Преимущество коллагена перед синтетическими полимерами, применяемыми с этой целью, заключается в том, что он полностью утилизируется организмом. [16]
Вследствие обратимости связей коллаген в комплексах при введении в макроорганизм способен подвергаться лизису, а возможность регулирования скорости лизиса применением дубящих веществ позволяет создавать пролонгированные лекарственные препараты с различными сроками действия.
К настоящему времени наиболее изучены комплексы коллагена со многими веществами. К примеру, в комплексе коллагена с гепарином установлено, что пролонгированный антикоагуляционный эффект связан с существованием достаточно прочного коллаген-гепаринового комплекса. После растворения в крови имеются агрегаты-молекулы гепарин-коллагена, которые функционируют достаточно активно до тех пор, пока полностью не деградирует белковая часть комплекса, после чего гепарин инактивируется обычным путем.
Важное значение имеют взаимодействие коллагена с антибиотиками. Коллаген не только пролонгирует действие антибиотиков, но в ряде случаев снижает их токсичность. Есть также сведения об иммобилизации ферментов на коллагене. Так, описан метод иммобилизации уреазы на порошках коллагена, модифицированных дезаминированиеам, метилированием и сукцинированием.
В последние годы работы ряда ученых были направлены на создание комплексов коллагена с нейролептическими свойствами. В этой области заслуживает внимания комплекс, созданный на основе β-фенил-γ-аминомасляеой кислоты и коллагена. [21]
В качестве геля для пролонгированных лекарственных препаратов чаще используют растворы высоко молекулярных соединений различной концентрации, что позволяет регулировать время пролонгирования. К таким веществам относятся метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза и натрий карбоксиметилцеллюлоза (1%), поливинилпирролидон, коллаген и другие высоко молекулярные соединения, (пример – глазные капли в виде 10% раствора сульфацил натрия, пролонгированные 1% метилцеллюлозы).
Недавно была создана лекарственная форма аминазина на коллагене, обладающей пролонгированным антистрессовым действием. Иммобилизацию проводилась методом включения в гель, который позволяет максимально сохранить нативность иммобилизованного соединения, защищает его от воздействия внешней среды и микроорганизмов.
Препарат был получен путем введения сухого аминазина в продукты растворения коллагена, полученные из сухожилий крупного рогатого скота методом предварительной щелочно-солевой обработки с последующим растворением в уксусной кислоте. Аминазин добавляли из расчета 25мг на 1мг 1%-ного коллагенового геля. Характер взаимодействия коллагена с аминазином определяли с помощью дифференциально-термического анализа.
Установлено, что термограмма денатурации полученного препарата до температуры 37° в основном совпадает с термограммой денатурации ПРК. Температура денатурации в том и другом случае была равна 34°, то есть термостабильность коллагена в препарате не изменялась, что свидетельствует об отсутствии достаточно прочных связей его с аминазином при использовании указанного метода иммобилизации.
Полученные результаты подтвердились и при испытаниях действия препарата in vivo. По сравнению с чистым аминазином полученный препарат медленнее всасывается и обладает значительно меньшей токсичностью, что можно объяснить применением в качестве растворителя более вязкого вещества – коллагена. [6]
Коллаген представляет собой белок соединительной ткани, который получают из кожи крупного рогатого скота. В воде он набухает с образованием гелей. Коллаген способен к солюбилизации лекарственных веществ, имеющих в своем составе аминокарбоксильные группы. Преимущества основы заключаются в том, что она полностью абсорбируется и утилизируется при введении в организм, стимулирует процессы регенерации поврежденных тканей, обладает большой сорбционной и слабой антигенной способностью, не имеет токсических и канцерогенных свойств. В фармации используют в основном 2 – 3%-ные (для глазных мазей) гели для лечения ран.
В медицине на основе коллагена были разработаны различные средства для быстрой остановки кровотечений (средства местного гемостаза), для лечения ран, ожогов, трофических язв, пролежней, а также лекарственные формы (мягкие и жидкие), специальные пластыри и губки (губка гемостатическая коллагеновая, губка коллагеновая с метилурацилом, губка коллагеновая с сангвиритрином и др.).
Повышенное содержание аминокислот в коллагене гарантирует быстрое восстановление тканей и их укрепление. Но есть некоторая особенность, белок коллаген плохо усваивается организмом человека, а особенно модифицированный белок.
