Специалистам

Этапы развития мировых знаний о коллагене

~50 лет
Уникальной российской технологии получения коллагена с сохраненной структурой
~100 лет
Открытию молекулярной структуры коллагена
~25 лет
Производства и создания новых заживляющих материалов из нативного коллагена

История применения коллагена в лечении ран

Использование коллагенсодержащих тканей для лечения ран известно человечеству на протяжении тысячелетий. Уже в древнеегипетской медицине описано прикладывание к ранам свежего мяса, богатого коллагеном, для остановки кровотечения и защиты повреждённой ткани.
В дальнейшем в хирургии начали применять нити из животных тканей, содержащих коллаген, а в XIX веке появился хирургический материал кетгут – нити из кишечника животных, которые постепенно рассасывались в организме.
Современные коллагеновые раневые покрытия были разработаны во второй половине XX века после появления технологий выделения, очистки и стандартизации медицинского коллагена.

Основные вехи в изучении коллагена

30-е годы
Первые доказательства молекулярной структуры коллагена
60-е годы
Мировая гонка разработки технологий получения чистого коллагена
70-е годы
Создание первых коллагеновых препаратов для лечения ран
Настоящее время
Раневые покрытия из нативного коллагена для всех этапов заживления любых ран

НАТИВНЫЙ ТРЁХСПИРАЛЬНЫЙ КОЛЛАГЕН

Высокая биосовместимость нативного трёхспирального коллагена и его способность растворяться в ране делает его идеальным средством для использования в лечении ран.

Почему коллаген применяют для лечения ран

Коллаген – основной структурный белок соединительной ткани. Он формирует каркас кожи и других тканей, на котором располагаются клетки, кровеносные сосуды и компоненты межклеточного вещества. Именно эта структура обеспечивает прочность тканей и создаёт среду, в которой клетки могут расти и функционировать.
При повреждении кожи организм запускает сложный процесс регенерации. В этом процессе коллаген играет ключевую роль, поскольку именно его волокна образуют основу для роста клеток, своего рода “строительные леса”.
Коллагеновые раневые покрытия сохраняют это природное свойство. Они создают временную биологическую матрицу, которая помогает клеткам быстрее восстанавливать повреждённую ткань.

Современные медицинские изделия на основе нативного коллагена

Что такое коллагеновая повязка

Коллагеновая повязка представляет собой медицинское раневое покрытие, изготовленное из коллагена в его природной, нативной трёхспиральной форме.
Медицинский коллаген получают из соединительной ткани животных после многоступенчатой очистки и стерилизации. Такая обработка позволяет сохранить природную структуру белка и одновременно обеспечить его безопасность для медицинского применения.
В отличие от обычных перевязочных материалов – бинтов или марли, коллагеновые покрытия не ограничиваются механической защитой раны. По сути, такое покрытие выполняет роль временной биологической матрицы, которая поддерживает восстановление повреждённой ткани.



Почему именно нативный коллаген?

Только природный коллаген в своей нативной форме тройной спирали обладает перечисленными свойствами: образует каркас ткани, привлекателен для клеток, стимулирует заживление, останавливает кровотечение.
Но такой коллаген является редким материалом, в основном встречается более простой в производстве гидролизованный (разрушенный) коллаген. При обработке молекула коллагена может разрушиться на более мелкие фрагменты, именно так и получают желатин. А желатин, как мы помним, является питательной средой для развития микроорганизмов в чашке Петри, чего нельзя сказать о нативном коллагене.
В медицинских изделиях производства ЗАО "Зелёная дубрава" используется только нативный трёхспиральный коллаген, и никакой другой.
Нативный трёхспиральный коллаген
Механизм действия в ране

Нативный трехспиральный коллаген в заживлении ран

Нативный трёхспиральный коллаген сохраняет естественную структуру, что делает его не только полностью совместимым с тканями человека, но и позволяет формировать матрицу для формирования новой ткани

Как работает коллагеновая повязка

Биологическая матрица для роста тканей

Коллагеновые материалы имеют пористую структуру. Эта структура напоминает губку с множеством микроскопических ячеек.
После наложения на рану коллагеновая матрица облегчает перемещение и закрепление клеток в зоне повреждения.
Важно понимать, что коллагеновая повязка не является питанием для клеток или строительным материалом. Она служит временной основой, на которой собственные клетки организма восстанавливают повреждённую область. По мере заживления раны коллаген постепенно разрушается ферментами организма и замещается новой тканью.

