Een overzicht van collageen en op collageen gebaseerde wondverbanden

samenvatting: collageen is een belangrijk onderdeel van een genezende wond. In dit overzicht wordt een algemene beschrijving gegeven van het wondgenezingsproces, gericht op de unieke rol van collageen. Het werkingsmechanisme (MoA) van op collageen gebaseerde verbanden wordt ook aangepakt. Als gevolg van een aantal potentiële stimuli (lokale weefsel ischemie, bioburden, necrotisch weefsel, herhaald trauma, enz.), kunnen wonden kraam in de ontstekingsfase bijdragen aan de chroniciteit van de wond. Een belangrijk onderdeel van chronische wonden is een verhoogd niveau van matrixmetalloproteïnasen (MMP ‘ s). Bij verhoogde niveaus, degraderen MMPs niet alleen niet-levensvatbaar collageen maar ook levensvatbaar collageen. Bovendien kunnen fibroblasten in een chronische wond weefselremmers van MMP ’s (TIMPs) niet afscheiden op een adequaat niveau om de activiteit van MMP’ s te controleren. Deze gebeurtenissen verhinderen de vorming van het schavot nodig voor celmigratie en verhinderen uiteindelijk de vorming van de extracellulaire matrijs (ECM) en granulatieweefsel. De op collageen gebaseerde wond verbanden zijn uniek geschikt om de kwestie van opgeheven niveaus van MMPs aan te pakken door als ‘opofferend substraat’ in de wond te handelen. Er is ook aangetoond dat collageenafbraakproducten chemotactisch zijn voor een verscheidenheid aan celtypen die nodig zijn voor de vorming van granulatieweefsel. Bovendien hebben verbanden op basis van collageen de mogelijkheid om wonduitscheiding te absorberen en een vochtige wondomgeving te behouden.
adres correspondentie aan: David Brett, BS, BS, MS Wound Management Division Smith & neef 920 Lake Carillon Dr., Suite 110 St. Petersburg, FL 33716 telefoon: E-mail: [email protected]

