吳 宇 綜述,張培華 審校
(廣東醫(yī)科大學(xué) 廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院整形外科 廣東 湛江 524000)
膠原蛋白是由兩條α1多肽鏈和一條α2多肽鏈組成的三螺旋結(jié)構(gòu)蛋白。其不同的空間結(jié)構(gòu)具有不同的生物學(xué)性能,目前按照結(jié)構(gòu)功能分類歸納出29種膠原蛋白[1-2]。膠原蛋白具有良好的表面活性,可乳化或形成泡沫,也可形成膜、海綿或凝膠等,同時(shí)其具有良好的組織相容性、生物降解安全性、凝血性等生物學(xué)活性,且低毒、抗原性弱,能誘導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)、促進(jìn)創(chuàng)傷修復(fù)[3]。近數(shù)十年來(lái),隨著生物科技、材料科學(xué)等日益進(jìn)步,創(chuàng)面修復(fù)已日漸摒棄傳統(tǒng)敷料,而在新型敷料中,生物型敷料因其類似于人體細(xì)胞外基質(zhì),與人體組織相容而備受推崇,膠原蛋白已逐步被廣泛應(yīng)用[4]。目前,市面上大多數(shù)膠原蛋白修復(fù)材料是由陸生哺乳動(dòng)物(如牛和豬)毛皮、肌腱等部位所提取的膠原蛋白制成。然而,近數(shù)十年來(lái)動(dòng)物傳人傳染病如牛海綿狀腦病等的爆發(fā),增加了人們對(duì)使用陸生哺乳動(dòng)物來(lái)源產(chǎn)品而致病的擔(dān)憂,盡管Koutsoumanis等基于目前規(guī)例建立假設(shè)模型,估計(jì)即使使用感染動(dòng)物皮膚、骨骼作為加工材料來(lái)生產(chǎn)明膠或膠原,也幾乎肯定不會(huì)導(dǎo)致疾病傳播[4]。但由于宗教信仰和地方風(fēng)俗的制約,也限制了陸生動(dòng)物膠原的應(yīng)用:如印度教禁用牛源性蛋白,伊斯蘭文化不使用豬源性蛋白[5-6]。此外,陸生膠原蛋白在不改變結(jié)構(gòu)情況下去除潛在的免疫源性成分非常具有挑戰(zhàn)性[7]。臨床上應(yīng)用陸生膠原蛋白修復(fù)創(chuàng)面,雖然可促進(jìn)愈合,但不能誘導(dǎo)創(chuàng)面上皮化,后期仍需植皮。因此,利用來(lái)源充足、提取成本低且不涉及宗教文化限制的海洋生物替代陸生哺乳動(dòng)物作為膠原蛋白來(lái)源,制作抗原性更弱、組織相容性更好和生物學(xué)活性更高的修復(fù)材料日漸成為新興的熱門話題[8]。
水母體內(nèi)膠原蛋白約占其總蛋白量的一半[9]。Paradiso等[10-11]證實(shí)水母的膠原蛋白與哺乳動(dòng)物的膠原蛋白結(jié)構(gòu)相似,但脯氨酸和羥脯氨酸含量較哺乳動(dòng)物膠原蛋白含量低。Cheng等提取的水母膠原蛋白氨基酸組成與小牛皮膚膠原相似[12],并把它歸類為Ⅰ型膠原蛋白,但與傳統(tǒng)Ⅰ型膠原蛋白有輕微結(jié)構(gòu)差異。同時(shí),水母來(lái)源的膠原蛋白也被證實(shí)與哺乳動(dòng)物Ⅰ型膠原蛋白有著相似的生物學(xué)性能[13]。此外,因過(guò)度捕撈、沿海地區(qū)富營(yíng)養(yǎng)化、和氣候變化引起水母這種“有害生物”全球范圍增長(zhǎng)的問(wèn)題也亟待解決[1]。本文就利用水母提取膠原蛋白并交聯(lián)改性,及其在創(chuàng)傷修復(fù)領(lǐng)域的研究作一綜述。
