促创面修复胶原蛋白敷料的研究进展

2024-12-31隋馨刘柳

医学美学美容 2024年20期

[摘要] 目前，胶原蛋白敷料在创面修复领域的应用已经引起广泛关注。作为一种具有良好的生物相容性及优异生物活性的天然高分子聚合物，胶原蛋白在皮肤慢性伤口敷料领域展现出良好应用前景。在过去几年里，随着生物技术及材料科学不断发展，胶原蛋白敷料的研究取得了显著进展。本文对胶原蛋白敷料在创面修复领域的研究进展作一综述，重点介绍其临床应用现状、作用机制及制备技术，并对胶原蛋白敷料未来的发展方向进行探讨。

[关键词] 胶原蛋白敷料；创面修复；皮肤慢性伤口；制备技术

[中图分类号] R62 [文献标识码] A [文章编号] 1004-4949（2024）20-0195-04

Research Progress of Collagen Dressings for Wound Repair

SUI Xin1， LIU Liu2

（1.Biological Performance Laboratory Room of Jilin Medical Device Inspection and Research Institute， Changchun 130000， Jilin， China； 2.Medical Device Evaluation Department of Jilin Provincial Drug Evaluation Center， Changchun 130000， Jilin， China）

[Abstract] At present， the application of collagen dressings in the field of wound repair has attracted wide attention. As a natural polymer with good biocompatibility and excellent biological activity， collagen has shown a good application prospect in the field of skin chronic wound dressings. In the past few years， with the continuous development of biotechnology and materials science， the research of collagen dressings has made remarkable progress. This article reviews the research progress of collagen dressing in the field of wound repair， focusing on its clinical application status， mechanism of action and preparation technology， and discusses the future development direction of collagen dressing.

[Key words] Collagen dressing； Wound repair； Chronic skin wounds； Preparation technology

随着人口老龄化及社会生活方式的改变，慢性伤口如糖尿病足、静脉曲张性溃疡等逐渐成为医疗领域一大挑战。慢性伤口通常存在难以愈合现象，影响患者生活质量及生命健康安全[1]。因此，寻找一种有效促进创面修复方法显得尤为重要。胶原蛋白敷料作为新兴创面修复材料，其所具有的独特的生物特性及修复机制受到广泛关注。胶原蛋白作为皮肤、骨骼、肌肉等组织主要成分，具有良好生物相容性及生物活性[2]。在创面修复过程中，胶原蛋白可以促进细胞增殖、迁移及分化，加速肉芽组织及上皮组织形成，从而加快创面愈合速度。此外，胶原蛋白还可以与创面周围细胞及组织形成紧密连接，起到良好的固定及保护作用，防止细菌感染及水分流失[3]。尽管胶原蛋白敷料在创面修复领域已经取得良好效果，但仍存在一些问题及挑战。例如，如何进一步提高胶原蛋白敷料生物活性及稳定性、如何降低其生产成本等[4]。因此，未来研究需要不断探索新的制备技术及作用机制，以更好地满足临床需求。

1 胶原蛋白敷料在创面修复领域的临床应用现状

胶原蛋白敷料在创面修复领域临床应用现状表明其已经成为治疗多种皮肤慢性伤口及烧伤创面重要手段。随着不断深入研究胶原蛋白敷料作用机制及不断改进制备技术，其疗效及安全性得到广泛的认可。王春玲等[5]研究结果显示，实施胶原蛋白敷料联合负压封闭引流技术修复患者治疗总有效率高于常规应用抗菌敷料修复患者。李舒等[6]研究发现，胶原蛋白敷料联合二氧化碳点阵激光治疗患者瘢痕治疗效果优于单纯应用二氧化碳点阵激光治疗患者。上述研究均表明在创面修复领域中胶原蛋白敷料具有良好的生物相容性及生物活性，可以促进细胞黏附及增殖，加速创面愈合过程。慢性伤口往往由于多种原因难以愈合，如血液循环不良、感染、营养缺乏等。而胶原蛋白敷料可以通过其特殊的生物活性，改善创面微环境，促进细胞生长及修复[7]。同时，其还可以抑制炎症反应及细菌的生长，减少感染风险。研究提示[8]，使用胶原蛋白敷料进行治疗的慢性伤口患者，其创面愈合率明显提高，疼痛感及并发症的发生率也显著降低。胶原蛋白敷料在瘢痕修复、皮肤移植等领域也展现出潜在应用价值，通过与其他治疗手段相结合，如激光、手术等，胶原蛋白敷料可以进一步提高创面修复整体效果。然而，尽管胶原蛋白敷料在创面修复领域的应用已经取得一定成果，但仍存在一些问题及挑战，如敷料稳定性、机械性能、成本等问题需要进一步研究及改进。同时，如何更好地将胶原蛋白敷料与其他治疗手段相结合，形成多模式、多层次创面修复策略，也是未来研究重要方向之一[9]。总之，胶原蛋白敷料在创面修复领域的应用前景广阔，随着制备技术不断改进及应用领域不断拓展，相信其将为更多患者带来福音。

