הכוונה היא לשיטה לשיפור המתח והיציבות של סיבי קולגן באמצעות קשר קוולנטי בתוך ובין מולקולות של קולגן. השיטה מחולקת עוד לשיטה פיזית, שיטה כימית, שיטת פלזמה בטמפרטורה נמוכה ושיטה ביולוגית. ביניהם, שיטה פיזיקלית ושיטה כימית הן השיטות הנפוצות ביותר לשינוי צולבות. הוא מעורב בתופעת החיים ומדווח רק לעתים רחוקות בפיתוח חומרים ביו-רפואיים מבוססי קולגן.
שיטה פיזית
השינוי של הקולגן באמצעים פיזיקליים כולל קרינה אולטרה סגולה, התייבשות חמורה, הקרנת קרני λ והצלבה תרמית. אם תמיסת הקולגן מוקרנת בקרניים אולטרה סגולות, יתרחש חיבור צולב בין המולקולות, הצמיגות תגדל ונוצר ג'ל. השיטה הנפוצה של סרט קולגן צולב אולטרה סגול היא להניח את סרט הקולגן על רדיד אלומיניום, בגובה של 20 ס"מ ממנורת אולטרה סגול 254 ננומטר ולהקרין אותו למשך 1 עד 5 שעות. התכונות המכניות ובדיקות הקולגנאז של סרטי קולגן מוקרנים ב-UV הראו שטמפרטורת ההתכווצות Ts והיכולת של הידרוליזה אנזימטית אנטי-קולגן של סרטי הקולגן המצולבים היו גבוהות משמעותית מאלו של סרטי הקולגן הלא-מצלבים.
התייבשות חמורה היא גם שיטה נפוצה בשינוי הפיזי של קולגן, מה שמוביל להצלבה של מולקולות קולגן באמצעות התייבשות, ובכך להגביר את טמפרטורת הדנטורציה ולשפר את תכונות הקולגן. התאימות הביולוגית של ממברנת הקולגן המשתנה שופרה, ומסיסות המים הופחתה, מה שהשפיע על התאימות הביולוגית של הממברנה עם אוסטאובלסטים. היתרון בשינוי הפיזי של החלבון המקורי הוא בכך שהוא יכול למנוע כניסת כימיקלים רעילים אקסוגניים לקולגן. החיסרון הוא שמידת ההצלבה של ממברנת הקולגן נמוכה, וקשה להשיג הצלבה אחידה.
שיטה כימית
השיטה הכימית היא בעלת דרגת שינוי והצלבה גבוהה יותר מאשר השיטה הפיזיקלית, ויכולה לקבל הצלבה אחידה, יעילה לוויסות ובקרה של תכונות שונות של הקולגן. נעשה בו שימוש נרחב בריאגנטים כימיים שונים לקישור קולגן כדי לשפר את מידת ההצלבה שלו, התכונות המכניות והתאימות הביולוגית שלו. ניתן לחלק את שיטת השינוי הכימי לשלוש שיטות: הצלבה עם ריאגנטים כימיים, שינוי של שרשראות צד ואימוביליזציה של חומרים פעילים פיזיולוגית.
חומרי ההצלבה הכימיים הנפוצים בשיטת הצלבה של ריאגנטים כימיים הם גלוטאראלדהיד, הקסמתילן איזוציאנאט, קרבודיאימיד, דיפנילפוספון אזיד וכו'. ביניהם, הגלוטראלדהיד הוא המגיב הנפוץ ביותר, ומספר רב של ניסויים מתבצע. הוכח שגלוטראלדהיד יכול לספק קישור צולב יעיל, אבל הוא ציטוטוקסי וקשה לשלוט במינון שלו. בנוסף, ככל שמידת ההצלבה עולה, כושר ספיגת המים ודרגת הנפיחות יורדים. קישור צולב של אציל אזיד, פוליאפוקסיד או גניפין וכו', לא יציג רעילות ברורה, ויכול להשיג אפקט צולב אידיאלי. בדוחות המדווחים, נעשה שימוש בחומר צולב אחד כדי לצלב ולשנות קולגן, אך נעשה שימוש גם בחומרים צולבים מעורבים. השיטה של שסתום ביולוגי יכולה להפחית באופן משמעותי את התוכן של קבוצות קרבוקסיל חופשיות בקצה הקולגן ברקמת השסתום. ניסויים בבעלי חיים מראים שרקמת השסתום שהשתנה יכולה לשמור על יציבות רקמה טובה וחוזק מתיחה מכני, ומבחן האימונוגניות הוא שלילי, מה שעולה בקנה אחד עם יישומים קליניים.
שינוי שרשרת צד הוא שינוי כימי של קבוצות האמינו והקרבוקסיל בשרשרת הצדדית של מולקולות הקולגן כדי לשפר את חלוקת המטען ולאפשר לקולגן לרכוש תכונות חדשות, כגון aminosuccinylation של קולגן, שיכול להפוך לקולגן עשיר במטענים שליליים. בהשוואה לקולגן ללא שינוי, אנרגיית היצמדות טסיות הדם ואנרגיה של יצירת פיברין חלשות, ובעלות תכונות אנטי-טרומבוטיות; עם זאת, כגון קולגן עשיר במטענים חיוביים המתקבלים על ידי carboxymethylation של קולגן, אנרגיית הידבקות טסיות דם, הפעלה בתנאים פיזיולוגיים יכולים להיות גבוהים. בהשוואה לשינוי צולב, נעשתה פחות עבודה על שינוי קולגן באמצעות שינוי שרשרת צד בתחום הביו-חומרים.
למרות ששיטות כימיות יכולות להשיג קישור צולב אחיד, ישנם חסרונות כמו הכנסת ריאגנטים רעילים אקסוגניים והקושי להסיר ריאגנטים שיוריים. כמה דיווחים מראים ששינוי של ממברנת קולגן או קולגן מרוכבת על ידי טכנולוגיית פלזמה בטמפרטורה נמוכה יכולה להכניס קבוצות שונות על פני החומר, לשנות את ההרכב הכימי ואת המבנה של פני החומר, ובכך לשנות את תכונות החומר, כמו הפיכתו ליותר אתרי זיהוי תאים ושיפור פני השטח. אנרגיה, שיפור קוטביות פני השטח וכו'.