Поддержание оптимальной среды раны

Современная медицина показывает, что раны заживают лучше во влажной среде. В таких условиях клетки легче перемещаются по поверхности раны и формируют новую ткань. Именно поэтому влажное заживление стало золотым стандартом в современной хирургии.
Коллагеновые покрытия способны удерживать необходимое количество влаги и предотвращать пересыхание раны. Одновременно пористая структура материала позволяет поглощать избыток раневой жидкости – это помогает поддерживать баланс влаги, который важен для нормального течения процессов регенерации.

Снижение активности разрушительных ферментов

В ране активная биологическая среда. Раневое отделяемое образовано плазмой крови, клетками, факторами роста, воспаления, различными белками и ферментами. Ферменты, ответственные за обновление коллагена в здоровой коже начинают разрушать растущий коллаген раны.
Коллагеновые материалы нейтрализуют такие ферменты, что помогает ране перейти в стадию заживления.

Защитная функция

Коллагеновое покрытие создаёт физический барьер между раной и внешней средой. Такой барьер уменьшает риск загрязнения раны и защищает ткани от механических повреждений.
При этом материал остаётся воздухопроницаемым и не препятствует газообмену на поверхности раны.

Гемостатическое действие

Коллаген обладает естественными кровоостанавливающими свойствами. Благодаря этому коллагеновые губки часто применяются для остановки небольших кровотечений, в том числе во время хирургических процедур.

Возможность локальной доставки лекарств

Коллаген способен связывать различные лекарственные вещества и постепенно высвобождать их в ране. Современные коллагеновые повязки могут содержать антисептики, антибиотики или ферменты, способствующие очищению раны.

Почему коллаген особенно важен при хронических ранах

При хронических ранах, таких как трофические язвы или язвы при синдроме диабетической стопы, нормальные механизмы заживления часто нарушены. В ране накапливаются воспалительные факторы и ферменты, которые разрушают ткань и препятствуют формированию собственного коллагена.
Коллагеновые покрытия выступаю в роли “ловушки” для агрессивных компонентов раны и одновременно помогают создавать структуру для роста новой ткани. Благодаря этому рана постепенно переходит из состояния хронического воспаления к фазе восстановления.

Преимущества коллагеновых раневых покрытий

  • Организм воспринимает коллаген как “знакомый” и “понятный” белок
  • Коллаген постепенно рассасывается, способствуя заживлению
  • Защищает рану от внешнего воздействия
  • Совместим с лекарственными препаратами, которые используются для лечения ран

При каких ранах применяются коллагеновые покрытия

Повязки и губки из коллагена имеют широкий спектр применения:
Острые раны
  • Послеоперационные раны
  • Ожоги
  • Обморожения
  • Огнестрельные раны
Хронические раны
  • Трофические язвы
  • Язвы при диабетической стопе
  • Пролежни

