En Gjennomgang Av Kollagen Og Kollagenbaserte Sårbandasjer

Sammendrag: Kollagen er en nøkkelkomponent i et helbredende sår. I denne gjennomgangen, en generell beskrivelse av sårhelingsprosessen er gitt med fokus på kollagen unike rolle. Virkemåten (MoA) av kollagenbaserte dressinger er også adressert. På grunn av en rekke potensielle stimuli (lokal vev iskemi, bioburden, nekrotisk vev, gjentatt traumer, etc.), sår kan stanse i den inflammatoriske fasen som bidrar til sårets kronicitet. En nøkkelkomponent i kroniske sår er et forhøyet nivå av matriksmetalloproteinaser (MMPs). Ved forhøyede nivåer degraderer MMPs ikke bare ikke-levedyktig kollagen, men også levedyktig kollagen. I tillegg kan fibroblaster i et kronisk sår ikke utskille vevsinhibitorer Av MMPs (TIMPs) på et tilstrekkelig nivå for å kontrollere Aktiviteten Til MMPs. Disse hendelsene hindrer dannelsen av stillaset som trengs for cellemigrasjon og til slutt forhindrer dannelsen av den ekstracellulære matrisen (ECM) og granulasjonsvev. Kollagenbaserte sårbandasjer er unikt egnet til å løse problemet med forhøyede Nivåer Av MMPs ved å fungere som et offersubstrat i såret. Det har også blitt påvist at kollagennedbrytningsprodukter er kjemotaktiske for en rekke celletyper som kreves for dannelse av granulasjonsvev. I tillegg har kollagenbaserte bandasjer evnen til å absorbere såreksudater og opprettholde et fuktig sårmiljø.
adresse korrespondanse Til: David Brett, BS, BS, MS Sårbehandling Divisjon Smith & Nevø 920 Lake Carillon Dr., Suite 110 St. Petersburg, FL 33716 Telefon: 727-399-3496 E-post: [email protected]

