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生醫材料報告 膠原蛋白於生醫方面應用 班級: 化材四乙 組員:49940060 王孝宸 49940080 楊國倫 簡介 • 膠原蛋白(Collagen)，其主要成分為骨膠 原，是人體的一種非常重要的蛋白質，主 要存在於結締組織中。具有很強的伸張能 力，是韌帶和肌腱的主要成份。 • 具有使皮膚保持彈性能力，而膠原蛋白的 老化，則使皮膚出現皺紋。一個成年人的 身體內約有3公斤膠原蛋白，主要存在於人 體皮膚、骨骼、眼睛、牙齒、肌腱、內臟 （包括心、胃、腸、血管）等部位 • 其功能是維持皮膚和組織器官的形態和結 構，也是修復各損傷組織的重要原料物質。 • 當膠原蛋白不足時，不僅皮膚及骨骼會出 現問題，對內臟器官也會產生不利影響。 也就是說，膠原蛋白是維持身體正常活動 所不可缺少的重要成分。同時也是使身體 保持年輕、防止老化的物質。還可以預防 疾病，改善體質，對美容和健康都很有幫 助。 膠原蛋白構造 • 在空間結構上，膠原蛋白顯示出特殊的 三股螺旋纏繞的結構，三條相互獨立的 膠原蛋白肽鏈依靠甘氨酸之間形成的氫 鍵維繫三股螺旋相互纏繞的結構。 膠原蛋白對人體的功用 • 1.使皮膚保濕、有彈性，並且形成保護的 功用。 • 2.使骨骼堅硬具彈性，不致疏鬆脆弱。 • 3.膠原蛋白能使眼睛能夠透光，眼角膜保 持透明。 • 4.促使肌肉細胞連接並具彈性與光澤。 • 5.保護及強化內臟功能。 膠原蛋白對皮膚影響 膠原蛋白的優點 • • • • 1.免疫反應性低 2.可長時間且穩定地存在於身體內 3.與細胞之間有良好的反應性 4.可與其他分子進行加工，製造出不同機 械強度的產品 • 5.可藉由調控其生物分解速率，來控制膠 原蛋白產品在身體內的存在時間。 缺點 • 1.第一型膠原蛋白的成本昂貴。 • 2.單一膠原蛋白的變異性。 • 3.對水的結合與吸收有很強的傾向，會造 成膠質膨脹並加速分解。 • 4.酵素分解程度相對於水解程度有變異。 • 5.副作用，例如英國瘋牛症(BSE)或礦化作 用。 膠原蛋白於生醫上應用 • 目前許多醫學研究單位，將膠原蛋白用於 各種不同用途，如用處理過含用豐富膠原 蛋白的生豬皮，覆蓋在燒 、燙傷病患的傷 口上;利用提煉出來的膠原蛋白，促進移入 表皮細胞與生長能力，大幅縮短傷口癒合 的時間，提高燒燙傷病患的存活能力 。 • 由於膠原蛋白具有保護 、支持人體組織與 骨骼張力強度以及具有粘性、彈性等特性， 所以可作為生醫材料，用在骨科、整形外 科、皮膚科、心臟血管外科、神經外科、 牙科及眼科等，在臨床應用的前景看好。 目前常見產品 • 人工皮膚:細胞部分是以人類的纖維母細胞 為主，而細胞外間質部分可以採用膠原蛋 白或是其他化學合成的物質。 • 人工硬骨:人工硬骨是另一項蓬勃發展的第 一型膠原蛋白產品，最早是由人工骨粉開 始發展，材料學家致力研發一種機械強度 比擬骨骼的骨科填補材料，它同時具備快 速吸引成骨細胞生長於其中的能力。將成 骨細胞培養在人工的基質中，再種植到骨 頭缺損的部位，目前的技術僅止於小範圍 骨頭缺損的修補。 • 人工軟骨:目前有兩種做法， • 第一種:將軟骨細胞與膠原蛋白溶液混合後 一起培養，由軟骨細胞誘導組織成熟，最 後發育出一塊高度水合，並具適當機械強 度的人工軟骨。 • 第二種:製備一塊多孔洞的膠原蛋白基質， 它具備能快速吸引軟骨細胞吸附及生長的 能力，經過一段時間的培養後，可使其機 械強度及物化性質與軟骨相似。 • 人工眼角膜:利用實驗室培養的人類膠原蛋 白，形塑成隱形眼鏡般的人工眼角膜先割 除受損的眼角膜中心，再把人工角膜與原 有角膜的邊緣縫合，發現健康角膜邊緣的 細胞和神經，最終完全重新生長，並與移 植的人工角膜結合，再生為功能正常且健 康的眼睛組織。 • 多孔性片狀海綿、或纖維狀海綿:膠原蛋白 經冷凍乾燥後的產品，醫學上可作為止血 劑、傷口敷料、、組織墊片以及人造半月 片軟體等。因為海綿狀的發炎現象，所以 在外科上可作為腦膜破損之取代物。 參考資料 • 維基百科 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%86%A0%E5%8 E%9F%E8%9B%8B%E7%99%BD • 人工眼角膜http://www.greatroc.org/thread2228-1-1.html英國《每日電訊報》 • 醫學百科、膠原蛋白http://cht.ahospital.com/w/%E8%83%B6%E5%8E%9F%E8%9 B%8B%E7%99%BD#.U0EBs9KmiNC • 膠原蛋白專題報告 http://www.huichun.tcu.edu.tw/Online_pdf/Coll agen%20reference%5CCollagen-4.pdf 謝謝聆聽