Распространённые мифы о коллагене в лечении ран

Иногда можно встретить ошибочные представления о том, как работают коллагеновые повязки.
Распространено мнение, что коллагеновая повязка питает клетки и превращается в новую кожу. Это не так.
Клетки получают всё необходимое питание от организма, а коллаген, привнесённый извне, лишь создаёт комфортные для клеток условия и помогает управлять процессом заживления.
Ещё некоторые испытывают опасения, что используя биоматериал животного происхождения, такой как коллаген, пациент рискует получить аллергическую реакцию или другие нежелательные эффекты. На самом деле коллаген воспринимается организмом как естественный компонент, и риск развития аллергий минимален. Клинические работы, исследования, а также многолетний опыт применения показывают, что использование коллагена безопасно и эффективно у самых разных групп пациентов.
Список литературы
  1. Adzick NS, Lorenz HP Cell matrix, growth factors and the surgeon. The biology of fetal wound repair Annls of surg. 1994; 220(1):10-18
  2. Atiyeh BS, Ioannovich J, Al-Amm CA, El-Musa KA Management of Acute and Chronic Open Wounds: The Importance of Moist Environment in Optimal Wound Healing Current Pharmaceutical Biotechnology. 2002; 3( 3):179-195
  3. Barrientos S, Stojadinovic O, Golinko MS, Brem H, Tomic-Canic M Growth factors and cytokines in wound healing. Wound Rep. Reg. 2008; 16:585-601
  4. Bardakova K.N., Grebenik E.A., Istranova E.V., et al. Reinforced Hybrid Collagen Sponges for Tissue Engineering. Bull Exp Biol Med. 2018; 165(1): 142–7. https://doi.org/10.1007/s10517-018- 4116-8
  5. Bello YM, Falabella AF, Eaglstein WH. Tissue engineered skin: Current status in wound healing. Am. J Clin. Dermatol. 2001; 2(5):305-313.
  6. Birke JA, Novick A, Hawkins ES, Patout C A review of causes of foot ulceration in patients with Diabetes Mellitus JPO 1991; 4(1):13-22.
  7. Bradley M, Cullum N, Nelson EA, Petticrew M, Sheldon T, Torgerson D. Systematic reviews of wound care management: (2) Dressings and topical agents used in the healing of chronic wounds. Health Technol Assess 1999;3(17 Pt 2).
  8. Chang W.K., Srinivasa S., MacCormick A.D., Hill A.G. Gentamicin-collagen implants to reduce surgical site infection: systematic review and meta-analysis of randomized trials. Ann Surg. 2013; 258(1): 59–65.
  9. Creanor S., Barton A., Marchbank A. Effectiveness of a gentamicin impregnated collagen sponge on reducing sternal wound infections following cardiac surgery: a meta-analysis of randomised controlled trials. Ann R Coll Surg Engl. 2012; 94(4): 227–31
  10. Diegelmann RF, Evans MC. Wound healing: An overview of acute , fibrotic and delayed healing. Front. in Biosci. 2004; 9:283-289.
  11. Edo AE, Eregie E, Ezeani IU Diabetic foot ulcers following rat bites. Afri J. Diabe.Medi 2010; 18(2): 19.
  12. Erdogan D., van Gulik T.M. Evolution of fibrinogen-coated collagen patch for use as a topical hemostatic agent. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2008; 85(1): 272–8
  13. Eskin S. G., McIntire L. V. Rheology of Thrombosis // Hemostasis and thrombosis: basic principles and clinical practice / Lippincott Williams & Wilkins; ed. R.W. Colman. Pub. 5th ed. Philadelphia, PA. 2006.
  14. Fagien S. Facial soft-tissue augmentation with injectable autologous and allogeneic human tissue collagen matrix (autologen and dermalogen). Plast Reconstr Surg. 2000; 105(1): 362–75. https://doi.org/10.1097/00006534-200001000-00057
  15. Friess W. Collagen – biomaterial for drug delivery EJPB 1998; 45: 113–136
  16. Fu Y., Young J.F., Løkke M.M., Lametsch R., Aluko R.E., Therkildsen M. Revalorisation of bovine collagen as a potential precursor of angiotensin I-converting enzyme (ACE) inhibitory peptides based on. in silico and in vitro protein digestions. J. Funct. Foods. 2016;24:196–206. doi: 10.1016/j.jff.2016.03.026
  17. Ghalbzouri AE, Hensbergen P, Gibbs S, Kempenaar J, Schors R van Der, Ponec M Fibroblast facilitates re- epithelialization in wounded skin equivalents. Lab. Invest. 2004; 84, 102–112