Kollagen

Proteiner er naturlige polymerer og utgjør nesten 15% av menneskekroppen. Byggesteinene i alle proteiner er aminosyrer. Kollagen er hovedproteinet i DEN ekstracellulære matriksen (ECM) og er det mest omfattende proteinet som finnes i pattedyr, bestående av 25% av det totale proteinet og 70% til 80% av huden (tørrvekt). Kollagen fungerer som et strukturelt stillas i vev. Den sentrale egenskapen til alle kollagenmolekyler er deres stive, trippelstrengede spiralformede struktur.1 typer I, II OG III er de viktigste typene kollagen som finnes i bindevev og utgjør 90% av alt kollagen i kroppen. Funksjon av kollagen i sårheling. Tidligere ble kollagener antatt å fungere bare som en strukturell støtte; det er imidlertid nå tydelig at kollagen og kollagenavledede fragmenter kontrollerer mange cellulære funksjoner, inkludert celleform og differensiering, 2,3 migrasjon, 4 og syntese av et antall proteiner. 5 Funn tyder på at cellekontakt med presise ekstracellulære matriksmolekyler påvirker celleadferd ved å regulere mengden og kvaliteten på matriseavsetningen. Type i kollagen er den mest omfattende strukturelle komponenten av dermal matrix; migrerende keratinocytter sannsynligvis interagerer med dette proteinet. Kollagenase (via dannelse av gelatin) kan hjelpe til med å dissosiere keratinocytter fra kollagenrik matriks og derved fremme effektiv migrasjon over dermale og foreløpige matriser. Cellulære funksjoner reguleres AV ECM. INFORMASJONEN fra ECM-makromolekyler behandles og transduseres inn i cellene ved spesialiserte celleoverflatereceptorer. 5 Bevis viser at reseptorene spiller en viktig funksjon i sammentrekning av sår, 6,7 migrasjon av epitelceller, 8 kollagenavsetning, 9 og induksjon av matriks-nedverdigende kollagenase. Selv om keratinocytter vil holde seg til denaturert kollagen (gelatin), er kollagenaseproduksjon ikke slått på som svar på dette substratet. 10 Keratinocytter har vært kjent for å gjenkjenne Og migrere På type i kollagen substratum, noe som resulterer i økt kollagenaseproduksjon. 11 Kollagen spiller en nøkkelrolle i hver fase av sårheling. Hemostase ( varighet = minutter). Blodplater aggregerer rundt eksponert kollagen. Blodplater utskiller deretter faktorer som interagerer med og stimulerer den inneboende koagulasjonskaskaden, som styrker blodplateaggregatet til en stabil hemostatisk » plugg.»Blodplater frigjør også aa-granulater, som frigjør en rekke vekstfaktorer (GFs) og cytokiner, som BLODPLATEDERIVERT GF (PDGF), insulinlignende GF (IGF-1), epidermal GF (EGF) og transformerer GF-beta (TGF-b), 12 som «kaller» en rekke inflammatoriske celler (nøytrofiler, eosinofiler og monocytter) til sårstedet og initierer den inflammatoriske fasen. Betennelse ( varighet = dager). Proteolytiske enzymer utskilles av inflammatoriske celler som migrerer til sårsteder, spesielt nøytrofiler, eosinofiler og makrofager. Virkningen av proteolytiske enzymer på DE makromolekylære bestanddelene I ECM (som kollagen) gir opphav til mange peptider (proteinfragmenter) under sårheling. Disse nedbrytningsproduktene har en kjemotaktisk effekt i rekruttering av andre celler, som mononukleære celler, ekstra nøytrofiler og makrofager. Aktiverte makrofager utskiller TNF-a, som blant annet induserer makrofager TIL Å produsere IL-1B. IL-1Bß er mitogen for fibroblast og oppregulerer matrisemetalloproteinase (MMP) uttrykk. TNF – α og IL-1Bß er viktige proinflammatoriske cytokiner, som direkte påvirker avsetning av kollagen i såret ved å indusere syntese av kollagen via fibroblaster og nedregulering av vevshemmere av matriksmetalloproteinaser (TIMPs). 12 Inflammatoriske celler utskiller også vekstfaktorer, inkludert TGF-b, TGF-b, bHB-EGF og bFGF. 12 Disse GFs fortsetter å stimulere migrasjon av fibroblaster, epitelceller og vaskulære endotelceller inn i såret. Som et resultat øker cellulariteten til såret. Dette begynner den proliferative fasen. Spredning ( varighet = uker). Spaltningsprodukter som skyldes kollagenforringelse stimulerer fibroblastproliferasjon. Fibroblaster utskiller en rekke GFs (IGF-1, bFGF, TGF-b, PDGF og KGF), 12 som styrer dannelsen AV ECM. Kollagenspaltningsproduktene stimulerer også vaskulær endotelcelleproliferasjon. Disse cellene utskiller en rekke GFs (VEGF, ß, PDGF), 12 som fremmer angiogenese. Med en vaskularisert ECM oppnås granulering. Kollagenspaltningsprodukter stimulerer også keratinocyttmigrasjon og proliferasjon. Keratinocytter utskiller en rekke GFs og cytokiner, som TGF-b, TGF-b og IL-1. 12 når keratinocytter migrerer fra sårets kant over det nydannede granulasjonsvevet, oppnås reepitelisering. Remodeling ( varighet = 1 år +). En balanse oppnås mellom syntesen av nye komponenter i arrmatrisen og deres nedbrytning Av MMPs, som kollagenase, gelatinase og stromelysin. Fibroblaster er den viktigste celletypen som syntetiserer kollagen, elastin og proteoglykaner. De er også den viktigste kilden Til MMPs og TIMPs. I tillegg utskiller de lysyloksidase, som krysser komponentene i ECM. Angiogenese opphører og tettheten av kapillærene i sårstedet reduseres etter hvert som arret modnes. Resultatet er opprettelsen av et sterkere arr, selv om huden bare gjenvinner nesten 75% av sin opprinnelige strekkstyrke. Fasene av akutt sårheling er nærmere beskrevet i Figur 1-5.

