胶原蛋白的功效与作用：胶原蛋白在烧伤中的应用

什么是胶原蛋白2020-06-16 11:5510420tai

皮肤烧伤无疑是临床上的常见病症之一,同时也是临床上最为棘手的病症之一。就目前的医疗水平而言，自体或异体的皮肤移植仍是主要的治疗方法。但是，由于自体皮和异体皮的来源直是影响治疗的关键问题。所以,许多方法和材料被开发出来进行暂时或长期的创面覆盖，而胶原蛋白由于其优异的生物学性能而成为生物材料的首选。在具体的制造和使用上，除了直接使用海绵状或膜状制剂覆盖烧伤创面外，还可以成为优良的上皮细胞培养的载体,来进一步提高其治疗和改善局部创面环境的作用。

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一、胶原蛋白制剂用作烧伤敷料

任何一种烧伤敷料都必须能够解决感染和大量生物物质(细胞、基质和体液)损失的问题。另外,对于大面积和重度(三度)烧伤的有效性、瘢痕形成以及皮肤和肌肉皱缩的问题也是一种烧伤敷料在研发过程中必须加以考虑的问题。

Chvapil阐明了使用胶原蛋白作为烧伤敷料的优点。他指出,在治疗烧伤时对于能覆盖大面积创面的敷料物质的要求包括湿润创面的黏附能力、抵抗机械作用力的能力抵抗细菌侵袭的能力、缓解疼痛和减少体波损失的能力，而胶原蛋白就是这样一种理想的选择。胶原蛋白海绵能够黏附创面,由于它的多孔性也易于渗透炎症细胞，而且操作简单、易于灭菌,并能通过形成较好的血管肉芽床来增加细胞的活性、促进组织再生。

在发展以胶原蛋白为基质的烧伤敷料过程中，Yannas和他的合作者们做出了重要的一步。他们发展出了能够尽可能模拟正常人体皮肤的烧伤敷料。这种敷料是2层的,外面一层由硅橡胶膜组成，而里面一层是由经过热力脱氢交联和戊二醛处理的多孔性胶原-硫酸软骨素混合物构成的。敷料的外层起到了屏障作用,能防止细菌的人侵和物质(细胞、基质和体液)的损失,并且与正常皮肤一样具有透水性、弹性和相似的机械强度;而直接与创面接触的敷料里层,具有适合宿主成纤维细胞进人的孔隙率，其孔径的范围从5μm到150gum,而且其中许多的孔径直径超过了40 μmo当宿主成纤维细胞迁移进人敷料后，能够正常地生长、增殖，并且合成和分泌胶原蛋白纤维来形成真皮层，而敷料中原有的胶原蛋白-硫酸软骨素基质会被逐渐地降解吸收掉。经3~5周后，可以将外面的硅橡胶层用机械力去除掉。此时，宿主损伤的真皮层已经再生，只需移植表皮层就可以完成烧伤面皮肤缺损的修复。

在随后进行的一项临床研究中，10名使用这种数料的烧伤患者均得到了良好的效果。敷料覆盖了超过60%的烧伤面积，并且移植处无感染、无炎症反应无移植后排斥反应。此外，也没有形成大的斑痕，而只存在有轻微的创伤挛缩。这种皮肤敷料的优点已经被广泛的研究和讨论过了，其最显著的优点就是可以调整孔洞的直径和利用半孔隙膜分层来阻止细菌有入侵和水分流失。

另一外种用来治疗烧伤并能产生胶原结构的是羊膜。实验表明，在植皮处羊膜上皮形成的速度与5%猩红软膏和纱布标准敷料是一样的。然而,羊膜结构易碎的特点给这种治疗烧伤的方法进一步发展带来了困难。

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为了更进步地获得更佳的效果，皮肤细胞和其他一些的生物大分子被添加到这种胶原蛋白基质中来形成更理想、更完美的烧伤敷料。

