A Review of Collagen and Collagen-based Weddings

Abstract: Collagen is a key component of a healing Wave. Tässä katsauksessa annetaan yleinen kuvaus haavan paranemisprosessista keskittyen kollageenin ainutlaatuiseen rooliin. Myös kollageenipohjaisten sidosten vaikutustapaa (MoA) käsitellään. Johtuen useista mahdollisista ärsykkeistä(paikallinen kudos iskemia, biopurden, nekroottinen kudos, toistuva trauma jne.), haavat voivat sakkautua tulehdusvaiheessa, mikä vaikuttaa haavan kroonisuuteen. Yksi keskeinen osa kroonisia haavoja on kohonnut matriisin metalloproteinaasien (MMPs). Kohonneilla tasoilla MMP: t eivät ainoastaan hajota elinkelvotonta kollageenia vaan myös elinkelpoista kollageenia. Kroonisen haavan fibroblastit eivät myöskään välttämättä eritä MMPs: n (TIMPs) kudosestoaineita riittävällä tasolla MMPs: n aktiivisuuden säätelemiseksi. Nämä tapahtumat estävät solujen siirtymiseen tarvittavan tukirangan muodostumisen ja estävät lopulta solunulkoisen matriisin (ECM) ja granulaatiokudoksen muodostumisen. Kollageenipohjaiset haavasiteet soveltuvat ainutlaatuisella tavalla käsittelemään kohonneita MMP-pitoisuuksia toimimalla haavassa ”uhrialustana”. On myös osoitettu, että kollageenin hajoamistuotteet ovat kemotaktisia eri solutyypeille, joita tarvitaan granulaatiokudoksen muodostumiseen. Lisäksi kollageenipohjaisilla sidoksilla on kyky imeä haavaeritettä ja ylläpitää kosteaa haavaympäristöä.
Address correspondence to: David Brett, BS, BS, MS Wound Management Division Smith & veljenpoika 920 Lake Carillon Dr., Suite 110 St. Petersburg, FL 33716 puhelin: 727-399-3496 Sähköposti: [email protected]