2 胶原蛋白敷料的作用机制

胶原蛋白敷料在创面修复中发挥着多重作用机制，这些机制共同促进创面的愈合过程。胶原蛋白作为皮肤组织主要成分之一，具有良好的生物相容性及生物活性，可以与创面周围细胞及组织形成良好的相互作用，为细胞提供附着及增殖基质[10]。这种相互作用有助于细胞在创面上稳定生长及迁移，为创面愈合提供良好细胞基础。胶原蛋白敷料还可以刺激成纤维细胞及内皮细胞的迁移及分化，成纤维细胞是创面愈合过程中关键细胞之一，可以合成胶原蛋白等细胞外基质成分，参与肉芽组织形成[11]。而内皮细胞则可以形成新生血管，为创面提供充足的营养及氧气供应，胶原蛋白敷料通过刺激这些细胞的迁移及分化，促进肉芽组织及血管形成，加速创面愈合过程。除此以外，胶原蛋白敷料还具有调节免疫反应的作用。在创面愈合过程中，炎症反应属于一个重要环节，但过度炎症反应会阻碍创面愈合，胶原蛋白敷料则可以调节创面周围免疫反应，减少炎症因子产生，从而有利于创面愈合。这种调节作用通过降低炎症细胞活性及数量来实现，减轻炎症反应对创面愈合负面影响[12]。除上述作用机制外，胶原蛋白敷料还具有一些其他功能，如可吸收及保持水分，为创面提供湿润环境，有利于细胞生长及迁移。胶原蛋白敷料还可以防止细菌感染及水分流失，保护创面免受外界环境的侵害，上述功能共同促进创面愈合过程，提高愈合质量及速度，可以通过在皮肤表面形成保护层起到物理屏障作用，用于激光、光子嫩肤、果酸换肤、水光、微整形术、痤疮形成的非慢性创面及周围皮肤的保护与护理，也可用于皮炎引起的全身皮肤瘙痒症状及头部皮肤的护理，以及植发术后创面等的覆盖和护理。

3 胶原蛋白敷料制备技术

胶原蛋白敷料的制备技术多种多样，每种技术都有其独特特点及适用场景。目前，主流的制备技术主要包括物理法、化学法以及生物工程技术。

3.1 物理法主要是通过物理手段如冷冻干燥、喷雾干燥等方法将胶原蛋白溶液转化为固体敷料，该种方法简单易行且成本较低，可以较好地保留胶原蛋白天然结构及生物活性。但需要注意的是，物理法制备的敷料可能存在结构松散、机械强度不足等问题[13]。

3.2 化学法通过化学反应如交联、接枝等方法对胶原蛋白进行改性，以提高其稳定性及机械性能。例如，通过交联剂将胶原蛋白分子连接在一起，可以形成更加稳定的网络结构，从而提高敷料耐用性及抗拉强度。化学法制备敷料通常具有较好的机械性能及生物相容性，但可能会引入一些化学残留物，需要严格控制制备过程中的化学条件[14]。

3.3 生物工程技术利用基因工程、细胞培养等现代生物技术手段来制备胶原蛋白敷料，该种方法可以实现精确控制胶原蛋白，制备出具有特定结构及功能的敷料。例如，通过基因工程手段可以表达出具有特定活性位点的胶原蛋白，从而制备出具有特定治疗功能的敷料。生物工程技术制备的敷料通常具有更好的生物活性及治疗效果，但成本较高，技术难度较大[15]。

除以上3种主要制备技术外，还有一些新兴的制备技术正在被研究及开发。例如，利用3D打印技术可以制备出具有复杂结构及多功能的胶原蛋白敷料；利用纳米技术可以制备出具有纳米级孔隙及表面结构的胶原蛋白敷料，从而提高其渗透性及生物相容性。上述新兴技术为胶原蛋白敷料的制备提供新思路及方法，有望推动其在创面修复领域的应用及发展。

