コラーゲンとコラーゲンベースの創傷包帯のレビュー

要約：コラーゲンは治癒創傷の重要な構成要素です。 この総説では、傷の回復過程の一般的な記述はコラーゲンの独特な役割に焦点を合わせて提供されます。 コラーゲンベースのドレッシングの作用様式（MoA）も対処されています。 いくつかの潜在的な刺激（局所組織虚血、バイオバーデン、壊死組織、反復外傷など）のために、いくつかの潜在的な刺激（局所組織虚血、バイオバーデン、壊死組織、）、創傷は、創傷の慢性化に寄与する炎症期に失速する可能性がある。 慢性創傷の重要な構成要素の一つは、マトリックスメタロプロテイナーゼ（MMPs）のレベルの上昇である。 高レベルで、Mmpはだけでなく、nonviableコラーゲンまた実行可能なコラーゲンを低下させます。 さらに、慢性創傷中の線維芽細胞は、Ｍｍｐの活性を制御するのに適切なレベルでＭｍｐの組織阻害剤（Ｔｉｍｐ）を分泌しないことがある。 これらの事象は、細胞遊走に必要な足場の形成を防止し、最終的には、細胞外マトリックス（ＥＣ Ｍ）および肉芽組織の形成を防止する。 コラーゲンベースの創傷包帯は、創傷の「犠牲基質」として作用することによって、Mmpの上昇レベルの問題に対処するために一意に適しています。 また、コラーゲン分解生成物は、肉芽組織の形成に必要な様々な細胞型に対して走化性であることが実証されている。 さらに、コラーゲンベースの包帯は、創傷滲出液を吸収し、湿った創傷環境を維持する能力を有する。
住所：デビッド-ブレット、BS、BS、MS創傷管理部門スミス&甥920レイクカリヨン博士、スイート110セントピーターズバーグ、FL33716電話: 727-399-3496電子メール:[email protected]

コラーゲン

タンパク質は天然ポリマーであり、人体のほぼ15％を占めています。 すべての蛋白質のブロックはアミノ酸である。 コラーゲンは細胞外マトリックス（ECM）の主要な蛋白質で、総蛋白質の25%および皮（乾燥重量）の70%から80%を構成するほ乳類で見つけられる最も豊富な蛋白質 コラーゲンはティッシュの構造足場として機能します。 すべてのコラーゲンの分子の中央特徴は堅い、三本鎖の螺旋形の構造です。1つのタイプI、IIおよびIIIは結合組織で見つけられるコラーゲンの主要なタイプで、ボディのすべてのコラーゲンの90%を構成します。 創傷治癒におけるコラーゲンの機能。 以前は、コラーゲンは構造的支持体としてのみ機能すると考えられていましたが、コラーゲンとコラーゲン由来の断片が細胞の形状と分化、2,3の移動、4 5の知見は、正確な細胞外マトリックス分子との細胞の接触は、マトリックス沈着の量と質を調節することによって細胞の挙動に影響を与えるこ タイプIのコラーゲンは皮膚マトリックスの最も豊富な構造部品です;移動のkeratinocytesは多分この蛋白質と相互に作用しています。 コラゲナーゼ（ゼラチンの形成を介して）は、コラーゲンが豊富なマトリックスからケラチノサイトの解離を助け、それによって皮膚および仮のマトリックス上の効率的な移動を促進することができる。 細胞機能は、ＥＣＭによって調節される。 ECMの高分子によって提供される情報は専門にされた細胞の表面の受容器によって細胞に処理され、伝達されます。 5証拠は受容器が傷の収縮、上皮細胞の6,7移動、8コラーゲンの沈殿、9およびマトリックス分解のcollagenaseの誘導の主要な機能を担うことを示します。 ケラチノサイトは変性コラーゲン（ゼラチン）に付着するが、コラゲナーゼ産生はこの基質に応答してオンにされない。 10ケラチノサイトを認識し、強化されたコラゲナーゼ産生の結果、I型コラーゲン基層に移行することが知られています。 11コラーゲンは傷の治療の各段階の重要な役割を担います。 止血（持続時間=分）。 血小板は露出したコラーゲンのまわりで集まります。 血小板はそれから安定した止血の”プラグに血小板の総計を増強する本質的な凝固の滝と相互に作用し、刺激する要因を分泌します。 血小板はまた、血小板由来ＧＦ（ＰＤＧＦ）、インスリン様ＧＦ（ＩＧＦ−１）、上皮ｇｆ（ＥＧＦ）、および形質転換ＧＦ−β（ＴＧＦ−ｂ）などの様々な成長因子（ＧＦ）およびサイトカインを放出するａ ａ−顆粒を放出し、これは、様々な炎症性細胞（好中球、好酸球、および単球）を創傷部位に「呼び」、炎症期を開始させる。 炎症（期間=日）。 タンパク質分解酵素は、創傷部位、特に好中球、好酸球、およびマクロファージに移動する炎症性細胞によって分泌される。 ECMの高分子成分（コラーゲンなど）に対するタンパク質分解酵素の作用は、創傷治癒中に多くのペプチド（タンパク質断片）を生じる。 これらの分解生成物は、単核細胞、追加の好中球、およびマクロファージなどの他の細胞の動員において走化性効果を有する。 活性化されたマクロファージは、とりわけ、IL-1bを産生するマクロファージを誘導するTNF-aを分泌する。IL-1b βは線維芽細胞の有糸分裂促進であり、マトリックスメタロプロテイナーゼ（MMP）発現をアップレギュレートする。 TNF-αおよびIL-1b βは、線維芽細胞を介してコラーゲンの合成を誘導し、マトリックスメタロプロテイナーゼ（TIMPs）の組織阻害剤のダウンレギュレーションを誘導することにより、創傷内のコラーゲンの沈着に直接影響を与える主要な炎症性サイトカインである。 炎症細胞はまた、ＴＧＦ−ｂ、ＴＧＦ−ｂ、ＢＨＢ−ＥＧＦ、およびｂＦＧＦを含む増殖因子を分泌する。 これらのＧｆは、線維芽細胞、上皮細胞および血管内皮細胞の創傷内への遊走を引き続き刺激する。 その結果、創傷の細胞性が増加する。 これは増殖期を開始する。 増殖（期間=週）。 コラーゲン分解に起因する切断生成物は、線維芽細胞の増殖を刺激する。 線維芽細胞は、ＥＣＭの形成を導く様々なＧｆ（ＩＧＦ−１、ｂＦＧＦ、ＴＧＦ−ｂ、ＰＤＧＦ、およびＫＧＦ）を分泌する１ ２。 コラーゲンの開裂プロダクトはまた血管内皮細胞増殖を刺激します。 これらの細胞は、血管新生を促進する種々のＧｆ（ＶＥＧＦ、β ＦＧＦ、ＰＤＧＦ）を分泌する１ ２。 血管化されたECMでは、造粒が達成される。 コラーゲンの開裂プロダクトはまたkeratinocyteの移動および拡散を刺激します。 ケラチノサイトは、ＴＧＦ−ｂ、ＴＧＦ−ｂ、およびＩＬ−１などの様々なＧｆおよびサイトカインを分泌する。 ケラチノサイトが創傷の縁から新たに形成された肉芽組織を横切って移動すると、再上皮化が達成される。 改造（期間=1年+）。 バランスはcollagenase、gelatinaseおよびstromelysinのようなMMPsによって傷のマトリックスの新しい部品の統合と低下の間で、達されます。 線維芽細胞は、コラーゲン、エラスチン、およびプロテオグリカンを合成する主要な細胞型である。 それらはまた、MmpおよびTimpの主要な供給源でもあります。 さらに、彼らはECMの成分を架橋するリシルオキシダーゼを分泌する。 血管新生は停止し、瘢痕が成熟するにつれて創傷部位の毛細血管の密度は減少する。 結果は皮が元の引張強さのほぼ75%だけを取り戻すけれども、より強い傷の作成である。 急性創傷治癒の段階は、図1-5にさらに記載されている。

