Přehled obvazů na rány na bázi kolagenu a kolagenu
Abstrakt: kolagen je klíčovou součástí hojivé rány. V tomto přehledu je uveden obecný popis procesu hojení ran se zaměřením na jedinečnou roli kolagenu. Rovněž je řešen způsob účinku (MoA) obvazů na bázi kolagenu. Vzhledem k řadě potenciálních podnětů (lokální tkáňová ischémie, bioburden, nekrotická tkáň, opakované trauma atd.), rány se mohou zastavit v zánětlivé fázi, což přispívá k chronicitě rány. Jednou z klíčových složek chronických ran je zvýšená hladina matricových metaloproteináz (MMP). Při zvýšených hladinách MMP nejen degradují neživotaschopný kolagen, ale také životaschopný kolagen. Kromě toho fibroblasty v chronické ráně nemusí vylučovat tkáňové inhibitory MMP (timp) na dostatečné úrovni pro kontrolu aktivity MMP. Tyto události zabraňují tvorbě lešení potřebného pro migraci buněk a nakonec zabraňují tvorbě extracelulární matrice (ECM) a granulační tkáně. Obvazy na rány na bázi kolagenu jsou jedinečně vhodné k řešení problému zvýšených hladin MMP tím, že působí jako „obětní substrát“ v ráně. Bylo také prokázáno, že produkty rozkladu kolagenu jsou chemotaktické pro různé typy buněk potřebné pro tvorbu granulační tkáně. Kromě toho mají obvazy na bázi kolagenu schopnost absorbovat exsudáty rány a udržovat vlhké prostředí rány.
adresa korespondence: David Brett, BS, BS, MS Wound Management Division Smith & synovec 920 Lake Carillon Dr., Suite 110 St. Petersburg, FL 33716 telefon: 727-399-3496 E-mail: [email protected]
Kolagen
Bílkoviny jsou přírodní polymery a tvoří téměř 15% lidského těla. Stavebními kameny všech proteinů jsou aminokyseliny. Kolagen je hlavním proteinem extracelulární matrix (ECM) a je nejhojnější protein u savců, obsahující 25% z celkového obsahu bílkovin a 70% až 80% kůže (suchá hmotnost). Kolagen působí jako strukturální lešení v tkáních. Ústředním rysem všech molekul kolagenu je jejich tuhá, trojvláknová spirálová struktura.1 Typy I, II a III jsou hlavní typy kolagenu, které se nacházejí v pojivové tkáni a tvoří 90% veškerého kolagenu v těle. Funkce kolagenu při hojení ran. Dříve, kolagenů bylo si myslel, že fungovat pouze jako strukturální podporu; nicméně, to je nyní zřejmé, že kolagenu a elastinu-odvozené fragmenty ovládat mnoho buněčných funkcí, včetně tvaru buňky a diferenciace, 2,3 migrace, 4 a syntézu řady proteinů. 5 zjištění naznačují, že kontakt buněk s přesnými molekulami extracelulární matrice ovlivňuje chování buněk regulací množství a kvality depozice matrice. Kolagen typu I je nejhojnější strukturní složkou dermální matrice; migrující keratinocyty pravděpodobně interagují s tímto proteinem. Kolagenáza (tvorbou želatiny) může pomoci při disociaci keratinocytů z matrice bohaté na kolagen a tím podpořit účinnou migraci přes dermální a prozatímní matrice. Buněčné funkce jsou regulovány ECM. Informace poskytované ECM makromolekuly jsou zpracovávány a transdukovány do buněk specializovanými receptory buněčného povrchu. 5 důkazy prokazují, že receptory hrají hlavní funkci při kontrakci ran, 6,7 migraci epiteliálních buněk, 8 ukládání kolagenu, 9 a indukci kolagenázy degradující matrici. Přestože keratinocyty ulpívají na denaturovaném kolagenu (želatině), produkce kolagenázy se v reakci na tento substrát nezapne. Bylo známo, že 10 keratinocytů rozpoznává a migruje na substrátu kolagenu typu I, což má za následek zvýšenou produkci kolagenázy. 