새로운 생의학 재료로서의 생선 콜라겐

생선 콜라겐 단백질 파우더 기본 구조

피쉬 콜라겐 파우더 주로 어피, 비늘(I형) 등의 조직에서 유래하며, 연골(II형), 어장(III형), 근육(V형) 등의 조직에서 소량 발생한다.콜라겐은 생물학적 진화에서 고도로 보존되기 때문에 어류 콜라겐의 구조는 다른 콜라겐과 유사하여 중개의학을 위한 포유류 유래 콜라겐의 부분적 대체를 위한 구조적 기반을 마련합니다.I형 피쉬 콜라겐을 예로 들면 그 분자는 [α1][α2] 구조인 전형적인 삼중 나선 구조를 가지고 있으며 α1과 α2의 분자량은 각각 약 120kDa와 110kDa입니다.그러나 돼지, 소 등의 포유동물과 달리 어류는 변온동물이며 콜라겐 구조도 특이하고 아미노산 조성 중 이미노산 함량(프롤린과 하이드록시프롤린 함량의 합)이 콜라겐 유래보다 현저히 낮다. 따라서 육상 포유류에서 나온 분자간 교차 결합 정도가 낮고 열 안정성이 낮습니다.육상포유류 유래 콜라겐의 변성온도는 일반적으로 37~40℃, 어류콜라겐의 변성온도는 대부분 28~32℃(온수성 어류 콜라겐의 열안정성이 냉수성 어류보다 높음) .어류 콜라겐의 변성을 방지하기 위해 준비 과정에서 온도를 변성 온도 이하로 엄격하게 제어해야 합니다.중개 의학 연구에서 안정성을 향상시키기 위한 필요에 따라 상응하는 유도체화 변형이 수행되어야 합니다.

일반적으로 사용되는 피쉬 콜라겐 펩타이드의 기본 종류 및 기능

일반적으로 사용되는 생선 콜라겐에는 생선 콜라겐 젤라틴, 생선 콜라겐 폴리펩타이드 및 비변성 생선 콜라겐의 3가지 유형이 있습니다.전자의 두 가지는 변성된 어류 콜라겐이고 후자는 콜라겐의 자연적인 활성 구조를 효과적으로 유지합니다.세 가지는 구조와 성능이 다르기 때문에 용도가 다릅니다.

생선 콜라겐 젤라틴은 부분적으로 변성된 콜라겐 제품입니다.주로 배양액, 연질캡슐, 식품첨가물 등에 사용된다. 호화온도는 8~25℃, 녹는점은 11~28℃로 돼지나 소의 젤라틴보다 낮다., 젤 졸은 가역 반응이며 약물 지속 방출 또는 조직 공학 분야에서 온도에 민감한 물질로 사용될 수 있습니다.

어류 콜라겐 펩타이드는 콜라겐의 가수분해물이며 분자량이 다른 펩타이드는 생물학적 활성이 다릅니다.일반적으로 1-10 kDa 및 1 kDa 미만의 펩티드는 항균 활성을 가지며, 이들의 항균 활성은 분자 양이온의 함량과 양의 상관관계가 있는 것으로 여겨진다.Gly 및 Pro의 상대적으로 높은 함량과 상대적으로 높은 소수성으로 인해 지용성 증가에 도움이 되므로 어류 콜라겐 펩타이드의 항산화 효과는 돼지 및 소 콜라겐 펩타이드보다 우수합니다.또한, 어류 콜라겐 펩타이드의 구조는 항고혈압 펩타이드와 유사하여 보다 현저한 항고혈압 효과를 갖는다.또한 어류 콜라겐 펩타이드는 체외에서 세포의 부착을 효과적으로 촉진하고 표피 세포의 증식과 섬유아세포의 단백질 분비를 촉진할 수 있습니다.

비변성 피쉬 콜라겐의 분자량은 돼지 및 소 콜라겐(<30 kDa)보다 낮으며, 어류 비늘 및 어피에서 유래한 Ⅰ형 콜라겐이 주를 이룬다.비변성 피쉬콜라겐은 분자간 가교결합도가 낮기 때문에 저온에서 중성염용액이나 약산용액에도 쉽게 용해되며 조작성이 포유류 콜라겐보다 우수하다.그것은 지혈 재료, 조직 충전 재료, 조직 공학 비계 재료 등으로 사용될 수 있으며 의학 연구에 사용됩니다.현재 유럽연합(EU)에서는 피쉬콜라겐 지혈제 1종을 승인했으며, 의료용 소재로 피쉬콜라겐에 대한 관련 연구도 많이 진행 중이다.