kollageeni

proteiinit ovat luonnonpolymeerejä ja muodostavat lähes 15% ihmisen kehosta. Kaikkien proteiinien rakennuspalikoita ovat aminohapot. Kollageeni on solunulkoisen matriisin (ECM) pääproteiini ja nisäkkäiden runsain proteiini, joka koostuu 25% kokonaisproteiinista ja 70% – 80% ihosta (kuivapaino). Kollageeni toimii rakenteellisena tukena kudoksissa. Kaikkien kollageenimolekyylien keskeinen piirre on niiden jäykkä, kolmijuosteinen kierteinen rakenne.1 tyypit I, II ja III ovat tärkeimmät kollageenin löytyy sidekudoksen ja muodostavat 90% kaikesta kollageenista kehossa. Kollageenin toiminta haavan paranemisessa. Aiemmin kollageenien ajateltiin toimivan vain rakenteellisena tukena; nykyään on kuitenkin ilmeistä, että kollageeni ja kollageenista johdetut fragmentit säätelevät monia solutoimintoja, kuten solun muotoa ja erilaistumista, 2,3 migraatiota, 4: ää ja useiden proteiinien synteesiä. 5 havainnot viittaavat siihen, että solukosketus tarkkojen solunulkoisten matriisimolekyylien kanssa vaikuttaa solujen käyttäytymiseen säätelemällä matriisikertymän määrää ja laatua. Tyypin I kollageeni on ihomatriisin runsain rakenneosa; vaeltavat keratinosyytit ovat todennäköisesti vuorovaikutuksessa tämän proteiinin kanssa. Kollagenaasi (muodostamalla gelatiinia) voi auttaa dissosioimaan keratinosyyttejä kollageenipitoisesta matriisista ja siten edistää tehokasta siirtymistä ihon ja väliaikaisten matriisien yli. Solun toimintoja säätelee ECM. ECM-makromolekyylien tuottama informaatio prosessoidaan ja transpondoidaan soluihin erikoistuneiden solujen pintareseptorien avulla. 5 todisteet osoittavat, että reseptoreilla on merkittävä tehtävä haavojen supistumisessa, 6,7 epiteelisolujen vaelluksessa, 8 kollageenikertymässä, 9 ja matriisia hajottavan kollagenaasin induktiossa. Vaikka keratinosyytit kiinnittyvät denaturoituun kollageeniin (liivate), kollagenaasin tuotanto ei käynnisty tämän substraatin vaikutuksesta. 10 keratinosyyttien tiedetään tunnistavan ja siirtyvän tyypin I kollageenisubstratumilla, mikä lisää kollagenaasin tuotantoa. 11 kollageenilla on keskeinen rooli haavan paranemisen jokaisessa vaiheessa. Hemostaasi (kesto = minuuttia). Verihiutaleet kerääntyvät altistuneen kollageenin ympärille. Verihiutaleet sitten erittävät tekijöitä, jotka vuorovaikuttavat ja stimuloivat luontainen hyytymistä cascade, joka vahvistaa verihiutaleiden aggregaattia vakaa hemostaattinen ”plug.”Verihiutaleet myös vapauttavat aa-rakeita, jotka vapauttavat erilaisia kasvutekijöitä (GFs) ja sytokiineja, kuten trombosyyttiperäinen GF (pdgf), insuliinin kaltainen GF (IGF-1), epidermaalinen GF (EGF) ja transformoiva GF-beeta (TGF-b), 12, jotka ”kutsuvat” erilaisia tulehdussoluja (neutrofiilit, eosinofiilit ja monosyytit) haavakohtaan ja aloittavat tulehdusvaiheen. Tulehdus (kesto = vrk). Proteolyyttisiä entsyymejä erittävät haavakohtiin siirtyvät tulehdussolut, erityisesti neutrofiilit, eosinofiilit ja makrofagit. Proteolyyttisten entsyymien vaikutus ECM: n makromolekyylisiin ainesosiin (kuten kollageeni) synnyttää monia peptidejä (proteiinifragmentteja) haavan paranemisen aikana. Näillä hajoamistuotteilla on kemotaktinen vaikutus muiden solujen, kuten mononukleaaristen solujen, ylimääräisten neutrofiilien ja makrofagien rekrytoinnissa. Aktivoidut makrofagit erittävät TNF-a: ta, joka muun muassa indusoi makrofageja tuottamaan il-1b: tä. IL-1Bß on mitogeeninen fibroblastille ja säätelee matriisin metalloproteinaasi-ilmentymää (MMP). TNF-α ja IL-1Bß ovat keskeisiä proinflammatorisia sytokiineja, jotka vaikuttavat suoraan kollageenin laskeumaan haavaan indusoimalla kollageenin synteesiä fibroblastien kautta ja matriksin metalloproteinaasien (TIMPs) kudoksen inhibiittorien säätelyllä. 12 Tulehdussolua erittävät myös kasvutekijöitä, kuten TGF-b, TGF-b, bHB-EGF ja bFGF. Nämä GFs-arvot stimuloivat edelleen fibroblastien, epiteelisolujen ja verisuonten endoteelisolujen siirtymistä haavaan. Tämän seurauksena haavan sellulaarisuus kasvaa. Tästä alkaa proliferatiivinen vaihe. Proliferaatio (kesto = viikkoja). Kollageenin hajoamisesta syntyvät pilkkoutumistuotteet stimuloivat fibroblastien proliferaatiota. Fibroblastit erittävät erilaisia GFs: iä (IGF-1, bFGF, TGF-b, PDGF ja KGF), 12 jotka ohjaavat ECM: n muodostumista. Kollageenin pilkkoutumistuotteet stimuloivat myös verisuonten endoteelisolujen proliferaatiota. Nämä solut erittävät erilaisia GFs (VEGF, ßFGF, PDGF), 12, jotka edistävät angiogeneesiä. Vaskularisoidulla ECM: llä granulaatio saavutetaan. Kollageenin pilkkoutumistuotteet stimuloivat myös keratinosyyttien migraatiota ja proliferaatiota. Keratinosyytit erittävät erilaisia GFs-ja sytokiineja, kuten TGF-b, TGF-b ja IL-1. 12 kun keratinosyytit siirtyvät haavan reunasta vastamuodostuneen granulaatiokudoksen poikki, syntyy uudelleen epiteeli. Remodeling (kesto = 1 vuosi +). Tasapaino saavutetaan scar-matriisin uusien komponenttien synteesin ja niiden MMP: iden, kuten kollagenaasin, gelatinaasin ja stromelysiinin, aiheuttaman hajoamisen välillä. Fibroblastit ovat tärkein solutyyppi, joka syntetisoi kollageenia, elastiinia ja proteoglykaaneja. Ne ovat myös tärkein lähde MMP ja TIMPs. Lisäksi ne erittävät lysyylioksidaasia, joka ristisitoo ECM: n komponentteja toisiinsa. Angiogeneesi lakkaa ja hiussuonien tiheys haavakohdassa vähenee, kun arpi kypsyy. Tuloksena syntyy vahvempi arpi, vaikka iho saa takaisin vain lähes 75% alkuperäisestä vetolujuudestaan. Akuutin haavan paranemisen vaiheita kuvataan tarkemmin luvuissa 1-5.