二、胶原蛋白作为上皮的培养载体

毫无疑问,用皮肤取代皮肤是最好的治疗办法。在整形外科中，全厚层的转移皮瓣取得了最好的整容及功能恢复的结果,并且明显地优于分层的转移皮瓣。实践证明,仅仅移植表皮(常规移植物或体外培养的表皮)常常不会令人感到满意。其主要原因就是移植物发生继发性的收缩或挛缩,从而影响了治疗的效果和外观。当前的研究和临床实践已经证明，烧伤患者的手术治疗必须在烧伤发生后早期就进行，所以在大多数情况下，最好是进行早期的切痂和植皮处理。此时，就需要一种能够立刻投人使用的皮肤替代品。这种皮肤替代品必须是- -种灭菌的生物材料，它不仅在外观上相似于正常皮肤,而且一旦植人后即能发展成为真正的皮肤。

正常形态的上皮细胞已经被添加到能够产生胶原蛋白的基质中,从而成为一个完好的皮肤替代物。国外的一一些研究学者们在胶原蛋白基质的孔洞内浇注上从老鼠身上获得的成纤维细胞，然后将同样来源的上皮细胞种植到胶原蛋白基质的表面，随后将这种材料移核到细胞获取处的伤口上。一段时间以后。移植面愈合而且光滑无毛，同时也没有发生移植反应伤口收缩等现象。

最近，已经有用角质细胞在胶原薄片上培养皮时,在45d和60d肤来覆盖老鼠身上深度缺陷。当完全重新生成上皮时，在45d和60d时对伤口时空行活组织检查。在伤口处发现的染色质(Berr body),证明了这种“类似”皮肤的存在可以达到60d，但同时原层也完全消失了。这种移植技术的进一步发展，是通过在改良的胶原糖胺聚糖膜基质层上铺上流动的、分层的、培养过的具有正常结构的角质细胞而拓展的。临床上，将这些移植物移植到4位带有大面和烧伤患者的深度创面上以后，这种复合植入物都有优秀的表现。在植入后第9天时，皮肤组织就出现了再生的迹象;在植入后2~3周时，合成皮肤有了完整的结构。这些现象均说明了人类角质细胞进人胶原基质培养后促进了皮肤表皮连接的形成。

角质细胞胶原蛋白基质复合物其最突出的用途是，在治疗损伤面积超过人体表面积一半的烧伤患者时,它可被用来缓解覆盖创面皮瓣来源的不足。同样的,移植到患者的身上时必须有充足的时间有足够细胞的生长,尤其是如果移植存活移植术需要正常形态细胞的时候。角质细胞已经从简单的胶原凝胶到更复杂的交联基质的范围内生成了许多的产生胶原的酶解物。

使用培养的角质细胞作为移植物很重要的一方面是它们能够合成并分泌产物,如转化生长因子-a(TGF-a)。在体外实验中，这些因子能够改变生长、转移和收缩伤口的成纤维细胞。随着研究的深人，取自贮存库的冷藏角质细胞同类移植物也可以在胶原蛋白基质上存活,并且具有正常的功能。所以说,胶原蛋白基质是培养角质细胞的一种理想的载体。

Yanns和他的合作者们用交联冻干的方法制成了胶原硫酸软骨素膜皮肤敷料,并且将制备好的真皮和表皮细胞接种在上面。这些移植物被放到猪皮肤的深层缺陷上来，治愈皮肤的缺损。组织学和电子显微镜检查发现，在植人后第10天,有超过50%的植入物被降解;并伴有大面积的新生血管的形成，在植人后第14天时，真皮成纤维细胞在移植点自由排列，并且仅有一部分有了肌成纤维细胞的特征而在对照组身上，有大于50%的真皮成纤维细胞具有了肌成纤维细胞的特点。在植入后14~ 17 d时，只在移植物覆盖的创面上有真皮血管形成的稀疏皮下血管丛，其方向与表皮面平行,到了植入后第3周时，移植物被完全吸收了。在第1年中，胶原沉积物在植人微位朝更积极、更自由的方向发展；与此相对的，对照组的胶原纤维在水平面不规范地排列形成斑痕。1年后，植入部位聚集了正常的真皮细胞,并且发现了真皮突起、正常的浅层脉臂系统吻合、神经纤维和正常的胶原形态；同样地，对照组的创面上形成了成熟的瘢痕，而且真皮表皮界面变平、血管和神经稀少或被破坏、胶原纤维平行于表皮。由此可见，胶原蛋白复合物基质对于诱导正确的真皮形态形成是很重要的。

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