collageen

eiwitten zijn natuurlijke polymeren en maken bijna 15% van het menselijk lichaam uit. De bouwstenen van alle eiwitten zijn aminozuren. Collageen is het belangrijkste eiwit van de extracellulaire matrix (ECM) en is het meest voorkomende eiwit gevonden in zoogdieren, bestaande uit 25% van het totale eiwit en 70% tot 80% van de huid (drooggewicht). Collageen werkt als een structurele steiger in weefsels. Het centrale kenmerk van alle collageenmoleculen is hun stijve, triple-stranded spiraalvormige structuur.1 De Types I, II, en III zijn de belangrijkste types van collageen die in bindweefsel worden gevonden en vormen 90% van alle collageen in het lichaam. Functie van collageen in wondgenezing. Eerder, werden collagenen verondersteld om slechts als structurele steun te functioneren; nochtans, is het nu duidelijk dat collageen en collageen-afgeleide fragmenten vele cellulaire functies, met inbegrip van celvorm en differentiatie, 2,3 migratie, 4 en synthese van een aantal proteã nen controleren. 5 De bevindingen suggereren dat celcontact met nauwkeurige extracellulaire matrixmoleculen celgedrag beà nvloeden door de kwantiteit en de kwaliteit van matrixdepositie te regelen. Type I collageen is de meest voorkomende structurele component van de huidmatrijs; migrerende keratinocyten waarschijnlijk interageren met deze proteã ne. Collagenase (via vorming van gelatine) kan helpen bij het scheiden van keratinocyten van collageen-rijke matrix en daardoor efficiënte migratie over de huid en voorlopige matrices bevorderen. Cellulaire functies worden geregeld door de ECM. De informatie die door ECM macromoleculen wordt verstrekt wordt verwerkt en in de cellen door gespecialiseerde receptoren van de celoppervlakte omgezet. Het bewijs toont aan dat de receptoren een belangrijke functie spelen bij samentrekking van wonden, 6,7 migratie van epitheliale cellen, 8 collageenafzetting, 9 en inductie van matrixafbrekende collagenase. Hoewel keratinocytes aan gedenatureerd collageen (gelatine) zullen hechten, wordt de collagenaseproductie niet ingeschakeld in reactie op dit substraat. 10 Keratinocytes zijn gekend om op type I collageensubstraat te erkennen en te migreren, resulterend in verbeterde collagenaseproductie. Collageen speelt een sleutelrol in elke fase van wondgenezing. Hemostase (duur = minuten). Bloedplaatjes aggregeren rond blootgesteld collageen. De bloedplaatjes scheiden dan factoren af, die met de intrinsieke stollingscascade in wisselwerking staan en bevorderen, die het plaatjesaggregaat in een stabiele hemostatische “Stop versterkt.”De bloedplaatjes geven ook aa-korrels vrij, die een verscheidenheid van de groeifactoren (GFs) en cytokines, zoals bloedplaatjes afgeleide gf (PDGF), insuline-als gf (IGF-1), epidermale gf (EGF), en het transformeren van GF-bèta (TGF-b), 12 vrijgeven die “een verscheidenheid van ontstekingscellen (neutrofielen, eosinophils, en monocytes) aan de gekronkelde plaats roepen en de ontstekingsfase initiëren. Ontsteking (duur = dagen). Proteolytische enzymen worden afgescheiden door ontstekingscellen die migreren naar gekronkelde plaatsen, met name neutrofielen, eosinofielen en macrofagen. De werking van proteolytische enzymen op de macromoleculaire bestanddelen van het ECM (zoals collageen) leidt tot vele peptiden (eiwitfragmenten) tijdens wondgenezing. Deze afbraakproducten hebben een chemotactisch effect bij de rekrutering van andere cellen, zoals mononucleaire cellen, extra neutrofielen en macrofagen. Geactiveerde macrofagen scheiden TNF-a af, wat onder andere macrofagen induceert om IL-1b te produceren. IL-1bß is mitogeen voor fibroblast en reguleert matrix metalloproteïnase (MMP) expressie. TNF-α en IL-1Bß zijn belangrijke pro-inflammatoire cytokines, die de depositie van collageen in de wond rechtstreeks beïnvloeden door de synthese van collageen via fibroblasten en downregulatie van weefselremmers van matrixmetalloproteïnasen (TIMPs) te induceren. 12 ontstekingscellen scheiden ook groeifactoren af, waaronder TGF-b, TGF-b, bHB-EGF en bFGF. Deze GFs blijven de migratie van fibroblasten, epitheliale cellen en vasculaire endotheelcellen in de wond stimuleren. Hierdoor neemt de cellulariteit van de wond toe. Hiermee begint de proliferatieve fase. Proliferatie (duur = weken). Splitsingsproducten als gevolg van collageenafbraak stimuleren fibroblastproliferatie. Fibroblasten scheiden een verscheidenheid van GFs (IGF-1, bFGF, TGF-b, PDGF, en KGF) af, 12 die de vorming van ECM leiden. De collageen splitsingsproducten stimuleren ook vasculaire endotheliale celproliferatie. Deze cellen scheiden een verscheidenheid van GFs (VEGF, ßFGF, PDGF) af, 12 die angiogenese bevorderen. Met een vascularized ECM wordt granulatie bereikt. Collageen splitsingsproducten stimuleren ook keratinocyten migratie en proliferatie. Keratinocytes scheiden een verscheidenheid van GFS en cytokines, zoals TGF-b, TGF-b, en IL-1 af. 12 aangezien keratinocytes van de rand van de wond over het pas gevormde granulatieweefsel migreren, wordt re-epithelization bereikt. Remodeling (duur = 1 jaar +). Een evenwicht wordt bereikt tussen de synthese van nieuwe componenten van de littekenmatrix en hun degradatie door MMPs, zoals collagenase, gelatinase, en stromelysin. Fibroblasten zijn het belangrijkste celtype dat collageen, elastine, en proteoglycans samenstelt. Zij zijn ook de belangrijkste bron van MMP ’s en timp’ s. Daarnaast scheiden zij lysyloxidase af, dat componenten van het ECM met elkaar verbindt. De angiogenese houdt op en de dichtheid van haarvaten in de gekronkelde plaats vermindert aangezien het litteken rijpt. Het resultaat is het creëren van een sterker litteken, hoewel de huid slechts bijna 75% van zijn oorspronkelijke treksterkte herwint. De fasen van acute wondgenezing worden verder beschreven in figuren 1-5.

