白海英，柯蕾芬綜述，朱文赫，呂士杰審校 (吉林醫(yī)藥學院:.臨床醫(yī)學院，.生化教研室，吉林 吉林303)

膠原蛋白(collagen)，又叫膠原質(zhì)，是細胞外基質(zhì)的主要成分，主要以不溶性纖維蛋白的形式存在。其廣泛存在于動物的結(jié)締組織中，占動物體內(nèi)蛋白質(zhì)總量的25%～30%，對機體和臟器起著支持、保護、結(jié)合以及形成界隔等作用［1］。膠原蛋白的營養(yǎng)十分豐富，其富含除色氨酸和半胱氨酸外的18種氨基酸，同時還含有在一般蛋白質(zhì)中少見的羥脯氨酸和焦谷氨酸［2-3］。膠原蛋白的結(jié)構(gòu)特征是三螺旋結(jié)構(gòu)，其獨特的三重螺旋結(jié)構(gòu)，使該分子結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，且具有低免疫原性和良好的可生物降解性等特征。

膠原蛋白作為天然的生物資源，其獨特的生物相容性和生物可降解性是當今合成高分子材料無法比擬的，另外還有其他特性如高拉伸強度、低免疫性、止血性能以及促進細胞生長等性能。因此，被廣泛應用于臨床醫(yī)學、化妝品、食品、化工原料與研究等領域，本文就膠原蛋白的應用進行綜述。

1 膠原蛋白在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)中的應用

組織工程是研究和開發(fā)用于修復、維護、促進人體各種組織或器官損傷后功能和形態(tài)的生物替代物的新興學科。它主要從四個方面進行研究:種子細胞、支架材料、器官構(gòu)建和臨床使用［4］。膠原蛋白在組織工程中主要用作支架材料、皮膚和骨骼等。隨著膠原蛋白在組織工程方面的應用，生物工程膜的應用也更加廣泛，如血管膜、心臟瓣膜以及韌帶等。

膠原蛋白具有良好的生物相容性和可生物降解安全性，可降解吸收，且黏著力好，因而具有獨特的皮膚修復功能，其改性后可用于制作皮膚移植材料。膠原蛋白可構(gòu)成細胞外基質(zhì)的骨架，是細胞重要的組成成分，對細胞起到錨定和支持作用，并可為細胞的增殖和生長提供適當?shù)奈h(huán)境，并能提供良好的營養(yǎng)供應。因此，膠原無論是在被吸收前作為新組織的骨架還是被吸收同化進入宿主，成為宿主組織的一部分，都與細胞周圍的基質(zhì)有著良好的協(xié)調(diào)作用，利于上皮細胞的增生修復，從而能促進創(chuàng)面的愈合，可用于燒傷、創(chuàng)傷的修補、治療和護理，可以減輕和緩解燒傷、燙傷的程度［5］。膠原蛋白生物敷料具有兩方面的優(yōu)勢:一是制備方法簡便、滅菌方便、易于加工［6］;二是具有黏附性好、適于肉芽組織和上皮細胞形成、能減少傷口的攣縮和抗原反應、止血性能好、易吸收組織溢泌物等［7］特點。

膠原蛋白因其獨特的特性還可用于眼科疾病的治療。膠原蛋白能夠促進角膜上皮細胞損傷的修復和細胞生長，并可溶解于淚液中，具有引導上皮細胞潛入缺損區(qū)的能力。同時它的降解產(chǎn)物能被新生細胞利用，合成新的膠原，起到連接細胞的作用［8］。因此，在眼科疾病的治療中應用相當廣泛。膠原蛋白還可以作為眼睛給藥的載體，具有提高藥物濃度、延長藥物作用時間、減少藥物的全身藥物毒性的作用，具有廣闊的發(fā)展前景［9］。

膠原蛋白在臨床醫(yī)學中還被廣泛地用于美容矯形、牙周疾病的治療、硬組織修復、神經(jīng)的修復與再生、牙周神經(jīng)修復包裹材料、人工器官、心臟起搏器、人體內(nèi)臟的充添物等。