MMP: n roolia haavan Kroonisuudessa

haavan valmistusta (WBP) voidaan kuvata haavan hoidoksi endogeenisen paranemisen nopeuttamiseksi tai muiden hoitotoimenpiteiden tehokkuuden helpottamiseksi. 13,14 the 4 basic aspects of WBP can be represented by the acronym: TIME. T = kudos (elinkelvoton tai puutteellinen); I = infektio tai tulehdus; M = kosteuden hallinta; E = epidermaalinen marginaali. 15 keskittyen” E ” ajoissa, kollageenisideillä on ominaisuuksia, jotka soveltuvat luomaan haavan ympäristön, joka on suotuisa solujen siirtymiselle epidermaalisesta marginaalista granulaatiokudoksen läpi, mikä kannustaa haavan sulkemiseen. Johtuen useista mahdollisista ärsykkeistä(paikallinen kudos iskemia, biopurden, nekroottinen kudos, toistuva trauma jne.), haava on pysähtynyt tulehdusvaiheessa, mikä vaikuttaa haavan kroonisuuteen. Edellä mainittujen tulehdusärsykkeiden seurauksena haava on yliaktivoitunut ja tulehdussoluja, kuten makrofageja, on enemmän ja ne ovat aktiivisempia kuin mitä ne tyypillisesti olisivat akuutissa haavassa. Lisäksi solut, kuten fibroblastit ja endoteelisolut, ovat senesoivia eivätkä kykene toimimaan kunnolla kuten akuutissa haavassa. Kun makrofageja on liikaa, makrofagien erittämiä keskeisiä tulehdusta edistäviä sytokiineja, kuten TNF-b ja IL-1B, on liikaa. Nämä proinflammatoriset sytokiinit signaloivat fibroblasteille MMP: n erittämistä, mutta proinflammatoristen sytokiinien ylitarjonnan vuoksi fibroblastit erittävät kohonneita MMP: n tasoja. Tällä tasolla MMPs ei ainoastaan hajota elinkelvotonta kollageenia, vaan myös fibroblastien itsensä vahvistamaa elinkelpoista kollageenia. Lisäksi fibroblastit eivät pysty erittämään MMPs: n (TIMPs) kudoksen estäjiä riittävällä tasolla kontrolloimaan MMPs: n aktiivisuutta. Nämä tapahtumat estävät solujen siirtymiseen tarvittavan tukirangan muodostumisen ja lopulta ECM: n muodostumisen. Lisäksi kroonisessa haavassa olevat solut ovat yleensä senescent-tyyppisiä, jolloin ne eivät pysty kommunikoimaan muiden solujen kanssa eivätkä pysty toimimaan kunnolla. Yksi seuraus tästä on verisuonten muodostumista hidastavan endoteelisolujen aktiivisuuden puute. Ilman riittävää verenkiertoa kudos voi kuolla ja sen seurauksena haavan koko kasvaa. Kaikki edellä mainitut ilmiöt estävät elinkelpoisen granulaatiokudoksen muodostumista ja siten estävät epiteelin uudelleen syntymistä (eli haavan sulkeutumista). 12 yksi haavan kroonisuuteen vaikuttavista keskeisistä tekijöistä on MMP: n liiallinen määrä (ja/tai aktiivisuus) haavassa; kyky estää tai poistaa käytöstä useita ylimääräisiä MMPs voi auttaa luomaan ympäristön, joka edistää muodostumista granulaatiokudoksen, ja lopulta haavan sulkeminen.

