促創面修復膠原蛋白敷料的研究進展

[摘 要] 目前，膠原蛋白敷料在創面修復領域的應用已經引起廣泛關注。作為一種具有良好的生物相容性及優異生物活性的天然高分子聚合物，膠原蛋白在皮膚慢性傷口敷料領域展現出良好應用前景。在過去幾年里，隨著生物技術及材料科學不斷發展，膠原蛋白敷料的研究取得了顯著進展。本文對膠原蛋白敷料在創面修復領域的研究進展作一綜述，重點介紹其臨床應用現狀、作用機制及制備技術，并對膠原蛋白敷料未來的發展方向進行探討。

[關鍵詞] 膠原蛋白敷料；創面修復；皮膚慢性傷口；制備技術

[中圖分類號] R62 [文獻標識碼] A [文章編號] 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

隨著人口老齡化及社會生活方式的改變，慢性傷口如糖尿病足、靜脈曲張性潰瘍等逐漸成為醫療領域一大挑戰。慢性傷口通常存在難以愈合現象，影響患者生活質量及生命健康安全[1]。因此，尋找一種有效促進創面修復方法顯得尤為重要。膠原蛋白敷料作為新興創面修復材料，其所具有的獨特的生物特性及修復機制受到廣泛關注。膠原蛋白作為皮膚、骨骼、肌肉等組織主要成分，具有良好生物相容性及生物活性[2]。在創面修復過程中，膠原蛋白可以促進細胞增殖、遷移及分化，加速肉芽組織及上皮組織形成，從而加快創面愈合速度。此外，膠原蛋白還可以與創面周圍細胞及組織形成緊密連接，起到良好的固定及保護作用，防止細菌感染及水分流失[3]。盡管膠原蛋白敷料在創面修復領域已經取得良好效果，但仍存在一些問題及挑戰。例如，如何進一步提高膠原蛋白敷料生物活性及穩定性、如何降低其生產成本等[4]。因此，未來研究需要不斷探索新的制備技術及作用機制，以更好地滿足臨床需求。

1 膠原蛋白敷料在創面修復領域的臨床應用現狀

膠原蛋白敷料在創面修復領域臨床應用現狀表明其已經成為治療多種皮膚慢性傷口及燒傷創面重要手段。隨著不斷深入研究膠原蛋白敷料作用機制及不斷改進制備技術，其療效及安全性得到廣泛的認可。王春玲等[5]研究結果顯示，實施膠原蛋白敷料聯合負壓封閉引流技術修復患者治療總有效率高于常規應用抗菌敷料修復患者。李舒等[6]研究發現，膠原蛋白敷料聯合二氧化碳點陣激光治療患者瘢痕治療效果優于單純應用二氧化碳點陣激光治療患者。上述研究均表明在創面修復領域中膠原蛋白敷料具有良好的生物相容性及生物活性，可以促進細胞黏附及增殖，加速創面愈合過程。慢性傷口往往由于多種原因難以愈合，如血液循環不良、感染、營養缺乏等。而膠原蛋白敷料可以通過其特殊的生物活性，改善創面微環境，促進細胞生長及修復[7]。同時，其還可以抑制炎癥反應及細菌的生長，減少感染風險。研究提示[8]，使用膠原蛋白敷料進行治療的慢性傷口患者，其創面愈合率明顯提高，疼痛感及并發癥的發生率也顯著降低。膠原蛋白敷料在瘢痕修復、皮膚移植等領域也展現出潛在應用價值，通過與其他治療手段相結合，如激光、手術等，膠原蛋白敷料可以進一步提高創面修復整體效果。然而，盡管膠原蛋白敷料在創面修復領域的應用已經取得一定成果，但仍存在一些問題及挑戰，如敷料穩定性、機械性能、成本等問題需要進一步研究及改進。同時，如何更好地將膠原蛋白敷料與其他治療手段相結合，形成多模式、多層次創面修復策略，也是未來研究重要方向之一[9]。總之，膠原蛋白敷料在創面修復領域的應用前景廣闊，隨著制備技術不斷改進及應用領域不斷拓展，相信其將為更多患者帶來福音。