創傷慢性化におけるMMPsの役割

創傷床製剤（WBP）は、内因性治癒を促進するため、または他の治療手段の有効性を促進するための創傷の管理とし 13,14WBPの4つの基本的な側面は、頭字語で表すことができます：時間。 Ｔ＝組織（生存不能または欠損）；ｉ＝感染または炎症；Ｍ＝水分調節；Ｅ＝表皮縁。 15時間の”E”に焦点を合わせて、コラーゲンの包帯は傷の閉鎖を励ます肉芽組織を渡る表皮の縁からの細胞の移動に好ましい傷の環境の作成に彼ら自身を貸す特性を所有しています。 いくつかの潜在的な刺激（局所組織虚血、バイオバーデン、壊死組織、反復外傷など）のために、いくつかの潜在的な刺激（局所組織虚血、バイオバーデン、壊死組織、）、創傷は、創傷の慢性化に寄与する炎症期に失速している。 前述の炎症促進刺激の結果として、創傷は過剰刺激され、マクロファージのような炎症性細胞は、急性創傷に典型的に存在するよりも高い数で存在し、よ さらに、線維芽細胞および内皮細胞などの細胞は、老化性であり、急性創傷においてそうであるように適切に機能することができない。 マクロファージの過剰では、マクロファージによって分泌されるTNF-bやIL-1bなどの主要な炎症促進サイトカインの過剰があります。 これらの炎症促進性サイトカインは、線維芽細胞にＭｍｐを分泌するシグナルを伝達するが、炎症促進性サイトカインの過剰に起因して、線維芽細胞は、ｍｍｐの上昇したレベルを分泌する。 このレベルでは、Mmpは生存不可能なコラーゲンを分解するだけでなく、線維芽細胞自身によって敷設された生存可能なコラーゲンも分解する。 さらに、線維芽細胞は、Ｍｍｐの活性を制御するのに適切なレベルでＭｍｐの組織阻害剤（Ｔｉｍｐ）を分泌することができない。 これらの事象は、細胞遊走に必要な足場の形成を防止し、最終的にはＥＣＭの形成を防止する。 さらに、慢性創傷内の細胞は老化する傾向があり、したがって他の細胞と通信することができず、適切に機能することができない。 この結果の１つは、血管の形成を遅くする内皮細胞活性の欠如である。 十分な血液供給がなければ、組織は死ぬ可能性があり、その結果、創傷サイズが増加する。 前述の現象の全ては、生存可能な肉芽組織の形成を妨げ、したがって、再上皮化（すなわち、創傷閉鎖）を阻害する。 創傷慢性化の主要な寄与者の1つは、創傷におけるMmpの過剰（および/または活性）である。; 多数の過剰なＭｍｐを阻害または非活性化する能力は、肉芽組織の形成、および最終的な創傷閉鎖をより助長する環境を作り出すのに役立ち得る。