새로운 생물의학 소재로 피쉬콜라겐 펩타이드 분말의 연구 진행

임상 분야에서 피쉬 콜라겐의 적용은 새로운 연구 핫스팟이며 결과는 많이 변형되지 않았습니다.지혈 재료로서의 피쉬 콜라겐은 가장 높은 연구 농도와 기술 성숙도를 가지고 있으며 획기적인 전환을 달성했습니다.Eucare Pharmaceuticals(인도)는 지혈 및 상처, 화상, 만성 궤양 등 일부 제품은 유럽 적합 인증 마크(CE)를 획득했습니다.정식 제품은 인도에서 생산되었지만 제품과 관련된 임상 데이터 및 응용 기본 정보에 대한 문헌 지원이 없으며 시장 확장의 국제화 정도가 높지 않습니다.피쉬 콜라겐은 상처 관리 재료, 조직 복구 재료, 조직 대체물, 3D 프린팅 재료 및 약물 지속 방출 재료로서 상대적으로 집중적인 연구 초점이지만 돌파구가 없습니다.

1. 상처 관리 재료

포유류 유래 콜라겐과 유사하게 어류 콜라겐도 혈소판에 부착하여 빠른 지혈을 달성할 수 있습니다.현재는 Eucare Pharmaceuticals(인도)에서 개발한 피쉬 콜라겐 기반 지혈제만이 CE 인증을 획득하여 판매되고 있으며 다양한 상처 치료 및 치료에 사용할 수 있습니다.미국 FDA나 우리나라의 CFDA는 그러한 제품을 승인하지 않았습니다.Pal et al.에 의해 진흙 잉어 비늘에서 추출된 콜라겐의 열 변성 온도.35.2°C에 도달할 수 있고 안정성이 우수합니다.상처 치유, 상피화 및 조직 복구를 효과적으로 촉진할 수 있으며 전층 피부 손상 치료에서 피부 대체제로 사용될 것으로 기대됩니다..주 웨이 외.어류 비늘 콜라겐은 PDGF, TGF-β 및 기타 요인의 발현을 촉진하여 대식세포의 응집 및 활성화를 유도함으로써 면역 저하 마우스 모델에서 상처 치유를 촉진할 수 있음을 발견했습니다.많은 연구에서 생선 콜라겐이 자극적이지 않고 민감하지 않으며 면역원성이 낮다는 사실이 확인되었습니다.상처 치료에 사용하면 신속하게 출혈을 멈추고 상처 회복을 촉진할 수 있습니다.접목 또는 유도체화에 의한 변형은 어류 콜라겐 물질의 안정성을 향상시킬 뿐만 아니라 항균 특성과 같은 더 많은 생물학적 활성을 부여할 수 있습니다.또한, 분해 생성물로서 어류 콜라겐 폴리펩타이드는 염증 인자의 발현을 조절함으로써 항염증 역할을 할 수 있으며, 난치성 상처의 복구에 사용되는 어류 콜라겐의 기초를 제공합니다.

2. 조직 복구 재료

피부 대체 물질로 사용되는 것 외에도 피쉬 콜라겐은 다양한 조직 복구 물질로 재생 의학에서 사용될 수 있습니다.정형외과에서 Mredha et al.최상급 철갑상어의 부레에서 추출한 콜라겐으로 하이드로겔을 제조하였습니다.하이드로겔은 뼈와 밀착될 수 있고 강도가 높고 하중지지 성능이 좋아 차세대 인공연골 정형외과용 이식편으로 활용될 것으로 기대된다.및 뼈 결함 수리.치과에서 Zhou et al.송곳니 치근 이개부 병변에 대한 어류 콜라겐/생체활성 유리/키토산 하이브리드 나노섬유막의 효과를 연구하여 골형성을 촉진하고 치주조직 재생을 유도할 수 있음을 밝혀 안내조직 역할을 할 것으로 기대되는 골이식 수복막과 결합된 재생 임상적으로 사용됩니다.