Лишь с использованием метода расщепления молекулы коллагена, образуется «активный» гидролизованный коллаген, который максимально усваивается организмом. Благодаря данному методу появляется максимально сбалансированный комплекс аминокислот, которые участвуют в развитии и восстановлении тканей. Препараты на основе гидролизованного коллагена могут улучшить иммунную систему, вывести токсины, замедлить процессы старения, восстановить ткани при больших нагрузках и пр.
Все чаще гидролизованный коллаген входит в состав БАДов. Данные препараты предназначены для укрепления связок и суставов, для повышения эластичности кожи, а также для укрепления ногтей, волос. Гидролизованный коллаген показан при высоких нагрузках, в качестве дополнения к питанию при занятиях спортом, а также после травм. Такие препараты весьма часто назначают в послеоперационный период. [18]
Коллаген широко используется в косметике в качестве увлажнителя, поскольку он обладает высокой способностью впитывать воду. В косметике используется три вида коллагена:
- растительный - из протеина пшеницы;
- животный - из кожи крупного рогатого скота;
- морской - из кожи рыб.
Коллаген животного происхождения считается наименее эффективным, поскольку он не обладает способностью проникать в клетки кожи. По этой причине косметика с коллагеном данного вида будет соответственно наименее эффективной.
Косметика, содержащая растительный коллаген, является очень эффективной, однако и достаточно дорогой, поскольку добывать коллаген данного вида намного сложнее, чем животного вида. Растительный коллаген прекрасно усваивается кожей.
Косметика, содержащая морской коллаген, также является эффективной, в виду того, что сам морской коллаген по своей структуре очень похож на наш собственный. Однако есть одно но, косметика с данным видом коллагена способная вызвать аллергическую реакцию.
Коллаген и его гидролизаты часто входят в рецептуры разнообразных кремов и эликсиров как влагоудерживающие и питательные компоненты. Эффективность таких косметических средств объясняется тем, что гигроскопическая коллагеновая пленка действует наподобие влажного компресса. А значит, снижается трансэпидермальная потеря воды кожей.
Благодаря гигроскопическим свойствам коллагена повышается влажность рогового слоя кожи, что дает основания считать косметический крем или эликсир с коллагеном надежным защитным средством, а, следовательно, геронтопротектором. Действие активных компонентов косметических средств на основе коллагена:
- стимулируют коллагеновый синтез, делают кожу мягкой и эластичной;
- разглаживают морщины, выглаживают кожу;
- стимулируют активность кожи;
- стимулируют натуральную регенерацию кожи, регулируют процессы оживления ороговевшей кожи;
- увлажняют;
- разглаживают и осветляют кожу.
Инъекционные растворы коллагена стали первым биологическим препаратом для заполнения морщин. Они не устарели и не потеряли актуальности до сих пор, широко применяются, в том числе и в комбинации с другими методиками. [8]
Инъекционный коллаген является идеальным средством для разглаживания тонких морщинок над верхней губой. Для коррекции тонких морщин в уголках глаз также можно применять инъекционный коллаген.
Перспективная форма – интраокулярные лекарственные пленки, получаемые на основе коллагена с гентамицина сульфатом и тримекаином. Они подшиваются в переднюю камеру глаза при хирургических операциях, постепенно высвобождая лекарственные вещества. Глазные лекарственные пленки полностью растворяются на десятые сутки.
Пролонгирующее действие интраокулярных и глазных пленок на основе коллагена подтверждено экспериментальными исследованиями, предложено использовать пленки с различными лекарственными веществами. Приоритет в развитии исследований по использованию коллагена в технологии лекарственных форм подтвержден различными авторскими свидетельствами.
При подогревании влажного коллагена на определенную температуру происходит выраженное структуральное изменение, сопровождаемое повышенным набуханием и наличием измененных физико-химических свойств.
Данный видоизмененный коллаген не обладает стойкостью к обыкновенным протеазам и находится на гораздо более низкой ступени конфигурации. Речь идет о желатине. В широком смысле слова желатин служит для обозначения растворимых и нерастворимых продуктов, хотя для потребностей технической практики название желатин применяется лишь для обозначения растворимых продуктов, обладающих большей вязкостью и более светлой окраской по сравнению с клеем. [10]
Превращение коллагена в желатин обычно происходит при температуре около 60°C, однако оно зависит от кислотно-щелочного равновесия (рН), ионной силы, состава раствора и степени ковалентного сетчатого прорастания коллагена. Вследствие этого превращения меняется конформация полипептидных цепочек, одновременно освобождается энергия связей и возрастает энтропия.