膠原蛋白在生物醫(yī)藥工程中應(yīng)用研究進(jìn)展獲獎科研報告【摘

要】膠原蛋白在我國生物材料中屬于一種十分普遍的材料，其源于生物工程材料。膠原蛋白的用途極為廣泛，比如，其能夠被制作成藥物材料，包含水凝膠以及微膠囊等，最近幾年，在人體皮膚及骨骼等也都取得很大的成績。針對于此，本文對膠原蛋白在生物醫(yī)藥工程中應(yīng)用研究進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】膠原蛋白;生物醫(yī)藥工程;應(yīng)用研究

在哺乳動物中，膠原蛋白中富含大量的蛋白，占據(jù)蛋白總量的一半，在人體中發(fā)揮極為關(guān)鍵的作用，以及置于機(jī)體細(xì)胞表層中，保證其達(dá)到緊密的狀態(tài)。其在生物體可以應(yīng)用于提純，能夠達(dá)到抗原性的效果。相較于其他天然聚合物，膠原蛋白能夠具備較好的生物降解性，在生物相容性方面，其優(yōu)勢高于人體其他人體組織。

一、膠原蛋白作為基體的藥物傳輸系統(tǒng)

（一）膠原蛋白海綿

對于嚴(yán)重?zé)齻z原蛋白海綿子的治療作用非常顯著，其應(yīng)用價值極高，還能夠吸收組織滲透液，可有效的防護(hù)傷口，實(shí)現(xiàn)迅速的結(jié)痂，對其潤滑。進(jìn)行膠原蛋白海綿子植入的實(shí)驗(yàn)，能夠發(fā)現(xiàn)，受到損傷的皮膚會盡快的愈合，膠原蛋白能夠?qū)崿F(xiàn)藥物更好的傳輸，其優(yōu)勢是十分的顯著的，對殺精劑進(jìn)行合理運(yùn)用，讓刺激性更大程度的降低，以及不存在副作用，經(jīng)過數(shù)天的觀察可以清晰的看到，皮膚組織將其足夠的吸收，且效果明顯[1]。值得注意的是，其也存在一些缺點(diǎn)，比如，無法確保數(shù)量，運(yùn)輸中很具有難度，機(jī)械程度不佳。

（二）水凝膠

在控制藥物傳輸系統(tǒng)領(lǐng)域中，可以利用膠原蛋白，膠原蛋白可以轉(zhuǎn)化成人的機(jī)體，并且構(gòu)成注射型水凝膠。將膠原蛋白和腎上腺素進(jìn)行符合，在形成可注射型水凝膠，不但能進(jìn)行癌癥治療，還可以對癌細(xì)胞起到抑制作用。進(jìn)行皮下注射可溶性膠原蛋白，能夠發(fā)現(xiàn)膠原蛋白能夠?qū)麚p的皮膚進(jìn)行修復(fù)[2]。

二、膠原蛋白作為基體的組織工程系統(tǒng)

（一）人體皮膚

I型膠原蛋白具備良好的生物相容性以及強(qiáng)大的機(jī)械強(qiáng)度，因此在制造人工皮膚中，其優(yōu)勢是巨大的。將膠原蛋白用于基礎(chǔ)制作相應(yīng)的人工皮膚，如此能夠促進(jìn)表皮細(xì)胞及纖維細(xì)胞的迅速繁殖，并且可以使其與創(chuàng)面的黏附性加強(qiáng)，可有效的預(yù)防細(xì)菌感染以及減少出血頻率，使得皮膚移植成功率進(jìn)一步提高[3]。

（二）人體骨骼

能夠促進(jìn)骨組織形成某種蛋白質(zhì)，因?yàn)槠渚邆涔钦T導(dǎo)性活性，最近幾年，膠原蛋白被有效的應(yīng)用到人工骨材料中。在臨床中的前列腺癌以及乳腺癌，將其作為骨轉(zhuǎn)移的標(biāo)志。