3. 조직 대체물

어류 콜라겐은 조직 공학에서 다양한 조직 대체물로 사용될 수도 있습니다.Li 등은 새로운 어류 콜라겐 스캐폴드가 마우스 배아 섬유아세포의 활성 및 증식에 대해 우수한 생체적합성을 갖는다는 것을 시험관 내 실험을 통해 발견했습니다.in vivo 실험을 통해 스캐폴드가 뇌조직 유착 방지, 염증 감소, 섬유아세포 형성 촉진 효과가 있음을 확인 세포 성장, 조직 재생 및 치유 촉진, 경질막(척추)으로 조직공학 분야 활용 기대 멤브레인 대체품.물고기 비늘에서 추출한 콜라겐 매트릭스가 인간 각막 조직의 대체물로 사용될 수 있음을 발견했습니다.빛의 투과율과 산란 특성은 기본적으로 인간의 각막과 동일합니다.세포 독성 및 면역원성이 없습니다.각막과의 생체적합성이 좋아 각막재건용 지지체로 사용하기 위한 기본적인 기준을 충족할 수 있습니다.

4. 3D 프린팅 재료

3D 바이오프린팅은 빠르게 발전하고 있는 생체 재료 비계 준비 기술입니다.현재 사용되는 주요 구조 단백질은 콜라겐, 피브린 및 실크 피브로인입니다.그 중 콜라겐은 기계적 안정성이 낮지만 다른 소재에 프린팅하거나 가교하는 방법으로 해결할 수 있다.동시에 콜라겐은 전단 희석 특성을 가지며 겔화는 온도 의존적 ​​및 pH 의존적 특성을 가지므로 3D 프린팅 기술에 사용하기에 유리합니다.육상포유류에서 유래한 콜라겐과 비교하여 어류콜라겐은 구조와 성질이 비슷하지만 생물학적 안전성이 더 높고 풍부한 원천인 어류폐기물을 대량으로 가공할 수 있다.따라서 피쉬 콜라겐은 3D 프린팅 재료로서 큰 잠재력을 가지고 있습니다.

5. 약물 방출 물질

최근에는 약물 서방성 물질 분야에서도 피쉬 콜라겐이 점차 진행되고 있다.Cao et al.이 설계한 프레임워크.어류 콜라겐, 키토산, 콘드로이틴 설페이트의 비율과 마이크로스피어의 크기를 조절하여 서방출 속도를 조절할 수 있으면서도 온전성과 생물학적 활성을 유지할 수 있어 피부조직공학에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.천연 어류 유래 콜라겐을 매트릭스 물질로, 로다민 B를 모의 로딩 표적 약물로 사용하여 Zhang Ming 등은 서로 다른 방법으로 제조된 서방성 물질의 로딩 속도와 서방성 효과의 차이에 대해 논의했으며, 재료의 콜라겐 농도를 높이면 로딩이 크게 증가할 수 있습니다.속도 및 지속 방출 효과.

피쉬 콜라겐 단백질 분말의 새로운 생물의학 소재로서의 장점

1. 우수한 생물학적 안전성

어류콜라겐은 육상포유류 유래 콜라겐과 구조 및 기능이 유사하나 면역원성이 낮고 안전성이 우수하며 인수공통전염병 바이러스 전파 위험이 낮고 임상적 사용 시 안전성이 높다.In vivo 및 in vitro 생체 적합성 연구 결과 어류 콜라겐 겔 추출물의 무균 시험은 음성이었으며 세포 독성, 감작, 염색체 이상, 피내 반응, 급성 전신 독성, 발열원 반응 및 용혈 반응은 모두 음성이었습니다.네거티브, 그것은 유망한 의료 생체 재료입니다.

2. 특정 지역 및 집단의 종교적 장벽을 우회할 수 있음

종교적 신념 및 기타 문제로 인해 돼지 유래 콜라겐 의약품은 이슬람 국가 및 지역에서 임상적으로 사용할 수 없지만 생선 콜라겐은 종교적 장벽이 없으며 관련 지역 및 국가의 환자 그룹에 보다 원활하게 혜택을 줄 수 있습니다.

3. 풍부한 출처

우리나라는 수산물 대국으로 매년 많은 수산물 가공 부산물(그 중 약 40%가 어피)이 발생하지만 이러한 부산물은 종종 폐기물로 간주되어 버려지므로 그 잠재적 가치는 심각하게 무시되고 환경 오염을 유발할 수도 있습니다.의료분야에서의 어류 콜라겐의 응용 및 개발은 보다 경제적이고 안전한 새로운 콜라겐 물질의 공급원을 제공할 뿐만 아니라 수산물 가공 부산물인 어피의 부가가치를 크게 증가시키고 해양 전력 전략적 방향을 구축하는 국가 목표와 일치하는 환경 보호에 대한 압력.