水母含水量超過(guò)95%,灰質(zhì)成分中無(wú)機(jī)鹽含量高,有機(jī)物占比受水分及無(wú)機(jī)鹽影響?;|(zhì)中膠原蛋白三螺旋結(jié)構(gòu)與非膠原蛋白交聯(lián),導(dǎo)致其低溫條件下水溶性弱[14]。目前,在大多數(shù)研究領(lǐng)域,水母的膠原蛋白提取方法一般采用凍干、超聲等物理輔助,利用化學(xué)溶劑溶解的酸法、堿法等,利用酶在合適溫度、pH下的酶提取法。物理因素常用于增加水母膠原蛋白的提取率,低溫條件下應(yīng)用酸法或酶法也利于保持肽鏈的完整性[15]。弱酸處理使膠原分子間非共價(jià)鍵斷裂[16],但膠原末端非螺旋結(jié)構(gòu)與非膠原蛋白間存在很強(qiáng)的共價(jià)交聯(lián),難以單獨(dú)被弱酸裂解。Khong運(yùn)用超聲輔助的酸法處理水母,其膠原蛋白的提取率約為傳統(tǒng)酸法的7倍[17]。Aziz用NaOH溶液提取水母膠原蛋白,提取時(shí)間長(zhǎng)達(dá)48 h,但實(shí)驗(yàn)未分析所提取膠原蛋白的分子結(jié)構(gòu)[18]。酶法提取目前較為常用[1],利用胃蛋白酶水解除膠原蛋白三螺旋結(jié)構(gòu)外的大多數(shù)基質(zhì)蛋白,準(zhǔn)確切斷端肽而不影響主鏈結(jié)構(gòu)。酶法提取的關(guān)鍵[12]:①水母基質(zhì)水分占比大,影響膠原蛋白的溶解,提取前將其均質(zhì)、凍干可增加膠原蛋白提取率,根據(jù)凍干的干重,赤月水母膠原蛋白提取率為35.2%;②酸性環(huán)境下酶作用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致膠原蛋白分解[16],因此提取完畢后盡快將粗提液置于弱堿溶液透析,失活胃蛋白酶。盡管提取方法各異[17],但總體致力于最大限度地保留膠原蛋白結(jié)構(gòu)完整和其良好的生物學(xué)活性,并不斷提高提取率。Fernandez等從水母基質(zhì)有類似于人體真皮的組分和結(jié)構(gòu)出發(fā),從水母體直接去除實(shí)質(zhì)細(xì)胞,保留細(xì)胞外基質(zhì)成分,凍干后用作為支架培養(yǎng)細(xì)胞,結(jié)果顯示此支架能有效促進(jìn)細(xì)胞增殖和遷移[19]。此實(shí)驗(yàn)方法也為有效利用水母膠原提供探索思路。
由于羥脯氨酸等亞氨基酸含量低及分子間交聯(lián)程度弱,水母膠原蛋白機(jī)械強(qiáng)度、降解速率等遜于牛、豬等哺乳動(dòng)物膠原,變性溫度也低于正常人體生理溫度[20]。提取過(guò)程破壞其天然交聯(lián)結(jié)構(gòu),提取后膠原的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性較天然狀態(tài)弱[21]。外源性交聯(lián)促進(jìn)膠原蛋白肽鏈相互結(jié)合,從而增加其張力強(qiáng)度并降低其延展性,使蛋白結(jié)構(gòu)在熱力作用下亦能保持穩(wěn)定[22]。交聯(lián)也可封閉主鏈上蛋白酶識(shí)別位點(diǎn),有效防止膠原被蛋白酶水解。交聯(lián)還可覆蓋蛋白鏈上抗原表位,降低其免疫源性。常用交聯(lián)有物理、化學(xué)和生物交聯(lián)等。物理交聯(lián)通過(guò)產(chǎn)生高反應(yīng)性自由基作用于膠原主鏈而促進(jìn)相鄰的纖維交聯(lián),方法簡(jiǎn)單,產(chǎn)物安全、無(wú)毒害,但放射、熱力等因素長(zhǎng)時(shí)作用可能會(huì)導(dǎo)致膠原變性而抵消其穩(wěn)定作用[21]。