皮肤进行修复[2]。

二、胶原蛋白作为基体的组织工程系统

（一）人体皮肤

I型胶原蛋白具备良好的生物相容性以及强大的机械强度，因此在制造人工皮肤中，其优势是巨大的。将胶原蛋白用于基础制作相应的人工皮肤，如此能够促进表皮细胞及纤维细胞的迅速繁殖，并且可以使其与创面的黏附性加强，可有效的预防细菌感染以及减少出血频率，使得皮肤移植成功率进一步提高[3]。

（二）人体骨骼

能够促进骨组织形成某种蛋白质，因为其具备骨诱导性活性，最近几年，胶原蛋白被有效的应用到人工骨材料中。在临床中的前列腺癌以及乳腺癌，将其作为骨转移的标志。

（三）胶原蛋白止血的应用

胶原蛋白还能够让血小板融合，从而让其达到粘结的效果。从而能够进行止血。其三螺旋结构能够促进血小板附着，并且产生相应的释放现象，在此种情况中，能足够达成释放反应是血液中的凝固因子被更大程度的激活，并能让渗血中的伤口尽快的凝固，如此可以让受到损伤的血管得到填塞。在国外，关于胶原蛋白止血，进行系统的研究，以及对脾肝等组织出血治疗有效更加丰富的研究。另外，胶原蛋白海绵以及微晶胶原止血剂常用于粘牙龈手术中，其可以对上颚部位进行止血。我国对胶原止血材料的研究以及应用时间并不长，缺乏更加深入的研究，军事医学科学院研制出的胶原海绵止血材料，可以达到较好的止血效果，可以应用于体内创面止血和治疗，其安全性和可靠性更高。

（四）胶原蛋白运用于眼科疾病治疗

胶原蛋白可以修复角膜上皮细胞，并能够促进细胞生长，在眼科疾病治疗的过程中运用极为普遍。将胶原蛋白与泪液相融合，使得上皮细胞被引入缺损区，并且其实现降解产物的作用，以及得到新生细胞的利用，转化成新的胶原，让细胞之间得到连接。胶原蛋白能够对眼球起到保护的作用，十分广泛的应用于眼科中。胶原蛋白是眼睛给药的承载，让药物在结膜囊中不断得到释放，进而在短期中使眼中药物浓度达到最高，以及能够维持较长时间，降低药物的毒性，其发展前景十分广泛。庆大霉素、万古霉素以及其它部分抗生素的胶原蛋白保护膜，在角膜、泪液中的药物浓度比滴剂疗法中药物浓度要高。我国对角膜的上皮愈合以及胶原膜释药的研究都取得了显著的成绩。

（五）胶原蛋白应用于组织工程中

组织工程是应用于修复和维护人体各组织以及器官损伤后功能，其研究包含种子细胞、器官构建等等。在不断的研究中，组织工程对生物材料有着更高的要求。当下，生物能够降解胶原蛋白，在组织工程中有着较为充分的研究，其具备极强的生物相容性，植入体内中，可以与体液、酶等发生作用，发生降解，分解成小分子物质得到吸收，也会在新陈代谢的过程中从体外排出。在组织工程中，胶原蛋白体现在皮肤、骨骼以及生物工程膜代用品中。胶原皮肤可以应用于创伤处理中，能够通过胶原海绵的形式被用作人工皮肤。胶原结构能够在矿物沉积中发挥出诱导的作用，其表面存在着沉积矿物位点，与非胶原蛋白结合，尤其是与生长因子相结合，可对矿化过程进行控制，使得骨形成，并促进植入物能够代替骨骼，骨骼代用品胶原和其他化合物相融合，能够应用于外科矫形[4]。伴随着胶原蛋白应用于组织工程中，推动生物工程膜得到更好的发展，比如血管膜和韧带等等

结束语

总而言之，在生物材料中，胶原蛋白在药物传输系统与组织工程中被普遍的运用。目前我国在此方面的研究还较为落后，须进行大力的研究，对于有关问题，进行重点分析，充分意识到胶原蛋白被当作生物材料在运用的中发挥着巨大的优势，其真正利用价值需要展开更加深入的研究，以及将其与其他生物材料进行有效的结合，能够达到临床实践的需要。另外值得关注的是，胶原具备着耐用性和生物相容性，其制备成本很高，对于其中存在的问题，更大程度的认识到这些问题是生物材料的影响因素，因此必须在实验以及实践中，足够的掌握有关内容，胶原蛋白这种新型的生物材料进行更加充分的认识，需要进行挖掘以及研究的珍贵宝藏，在研究工作不断的展开中，胶原蛋白在生物医药领域必然拥有着非常显著的发展前景和优势。

参考文献：

[1]于颖，肖刚，陈晚华.鱼皮胶原蛋白的提取工艺及特性研究[J].上海医药，2019，40（3）：70-73.

[2]侯增淼，李晓颖，李敏，等.重组人源性胶原蛋白的制备及表征[J].生物工程学报，2019，35（2）：319-326.

[3]李毅，吴晓伟，王洪瑾.胶原蛋白材料在慢性创面修复中的应用研究进展[J].临床医学研究与实践，2019，4（2）：193-195.

[4]胡康，張伟.胶原蛋白作为医用生物材料对缺损组织修复、再生及重建的作用与意义[J].中国组织工程研究，2019，23（2）：317-322.