（三）膠原蛋白止血的應(yīng)用

膠原蛋白還能夠讓血小板融合，從而讓其達(dá)到粘結(jié)的效果。從而能夠進(jìn)行止血。其三螺旋結(jié)構(gòu)能夠促進(jìn)血小板附著，并且產(chǎn)生相應(yīng)的釋放現(xiàn)象，在此種情況中，能足夠達(dá)成釋放反應(yīng)是血液中的凝固因子被更大程度的激活，并能讓滲血中的傷口盡快的凝固，如此可以讓受到損傷的血管得到填塞。在國外，關(guān)于膠原蛋白止血，進(jìn)行系統(tǒng)的研究，以及對脾肝等組織出血治療有效更加豐富的研究。另外，膠原蛋白海綿以及微晶膠原止血劑常用于粘牙齦手術(shù)中，其可以對上顎部位進(jìn)行止血。我國對膠原止血材料的研究以及應(yīng)用時間并不長，缺乏更加深入的研究，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院研制出的膠原海綿止血材料，可以達(dá)到較好的止血效果，可以應(yīng)用于體內(nèi)創(chuàng)面止血和治療，其安全性和可靠性更高。

（四）膠原蛋白運(yùn)用于眼科疾病治療

膠原蛋白可以修復(fù)角膜上皮細(xì)胞，并能夠促進(jìn)細(xì)胞生長，在眼科疾病治療的過程中運(yùn)用極為普遍。將膠原蛋白與淚液相融合，使得上皮細(xì)胞被引入缺損區(qū)，并且其實(shí)現(xiàn)降解產(chǎn)物的作用，以及得到新生細(xì)胞的利用，轉(zhuǎn)化成新的膠原，讓細(xì)胞之間得到連接。膠原蛋白能夠?qū)ρ矍蚱鸬奖Ｗo(hù)的作用，十分廣泛的應(yīng)用于眼科中。膠原蛋白是眼睛給藥的承載，讓藥物在結(jié)膜囊中不斷得到釋放，進(jìn)而在短期中使眼中藥物濃度達(dá)到最高，以及能夠維持較長時間，降低藥物的毒性，其發(fā)展前景十分廣泛。慶大霉素、萬古霉素以及其它部分抗生素的膠原蛋白保護(hù)膜，在角膜、淚液中的藥物濃度比滴劑療法中藥物濃度要高。我國對角膜的上皮愈合以及膠原膜釋藥的研究都取得了顯著的成績。

（五）膠原蛋白應(yīng)用于組織工程中

組織工程是應(yīng)用于修復(fù)和維護(hù)人體各組織以及器官損傷后功能，其研究包含種子細(xì)胞、器官構(gòu)建等等。在不斷的研究中，組織工程對生物材料有著更高的要求。當(dāng)下，生物能夠降解膠原蛋白，在組織工程中有著較為充分的研究，其具備極強(qiáng)的生物相容性，植入體內(nèi)中，可以與體液、酶等發(fā)生作用，發(fā)生降解，分解成小分子物質(zhì)得到吸收，也會在新陳代謝的過程中從體外排出。在組織工程中，膠原蛋白體現(xiàn)在皮膚、骨骼以及生物工程膜代用品中。膠原皮膚可以應(yīng)用于創(chuàng)傷處理中，能夠通過膠原海綿的形式被用作人工皮膚。膠原結(jié)構(gòu)能夠在礦物沉積中發(fā)揮出誘導(dǎo)的作用，其表面存在著沉積礦物位點(diǎn)，與非膠原蛋白結(jié)合，尤其是與生長因子相結(jié)合，可對礦化過程進(jìn)行控制，使得骨形成，并促進(jìn)植入物能夠代替骨骼，骨骼代用品膠原和其他化合物相融合，能夠應(yīng)用于外科矯形[4]。伴隨著膠原蛋白應(yīng)用于組織工程中，推動生物工程膜得到更好的發(fā)展，比如血管膜和韌帶等等

結(jié)束語

總而言之，在生物材料中，膠原蛋白在藥物傳輸系統(tǒng)與組織工程中被普遍的運(yùn)用。目前我國在此方面的研究還較為落后，須進(jìn)行大力的研究，對于有關(guān)問題，進(jìn)行重點(diǎn)分析，充分意識到膠原蛋白被當(dāng)作生物材料在運(yùn)用的中發(fā)揮著巨大的優(yōu)勢，其真正利用價值需要展開更加深入的研究，以及將其與其他生物材料進(jìn)行有效的結(jié)合，能夠達(dá)到臨床實(shí)踐的需要。另外值得關(guān)注的是，膠原具備著耐用性和生物相容性，其制備成本很高，對于其中存在的問題，更大程度的認(rèn)識到這些