Carvalho等根據(jù)各組分離子相互作用原理,將水母膠原、殼聚糖與巖藻多糖按不同比例混合后用凍干法制備晶膠,制備的晶膠具有多孔結(jié)構(gòu)和細(xì)胞相容性,隨膠原濃度提高,其機(jī)械性能和彈性模量增加,即使置于37℃體外環(huán)境下培養(yǎng)細(xì)胞,干膠結(jié)構(gòu)與性能均無(wú)明顯變化[23]?;瘜W(xué)交聯(lián)應(yīng)用外源性交聯(lián)劑與膠原鏈上特異基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)而促進(jìn)膠原鏈相互聚合,交聯(lián)劑性質(zhì)決定交聯(lián)后支架特性[24]。傳統(tǒng)交聯(lián)劑因其交聯(lián)后殘留和細(xì)胞毒性,已日漸被其無(wú)毒衍生物和天然交聯(lián)劑所替代:Addad等用EDC(碳二亞胺)與肺水母膠原進(jìn)行交聯(lián),當(dāng)EDC與膠原按1∶7混合時(shí),膠原蛋白變性溫度從單體的28.9℃上升至33℃[13]?;瘜W(xué)交聯(lián)的交聯(lián)程度高且均勻,目前在生物科技領(lǐng)域應(yīng)用最廣。生物交聯(lián)是膠原基質(zhì)形成的天然方式,酶催化主鏈上某些基團(tuán)發(fā)生修飾反應(yīng),從而促進(jìn)蛋白鏈相互結(jié)合,優(yōu)點(diǎn)明顯但價(jià)格昂貴,隨著生物技術(shù)日益發(fā)展,這種具有反應(yīng)動(dòng)力學(xué)精確和特異性良好的交聯(lián)方式將會(huì)被開發(fā)利用[21]。
組織、器官損傷會(huì)引起局部血管破裂出血,嚴(yán)重創(chuàng)傷導(dǎo)致失血性休克,危及生命,首要治療措施為止血、抗休克[25]。同時(shí),因組織結(jié)構(gòu)持續(xù)破壞、微循環(huán)障礙,或病原微生物入侵等誘發(fā)炎癥反應(yīng),非特異性炎可清除壞死組織、殺滅病原,但持續(xù)的炎癥反應(yīng)會(huì)抑制創(chuàng)面愈合[26]。除了不能控制的炎癥會(huì)導(dǎo)致創(chuàng)面無(wú)法愈合,同樣不受控制的基質(zhì)沉積會(huì)導(dǎo)致瘢痕增生[27]。隨著老齡化、代謝紊亂和血管異常等相關(guān)疾病的增加,創(chuàng)傷修復(fù)日益加重全球醫(yī)療系統(tǒng)的負(fù)擔(dān),為了解決這一問(wèn)題,新型修復(fù)材料的研究受到廣泛矚目,根據(jù)傷口的復(fù)雜性設(shè)計(jì)出不同的形態(tài)和性能的材料促進(jìn)愈合是創(chuàng)傷修復(fù)研究的熱點(diǎn)[28]。以下總結(jié)水母膠原蛋白促進(jìn)創(chuàng)傷修復(fù)的研究進(jìn)展,為今后的科學(xué)探索提供參考。
3.1 止血性能:膠原蛋白海綿具有高度的吸水性能,可充分吸收創(chuàng)面血液;同時(shí)膠原蛋白內(nèi)富含氨基酸和血小板特異性結(jié)合位點(diǎn),可誘導(dǎo)血細(xì)胞和血小板黏附,模擬內(nèi)源性凝血途徑而有效止血;膠原蛋白還具有良好的組織相容性,有效止血幾周后可被組織吸收,應(yīng)用非常方便[29]。目前,有部分陸生動(dòng)物膠原止血敷料應(yīng)用于臨床,其表面可負(fù)載凝血因子、纖維蛋白原和凝血酶等活性因子,止血效果迅速,療效及安全性也受到外科醫(yī)生的認(rèn)同[30]。Cheng等從水母中膠層提?、裥湍z原,凍干后與EDC交聯(lián),制備的膠原海綿不僅具有良好的理化性能,且能快速吸收血液并促進(jìn)血小板和血細(xì)胞黏附、聚集;隨著膠原蛋白濃度的增加,海綿的吸水性能和止血性能增強(qiáng),動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證實(shí)此膠原海綿比紗布的止血性能更好,因此可應(yīng)用為止血?jiǎng)┖蛣?chuàng)傷敷料[12]。
