(1) חומרים ביו-רפואיים
קולגן הוא חלבון טבעי של הגוף. יש לו זיקה גדולה, אנטיגניות חלשה, תאימות ביולוגית טובה ובטיחות פירוק ביולוגי למולקולות חלבון על פני העור. זה יכול להיספג ויש לו הידבקות טובה. לתפרים כירורגיים העשויים קולגן יש חוזק גבוה כמו משי טבעי וכושר ספיגה. יש להם ביצועי צבירה מצוינים של טסיות דם, אפקט דימום טוב, וחלקות וגמישות טובים במהלך השימוש. לא קל לשחרר את הקשר, ולא קל לפגוע ברקמת הגוף במהלך הניתוח. אז, קולגן יכול להפוך לאבקה, סוכנים דימום שטוחים וספוגים. יחד עם זאת, המחקר והיישום של חומרים סינתטיים או קולגן בתחליפי פלזמה, עור מלאכותי, כלי דם מלאכותיים, תיקון עצם, עצם מלאכותית ונושאי אנזימים מקובעים הם נרחבים מאוד.
לשרשרת הפפטידים של מולקולת הקולגן יש קבוצות תגובתיות שונות, כגון קבוצות הידרוקסיל, קרבוקסיל ואמיניות, שקל לספוג ולשלב עם מגוון אנזימים ותאים להשגת אימוביליזציה. יש לו זיקה טובה עם אנזימים ותאים וניתן להסתגל. תכונות. בנוסף, קל לעיבוד ויצירת קולגן, כך שניתן להפוך קולגן מטוהר לצורות שונות של חומרים, כגון ממברנות, סרטים, סדינים, ספוגים, חרוזים וכו', אך היישום בצורת ממברנה הוא המדווח ביותר. בנוסף להתכלות ביולוגית, יכולת ספיגה של רקמות, תאימות ביולוגית ואנטיגניות חלשה, ממברנות קולגן משמשות בביו-רפואה, וכוללות בעיקר: הידרופיליות חזקה, חוזק מתיחה גבוה ומבנה מורפולוגי דומה לדרמיס, חדירות מים טובה וחדירות אוויר; ביופלסטיות הנקבעת על ידי חוזק מתיחה גבוה וגמישות נמוכה; קבוצות פונקציונליות רבות, ניתן לבצע שינוי צולב מתון, כך שניתן לשלוט בקצב הפירוק הביולוגי שלו; ניתן להתאים את המסיסות (נפיחות); בשימוש יחד, לרכיבים יש אפקט סינרגטי; הם יכולים ליצור אינטראקציה עם סמים; חיבור צולב או טיפול אנזימטי באטלופפטידים יכול להפחית את האנטיגניות, לבודד מיקרואורגניזמים, ויש להם את היתרונות של פעילות פיזיולוגית, כגון המגלוטינציה. יחד עם זאת, יש לו גם את החסרונות הבאים: ההפרדה, הטיהור והעיבוד של הקולגן הם מסובכים, וצפיפות ההצלבה וגודל הסיבים של הקולגן המופרד מגוונים. מהירות ההידרוליזה האנזימטית של קולגן משתנה, והתנאים קשים לשליטה; וקולגן טהור שביר לאחר ייבוש, ויכולת יצירת הסרט שלו אינה חזקה. הסביבה רגישה לשחיקת חיידקים ולהידרדרות, ועלולה גם להוביל לכמה תופעות לוואי, כגון הסתיידות רקמות. לכן, ביישומים מעשיים, קולגן משתנה לעתים קרובות בשיטה מסוימת כדי למנוע את החסרונות של חומרים להכנת קולגן, לשפר את חוזק המתיחה ויכולת האנטי-פירוק של הקולגן, להפחית את קצב ההתפשטות ולשפר את התכונות המכניות ועמידות הקולגן למים. .
טפסי בקשה קליניים כוללים תמיסות מימיות, ג'לים, גרגירים, ספוגים וסרטים. ניתן להשתמש בצורות אלה גם לשחרור ממושך של תרופות. רוב האפליקציות לשחרור מושהה של תרופת הקולגן שאושרו לשוק ונמצאות בפיתוח מתרכזות בעיקר ברפואת עיניים, טיפול נגד זיהומים וגלאוקומה, טיפול מקומי בפצעים ובקרת זיהומים בתיקון פצעים ופיתוח צוואר הרחם בגינקולוגיה. הרדמה מקומית חריגה וניתוחית וכו'.