Kollageenipohjaiset sidokset

on saatavilla useita erilaisia kollageenisidoksia, joissa käytetään erilaisia kantaja-aineita/yhdistäviä aineita, kuten geelejä, tahnoja, polymeerejä, hapetettua regeneroitua selluloosaa (ORC) ja etyleenidiamiinitetraetikkahappoa (EDTA). Näiden tuotteiden sisältämä kollageeni on yleensä peräisin naudan -, sian -, hevosen-tai lintulähteistä, ja kollageeni puhdistetaan siten, että se ei aiheuta tulehduksia. Tietyn kollageenisidoksen kollageenin pitoisuus ja tyyppi voivat vaihdella. Tietyt kollageenisidokset koostuvat tyypin I (syntyperäisestä) kollageenista, kun taas muut kollageenisidokset sisältävät myös denaturoitua kollageenia. Tietty kollageenisidos voi sisältää ainesosia, kuten alginaatteja ja selluloosajohdannaisia, jotka voivat parantaa imukykyä, joustavuutta ja mukavuutta sekä auttaa ylläpitämään kosteaa haavaympäristöä. Kollageenisideillä on myös erilaisia huokoskokoja ja pinta-aloja. Kaikki nämä ominaisuudet on tarkoitettu parantamaan sidosten haavan hallintaa. Monet kollageenisidokset sisältävät antimikrobista ainetta, joka hillitsee haavassa olevia taudinaiheuttajia. Kollageenisidokset vaativat yleensä toissijaisen sidoksen (KS.lisäyksessä I oleva yhteenveto tällä hetkellä saatavilla olevista kollageenipohjaisista haavasidoksista). Vaikutustapa (Moa). Tutkimus on osoittanut, että jotkut kollageenipohjaiset sidokset lisäävät merkittävästi fibroblastituotantoa.; joilla on hydrofiilinen ominaisuus, joka voi olla tärkeä fibroblastipermeaation edistämisessä; parantaa orientoitujen, organisoituneiden kollageenisäikeiden laskeumaa houkuttelemalla fibroblasteja ja aiheuttamalla solujen suunnattua muuttoliikettä; auttaa fibronektiinin soluunottoa ja biologista hyötyosuutta; auttaa säilyttämään leukosyytit, makrofagit, fibroblastit ja epiteelisolut; ja auttaa ylläpitämään haavan kemiallista ja termostaattista mikroympäristöä. 16-20 useiden kollageenisidosten MoA sisältää MMP: iden ylimäärän estämisen tai deaktivoinnin. Kuten mainittiin, ylimääräinen MMP: t ovat keskeinen tekijä haavan kroonisuudessa. Kollageenisidosten MoA on kuvattu kuvissa 6-13.

kollageeni: natiivi verrattuna denaturoituun

eri kollageenin lähteiden (Naudat, siat jne.), kollageenisidokset voivat sisältää myös erityyppistä kollageenia. Tämäntyyppiset kollageenit voivat aiheuttaa ainutlaatuista aktiivisuutta haavan sängyssä, koska niillä on erilainen substraattispesifisyys. Esimerkiksi tyypin I (natiivi) kollageeni houkuttelee MMP-1: tä. 1 denaturoitu kollageeni (gelatiini) houkuttelee MMP-2: ta ja MMP-9: ää. 1,21 liivate houkuttelee myös stromelysiiniä ja matrilysiiniä.21 näitä MMP: Itä (muun muassa) esiintyy enemmän kroonisissa haavoissa ja ne edistävät haavan kroonisuutta (KS.lisäys II kollageenin lähteen/tyypin jakautuminen kollageenisidosta kohti). kollageenityyppien biokemia. Kun siirtyvä solu (kuten keratinosyytti) kohtaa tyypin I kollageenin, solu erittää MMP: t denaturoidakseen tyypin I kollageenin gelatiiniksi. Kriittinen syy tähän on se, että kun tyypin I kollageeni muutetaan gelatiiniksi, monet aktiiviset paikat (RGD-sekvenssit) pääsevät soluihin. RGD (Arg-Gly-Asp) – sekvenssit ovat kiinnittymispaikkoja ja ne ovat kemotaktisia – moninaisille soluille, jotka vastaavat granulaatiokudoksen luomisesta. Niinpä gelatiinia sisältävä kollageenisidos voisi antaa tehostettua signalointia granulaatiokudoksen luomisesta vastaaville soluille. Kollageenisidos, joka sisältää vain tyypin I kollageenia, vaatii MMP-1: n muuntamaan kollageenin aluksi gelatiiniksi, joten haavan solujen on ensin vapautettava MMP-1 tyypin I kollageenin muuttamiseksi gelatiiniksi tämän hyödyn saamiseksi. huokoskoko ja pinta-ala. Kollageenisidosten huokoskoko on tärkeä, jotta solut pääsevät sidokseen ja tiivistyvät siihen. Lisäksi pinta-ala on rooli hallintaan eksudate. Tyypillisesti mitä suurempi pinta-ala, sitä enemmän eritettä imeytyy.

johtopäätös

aiemmin kollageenien ajateltiin toimivan vain rakenteellisena tukena; kollageeni ja kollageenista johdetut fragmentit kuitenkin säätelevät monia solutoimintoja, kuten solujen muotoa ja erilaistumista, migraatiota ja useiden proteiinien synteesiä. Kollageenilla on myös kriittinen rooli haavan paranemisen kaikissa vaiheissa (hemostaasi, tulehdus, proliferaatio ja remodelling). On myös selvää, että vaikka suuri osa eri kollageenisidosten MoA: sta on samanlaisia, on myös keskeisiä eroja. Disclosure: this review was written on Behind of and paid for Smith & veljenpoika, Inc., (Pietari, FL). Kirjoittaja on Smithin työntekijä & veljenpoika.