4 胶原蛋白敷料的分类及相关产品

胶原蛋白敷料在医疗领域应用日益广泛，根据不同使用场景及治疗需求，可以将其分为多种类型及相关产品，可根据不同分类方式分为以下几类：①按物理形态分类可分为膜状胶原蛋白敷料、海绵状胶原蛋白敷料，前者敷料通常是由胶原蛋白溶液经过特殊处理（如冷冻干燥）后制成的薄膜状材料，轻薄、透气且易于贴合创面，可以为创面提供湿润环境，促进细胞增殖及迁移；常见的膜状胶原蛋白敷料有“金创膜”等；海绵状胶原蛋白敷料则具有较好的吸水性及保水性，可以吸收创面渗液并保持创面湿润，其疏松多孔的结构有利于细胞生长及肉芽组织形成，如“胶原海绵”等产品就属于此类[16]；②按照来源可分为动物源胶原蛋白敷料、人源胶原蛋白敷料，前者主要来源于牛、猪等动物皮肤或骨骼，经过提取、纯化等工艺制成，动物源胶原蛋白敷料与人体胶原蛋白结构相似，生物相容性好，但可能存在一定免疫原性，市场上常见动物源胶原蛋白敷料有“猪皮胶原敷料”等；人源胶原蛋白敷料主要来源于人体组织或细胞培养，具有更好的生物相容性及更低的免疫原性；由于人源胶原蛋白来源有限，成本较高，目前市场上人源胶原蛋白敷料较少见；但随着生物技术不断发展，未来人源胶原蛋白敷料有望得到更广泛应用；③按照功能可分为抗菌型胶原蛋白敷料、药物缓释型胶原蛋白敷料，前者是在胶原蛋白基础上添加抗菌成分（如银离子、抗生素等），可以有效抑制细菌生长，降低感染风险，适用于感染风险较高的创面，如糖尿病足溃疡、烧伤创面等；药物缓释型胶原蛋白敷料则是将药物（如生长因子、抗生素等）与胶原蛋白结合，实现药物缓慢释放，该种敷料可以持续为创面提供药物支持，提高治疗效果，如“生长因子缓释型胶原敷料”等产品就属于此类[17]；④按照使用方法可分为直接贴敷型胶原蛋白敷料、填充型胶原蛋白敷料，前者可直接贴敷在创面上，操作简单方便，直接贴敷型胶原蛋白敷料适用于各种创面类型，如皮肤缺损、烧伤创面等；填充型胶原蛋白敷料适用于较深或不规则创面，可以填充创面底部，提供支撑及保护作用，促进肉芽组织生长及血管形成，常见填充型胶原蛋白敷料有“胶原填充条”等[18]。上述均为目前常见胶原蛋白敷料主要分类及相关产品介绍，随着医疗技术不断进步及创新，未来胶原蛋白敷料将会出现更多新型产品及功能，为创面修复提供更加全面且有效的解决方案。

5 胶原蛋白敷料未来发展方向

随着生物信息学及医学大数据不断发展，未来胶原蛋白敷料将可以实现更加精准、个性化的定制，通过分析患者基因、代谢、生理等信息，制备出符合其个性化需求的胶原蛋白敷料，从而实现治疗效果最大化，如针对糖尿病患者，可以制备出具有特殊功能的胶原蛋白敷料，以促进糖尿病足溃疡愈合。智能型敷料是未来重要发展方向之一，通过集成传感器、微处理器等智能元件，实现实时监测及反馈创面环境，提供给医生更加准确、全面的创面信息[19]。同时，智能型敷料还可以根据创面情况自动调节药物释放量、温度等参数，实现更加精准的治疗。另外，复合材料是另一个重要研究方向，通过将胶原蛋白与其他生物材料（如壳聚糖、透明质酸等）或药物（如生长因子、抗生素等）进行复合，制备出具有多种功能的胶原蛋白敷料，该种复合材料不仅可以提高敷料生物活性及治疗效果，还可以降低成本、提高稳定性等[20]。生物3D打印技术为胶原蛋白敷料制备提供新的可能性，通过3D打印技术，可以制备出具有复杂结构及特定功能的胶原蛋白敷料，满足更多临床需求。同时，生物3D打印技术还可以实现个性化、精准化制备，提供给患者更加优质的治疗方案。随着环保意识不断提高，绿色、环保制备工艺将成为未来发展趋势，通过开发新的制备工艺及技术，降低胶原蛋白敷料制备过程中的能耗及污染，实现可持续发展。胶原蛋白敷料在创面修复领域的应用前景广阔，通过不断探索及创新，相信未来胶原蛋白敷料将更加精准、智能、复合、环保，为更多患者带来福音。

6 总结

胶原蛋白敷料的研究与应用已经取得显著进步，在创面修复领域也展现出巨大潜力。但科技进步永无止境，对于胶原蛋白敷料的研究及应用亦是如此。期待未来科技创新可以持续推动这一领域的发展，使胶原蛋白敷料在创面修复领域发挥更大作用。在该过程中也应认识到，科技发展的同时，也需关注人文关怀。患者在接受治疗过程中，不仅需要身体上康复，更需要心灵上的慰藉及支持。因此，呼吁广大医护人员及科研人员，在推进胶原蛋白敷料研究与应用的同时，也要关注患者心理需求，提供更加全面、人性化的服务。同时，也希望社会各界可以关注及支持胶原蛋白敷料的研究与应用工作。通过政策引导、资金投入等方式，为科研人员提供更多支持及保障，推动胶原蛋白敷料领域的研究及应用不断取得新的突破。期望在科技与人文共同推动下，胶原蛋白敷料在创面修复领域发挥更加重要作用，为更多患者带来希望及福音，携手共进，为人类健康事业贡献自己的力量。