2 膠原蛋白敷料的作用機制

膠原蛋白敷料在創面修復中發揮著多重作用機制，這些機制共同促進創面的愈合過程。膠原蛋白作為皮膚組織主要成分之一，具有良好的生物相容性及生物活性，可以與創面周圍細胞及組織形成良好的相互作用，為細胞提供附著及增殖基質[10]。這種相互作用有助于細胞在創面上穩定生長及遷移，為創面愈合提供良好細胞基礎。膠原蛋白敷料還可以刺激成纖維細胞及內皮細胞的遷移及分化，成纖維細胞是創面愈合過程中關鍵細胞之一，可以合成膠原蛋白等細胞外基質成分，參與肉芽組織形成[11]。而內皮細胞則可以形成新生血管，為創面提供充足的營養及氧氣供應，膠原蛋白敷料通過刺激這些細胞的遷移及分化，促進肉芽組織及血管形成，加速創面愈合過程。除此以外，膠原蛋白敷料還具有調節免疫反應的作用。在創面愈合過程中，炎癥反應屬于一個重要環節，但過度炎癥反應會阻礙創面愈合，膠原蛋白敷料則可以調節創面周圍免疫反應，減少炎癥因子產生，從而有利于創面愈合。這種調節作用通過降低炎癥細胞活性及數量來實現，減輕炎癥反應對創面愈合負面影響[12]。除上述作用機制外，膠原蛋白敷料還具有一些其他功能，如可吸收及保持水分，為創面提供濕潤環境，有利于細胞生長及遷移。膠原蛋白敷料還可以防止細菌感染及水分流失，保護創面免受外界環境的侵害，上述功能共同促進創面愈合過程，提高愈合質量及速度，可以通過在皮膚表面形成保護層起到物理屏障作用，用于激光、光子嫩膚、果酸換膚、水光、微整形術、痤瘡形成的非慢性創面及周圍皮膚的保護與護理，也可用于皮炎引起的全身皮膚瘙癢癥狀及頭部皮膚的護理，以及植發術后創面等的覆蓋和護理。

3 膠原蛋白敷料制備技術

膠原蛋白敷料的制備技術多種多樣，每種技術都有其獨特特點及適用場景。目前，主流的制備技術主要包括物理法、化學法以及生物工程技術。

3.1 物理法 主要是通過物理手段如冷凍干燥、噴霧干燥等方法將膠原蛋白溶液轉化為固體敷料，該種方法簡單易行且成本較低，可以較好地保留膠原蛋白天然結構及生物活性。但需要注意的是，物理法制備的敷料可能存在結構松散、機械強度不足等問題[13]。

3.2 化學法 通過化學反應如交聯、接枝等方法對膠原蛋白進行改性，以提高其穩定性及機械性能。例如，通過交聯劑將膠原蛋白分子連接在一起，可以形成更加穩定的網絡結構，從而提高敷料耐用性及抗拉強度。化學法制備敷料通常具有較好的機械性能及生物相容性，但可能會引入一些化學殘留物，需要嚴格控制制備過程中的化學條件[14]。

3.3 生物工程技術 利用基因工程、細胞培養等現代生物技術手段來制備膠原蛋白敷料，該種方法可以實現精確控制膠原蛋白，制備出具有特定結構及功能的敷料。例如，通過基因工程手段可以表達出具有特定活性位點的膠原蛋白，從而制備出具有特定治療功能的敷料。生物工程技術制備的敷料通常具有更好的生物活性及治療效果，但成本較高，技術難度較大[15]。

除以上3種主要制備技術外，還有一些新興的制備技術正在被研究及開發。例如，利用3D打印技術可以制備出具有復雜結構及多功能的膠原蛋白敷料；利用納米技術可以制備出具有納米級孔隙及表面結構的膠原蛋白敷料，從而提高其滲透性及生物相容性。上述新興技術為膠原蛋白敷料的制備提供新思路及方法，有望推動其在創面修復領域的應用及發展。