11 kolagen hraje klíčovou roli v každé fázi hojení ran. Hemostáza (doba trvání = minuty). Krevní destičky se agregují kolem exponovaného kolagenu. Destičky pak vylučují faktory, které interagují a stimulují vnitřní koagulační kaskádu, což posiluje agregát krevních destiček do stabilní hemostatické „zátky“.“Krevní destičky také uvolňují aa-granule, které uvolňují řadu růstových faktorů (GFs) a cytokinů, jako je destičkový GF (PDGF), insulin-like GF (IGF-1), epidermální GF (EGF), transformující GF-beta (TGF-b), 12 který „call“ řadu zánětlivých buněk (neutrofily, eosinofily a monocyty) na rány a zahájení zánětlivé fáze. Zánět (trvání = dny). Proteolytické enzymy jsou vylučovány zánětlivými buňkami, které migrují na místa rány, zejména neutrofily, eozinofily a makrofágy. Působení proteolytických enzymů na makromolekulární složky ECM (například kolagen) dává vzniknout mnoha peptidy (bílkoviny, fragmenty) při hojení ran. Tyto degradační produkty mají chemotaktickou efekt v náboru dalších buněk, jako jsou mononukleární buňky, další neutrofily a makrofágy. Aktivované makrofágy sekretují TNF-a, který mimo jiné indukuje makrofágy k produkci IL-1b. IL-1bß je mitogenní pro fibroblastů a up-reguluje matrix metaloproteinázy (MMP) výraz. TNF-α a IL-1bß jsou klíče pro-zánětlivých cytokinů, které mají přímý vliv depozice kolagenu v ráně tak, že indukuje syntézu kolagenu pomocí fibroblastů a down regulace tkáňové inhibitory matrix metaloproteinázy (TIMPs). 12 zánětlivých buněk také vylučuje růstové faktory včetně TGF-b, TGF-b, bHB-EGF a bFGF. 12 tyto GFs nadále stimulují migraci fibroblastů, epiteliálních buněk a vaskulárních endotelových buněk do rány. Výsledkem je zvýšení celularity rány. Tím začíná proliferativní fáze. Proliferace (trvání = týdny). Produkty štěpení vyplývající z degradace kolagenu stimulují proliferaci fibroblastů. Fibroblasty vylučují různé GFs (IGF-1, bFGF, TGF-b, PDGF a KGF), 12, které řídí tvorbu ECM. Produkty štěpení kolagenu také stimulují proliferaci vaskulárních endotelových buněk. Tyto buňky vylučují různé GFs (VEGF, ßFGF, PDGF), 12, které podporují angiogenezi. Při vaskularizovaném ECM se dosáhne granulace. Produkty štěpení kolagenu také stimulují migraci a proliferaci keratinocytů. Keratinocyty vylučují různé GFs a cytokiny, jako jsou TGF-b, TGF-b a IL-1. 12 Jak keratinocyty migrují z okraje rány přes nově vytvořenou granulační tkáň, dosáhne se reepitelizace. Remodelace (doba trvání = 1 rok +). Je dosaženo rovnováhy mezi syntézou nových složek matrice jizev a jejich degradací pomocí MMP, jako je kolagenáza, želatináza a stromelysin. Fibroblasty jsou hlavní typ buněk, který syntetizuje kolagen, elastin a proteoglykany. Jsou také hlavním zdrojem MMP a timp. Kromě toho vylučují lysyloxidázu, která zesítí složky ECM 
. Angiogeneze přestává a hustota kapilár v místě rány klesá s dozráváním jizvy. Výsledkem je vytvoření silnější jizvy, i když kůže znovu získá téměř 75% své původní pevnosti v tahu. Fáze akutního hojení ran jsou dále popsány na obrázcích 1-5. 