3.2 皮膚創(chuàng)面修復(fù):皮膚是人體最外層、面積最大的器官,是機(jī)體的第一道防線[31]。當(dāng)皮膚創(chuàng)面正常愈合過(guò)程受全身及局部多種不利因素影響時(shí)(如:代謝異常、免疫抑制或放射等),會(huì)導(dǎo)致創(chuàng)面愈合時(shí)間延長(zhǎng)或不愈合[32]。外源性膠原蛋白可替代創(chuàng)面膠原結(jié)合基質(zhì)金屬蛋白酶及彈性蛋白酶,抑制其活性,并保護(hù)創(chuàng)面生長(zhǎng)因子[33];外源性膠原也可增加創(chuàng)面抗炎因子的合成與表達(dá),降低炎癥反應(yīng),加快創(chuàng)面上皮化[27];外源性膠原還可誘導(dǎo)真皮下毛細(xì)血管生長(zhǎng),促進(jìn)成纖維細(xì)胞增生和肉芽組織形成,加速創(chuàng)面愈合;膠原海綿多孔結(jié)構(gòu)也可吸收創(chuàng)面滲液[34],為細(xì)胞生長(zhǎng)提供適宜的濕潤(rùn)微環(huán)境,促進(jìn)細(xì)胞的增殖和分化[28]。
在探索水母膠原蛋白促進(jìn)皮膚創(chuàng)面愈合的研究中,已有研究證實(shí)其具有組織相容、促細(xì)胞生長(zhǎng)等生物學(xué)特征,可應(yīng)用為創(chuàng)傷敷料或組織工程材料促進(jìn)修復(fù),具體如下:①良好的皮膚組織相容性[35]:Widdowson將水母膠原蛋白的皮膚組織相容性與牛膠原蛋白進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)交聯(lián)或非交聯(lián)水母膠原的宿主耐受程度與牛膠原相當(dāng),且水母膠原還具有良好的可吸收性;②水母膠原水解肽促細(xì)胞遷移作用:Sumiyoshi等用水母膠原與豬膠原混合制備膜、海綿雙層皮膚敷料,用于修復(fù)全層皮膚缺損,其膜層能引起角質(zhì)形成細(xì)胞遷移而加速上皮化,海綿層能促進(jìn)成纖維細(xì)胞與炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),加速肉芽組織形成;機(jī)理除了水溶性水母膠原蛋白貼敷創(chuàng)面后溶解,擴(kuò)大了豬膠原纖維空間利于細(xì)胞遷移外,還與水母膠原降解后形成短肽或釋放的活性分子促細(xì)胞遷移有關(guān)[36];③水母膠原在皮膚組織工程中的應(yīng)用:膠原蛋白可單用或作為天然支架培養(yǎng)表皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等,也可負(fù)載藥物或活性因子后移植于皮膚創(chuàng)面促進(jìn)修復(fù)[15],又或制備成膠原膜等修復(fù)全層皮膚缺損[37]。Fernandez等通過(guò)脫細(xì)胞作用直接從水母體去除實(shí)質(zhì)細(xì)胞制備皮膚組織工程支架,該支架保留水母細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)和成分,紅外光譜顯示該脫細(xì)胞制備的支架為Ⅰ型膠原蛋白,人皮膚成纖維細(xì)胞在支架上培養(yǎng)7 d后仍能良好地黏附和增殖,因此,該仿生支架可模擬人類皮膚,為皮膚組織工程提供了巨大的應(yīng)用潛力[19]。