2 膠原蛋白在化妝品中的應用

膠原蛋白可從動物皮中提取，動物皮中除了含有膠原蛋白外還含有透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素等蛋白多糖［10］，它們都屬于天然保濕因子，是保持皮膚水分的重要物質(zhì)，而且有阻止皮膚中的酪氨酸轉(zhuǎn)化為黑色素的作用。膠原蛋白與皮膚中的膠原結(jié)構(gòu)和皮膚角質(zhì)層相似，能促進上皮細胞的增生和修復，補充氨基酸等營養(yǎng)成分，改善皮膚細胞生存的環(huán)境、促進皮膚組織的新陳代謝并增強循環(huán)［11］，使受損和老化的皮膚得到填充和修復，并具有與皮膚良好的相容性、親和力和滲透性，可被皮膚充分吸收，從而使皮膚豐滿、皺紋舒展，同時能夠提高皮膚密度，產(chǎn)生張力。故膠原蛋白有純天然保濕、美白、祛斑、防皺等作用，可廣泛應用于化妝品行業(yè)，如今市場中銷售的面膜、眼霜、護膚霜等化妝品中很多都含有膠原蛋白。

3 膠原蛋白在食品工業(yè)中應用

膠原蛋白在食品中有兩方面的應用:一是功能，二是營養(yǎng)。膠原蛋白肽可單獨作為功能性食品直接食用，如咀嚼片、運動員所需蛋白質(zhì)粉和腸內(nèi)營養(yǎng)制劑等［12］。人們食用含膠原蛋白豐富的食品，除了能有效地延緩機體的衰老、強筋健骨、增強體質(zhì)外，還可起到減肥降壓和補鈣等保健效果［13］。膠原蛋白用特定的酶處理后，可破壞其分子內(nèi)的氫鍵，使其原有的緊密超螺旋結(jié)構(gòu)破壞，所形成結(jié)構(gòu)較為松散的小分子物質(zhì)，加入肉制品中可以改善結(jié)締組織，增加蛋白質(zhì)含量，口感好而且有營養(yǎng)。膠原蛋白的酶解產(chǎn)物還可作為冷凍食品的改良劑，用作增黏劑且熔點較低，易于溶化，具有入口即化的特點［14］。因此膠原蛋白廣泛應用于果凍、乳酪酸、火腿、罐頭、面包等食品中。另外利用膠原蛋白的成膜性，可將其用作固化酶的膜材料和肉食品標簽。膠原蛋白還可作為食品黏合劑合成纖維膜及作為食品保護層，用作肉類、魚類等的包裝紙，作為食品保護層，具有抗氧化性而保持肉食品的顏色鮮亮。

4 膠原蛋白在其他領域的應用

隨著對膠原蛋白的不斷研究，膠原蛋白在其他領域的應用也日益增多且具有良好的發(fā)展前景。如將制革工藝過程中剩下的廢棄物中含有豐富的膠原蛋白提取出來，可以用作飼料的動物蛋白資源，實現(xiàn)資源利用。將膠原蛋白經(jīng)變性處理后，可改善其紡織性能而應用于紡織工業(yè)［15］。同時近年來膠原蛋白在造紙工業(yè)、制革工業(yè)、日用化工業(yè)等輕工業(yè)中也有越來越多的應用。隨著研究技術的不斷發(fā)展和進步，對于膠原蛋白的研究也將繼續(xù)的深入，膠原蛋白也將應用得更加廣泛。

綜上所述，膠原蛋白作為一種天然的生物材料使用具有諸多優(yōu)點，尤其在醫(yī)療和化妝品領域發(fā)揮日益重要的作用。膠原蛋白還有著許多實際的和潛在的用途，可以和其他生物材料結(jié)合以適用于不同的臨床的要求。相信隨著我國科學技術的進步以及科研學者的進一步的研究，提取膠原蛋白的工藝會更優(yōu)化，從而做出更加理想的生物醫(yī)學材料，膠原蛋白的應用也將更加廣闊。

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