Rollen Til MMPs i Sårkronisk

Sårbed forberedelse (WBP) kan beskrives som behandling av såret for å akselerere endogen helbredelse eller for å lette effektiviteten av andre terapeutiske tiltak. 13,14 DE 4 grunnleggende aspektene AV WBP kan representeres av akronymet: TID. T = vev( ikke-levedyktig eller mangelfull); i = infeksjon eller betennelse; M = fuktighetskontroll; E = epidermal margin. 15 Med FOKUS på «E» i TIDE, har kollagenforbindinger egenskaper som gir seg til å skape et sårmiljø som er gunstig for migrering av celler fra epidermal margin over granulasjonsvev, og oppmuntrer til sårlukking. På grunn av en rekke potensielle stimuli (lokal vev iskemi, bioburden, nekrotisk vev, gjentatt traumer, etc.), såret har stoppet opp i den inflammatoriske fasen bidrar til kronisk sår. Som et resultat av de nevnte pro-inflammatoriske stimuli blir såret overstimulert og inflammatoriske celler, som makrofager, er tilstede i høyere tall og er mer aktive enn de vanligvis ville være i et akutt sår. I tillegg er cellene, som fibroblaster og endotelceller, senescent og ikke i stand til å fungere skikkelig som de ville i et akutt sår. Med overflod av makrofager er det en overflod av viktige pro-inflammatoriske cytokiner, SOM TNF-b OG IL-1B, utskilt av makrofager. Disse proinflammatoriske cytokinene signaliserer fibroblastene til å utskille MMPs, men på grunn av overflod av proinflammatoriske cytokiner utskiller fibroblastene forhøyede Nivåer Av MMPs. På dette nivået Degraderer MMPs ikke bare ikke-levedyktig kollagen, men også levedyktig kollagen lagt ned av fibroblastene selv. I tillegg er fibroblastene ikke i stand til å utskille vevsinhibitorer Av MMPs (TIMPs) på et tilstrekkelig nivå for å kontrollere Aktiviteten Til MMPs. Disse hendelsene hindrer dannelsen av stillaset som trengs for cellemigrasjon og til slutt forhindrer dannelsen AV ECM. I tillegg har celler i et kronisk sår en tendens til å være senescent, og dermed ikke i stand til å kommunisere med andre celler og ikke i stand til å fungere skikkelig. Et resultat av dette er mangel på endotelcelleaktivitet som reduserer dannelsen av blodkar. Uten tilstrekkelig blodtilførsel kan vev dø, og som et resultat er det en økning i sårstørrelsen. Alle de nevnte fenomenene hindrer dannelsen av levedyktig granulasjonsvev og hemmer dermed reepitelisering (dvs.sårlukking). 12 en av de viktigste bidragsyterne til sårkronisk er en overflod (og / eller aktivitet) Av MMPs i såret; evnen til å hemme eller deaktivere et antall overskytende MMPs kan bidra til å skape et miljø som bidrar til dannelsen av granulasjonsvev og eventuelt sårlukking.