3.3 骨缺損修復(fù):骨骼是人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的重要器官,負(fù)責(zé)機(jī)體的各種活動(dòng)。因創(chuàng)傷、感染、腫瘤切除等因素造成的骨質(zhì)大量缺損會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)功能障礙并嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量及社會(huì)職能。用于填充修復(fù)骨質(zhì)缺陷的外源性膠原不僅可以促進(jìn)骨細(xì)胞分化、增殖,其降解產(chǎn)物也可為成骨細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)支持,其中水母膠原蛋白是新興的研究材料。Alkildani等[38]發(fā)現(xiàn)水母膠原蛋白制備的3D支架有利于促進(jìn)成骨細(xì)胞的黏附和細(xì)胞活力保持。Flaig等[8]用水母膠原蛋白制備支架修復(fù)小鼠顱骨缺損,結(jié)果顯示水母膠原的免疫原性不僅比傳統(tǒng)膠原蛋白(豬心包膠原)弱,且更利于誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向促修復(fù)亞型轉(zhuǎn)化,促進(jìn)植入床血管形成,因而具有良好的促進(jìn)骨組織修復(fù)潛能。由于天然膠原機(jī)械性能不足,易被膠原酶降解,因此常聯(lián)合礦物質(zhì)來(lái)增加其理化性能和作用效應(yīng)。Arslan等[39]利用水母膠原蛋白、人發(fā)角質(zhì)蛋白與蛋殼來(lái)源的納米羥基磷灰石交聯(lián)制備骨誘導(dǎo)生物材料支架,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該支架呈均質(zhì)、多孔的三維結(jié)構(gòu),無(wú)細(xì)胞毒副作用,且具有熱力學(xué)穩(wěn)定,并能誘導(dǎo)脂肪干細(xì)胞向成骨分化,因此這種復(fù)合支架適合用于骨質(zhì)缺陷的修復(fù)。
3.4 軟骨缺損修復(fù):軟骨組織損傷也是臨床常見的創(chuàng)傷。軟骨缺乏血管、神經(jīng)滋養(yǎng)且軟骨組織再生能力弱,軟骨修復(fù)具有非常大的挑戰(zhàn)性。在體外構(gòu)建機(jī)械性能優(yōu)越、可維持軟骨細(xì)胞表型或能誘導(dǎo)干細(xì)胞向軟骨分化的支架負(fù)載軟骨細(xì)胞或干細(xì)胞修復(fù)缺損軟骨是軟骨組織工程的主要研究方向。水母膠原蛋白是良好的軟骨組織工程修復(fù)材料,Sewing等發(fā)現(xiàn)利用水母膠原蛋白作為支架培養(yǎng)軟骨細(xì)胞,軟骨細(xì)胞能維持細(xì)胞表型而不產(chǎn)生去分化,軟骨細(xì)胞的Ⅱ型膠原蛋白在mRNA和蛋白水平上高表達(dá)和細(xì)胞增殖率低[40]。此外,軟骨細(xì)胞提取困難,有學(xué)者尋求用不同來(lái)源的干細(xì)胞分化成軟骨細(xì)胞,而水母膠原蛋白成為多種干細(xì)胞軟骨分化的合適載體。Hoyer等[41]用水母膠原蛋白紡絲制備軟骨組織工程支架,制備的支架與軟骨細(xì)胞外基質(zhì)相似,支架不僅無(wú)細(xì)胞毒性,且可為間充質(zhì)干細(xì)向軟骨分化提供合適的載體。Pustlauk等[42]利用多孔且有一定機(jī)械強(qiáng)度的水母膠原蛋白與海藻酸鹽水凝膠混合制備軟骨修復(fù)支架,水凝膠賦予復(fù)合結(jié)構(gòu)彈性,同時(shí)水凝膠與膠原蛋白結(jié)合后力學(xué)性能得到加強(qiáng),混合支架能在新軟骨基質(zhì)形成前保持機(jī)械穩(wěn)定;該支架支持間充質(zhì)干細(xì)胞向軟骨細(xì)胞分化,促進(jìn)軟骨分化標(biāo)志物基因的表達(dá),非常適合用于干細(xì)胞經(jīng)體外培養(yǎng)分化后的軟骨修復(fù)。