(2) רקמה אנושית
מכיוון שהקולגן מופץ באופן נרחב ברקמות שונות בגוף האדם, הוא מהווה מרכיב חשוב ברקמות שונות ומהווה את המטריצה החוץ תאית (ExtracelluaMatrix, ECM), וטבעו הוא חומר פיגום רקמה טבעי. מנקודת המבט של יישום קליני, אנשים משתמשים בקולגן כדי ליצור מגוון פיגומים להנדסת רקמות, כגון עור, רקמת עצם, קנה הנשימה וכלי דם. עם זאת, מבחינת הקולגן עצמו, ישנן שתי קטגוריות, כלומר פיגומים שהוכנו מקולגן טהור ופיגומים מרוכבים בשילוב עם רכיבים אחרים. לפיגומים טהורים להנדסת רקמות קולגן יש את היתרונות של תאימות ביולוגית טובה, עיבוד קל, פלסטיות, ויכולים לקדם הידבקות תאים והתפשטות. שנית, הרקמה החדשה באתר התיקון תייצר מגוון אנזימים להידרוליזה של הקולגן, מה שיוביל לפירוק הפיגום, שניתן לשפר ולשפר על ידי קישור צולב או תרכובת. חומרים ביולוגיים מבוססי קולגן שימשו בהצלחה במוצרים להנדסת רקמות כגון עור מלאכותי, עצם מלאכותית, שתלי סחוס ותעלות עצבים. ג'ל קולגן המוטבע בכונדרוציטים שימש לתיקון פגמי סחוס ונעשו ניסיונות להשתמש בתאי אפיתל, אנדותל וקרנית המחוברים לספוגי קולגן כדי להכיל את רקמת הקרנית. אחרים עירבו תאי גבעול בתאים מזנכימליים אוטולוגיים וג'ל קולגן כדי ליצור גידים לתיקון לאחר גיד.
ג'ל לשחרור איטי של תרופת עור מלאכותי המהונדסת רקמות המורכב מקולגן כמטריקס כדרמיס בתוספת מרכיבי האפיתל נמצא בשימוש נרחב במערכות אספקת תרופות עם קולגן כמרכיב העיקרי, וניתן לעצב את תמיסה מימית הקולגן לצורות שונות של מערכות מתן תרופות. לדוגמה, מגיני קולגן לרפואת עיניים, ספוגי קולגן לכוויות או פצעים, מיקרו-חלקיקים לאספקת חלבון, צורת ג'ל של קולגן, חומרים מווסתים למתן טרנס-דרמלי, וננו-חלקיקים להעברת גנים ועוד. בנוסף, ניתן להשתמש בו גם כמטריקס. להנדסת רקמות, כולל מערכות תרבית תאים, כלי דם מלאכותיים ופיגומי מסתמים.
(3) עור
השתלת עור עצמית הייתה מאז ומתמיד השיטה הסטנדרטית העולמית לטיפול בכוויות מדרגה שנייה ושלישית. עם זאת, עבור חולים שנכוו קשות, המחסור בעור מתאים להשתלה הפך לבעיה החמורה ביותר. יש אנשים שמשתמשים בטכנולוגיית ביו-הנדסה כדי לגדל תינוקות מתאי עור של תינוקות. רקמת העור, רקמת קולגן זו מרפאת כוויות בדרגות שונות בין 3 שבועות ל-18 חודשים ללא השתלת אוטומטי, והעור שזה עתה גדל מציג מעט היפרטרופיה ועמידות. פיברובלסטים תלת מימדיים של עור אנושי טופחו גם עם חומצה סינתטית פולי-DL-לקטית-גליקולית (PLGA) וקולגן טבעי, והתוצאות הראו שהתאים גדלים מהר יותר על הרשת הסינתטית וגדלים כמעט בו זמנית מבפנים ומבחוץ, ומתרבים. תאים ומטריצה חוץ-תאית שהופרשה היו אחידים יותר, והסיבים הושתלו בגב חולדות ללא עור, ורקמת העור גדלה לאחר שבועיים ורקמת האפיתל גדלה לאחר 4 שבועות.