Role Mmp v Ráně Chronicity
Rána postele příprava (WBP), může být popsán jako správní rány k urychlení endogenní léčení nebo k usnadnění účinnost jiných léčebných opatření. 13,14 4 základní aspekty WBP mohou být reprezentovány zkratkou: čas. T = tkáň (neživá nebo nedostatečná); I = infekce nebo zánět; M = kontrola vlhkosti; E = epidermální okraj. 15 Zaměřením na „E“ v DOBĚ, kolagen obvazy mají vlastnosti, které samy o sobě k vytvoření rána prostředí příznivé pro migraci buněk z epidermis rozpětí přes granulační tkáň, podporuje uzavírání rány. Vzhledem k řadě potenciálních podnětů (lokální tkáňová ischémie, bioburden, nekrotická tkáň, opakované trauma atd.), rána se zastavila v zánětlivé fázi přispívající k chronicitě rány. V důsledku výše uvedených prozánětlivých podnětů je rána nadměrně stimulována a zánětlivé buňky, jako jsou makrofágy, jsou přítomny ve vyšších počtech a jsou aktivnější, než by obvykle byly v akutní ráně. Kromě toho jsou buňky, jako jsou fibroblasty a endotelové buňky, senescentní a neschopné správně fungovat jako v akutní ráně. Při nadbytku makrofágů dochází k nadbytku klíčových prozánětlivých cytokinů, jako je TNF-b a IL-1b, vylučovaných makrofágy. Tyto prozánětlivé cytokiny signalizují, že fibroblasty vylučují MMP, ale kvůli nadbytku prozánětlivých cytokinů fibroblasty vylučují zvýšené hladiny MMP. Na této úrovni MMP nejen degradují neživotaschopný kolagen, ale také životaschopný kolagen stanovený samotnými fibroblasty. Navíc fibroblasty nejsou schopny vylučovat tkáňové inhibitory MMP (timp) na dostatečné úrovni pro kontrolu aktivity MMP. Tyto události zabraňují tvorbě lešení potřebného pro migraci buněk a nakonec zabraňují tvorbě ECM. Kromě toho buňky v chronické ráně mají tendenci být senescentní, takže nemohou komunikovat s jinými buňkami a nemohou správně fungovat. Jedním z důsledků je nedostatek aktivity endotelových buněk zpomalující tvorbu krevních cév. Bez dostatečného přísunu krve může tkáň zemřít a v důsledku toho dochází ke zvýšení velikosti rány. Všechny výše uvedené jevy brání tvorbě životaschopné granulační tkáně a tím inhibují reepitelizaci (tj. 12 jedním z klíčových přispěvatelů k chronicitě rány je nadbytek (a/nebo aktivita) MMP v ráně; schopnost inhibovat nebo deaktivovat řadu přebytečných MMP může pomoci vytvořit prostředí příznivější pro tvorbu granulační tkáně, a případné uzavření rány.