3.5 免疫調(diào)節(jié)及抗微生物作用:創(chuàng)傷后機(jī)體免疫力下降,病原容易入侵而引發(fā)感染。增強(qiáng)機(jī)體免疫力能有效降低感染風(fēng)險(xiǎn),加速創(chuàng)傷愈合。水母膠原及其水解膠原肽能提高機(jī)體免疫力,有效防止因創(chuàng)傷而誘發(fā)的感染。實(shí)驗(yàn)表明大量的紫外線照射除了會(huì)引起皮膚光老化和損傷,也會(huì)抑制機(jī)體免疫力,繼而誘發(fā)創(chuàng)傷后皮膚感染,F(xiàn)an等[43]利用水母膠原及其水解膠原肽喂養(yǎng)紫外線照射引發(fā)損傷的小鼠,結(jié)果顯示無(wú)論口服膠原或者水解膠原肽,均能有效維持機(jī)體免疫力,從而避免誘發(fā)致命性感染。Morishige等[44]發(fā)現(xiàn)口服越前水母的水解膠原肽,無(wú)論在轉(zhuǎn)錄還是在合成分泌階段,均促進(jìn)免疫器官淋巴細(xì)胞內(nèi)免疫球蛋白IgA、IgG、IgM和細(xì)胞因子TNF-α、IFN-γ、IL4等的轉(zhuǎn)錄與合成,增加血清抗體含量,從而能有效增強(qiáng)機(jī)體免疫力而不誘發(fā)過(guò)敏反應(yīng)。Putra等[45]對(duì)此機(jī)理進(jìn)行探索,發(fā)現(xiàn)越前水母膠原的免疫刺激作用系通過(guò)TLR4信號(hào)路徑活化NF-kB轉(zhuǎn)錄因子和JNK蛋白激酶實(shí)現(xiàn)的。除了免疫調(diào)節(jié)作用,Ovchinnikova等[46]從海月水母中提取出一種含40個(gè)氨基酸殘基、分子量約4.29 kDa的抗菌肽,這種活性肽類似于傳統(tǒng)防御素,并能有效地對(duì)抗革蘭氏陽(yáng)性與陰性菌。目前,水母膠原蛋白免疫調(diào)節(jié)作用大多數(shù)通過(guò)系統(tǒng)作用,其局部抗微生物作用仍有待深入探索。
3.6 口服水母膠原的抗氧化和促進(jìn)創(chuàng)面愈合作用:反應(yīng)性氧自由基積聚有利于對(duì)抗創(chuàng)面感染,但過(guò)多氧自由基積聚卻抑制創(chuàng)面愈合,而口服有抗氧化活性的膠原肽可清除自由基,加速創(chuàng)面愈合。低分子量的水母膠原肽(<3kDa)是一種抗氧化劑,有良好的自由基清除作用[47]。實(shí)驗(yàn)表明無(wú)論口服水母膠原或其水解小分子肽均可促進(jìn)創(chuàng)面愈合,Assaw等用水母膠原喂養(yǎng)構(gòu)建背部創(chuàng)面的SD大鼠,檢測(cè)其促創(chuàng)面愈合能力,結(jié)果顯示水母膠原蛋白不僅具有抗氧化活性,且口服后能有效促進(jìn)創(chuàng)面收縮,增加創(chuàng)面膠原蛋白沉積,并減少愈合后瘢痕增生[48]??诜z原水解小分子肽也具有同樣作用,F(xiàn)elician用膠原酶Ⅱ、木瓜酶結(jié)合堿性蛋白酶分別降解水母膠原產(chǎn)生兩種不同分子結(jié)構(gòu)、分子量均小于25Kda的膠原肽,體外實(shí)驗(yàn)顯示經(jīng)膠原肽處理的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞遷移能力增強(qiáng),體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)膠原肽能有效促進(jìn)創(chuàng)面收縮、膠原沉積及上皮化,再生組織的β-FGF、TGF-β1表達(dá)增強(qiáng)[49]。
