В природе коллаген содержится исключительно животных продуктах. Он обладает высокой прочностью на растяжение и является важным компонентом связок, сухожилий, хряща, кожи и костей. Коллаген необходим для эластичности и прочности кожи, а его деградация приводит к появлению морщин, сопровождающих старение.

Также коллаген играет роль в развитии тканей, укрепляя кровеносные сосуды. Название происходит от греческого слова «Kolla» (клей) и французского «Collagene», означающего компонент, производящий клей.

Разновидности коллагена

До настоящего времени было идентифицировано 29 типов коллагена. Он встречается во многих частях тела, причем около 90% составляет коллаген типа I, II, III и IV.

• I тип: кожа, сухожилия, сосуды, кости и органы

• II тип: хрящевая ткань в суставах

• III тип: стенки кровеносных сосудов

• IV тип: основа базальной мембраны

• V тип: поверхности клеток, волосы и плацента.

Fitzgerald, Steinberg (2009) продемонстрировали, что коллагены составляют самый большой фиброзный элемент экстрацеллюлярного матрикса (ECM) в коже. ЕСМ является крупнейшим компонентом дермального слоя кожи и состоит из воды, полисахаридов и белков. ECM обеспечивает регуляцию процессов заживления (регенерации).

Биосовместимость коллагеносодержащих материалов

В наши дни различные формы коллагена успешно используются в области медицины и стоматологии. Коллаген является предпочтительным материалом для лечения тяжелых ожогов, незаживающих язв, травматических и хирургических ран и различных косметических хирургических процедур.

Исследования в области стоматологии направлены на разработку подходящих коллагеносодержащих биоматериалов с уникальными функциональными свойствами.

Широкое использование коллагена связано с природными характеристиками:

• Низкая иммуногенность и токсичность

• Способность стимулировать клеточный рост и прикрепление

• Способность растворов коллагена превращаться in vitro в микрофибриллярную структуру, аналогичную присутствующей в естественных тканях.

Коллаген часто используется в научных исследованиях для изучения поведения клеток, клеточной культуры и взаимодействия клеток с внеклеточной средой.

David Brett (2008) исследовал повязки на ранах на основе коллагена и заявил, что они оптимально подходят при повышенной концентрации ММР в раневой поверхности.

Также было продемонстрировано, что продукты расщепления коллагена являются хемотаксическими для разных клеток, в том числе необходимых для формирования грануляционной ткани.

Кроме того, повязки на основе коллагена обладают способностью поглощать раневой экссудат и поддерживать оптимальную влажность внутри раны.

Doillon и Silver (1986) также показали, что повязки на основе коллагена вызывают значительное увеличение продукции фибробластов.

Коллаген обладает гидрофильными свойствами, которые необходимы для стимулирования проникновения фибробластов, улучшения осаждения организованных и ориентированных волокон коллагена за счет мобилизации фибробластов.

Материал вызывает направленную миграцию клеток, которые помогают в поглощении и биодоступности фибронектина. Он помогает сохранить лейкоциты, макрофаги, фибробласты и эпителиальные клетки, а также участвует в поддержании адекватной химической и температурной микросреды раны.

Применение коллагеносодержащих материалов для стоматологии

Postlewaithe и Kang (1978) продемонстрировали, что коллаген, нанесенный местно, может инициировать заживление ран, активируя воспалительные клетки и способствуя усилению васкуляризации заживающей ткани.

Dunn и Ebendal (1978) пишут, что физическая трехмерная структура коллагена обладает способностью индуцировать рост фибробластов, который необходим для формирования грануляционной ткани.

Стоматологические мембраны для НРК

В качестве стоматологической мембраны для направленной регенерации кости подготовленный коллаген позволяет селективно восстанавливать популяцию клеток периодонтальной связки и является хемотаксической основой для фибробластов со слабовыраженными иммуногенными свойствами.

Преимущества использования коллагеновых мембран наглядно подтверждают такие коммерческие продукты, как Биоматрикс мембрана (животный ксеноколлаген I типа).

Коллаген для подготовки корня зуба

Коллагеносодержащие материалы используют в качестве средства для подготовки корней вместо лимонной кислоты, поскольку он усиливает прикрепление фибробластов и миграцию клеток пародонта на поверхности корней. Он также повышает экспрессию щелочных фосфатов, активизирует синтез нуклеиновых кислот и белков.

Гемостатические средства для стоматологии

В качестве гемостатического средства используется микрофибриллярный коллаген.

Коммерческие продукты Hemostat, Collastat и другие применяют для перевязки ран: известно, что медицинский коллаген типа I поддерживает рост новых тканей во время заживления ран.

Средства для лечения корневого канала

Коллагеновые продукты, такие как сшитый коллагеновый гель и обогащенный раствор коллагена, были описаны как средства для лечения корневого канала в экспериментах.

TeutaMarsan (2003) использовал коллагеновую биорезорбируемую мембрану в качестве материала при пульпотомии у собак. Через шесть недель жизнеспособность ткани пульпы восстанавливалась благодаря улучшению кровоснабжения и увеличению количества кровеносных сосудов в пролеченном участке.

Авторы также выявили, что биорезорбируемая коллагеновая мембрана демонстрирует сохранение морфологии всех гистологических структур.

С другой стороны, исследование Fuks (1991), оценило гистологическую реакцию ткани пульпы на продукт коллагена в пульпотомированных молочных зубах бабуинов. Ученые пришли к выводу, что материал не должен применяться для пульпотомии.

До сегодняшнего дня не сообщалось о клинических исследованиях по применению коллагена в качестве средства для лечения корневого канала. Теоретически, данный материал, известный своими превосходными свойствами при заживления ран, повышенной васкуляризацией и биосовместимостью, может иметь смысл.

Основываясь на биосовместимости коллагена, Pranitha и коллеги (2013) провели гистологическое исследование для оценки реакции пульпы на коллаген (Biofil) и цемент Pulpotec в качестве средств для лечения корневого канала. Ученые также анализировали биологический эффект других материалов на ткань пульпы.

Всего было отобрано двадцать оставшихся некариозных первичных зубов, и была проведена процедура пульпотомии с использованием частиц коллагена и цемента Pulpotec в группе I и II с экстракцией через 1 неделю, 15 дней и 30-дневный интервал.

Образцы декальцинировали и подвергали гистологическому анализу. Основываясь на полученных результатах, авторы предложили коллаген как альтернативный продукт.

Усиление васкуляризации и отличная способность коллагена заживлять раны делают коллаген наиболее эффективным биосовместимым материалом для многих областей.

Вывод

Помимо областей медицины, где коллаген используется для лечения тяжелых ожогов, незаживающих язв, травматических и хирургических ран, он играет огромную роль в качестве биосовместимого материала для стоматологической практики.

Сегодня стоматологи сталкиваются с многочисленными инновационными продуктами, которые продолжают появляться на рынке. Высокоочищенный ксеноколлаген славится превосходными ранозаживляющими свойствами, повышенной васкуляризацией, способностью к заживлению пульпы и биосовместимостью,

Исследования показывают, что коллагеносодержащие материалы для стоматологии являются перспективными продуктами с большим будущим.