膠原蛋白材料對創面癒合的效果

2025年7月23日  来源：刘龙飞, 王献珍. 胶原蛋白材料对创面愈合的研究进展

一、膠原蛋白對創面癒合的影響

          創面癒合是一個複雜的生物過程，包括止血、炎症、增生和重塑，包括中性粒細胞、巨噬細胞、淋 巴細胞、角化細胞、成纖維細胞和內皮細胞在內的大量細胞類型參與了這一過程，多種因素可以通過影 響一個或多個階段的過程導致受損的創面癒合[8]。 在創面環境中，膠原蛋白以整合素信號依賴的方式介 導血小板聚集、炎症調節、血管生成、肉芽組織形成和再上皮化等幾個關鍵步驟[9] [10] [11]。 膠原蛋白 是皮膚的重要組成部分，當用作輔助傷口治療時，可以刺激和招募免疫細胞和成纖維細胞，並使自身被 基質金屬蛋白酶降解，從而保留天然細胞外基質結構並促進癒合[12]。 膠原蛋白是外基質的一種結構成分， 除了穩定生長因數、調節細胞粘附和細胞與外基質之間的信號傳導外，還有助於皮膚的彈性。 在傷口癒 合的過程中，隨著傷口組織經過長期的重塑，傷口會愈合併形成一個“正常”的瘢痕。 瘢痕組織可恢復 正常皮膚原有抗拉強度的50%~80%，但可能存在功能缺陷[13]。 瘢痕與正常皮膚的主要區別在於膠原纖 維的密度、纖維大小和方向[8]。 膠原蛋白海綿在創面癒合方面特別有用，因為它們的濕強度允許它們縫合軟組織，併為新組織的生 長提供範本，以膠原蛋白為基礎的植入物已被用作運載培養的角質形成細胞和藥物的皮膚置換和燒傷傷口治療的載體[14] [15] [16]。 植入的膠原海綿被含有粘多糖、纖維連接蛋白和新膠原的無定形結締組織浸 潤，接著是各種細胞，主要是成纖維細胞和巨噬細胞，當細胞與外基質結合時，如植入的膠原蛋白海綿， 會增加新膠原蛋白的生成根據交聯程度[17]，膠原海綿在 3~6 周內被膠原酶降解成肽片段和氨基酸，然 后植入物被成纖維細胞產生的天然I型膠原所取代[18]。 膠原的生物素化也被用來附著肽生長因數，如肝 素結合生長因數和表皮生長因數，調節全層傷口的癒合[19]。 由此可見，膠原蛋白在創面癒合中起著至關 重要的作用，基於膠原蛋白的生物材料在創面癒合中扮演著非常重要的角色。

二、膠原蛋白材料在創面癒合中的應用

          膠原蛋白廣泛分佈於軟硬結締組織中，是最豐富的動物蛋白。 在體外，天然膠原可以形成具有內在 生物相容性、生物可降解、外源性無毒、高拉伸強度的高度組織化的三維支架，這些特性使膠原蛋白成 為傷口癒合和組織工程應用的首選材料[3]。 商品膠原蛋白海綿是從牛、馬和豬等動物身上提取的蛋白質， 其形態是不可溶解的。 海綿是通過含有0.1~5% w/v幹物質的酸或鹼型膠原蛋白水溶液凍幹而製備的。 它 們的孔隙度是通過改變膠原含量和凍結速率來控制的。 這些海綿能夠吸收大量的組織滲出物，平滑地附 著在潮濕的傷口床上，並保持潮濕的環境，同時防止機械創傷和細菌感染[20]。 它們通常被用作嚴重燒傷、 壓瘡、供體部位和腿潰瘍的傷口敷料，以及在體外實驗中[21]。 膠原蛋白促進細胞運動，炎症細胞主動侵 入多孔支架肉芽組織的形成又刺激新的肉芽組織和上皮層的形成。 在燒傷創面植入海綿可使皮膚迅速恢 復，因為海綿內有強烈的中性粒細胞浸潤[14] [22]。 孫磊磊等[23]通過製造基於膠原蛋白的複合敷料，評 估傷口癒合的效率並揭示促進傷口癒合的機制，結果表明非交聯膠原基雙層複合敷料在28天內刺激了傷 口癒合，加速了上皮再化並完成了傷口癒合。 炎症細胞因數和生長因數水平的結果表明，基於膠原蛋白的複合敷料可以降低炎症反應並上調生長因數水準，以加速傷口癒合。 Matheus Almeida Cruz等[24]通過 研究不同海洋生物的膠原蛋白對皮膚組織癒合過程的影響，結果表明，基於膠原蛋白的治療導致肉芽組 織的沉積增加，再表皮化和新血管生成的刺激以及傷口膠原蛋白量的增加，最終導致更成熟的形態學方 面。 可見，在所使用的實驗模型中，來自不同物種的海洋膠原蛋白對傷口皮膚癒合過程具有積極作用， 證明瞭該生物材料在組織工程提案中的巨大潛力。 趙芬[25]等通過觀察深海鱈魚膠原蛋白肽敷料並維生素 E 對大鼠皮膚創面癒合速度與愈后瘢痕影響，發現深海鱈魚膠原蛋白肽敷料並維生素E可促進大鼠全層 皮膚傷口癒合併減少瘢痕形成。 趙紫熙[26]等分析醫用膠原蛋白海綿對糖尿病足潰瘍傷口肉芽組織I、III型膠原蛋白及基質金屬蛋白酶2、9表達的影響，選擇46例糖尿病患者進行研究，結果表明，醫用膠原 蛋白海綿可減少創面組織中基質金屬蛋白酶2/9的表達，有助於I、III型膠原蛋白的合成，提高創面癒合 率。 於洋[27]等通過探討II度燒傷創面患者選用膠原蛋白海綿治療價值，選擇80例II度燒傷創面患者研 究，結果表明II度燒傷創面患者選用膠原蛋白海綿治療可促進創面癒合，縮小創面紅腫範圍，降低治療 后2 w、3 w 細菌培養陽性率，值得借鑒應用。 張箐鴻[28]等將膠原蛋白敷料應用於糖尿病足潰瘍治療中， 探討其臨床治療效果和安全性，選取94例糖尿病足潰瘍患者進行觀察研究，發現與常規敷料治療相比， 膠原蛋白敷料對糖尿病足潰瘍創面面積的縮小有顯著作用，可加速創面癒合。 綜上所述，膠原蛋白材料是理想的促進創面癒合的材料，實驗研究表明無論是陸生生物還是海洋生 物膠原蛋白，都可以促進創面癒合。 膠原蛋白材料在臨床研究中也取得了良好的成效。 由此可見，膠原 蛋白材料是符合創面治療原則的材料，是外科醫師一直在尋找的材料，我們應該將其大規模運用到臨床 中，縮短難愈性創面的治療時間，減輕患者的痛苦。