本文總結(jié)了水母膠原蛋白的提取及交聯(lián)改性的關(guān)鍵要素,以及在創(chuàng)傷修復(fù)領(lǐng)域的研究進(jìn)展,包括其止血性能、皮膚修復(fù)、骨軟骨修復(fù)、口服促愈合作用及其防御微生物感染等功能。水母膠原蛋白具有良好的表面活性,冷凍干燥形成的多孔海綿結(jié)構(gòu)依靠其高度的吸水性能,快速吸收血液并促進(jìn)血小板和血細(xì)胞在膠原海綿內(nèi)聚集,模擬生理性血液凝固而具有止血性能。水母膠原在皮膚組織中展現(xiàn)良好生物相容性,同時(shí)水母膠原水解肽也具有促上皮細(xì)胞遷移作用,可與多種生物活性材料混合,不僅增強(qiáng)其物理性能,還可與生物活性物質(zhì)共同促進(jìn)皮膚創(chuàng)面愈合。在骨軟骨修復(fù)研究領(lǐng)域,水母膠原促進(jìn)成骨細(xì)胞的黏附,誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向促修復(fù)亞型轉(zhuǎn)化,具有良好的促骨創(chuàng)傷修復(fù)潛能,并能與多種生物學(xué)材料交聯(lián),誘導(dǎo)干細(xì)胞向成骨分化。水母膠原蛋白也可作為軟骨細(xì)胞的培養(yǎng)支架,培養(yǎng)的軟骨細(xì)胞能維持軟骨細(xì)胞表型而不產(chǎn)生去分化,與海藻酸鹽水凝膠混合制備支架可支持間充質(zhì)干細(xì)胞向軟骨細(xì)胞分化,水母膠原促成骨細(xì)胞黏附、維持軟骨細(xì)胞表型,促干細(xì)胞向骨、軟骨分化等特性表明其可成為良好骨、軟骨修復(fù)材料。口服膠原或者水解膠原肽能促進(jìn)免疫器官淋巴細(xì)胞合成和分泌IgA、IgG、IgM,TNF-α、IFN-γ、IL4等免疫因子,提高機(jī)體免疫力,避免創(chuàng)傷后引起的機(jī)體感染。此外,口服水母膠原蛋白及其水解肽還可促進(jìn)創(chuàng)面收縮,增加創(chuàng)面膠原蛋白沉積,加速愈合過(guò)程,并減少愈合后瘢痕形成。
目前,大多數(shù)關(guān)于水母膠原促愈合作用的研究限于細(xì)胞、動(dòng)物實(shí)驗(yàn),其作用機(jī)制仍需要進(jìn)一步明確,臨床應(yīng)用研究還有待深入探索。創(chuàng)傷修復(fù)領(lǐng)域?qū)π迯?fù)材料的要求越來(lái)越高,不僅要求材料具有促愈合作用,還要求材料應(yīng)用后能產(chǎn)生良好的修復(fù)效果,或與原生組織具有一致性。單一的材料是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,而膠原蛋白則可與其他具有良好生物特性的材料構(gòu)建復(fù)合支架、或作為負(fù)載生長(zhǎng)因子與干細(xì)胞等的良好載體,日漸受到創(chuàng)傷修復(fù)領(lǐng)域研究的青睞??偠灾?,隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,對(duì)膠原蛋白創(chuàng)傷修復(fù)材料的研究將越來(lái)越深入,也將會(huì)有更多、更優(yōu)質(zhì)、更經(jīng)濟(jì)的膠原蛋白創(chuàng)傷修復(fù)材料應(yīng)用于臨床。