na bázi Kolagenu Obvazy
Existuje řada různých kolagenu obvazy k dispozici, které používají různé nosiče/kombinace látek, jako jsou gely, pasty, polymery, oxidované regenerované celulózy (ORC), ethylen diamin ethylendiamintetraoctové kyseliny (EDTA). Kolagen v těchto produktech má tendenci být odvozen od skotu, prasat, koní nebo ptačích zdrojů, který je čištěn, aby byl neantigenní. Kolagen v daném kolagenovém obvazu se může lišit v koncentraci a typu. Některé kolagenové obvazy se skládají z kolagenu typu I (nativního); zatímco jiné kolagenové obvazy obsahují také denaturovaný kolagen. Daný kolagenový obvaz může obsahovat přísady, jako jsou algináty a deriváty celulózy, které mohou zvýšit savost, pružnost a pohodlí a pomáhají udržovat vlhké prostředí rány. Kolagenové obvazy mají také různé velikosti pórů a povrchové plochy. Všechny tyto atributy mají za cíl zlepšit aspekty správy ran obvazů. Mnoho kolagenových obvazů obsahuje antimikrobiální látku pro kontrolu patogenů v ráně. Kolagenové obvazy obvykle vyžadují sekundární obvaz (viz Příloha I pro shrnutí aktuálně dostupných obvazů na rány na bázi kolagenu). Způsob působení (MoA). Výzkum ukázal, že některé obvazy na bázi kolagenu způsobují významné zvýšení produkce fibroblastů; 
hydrofilní vlastnost, která může být důležitá v podpoře pronikání fibroblastů; zvýšení depozice orientované, organizované kolagenová vlákna tím, že přitahuje fibroblastů a způsobuje směřuje migraci buněk; podpora v absorpci a biologickou dostupnost fibronektin; pomoci zachovat leukocyty, makrofágy, fibroblasty a epitelové buňky; a pomáhat při udržování chemické a termostatické mikroprostředí rány. 16-20 MoA několika kolagenových obvazů zahrnuje inhibici nebo deaktivaci přebytku MMP. Jak již bylo zmíněno, nadměrné MMP jsou klíčovým přispěvatelem k chronicitě ran. MoA kolagenových obvazů je popsána na obrázcích 6-13. 
kolagen: nativní versus denaturovaný
kromě různých zdrojů kolagenu (skot, prasata atd.), kolagenové obvazy mohou také obsahovat různé typy kolagenu. Tyto typy kolagenů mohou mít za následek jedinečnou aktivitu v lůžku rány, protože mají odlišnou specificitu substrátu. Například kolagen typu I (nativní) přitahuje MMP-1. 1 denaturovaný kolagen (želatina) přitahuje MMP-2 a MMP-9. Želatina 1,21 také přitahuje stromelysin a matrilysin.21 tyto MMP (mimo jiné) se vyskytují v nadbytku u chronických ran a přispívají k chronicitě rány (viz Příloha II pro rozpad zdroje/typu kolagenu na kolagenový obvaz). 
biochemie typů kolagenu. Při migraci buněk (např. keratinocytů) setkání kolagen Typu I, buňka vylučuje Mmp za účelem denaturace Typ I kolagenu na želatinu. Kritickým důvodem je to, že jakmile je kolagen typu I přeměněn na želatinu, mnoho aktivních míst (RGD sekvence) je zpřístupněno buňkám. RGD (Arg-Gly-Asp) sekvence jsou přípojná místa a jsou chemotaktické pro 
různé buňky odpovědné za tvorbu granulační tkáně. Kolagenový obvaz obsahující želatinu by tedy mohl poskytnout zvýšenou signalizaci buňkám odpovědným za tvorbu granulační tkáně. Kolagen-oblékání obsahující pouze kolagen Typu I vyžaduje, MMP-1, aby nejprve převést kolagenu na želatinu, takže buňky v ráně musí nejprve uvolnění MMP-1 změnit Typ I kolagenu na želatinu, aby si tuto výhodu. 
velikost pórů a plocha povrchu. Velikost pórů kolagenových obvazů je důležitá, aby buňky mohly vstoupit do obvazu a soustředit se v něm. Kromě toho hraje povrchová plocha roli při řízení exsudátu. Typicky čím větší je povrchová plocha, tím více exsudátu je absorbováno.
Závěr
Dříve, kolagenů bylo si myslel, že fungovat pouze jako strukturální podporu; nicméně, kolagenu a elastinu-odvozené fragmenty ovládat mnoho buněčných funkcí, včetně tvaru buňky a diferenciace, migrace a syntézu řady proteinů. Kolagen také hraje rozhodující roli ve všech fázích hojení ran (hemostáza, zánět, proliferace a remodelace). Je také jasné, že zatímco většina MoA různých kolagenových obvazů je podobná, existují také klíčové rozdíly. Zveřejnění: tato recenze byla napsána jménem Smith & synovec, Inc., (Petrohrad, FL). Autor je zaměstnancem kováře & synovce.