コラーゲンベースの創傷包帯

ゲル、ペースト、ポリマー、酸化再生セルロース（ORC）、エチレンジアミン四酢酸（EDTA）などの様々なキャリア/組み合わせ剤を使用するコラーゲ これらのプロダクト内のコラーゲンはそれをnonantigenicするために浄化される牛のような、ブタ、馬、または鳥の源から得られがちです。 ある特定のコラーゲンのドレッシングのコラーゲンは集中およびタイプで変わることができます。 ある特定のコラーゲンのドレッシングはタイプIの（原産の）コラーゲンで構成されます;一方、他のコラーゲンのドレッシングはまた変性させたコラーゲンを含んでいます。 ある特定のコラーゲンドレッシングは吸囚性、柔軟性および慰めを高めることができ湿った傷の環境の維持を助けるアルギン酸塩およびセルロースの コラーゲンのドレッシングにいろいろな気孔のサイズおよび表面積が、またあります。 これらの属性の全ては、包帯の創傷管理の側面を強化することを意図している。 多くのコラーゲンドレッシングには、創傷内の病原体を制御するための抗菌剤が含まれています。 コラーゲンの包帯は普通二次包帯を要求します（現在利用できるコラーゲンベースの傷の包帯の概要については付録Iを見て下さい）。 アクションモード（MoA）。 研究はあるコラーゲン基づかせていたドレッシングが繊維芽細胞の生産の重要な増加を作り出すことを示しました; 線維芽細胞の浸透を促進する上で重要であり得る親水性を有する;線維芽細胞を引き付け、細胞の指示された移動を引き起こすことによって方向づけられた、組織化されたコラーゲン繊維の沈殿を高める;フィブロネクチンの通風管そして生物学的利用能の援助;白血球、マクロファージ、線維芽細胞および上皮細胞を維持するのを助ける;そして傷の化学的およびサーモスタットの微小環境の維持で助ける。 16-20複数のコラーゲンのドレッシングのMoAは阻止か非活性化の余分なMMPsを含んでいます。 前述したように、過剰Mmpは創傷慢性化の主な原因である。 コラーゲンドレッシングのMoAは図6-13に記載されています。

コラーゲン：天然対変性

コラーゲンの様々な供給源（ウシ、ブタなど）に加えて、天然対変性

コラーゲン：天然対変性

コラーゲン：天然対変性

コラーゲン：天然対変性コラーゲン型の生化学。 移動する細胞（ケラチノサイトなど）がｉ型コラーゲンに遭遇すると、細胞は、ｉ型コラーゲンをゼラチンに変性させるためにＭｍｐを分泌する。 この重要な理由は、I型コラーゲンがゼラチンに変換されると、多くの活性部位（RGD配列）が細胞にアクセス可能になることである。 ＲＧＤ（Ａｒｇ−Ｇｌｙ−Ａｓｐ）配列は、付着部位であり、肉芽組織を作成するために責任がある細胞の＜２ １ ９ ４＞多様性のための走化性である。 従って、ゼラチンを含んでいるコラーゲンのドレッシングは肉芽組織を作成するために責任がある細胞に高められたシグナリングを提供できます。 タイプIのコラーゲンだけ含んでいるコラーゲンドレッシングはMMP-1がゼラチンに最初にコラーゲンを変えるように要求します従って傷の細胞は最初にMMP-1をこの利点を得るためにゼラチンにタイプIのコラーゲンを変えるように解放しなければなりません。 気孔のサイズおよび表面積。 コラーゲンのドレッシングの気孔のサイズは細胞がドレッシングに入り、そこに集中することを許可して重要です。 さらに、表面積は滲出液の管理において役割を果たす。 典型的には、表面積が大きいほど、より多くの滲出液が吸収される。

結論

以前は、コラーゲンは構造的支持体としてのみ機能すると考えられていましたが、コラーゲンおよびコラーゲン由来の断片は、細胞の形状および分化、遊走、および多数のタンパク質の合成を含む多くの細胞機能を制御していました。 コラーゲンはまた傷の治療（hemostasis、発火、拡散および改造）のすべての段階の重大な役割を担います。 さまざまなコラーゲンドレッシングのMoAの多くが類似している間、また主相違があることはまた明らかです。 開示：このレビューは、Smith&Nephew,Inc.に代わって書かれ、支払われたものです。（セントピーターズバーグ、フロリダ州）。 著者はSmith&の従業員である。