4 膠原蛋白敷料的分類及相關產品

膠原蛋白敷料在醫療領域應用日益廣泛，根據不同使用場景及治療需求，可以將其分為多種類型及相關產品，可根據不同分類方式分為以下幾類：①按物理形態分類可分為膜狀膠原蛋白敷料、海綿狀膠原蛋白敷料，前者敷料通常是由膠原蛋白溶液經過特殊處理（如冷凍干燥）后制成的薄膜狀材料，輕薄、透氣且易于貼合創面，可以為創面提供濕潤環境，促進細胞增殖及遷移；常見的膜狀膠原蛋白敷料有“金創膜”等；海綿狀膠原蛋白敷料則具有較好的吸水性及保水性，可以吸收創面滲液并保持創面濕潤，其疏松多孔的結構有利于細胞生長及肉芽組織形成，如“膠原海綿”等產品就屬于此類[16]；②按照來源可分為動物源膠原蛋白敷料、人源膠原蛋白敷料，前者主要來源于牛、豬等動物皮膚或骨骼，經過提取、純化等工藝制成，動物源膠原蛋白敷料與人體膠原蛋白結構相似，生物相容性好，但可能存在一定免疫原性，市場上常見動物源膠原蛋白敷料有“豬皮膠原敷料”等；人源膠原蛋白敷料主要來源于人體組織或細胞培養，具有更好的生物相容性及更低的免疫原性；由于人源膠原蛋白來源有限，成本較高，目前市場上人源膠原蛋白敷料較少見；但隨著生物技術不斷發展，未來人源膠原蛋白敷料有望得到更廣泛應用；③按照功能可分為抗菌型膠原蛋白敷料、藥物緩釋型膠原蛋白敷料，前者是在膠原蛋白基礎上添加抗菌成分（如銀離子、抗生素等），可以有效抑制細菌生長，降低感染風險，適用于感染風險較高的創面，如糖尿病足潰瘍、燒傷創面等；藥物緩釋型膠原蛋白敷料則是將藥物（如生長因子、抗生素等）與膠原蛋白結合，實現藥物緩慢釋放，該種敷料可以持續為創面提供藥物支持，提高治療效果，如“生長因子緩釋型膠原敷料”等產品就屬于此類[17]；④按照使用方法可分為直接貼敷型膠原蛋白敷料、填充型膠原蛋白敷料，前者可直接貼敷在創面上，操作簡單方便，直接貼敷型膠原蛋白敷料適用于各種創面類型，如皮膚缺損、燒傷創面等；填充型膠原蛋白敷料適用于較深或不規則創面，可以填充創面底部，提供支撐及保護作用，促進肉芽組織生長及血管形成，常見填充型膠原蛋白敷料有“膠原填充條”等[18]。上述均為目前常見膠原蛋白敷料主要分類及相關產品介紹，隨著醫療技術不斷進步及創新，未來膠原蛋白敷料將會出現更多新型產品及功能，為創面修復提供更加全面且有效的解決方案。

5 膠原蛋白敷料未來發展方向

隨著生物信息學及醫學大數據不斷發展，未來膠原蛋白敷料將可以實現更加精準、個性化的定制，通過分析患者基因、代謝、生理等信息，制備出符合其個性化需求的膠原蛋白敷料，從而實現治療效果最大化，如針對糖尿病患者，可以制備出具有特殊功能的膠原蛋白敷料，以促進糖尿病足潰瘍愈合。智能型敷料是未來重要發展方向之一，通過集成傳感器、微處理器等智能元件，實現實時監測及反饋創面環境，提供給醫生更加準確、全面的創面信息[19]。同時，智能型敷料還可以根據創面情況自動調節藥物釋放量、溫度等參數，實現更加精準的治療。另外，復合材料是另一個重要研究方向，通過將膠原蛋白與其他生物材料（如殼聚糖、透明質酸等）或藥物（如生長因子、抗生素等）進行復合，制備出具有多種功能的膠原蛋白敷料，該種復合材料不僅可以提高敷料生物活性及治療效果，還可以降低成本、提高穩定性等[20]。生物3D打印技術為膠原蛋白敷料制備提供新的可能性，通過3D打印技術，可以制備出具有復雜結構及特定功能的膠原蛋白敷料，滿足更多臨床需求。同時，生物3D打印技術還可以實現個性化、精準化制備，提供給患者更加優質的治療方案。隨著環保意識不斷提高，綠色、環保制備工藝將成為未來發展趨勢，通過開發新的制備工藝及技術，降低膠原蛋白敷料制備過程中的能耗及污染，實現可持續發展。膠原蛋白敷料在創面修復領域的應用前景廣闊，通過不斷探索及創新，相信未來膠原蛋白敷料將更加精準、智能、復合、環保，為更多患者帶來福音。

6 總結

膠原蛋白敷料的研究與應用已經取得顯著進步，在創面修復領域也展現出巨大潛力。但科技進步永無止境，對于膠原蛋白敷料的研究及應用亦是如此。期待未來科技創新可以持續推動這一領域的發展，使膠原蛋白敷料在創面修復領域發揮更大作用。在該過程中也應認識到，科技發展的同時，也需關注人文關懷。患者在接受治療過程中，不僅需要身體上康復，更需要心靈上的慰藉及支持。因此，呼吁廣大醫護人員及科研人員，在推進膠原蛋白敷料研究與應用的同時，也要關注患者心理需求，提供更加全面、人性化的服務。同時，也希望社會各界可以關注及支持膠原蛋白敷料的研究與應用工作。通過政策引導、資金投入等方式，為科研人員提供更多支持及保障，推動膠原蛋白敷料領域的研究及應用不斷取得新的突破。期望在科技與人文共同推動下，膠原蛋白敷料在創面修復領域發揮更加重要作用，為更多患者帶來希望及福音，攜手共進，為人類健康事業貢獻自己的力量。

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收稿日期：2024-7-10 編輯：扶田