  18. Greenwood J.E., Clausen J., Kavanagh S. Experience with biobrane: uses and caveats for success. Eplasty. 2009; 9.
  19. Grinnell F, Bennett MH Fibroblast adhesion on collagen substrate in the presence and absence of plasma fibronectin. J. Cell Set. 1981; 48, 19-34
  20. G. Hydrolyzed Collagen-Sources and Applications. Molecules. 2019;24(22):4031. Published 2019 Nov 7. doi:10.3390/molecules24224031
  21. Harding KG, Morris HL and Patel GK. Healing chronic wounds. BMJ 2002; 324:160-163
  22. Haroon ZA, Raleigh JA, Greenberg CS, Dewhirst MW. Early wound healing exhibits cytokine surge without evidence of hypoxia. Ann.Surg. 2002 231(1):137-147.
  23. Hsu P.W., Salgado C.J., Kent K., et al. Evaluation of porcine dermal collagen (Permacol) used in abdominal wall reconstruction. J Plast Reconstr Aesthet Surg. 2009; 62(11): 1484–9.
  24. Kissane N.A., Itani K.M. A decade of ventral incisional hernia repairs with biologic acellular dermal matrix: what have we learned? Plast Reconstr Surg. 2012; 130(5 Suppl 2): 194S–202S.
  25. Kolenik S, Mc Groven TW, Leffel D, Surg D Use of lyophilized bovine collagen matrix in post operative wound healing. Dermatol Surg 1999; 25:303-307
  26. León-López A, Morales-Peñaloza A, Martínez-Juárez VM, Vargas-Torres A, Zeugolis DI, Aguirre-Álvarez, Li J, Chen J, Kirsner R. Pathophysiology of acute wound healing. Clin. in Dermatol. 2007; 25:9-18.
  27. Mass spectrometric analysis of enzymatic digestion of denatured collagen for identification of collagen type.Zhang G, Sun A, Li W, Liu T, Su Z Chromatogr A. 2006 May 12; 1114(2):274-7.
  28. Martin P .Wound healing- Aiming for perfect skin regeneration. Science 1997; 276:75-81
  29. McDougall S, Dallon J, Sherratt J, Maini P Fibroblast migration and collagen deposition during dermal wound healing: mathematical modeling and clinical implications. Phil. Trans. R. Soc.2006; 364:1385-1405
  30. McIntosh C, Kelly L Importance of wound debridement in management of diabetic foot ulcers. Wound Essentials 2009; 4: 122-125.
  31. Moon CH, Crabtree TG. New Wound Dressing Techniques to Accelerate Healing. Curr. Treat. Options in Infe. Diseases 2003, 5:251–260.
  32. Moroi M., Jung S. M. Platelet glycoprotein VI: its structure and function // Thromb. Res. 2004. Vol. 114, № 4. P. 221–233.
  33. Muldler G.D. Diabetic foot ulcers: old problems - new technologies. Neprol. Dial. Transplantant. 2001; 16 (4): 695-669
  34. Peng T. Biomaterials for hemorrhage control. Trends Biomater. Artif. Organs 2010; 24(1):27-68.
  35. Pilcher BK, Dumin JA, Sudbeck BD, Krane SM, Welgus HG, Parks WC Activity of Collagenase-1 is required for keratinocyte migration on Type I collagen matrix. J. cell. Biol. 1997; 137:1445-1457
  36. Raghow R. Role of extracellular matrix in post-inflammatory wound healing and fibrosis. FSEB J 1994; 8:823-831
  37. Samudrala S Topical hemostatic agents in surgery: A surgen’s perspective AORN J.2008; 88(3):S2-S11
  38. Schalkwijk CG, Stehouwer Coen DA Vascular complications in diabetes Mellitus: the role of endothelial dysfunction. Clin. Sci. 2005; 109:143-159.
  39. Silva J.B., Marchese G., Cauduro C., Debiasi M. Nerve conduits for treating peripheral nerve injuries: A systematic literature review. Hand Surg Rehabil. 2017; 36(2): 71–85.
  40. Singer AJ. Cutaneous wound healing. NEJM 1999; 341:738-746
  41. Smyth SS, Mcever RP, Weyrich AS, Morrel CN, Hoffman MR, Arepally GM, French PA, Dauerman HL, Becker RC. Platelet functions beyond hemostasis. J Thromb Haemost 2009; 7: 1759–66.
  42. Still J, Glat P, Silverstein P, Griswold J, Mozingo D. The use of collagen sponge/living skin composite material to treat donor sites in burn patients. Burns 2003; 29:837-841.
  43. Sundaram CP, Keenan AC Evolution of hemostatic agents in surgical practice Indian J. Urol 2010; 26(3):374- 378
  44. Tonnesen MG, Feng X, Clark RAF Angiogenesis in wound healing. J. Invest. Dermatol. Sympo. Proc. 2000;