Kollagenbaserte Sårbandasjer

det finnes en rekke forskjellige kollagenbandasjer tilgjengelig, som benytter en rekke bærere/kombinasjonsmidler som geler, pastaer, polymerer, oksidert regenerert cellulose (ORC) og etylendiamintetraeddiksyre (EDTA). Kollagenet i disse produktene har en tendens til å være avledet fra storfe, svin, hest eller fuglekilder, som renses for å gjøre det nonantigenic. Kollagenet i en gitt kollagenbandasje kan variere i konsentrasjon og type. Visse kollagenforbindinger består Av Type I (innfødt) kollagen; mens andre kollagenforbindinger inneholder denaturert kollagen også. En gitt kollagenbandasje kan inneholde ingredienser som alginater og cellulosederivater som kan øke absorpsjonsevne, fleksibilitet og komfort, og bidra til å opprettholde et fuktig sårmiljø. Kollagenforbindinger har også en rekke porestørrelser og overflater. Alle disse egenskapene er ment å forbedre sårbehandlingsaspektene i bandasjene. Mange kollagenforbindelser inneholder et antimikrobielt middel for å kontrollere patogener i såret. Kollagenbandasjer krever vanligvis en sekundær bandasje (se Vedlegg I for et sammendrag av tilgjengelige kollagenbaserte sårbandasjer). Virkemåte (MoA). Forskning har vist at noen kollagenbaserte dressinger gir en betydelig økning i fibroblastproduksjonen; har en hydrofil egenskap som kan være viktig i å oppmuntre fibroblast permeasjon; forbedre avsetning av orienterte, organiserte kollagenfibre ved å tiltrekke fibroblaster og forårsaker en rettet migrasjon av celler; hjelpemiddel i opptak og biotilgjengelighet av fibronectin; bidra til å bevare leukocytter, makrofager, fibroblaster og epitelceller; og bistå i vedlikehold av den kjemiske og termostatiske mikromiljøet i såret. 16-20 MoA av flere kollagenforbindinger inkluderer inhibering eller deaktiveringsoverskudd MMPs. Som nevnt, overskytende MMPs er en viktig bidragsyter til sår kronisitet. MoA av kollagenforbindinger er beskrevet i Figurene 6-13.

Kollagen: Native versus Denaturert

i tillegg til de ulike kildene til kollagen (storfe, svin, etc.), kollagenforbindinger kan også inneholde forskjellige typer kollagen. Disse typer kollagener kan resultere i unik aktivitet i sårsengen da de har forskjellig substratspesifisitet. For Eksempel tiltrekker type I (innfødt) kollagen MMP-1. 1 Denaturert kollagen (gelatin) tiltrekker SEG MMP – 2 OG MMP-9. 1,21 Gelatin tiltrekker også stromelysin og matrilysin.21 Disse Mmpene (blant annet) finnes i overskudd i kroniske sår og bidrar til sårets kronisitet (se Vedlegg II for nedbrytning av kollagenkilde/type per kollagenbandasje). Biokjemi av kollagen typer. Når en migrerende celle (som en keratinocyt) møter Type i kollagen, utskiller cellen MMPs for å denaturere type i kollagen til gelatin. En kritisk årsak til dette er at Når Type i kollagen omdannes til gelatin, blir mange aktive steder (RGD-sekvenser) gjort tilgjengelige for cellene. Rgd-sekvenser (Arg-Gly-Asp) er vedleggssteder og er kjemotaktiske for en rekke celler som er ansvarlige for å skape granulasjonsvev. Dermed kan en kollagenforbinding som inneholder gelatin gi forbedret signalering til cellene som er ansvarlige for å skape granulasjonsvev. En kollagenbandasje som bare inneholder Type i kollagen krever AT MMP-1 først konverterer kollagen til gelatin, slik at celler i såret først må frigjøre MMP-1 for å endre type i kollagen til gelatin for å få denne fordelen. Porestørrelse og overflateareal. Porestørrelse av kollagenforbindinger er viktig for å tillate celler å komme inn i bandasjen og konsentrere seg deri. I tillegg spiller overflateareal en rolle i å håndtere ekssudat. Vanligvis jo større overflateareal, jo mer eksudat absorberes.

Konklusjon

tidligere ble kollagener antatt å fungere bare som strukturell støtte; kollagen og kollagenavledede fragmenter kontrollerer imidlertid mange cellulære funksjoner, inkludert celleform og differensiering, migrasjon og syntese av et antall proteiner. Kollagen spiller også en kritisk rolle i alle faser av sårheling (hemostase, betennelse, proliferasjon og remodelling). Det er også klart at mens mye Av MoA av de forskjellige kollagenforbindingene er like, er det også viktige forskjeller. Opplysning: denne anmeldelsen ble skrevet På vegne Av Og betalt Av Smith & Nephew, Inc., (St. Petersburg, FL). Forfatteren er en ansatt I Smith & Nevø.