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發表於 2009-6-5 08:59 | 1# TOP 只看該作者

《膠原蛋白的驚人療效》第四章 膠原蛋白在醫學及工業上的用途(二)


六 軟組織修復材、補綴材(生分解吸收材料)

人工皮膚創傷被覆再生膠原蛋白膜,幾丁質膜
構造體再生膠原蛋白海綿
代用皮膚自家移植皮片,同種移植皮片,異種移植皮片
培養皮膚再生膠原蛋白膜/自家皮膚細胞(培養)
人工血管抗血栓性材料再生膠原蛋白膜,PGA/PLA
混合型新生內膜形成促進型,內皮細胞播種型,新生內膜細胞誘導型
補綴材膠原蛋白基質,膠原蛋白被覆高分子材料,PGA胸部支持體
人工食道膠原蛋白被覆矽膠
人工氣管膠原蛋白被覆高分子材料
人工韌帶膠原蛋白被覆與幾丁質混合產品


二、未來生醫材料發展的方向

(一)      生體分解吸收性高分子

外科手術時常縫合血管、腸管,使用絆合絲(高分子材料)經過數周後則溶合復原;此類高分子最好具備生體吸收分解性;外科治療用的高分子如上述手術縫合絲,需具備適度的力學性質、適度的分解性。可利用酵素或可不利用有酵素分解等,前都有聚酯,聚乳酯、聚內酯、聚酸吁等,後者有蛋白質,聚勝,多糖類,聚羥酪酸、核酸。唯無毒性方面因高分子分解時會產生低分子量物質,又由於要具備分解性因而力學性質常覺不夠,膠原蛋白在此方面為理想的材料,其它尚有聚羥乙酸(Polyglycolic acid),羥乙酸--乳酸共聚物,聚羥酪酸等,唯此類共聚物尚有分解速度較慢的缺點。

(二)      混合型生醫材料(Hybrid Biomaterials)

所謂混合型生醫材料,簡單地說,材料表面構造和生體的組織構造相同的人工材料統稱之。由於生體材料具有包埋或復健功能,材料表面設法種下內皮細胞,讓細胞繁殖,可以成為制備具生體適合性最佳的生體材料。根據此理念,導致混合型(Hybrid)的研究發展方向。

人工高分子材料之特點為構造、性質均一,物理、化學性質安定,加工性良好,唯生體適合性差,不具備稍高度的生體功能; 生體材料雖具有生體適合性、生體功能,唯缺點為不安定;將生體物質和高分子材料組合,彼此補長短為混合型生醫材料的目標。

混合的方法大致有三種:
1.            利用吸附或包埋的物理方法。
2.            利用共價鍵或離子鍵使兩者結合的化學方法。
3.            利用細胞融合因子或細胞融合的生物學方法。


依研究所報告的混合法有:
1.            利用技枝方法,將高分子材料和膠原蛋白混質。
2.            目標為人工皮膚的多糖類和膠原蛋白的混質薄膜。
3.            生絲素(Fibroin)和高分子材料的混合質。


    例如將聚酯的織布、編織塗布血漿蛋白水溶液並用戊二醛(glutaraldehyde)連結,表面便成為和血液適合性良好的。
高分子材料的表機要種下細胞的過程根據並非內皮細胞直接繁殖在材料而是材料表面先繁殖平滑筋細胞,然後上面生成纖維芽細胞層,接者再成長內皮細胞層;由實驗證明使膠原蛋白、生絲素或蛋白素上的內皮細胞的繁殖比原來高分子材料好良好。
此類研究已有內分泌細胞和高分子材料的恰型化合物,目標為代行一部分肝臟功能。



二、                醫藥品與醫學用途

膠原蛋白目前在醫藥品與醫學用途日漸盛行。其衍生物可用以作為風濕性關節炎用藥、降血壓劑、膀胱失禁用藥以及癌症、肝病診斷用藥等,此外還可用在藥物傳輸系統(DDS)方面。

表七 膠原蛋白在工產業中的應用

幾丁聚糖、膠原蛋白與聚酯類混合之新材料,可作為內衣褲等 用途
組織、細胞培養用
化妝品
幾丁聚糖、膠原蛋白混合之保溫性產品
頭髮定型劑
護膚劑
塗料膠原蛋白與樹脂混合製成
生化工程用中空纖維反應器使用的膠原蛋白
高密度細胞培養用材
 
 
藥物傳輸系統(DDS)也就是在適當的時機,只以適當的藥量,送至需要的疾病部位,此種適時,適量用適位的治療法是未來疾病治療的趨勢。此種療法不但治療效果佳,而且副作用發生頻率少,是21世紀的治療走向。DDS事實上包括兩個機能面,其一為釋出的設計控制(controlled relesase 或 program release ),另一為目標導向(targeting)。目標導向一般利用在體內的治療,是相當複雜、繁瑣的課題。而釋出設計控制應用範圍較廣,可應用於體內或體外的系統或環境,利用擔體(carrier)的選擇能有效的控制釋離的速度。


理想的DDS由下列四個單元所組成:
1. 藥物
    身體內藥物濃度隨藥物由DDS內的釋出速度而改變,釋出完畢後,體內藥物濃度亦隨之下降,故一般選用半衰期短的藥物較為適當。半衰期長的藥物就是由DDS中釋完後,藥物還能長期維持在體內,幫控制上比較困難,半衰期短的藥物在體內的濃度比較容易控制,其安全性亦很較高。


2.  藥物釋出模式

可由四個部分構成:
(1)        藥物儲藏部
(2)        釋出控制部
(3)        能源
(4)        釋出孔或釋出表面


3. 覆膜
    由於DDS的覆膜要與身體組織接觸,故必須選用適當的生醫材料,才不會引起組織反應及血液反應。


4. 治療程式
這是一種可以設定期間及維持一定良好藥物濃度的程式,可依需要而達治療效果的程式。
DDS所組成的單元中,覆膜是一項重要任務,而扮演覆膜角色的膠原蛋白是研究得很多的生醫材料之一,目前已有幾種藥物已經利用膠原蛋白作為緩釋藥劑之覆膜,未來發展極有潛力。


近年來也有研究指出,利用膠原蛋白與幾丁聚醣的復合膜可用在藥物之釋控。由於膠原蛋白及幾丁聚醣為天然的生物可分解聚合物,具有很好的生物適合性及物理化學性質,並非常適合作為藥物釋放控制的材料。因此利用FTIP(Fourier transfrm inforared)及吸收水平衡反應研究一烔組成之膠原蛋白與幾丁聚醣所形成之水復合膜的特性。膠原蛋白較易水腫,但加放丁聚醣後,其水腫程度下降,且不易水解。藥物釋放的快慢也可利用復合膜中不同的膠原蛋白用幾丁質的比例來調控。由FTIR分析中,直接混成的復合材料中,膠原蛋白仍保持相當完整,薄膜為零階(或定量)釋放。


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