  45. Turjman F, Massoud TF, Vinters HV, C Ji, Tardy M, Guglielmi G, and . Vin˜uela F Collagen Microbeads: Experimental Evaluation of an Embolic Agent in the Rete Mirabile of the Swine. AJNR Am J Neuroradiol 1995; 16:1031–1036
  46. Werner S And Grose R. Regulation of Wound Healingby Growth Factorsand Cytokines Physiol Rev2003; 83: 835–870
  47. Widgerow A Cellular/extracellular matrix cross talk in scar evolution and control. Wound Rep. Reg. 2011; 19:117-133
  48. Woo KY, Sibbald RG, Fogh K, Glynn C, Krasner D, Leaper D, O¨ sterbrink J, Price P, Teot L. Assessment and management of persistent (chronic) and total wound pain. Int Wound J 2008;5:205–215.
  49. Yannas IV, Tzeranis DS, Harley BA Biologically active collagen scaffolds: Advances in processing and characterization. Phil. Trans. R. Soc. A. 2010; 368:2123-2139Monaco JL, Lawrence WT. Acute wound healing: An overview. Clin. Plastc Surg. 2003; 30:1-12.
  50. Берченко Г.Н., Шехтер А.Б., Николаев А.В. и др. Особенности заживления гнойных ран у больных при лечении коллагеновыми препаратами (гистохимическое и электронно-микроскопическое исследование). Архив патологии. 1985; 12: 37–44.
  51. Глыбочко П.В., Аляев Ю.Г., Шехтер А.Б. и др. Экспериментальное обоснование создания гибридной матрицы и тканеинженерной конструкции на основе сетки из полигликолида и реконструированного коллагена с целью последующей заместительной уретропластики. Урология. 2015; 6: 5–13.
  52. Ермолов А.С., Смирнов С.В., Хватов В.Б. и др. Биологическая повязка для лечения ожоговых ран IIIa степени. Хирургия. 2008; 10: 4–9.
  53. Кантемирова Б.Ф., Шехтер А.Б. Применение коллагеновых покрытий при лечении глубоких ожоговых ран кожи. Вестник Акадмеднаук СССР. 1975; 7: 82–5
  54. Истранова Е.В., Абоянц Р.К., Истранов Л.П. Антимикробная активность коллагеновых губок. Фармация. 2011; 1: 34–7.
  55. Истранова Е.В., Истранов Л.П., Грищенко С.В. Фармацевтический анализ препаратов на основе коллагена. Фармация. 1986; 1: 22–4.
  56. Истранов Л.П., Абоянц Р.К., Белозерская Г.Г. и др. Местные гемостатические средства на основе коллагена. Фармация. 2007; 7: 29–32.
  57. Истранов Л.П., Шехтер А.Б., Белова Л.А. Электронно-микроскопические исследования фибрилл ферменторастворенного коллагена. Биофизика. 1976; 21: 578–9.
  58. Максимова Н.В., Люндуп А.В, Любимов Р.О., Мельниченко Г.А., Николенко В.Н. Патофизиологические аспекты процесса заживления ран в норме и при синдроме диабетической стопы. Вестник РАМН. 2014; 11–12: 110–117
  59. Серов В.В., Шехтер А.Б. Соединительная ткань: функциональная морфология и общая патология. М.: Медицина, 1981.
  60. Сычеников И.А., Абоянц Р.К., Дронов А.Ф. и др. Коллагенопластика в медицине. М.: Медицина, 1978.
  61. Сычеников И.А., Шехтер А.Б., Дронов А.Ф. Коллагенопластика. Достижения и перспективы. Экспериментальная хирургия. 1974: 25–31.
  62. Токмакова А.Ю., Доронина Л.П., Страхова Г.Ю. Хронические раны и сахарный диабет: современная концепция и перспективы консервативного лечения. Сахарный диабет. 2010; 4: 63-68;
  63. Хилькин А.М., Шехтер А.Б., Истранов Л.П., Леменев В.Л. Коллаген и его применение в медицине. М.: Медицина, 1976. 228 с.
  64. Шатурный В. И., Шахиджанов С. С., Свешникова А. Н. и др. Активаторы, рецепторы и пути внутриклеточной сигнализации в тромбоцитах крови // Биомед. химия. 2014. Т. 60, № 2. С. 182–200.
  65. Шехтер А.Б., Гуллер А.Е., Истранов Л.П. и др. Морфология коллагеновых матриксов для тканевой инженерии (биосовместимость, биодеградация, тканевая реакция). Архив патологии. 2015; 77(6): 29–38. https://doi.org/10.17116/ patol201577629-38
  66. Шехтер А.Б., Истранов Л.П. Современные представления о структуре коллагена. Архив патологии. 1970; 32(7): 3–20.
  67. Штильман М.И. Технология полимеров медико-биологического назначения. Полимеры природного происхождения. М.: Бином Лаборатория знаний, 2015.
  68. Юмашев Г.С., Николаев А.В., Шехтер А.Б., Казбекова П.Н. Применение коллагеновой губки при лечении пролежней. Ортопедия и травматология. 1978; 12: 36.