Коллаген – одна из самых распространенных форм животных тканей. Продукты с содержанием коллагена применяются в самых разных областях. В медицине и стоматологии применение коллагена встречается в различных операциях, включая заживление ран и выращивание новых покровов ткани. Коллаген - один из основных структурных белков в организме человека, именно поэтому он так широко используется в медицине и косметологии.
Преимущества коллагена в качестве биоматериала
- Коллаген доступен в больших количествах, легко очищается от присутствия микроорганизмов, входит в состав более 30% живых тканей
- Расположение волокон
- Полупроницаемость мембран
- Положительное воздействие при заживлении ран
- Гипоаллергенность - органическая природа коллагена не вызывает отрицательных реакций и нарушений в работе иммунной системы человека.
- Нетоксичность и биологическая совместимость
- Способность к биологическому разложению и поглощению. Способность к биоразложению управляется перекрестными сшивками (кросс-линкинг)
- Биологическая гибкость в силу высокой силы натяжения волокон и минимальной отдачи
- Возможность совместного использования с другими биоактивными компонентами, совместимость с синтетическими полимерами
- Доступность в различных формах
- Участие в процессе свертывания крови
- Возможность быстрого модифицирования для производства тех или иных материалов на основе функциональных групп белка
Недостатки коллагена как биоматериала
- Высокая стоимость чистого коллагена I типа
- Неоднородность изолированного коллагена в плотностях сшивок , это касается размера волокон, наличия примесей и так далее
- Ярко выраженная способность поглощать влагу, что в свою очередь приводит к возникновению отеков или сбрасыванию жидкостей
- Отличие скорости ферментативного расщепления по сравнению с гидролитическим расщеплением
- Определенные свойства вещества, затрудняющие его обработку
- Может служить средством переноса некоторых заболеваний, например коровьей энцефалопатии. Задействован в процессах минерализации тканей
Применение коллагена в промышленной сфере
Для применения в промышленной сфере коллаген проходит процедуру изменения естественных свойств под воздействием температуры. В результате нагревания три тропоколлагенные нити полностью или частично делятся на глобулярные домены, которые содержат разнообразные вторичные по отношению к обычному коллагену, структуры (полипролин II (PPII), т.е. случайные спирали. Именно таким образом происходит образования желатина.
Желатин широко применяется в пищевой промышленности, в частности в десертах, желе, пастилах и так далее. Помимо пищевого использования, желатин используется в фармацевтике, косметической продукции и фотоделе.
В силу того, что желатин не содержит необходимого набора аминокислот в достаточном для человеческого организма объеме, питательность этого вещества весьма низка. Однако некоторые производители диетических пищевых добавок на основе коллагена продолжают утверждать, что их продукция способствует улучшению состояния кожи, ногтей и весьма благотворно действует на организм в целом. Научных доказательств подобных утверждений на сегодняшний день не существует.
Изначально коллаген был задействован в изготовления клея. Свое название он получил от греческого слова «kola», обозначающего клей. В старину клей варили из сухожилий и кожи лошадей. Клейкие субстанции из коллагена были известны еще в Древнем Египте 4 000 лет назад, а американские индейцы 1 500 лет назад использовали его для склеивания посуды и других вещей.
Вещество, известное нам под названием клей, было уже знакомо человечеству около 8 000 лет назад, и в нем присутствовал коллаген. Чаще всего его использовали в качестве защитного покрытия для веревочных корзин и вышитых тканей, а также для сборки различных инструментов и утвари.
Животные клейкие вещества с коллагеном термопластичны, то есть они высыхают, затвердевают, а при повторном нагреве – размягчаются. Подробные клейкие смеси все еще применяются при изготовлении музыкальных инструментов, например скрипок или гитар. Сухожилия и шкуры животных (включая кожу) с древних времени использовались человеком для изготовления предметов домашнего обихода, одежды, оружия, утвари и так далее.