de rol van MMP ‘ s in Wondkroniciteit

Wondbedvoorbereiding (Wbp) kan worden omschreven als de behandeling van de wond om de endogene genezing te versnellen of om de effectiviteit van andere therapeutische maatregelen te vergemakkelijken. 13,14 de 4 basisaspecten van WBP kunnen worden weergegeven door het acroniem: tijd. T = weefsel (niet levensvatbaar of deficiënt); I = infectie of ontsteking; M = vochtregulering; E = epidermale marge. 15 gericht op de” E ” in de tijd, collageen verbanden bezitten eigenschappen, die zich lenen voor het creëren van een gekronkelde omgeving gunstig voor de migratie van cellen uit de epidermale marge over granulatieweefsel, stimuleren wond sluiting. Als gevolg van een aantal potentiële stimuli (lokale weefsel ischemie, bioburden, necrotisch weefsel, herhaald trauma, enz.), is de wond gestopt in de ontstekingsfase die bijdraagt aan de chroniciteit van de wond. Als gevolg van de bovengenoemde pro-inflammatoire stimuli, wordt de wond overstimuleerd en ontstekingscellen, zoals macrofagen, zijn aanwezig in hogere aantallen en actiever dan zij typisch in een scherpe wond zouden zijn. Bovendien zijn de cellen, zoals fibroblasten en endothelial cellen, senescent en niet in staat om goed te functioneren zoals zij in een scherpe wond zouden doen. Met de overabundance van macrofagen, is er een overabundance van belangrijke pro-inflammatoire cytokines, zoals TNF-b en IL-1b, die door de macrofagen worden afgescheiden. Deze pro-inflammatoire cytokines signaleren de fibroblasten om MMPs af te scheiden, maar wegens de overvloed van pro-inflammatoire cytokines scheiden de fibroblasten verhoogde niveaus van MMPs af. Op dit niveau degraderen MMPs niet alleen niet-levensvatbaar collageen, maar ook levensvatbaar collageen dat door de fibroblasten zelf wordt vastgelegd. Bovendien zijn de fibroblasten niet in staat om weefselremmers van MMPS (TIMPs) op een adequaat niveau af te scheiden om de activiteit van MMPs te controleren. Deze gebeurtenissen verhinderen de vorming van het schavot nodig voor celmigratie en verhinderen uiteindelijk de vorming van ECM. Bovendien, hebben de cellen in een chronische wond de neiging om senescent te zijn, dus niet in staat om met andere cellen te communiceren en niet in staat om goed te functioneren. Een gevolg hiervan is een gebrek aan endotheliale celactiviteit die de vorming van bloedvaten vertraagt. Zonder een adequate bloedtoevoer, weefsel kan sterven en als gevolg daarvan, is er een toename van de wondgrootte. Alle bovengenoemde verschijnselen belemmeren de vorming van levensvatbare granulatieweefsel en remmen dus re-epithelialisatie (dwz, wondsluiting). Een van de belangrijkste oorzaken van de chroniciteit van de wond is een overvloed (en / of activiteit) van MMP ‘ s in de wond.; de capaciteit om een aantal bovenmatige MMPs te remmen of te deactiveren kan helpen tot een meer bevorderlijk milieu voor de vorming van granulatieweefsel, en uiteindelijke gekronkelde sluiting leiden.

wondverband op basis van collageen

er zijn verschillende collageenverbanden beschikbaar, die gebruik maken van een verscheidenheid aan dragers/combinerende stoffen zoals gels, pasta ‘ s, polymeren, geoxideerde geregenereerde cellulose (ORC) en ethyleendiaminetetraazijnzuur (EDTA). Het collageen in deze producten is meestal afkomstig van runderen, varkens, paarden of vogels, dat wordt gezuiverd om het niet-antigeen te maken. Het collageen in een bepaald collageen verband kan variëren in concentratie en type. Bepaalde collageen verbanden bestaan uit type I (inheemse) collageen; terwijl andere collageen verbanden bevatten gedenatureerd collageen ook. Een bepaald collageenverband kan ingrediënten bevatten, zoals alginaten en cellulosederivaten die absorptievermogen, flexibiliteit en comfort kunnen verbeteren en helpen een vochtige wondomgeving te behouden. Collageen dressings hebben een verscheidenheid van poriën maten en oppervlakken, ook. Al deze attributen zijn bedoeld om de wondbeheer aspecten van de verbanden te verbeteren. Vele collageenverbanden bevatten een antimicrobial agent om ziekteverwekkers binnen de wond te controleren. Collageen verbanden vereisen meestal een secundair verband (Zie bijlage I voor een samenvatting van de momenteel beschikbare collageen-gebaseerde wondverbanden). Werkingsmechanisme (MoA). Onderzoek heeft aangetoond dat sommige op collageen gebaseerde verbanden een significante toename van de fibroblastproductie veroorzaken; een hydrofiele eigenschap hebben die belangrijk kan zijn bij het stimuleren van fibroblastpermeatie; de afzetting van georiënteerde, georganiseerde collageenvezels verbeteren door fibroblasten aan te trekken en een gerichte migratie van cellen te veroorzaken; helpen bij de opname en biologische beschikbaarheid van fibronectine; helpen bij het behoud van leukocyten, macrofagen, fibroblasten en epitheliale cellen; en helpen bij het behoud van de chemische en thermostatische micro-omgeving van de wond. 16-20 het MoA van verscheidene collageenverbanden omvat de remming of deactivering overtollige MMP ‘ s. Zoals vermeld, zijn overtollige MMP ‘ s een belangrijke bijdrage aan wondkroniciteit. De MoA van collageenverbanden wordt beschreven in figuren 6-13.

collageen: inheems versus gedenatureerd

naast de verschillende bronnen van collageen (runderen, varkens, enz.), kunnen collageen verbanden ook verschillende soorten collageen bevatten. Deze types van collagenen kunnen in unieke activiteit in het Gekronkelde bed resulteren aangezien zij verschillende substraatspecificiteit hebben. Bijvoorbeeld, type I (native) collageen trekt MMP-1. 1 gedenatureerd collageen (gelatine) trekt MMP-2 en MMP-9 aan. 1,21 gelatine trekt ook stromelysin en matrilysin aan.Deze MMP ‘ s (onder andere) worden overmatig aangetroffen in chronische wonden en dragen bij aan de chroniciteit van een wond (Zie bijlage II voor een afbraak van de collageenbron/ – type per collageenverband). biochemie van collageentypes. Wanneer een migrerende cel (zoals een keratinocyte) type I collageen tegenkomt, scheidt de cel MMPs af om het type I collageen aan gelatine te denatureren. Een kritieke reden hiervoor is dat zodra type I collageen in gelatine wordt omgezet, vele actieve plaatsen (RGD opeenvolgingen) voor de cellen toegankelijk worden gemaakt. RGD (Arg-Gly-Asp) sequenties zijn hechtingsplaatsen en zijn chemotactisch voor een verscheidenheid van cellen die verantwoordelijk zijn voor het creëren van granulatieweefsel. Aldus, kon een collageenverband dat gelatine bevat verbeterde het signaleren aan de cellen verstrekken verantwoordelijk voor het creëren van granulatieweefsel. Een collageen-verband dat slechts type I collageen bevat vereist MMP-1 Om aanvankelijk collageen in gelatine om te zetten, zodat moeten de cellen in de wond eerst MMP-1 vrijgeven om het type I collageen in gelatine te veranderen om dit voordeel te krijgen. poriegrootte en-oppervlakte. De poriegrootte van collageenverbanden is belangrijk om cellen toe te staan om het verband binnen te gaan en zich daarin te concentreren. Daarnaast speelt oppervlakte een rol bij het beheer van exsudaat. Typisch hoe groter het oppervlak, hoe meer exsudaat wordt geabsorbeerd.

conclusie

eerder werd gedacht dat collagenen alleen als structurele ondersteuning fungeerden; collageen en collageen-afgeleide fragmenten controleren echter vele cellulaire functies, waaronder celvorm en-differentiatie, migratie en synthese van een aantal eiwitten. Collageen speelt ook een cruciale rol in alle fasen van wondgenezing (hemostase, ontsteking, proliferatie, en remodellering). Het is ook duidelijk dat terwijl veel van de MoA van de verschillende collageen verbanden is vergelijkbaar, zijn er belangrijke verschillen ook. Disclosure: deze beoordeling werd geschreven namens en betaald door Smith & Nephew, Inc., (St.Petersburg, FL). De auteur is een medewerker van Smith & neef.