新しい生体材料としてのフィッシュコラーゲン

フィッシュコラーゲンプロテインパウダーの基本構造

フィッシュコラーゲンパウダー 主に魚の皮やうろこなどの組織に由来し（I型）、少量が軟骨（II型）、魚の腸（III型）、筋肉などの組織に由来します（V型）。コラーゲンは生物学的進化において高度に保存されているため、フィッシュ コラーゲンの構造は他のコラーゲンと類似しており、トランスレーショナル メディシンのために哺乳類由来のコラーゲンを部分的に置き換えるための構造的基盤を築いています。I型フィッシュコラーゲンを例にとると、その分子は典型的な三重らせん[α1][α2]構造を持ち、α1とα2の分子量はそれぞれ約120kDaと110kDaです。しかし、豚や牛などの哺乳類とは異なり、魚は外温動物であり、コラーゲンの構造も特異的であり、アミノ酸組成中のイミノ酸含有量（プロリンとヒドロキシプロリンの合計）はコラーゲン由来のものに比べて大幅に低くなっています。したがって、陸生哺乳類からの分子間架橋の程度が低く、熱安定性が低くなります。陸生哺乳類由来のコラーゲンの変性温度は、一般的に37～40℃、魚類コラーゲンの変性温度は28～32℃が多い（温水魚のコラーゲンの熱安定性は冷水魚より高い）。 .魚のコラーゲンの変性を避けるために、温度は準備プロセス中に変性温度以下に厳密に制御する必要があります。トランスレーショナル メディシン研究では、その安定性を向上させるために、必要に応じて対応する誘導体化修飾を行う必要があります。

一般的に使用されているフィッシュコラーゲンペプチドの基本的な種類と機能

一般的に使用されるフィッシュ コラーゲンには、フィッシュ コラーゲン ゼラチン、フィッシュ コラーゲン ポリペプチド、非変性フィッシュ コラーゲンの 3 種類があります。前者の 2 つは変性フィッシュ コラーゲンで、後者はコラーゲンの自然な活性構造を効果的に維持します。3つは構造と性能が異なるため、用途が異なります。

フィッシュ コラーゲン ゼラチンは、コラーゲンの部分変性製品です。主に培地、ソフトカプセル、食品添加物などに使用されています。糊化温度は8～25℃、融点は11～28℃で、豚や牛のゼラチンよりも低くなっています。、そのゲル - ゾルは可逆反応であり、薬物徐放または組織工学の分野で温度に敏感な材料として使用できます。

フィッシュ コラーゲン ペプチドはコラーゲンの加水分解産物であり、異なる分子量のペプチドは異なる生物学的活性を持っています。一般に、1 ～ 10 kDa および 1 kDa 未満のペプチドには抗菌活性があり、その抗菌活性は分子カチオンの含有量と正の相関があると考えられています。Gly と Pro の含有量が比較的高く、疎水性が比較的高いため、脂溶性の増加につながります。魚のコラーゲン ペプチドの抗酸化効果は、豚や牛のコラーゲン ペプチドよりも優れています。さらに、フィッシュコラーゲンペプチドの構造は降圧ペプチドの構造に似ており、より顕著な降圧効果があります。さらに、フィッシュ コラーゲン ペプチドは、in vitro で細胞の接着を効果的に促進し、表皮細胞の増殖と線維芽細胞のタンパク質分泌を促進します。

非変性フィッシュコラーゲンの分子量はブタやウシのコラーゲンよりも低く（<30 kDa）、魚のうろこや魚の皮に由来するⅠ型コラーゲンが主です。未変性フィッシュコラーゲンは分子間架橋度が低いため、中性塩溶液や弱酸性溶液にも低温で容易に溶解し、その操作性は哺乳動物コラーゲンよりも優れています。止血材、組織充填材、組織工学足場材などとして使用され、医学研究に利用されています。現在、欧州連合は 1 つのフィッシュ コラーゲン止血製品を承認しており、医療材料としてのフィッシュ コラーゲンに関する多くの関連研究も進行中です。

新しい生体材料としてのフィッシュコラーゲンペプチド粉末の研究進展

臨床分野におけるフィッシュ コラーゲンの応用は、新たな研究のホット スポットであり、結果はあまり変化していません。止血材料としてのフィッシュ コラーゲンは、研究の集中度と技術的成熟度が最も高く、変革において飛躍的な進歩を遂げています。Eucare Pharmaceuticals (インド) は、創傷などのさまざまな創傷の止血および治癒に適した、多くのフィッシュ コラーゲン ベースの止血製品 (NeuSkin-F®、Helisorb® Sheet、BioFil®、BioFil®-AB など) を発売しました。やけど、慢性潰瘍など。 一部の製品は欧州適合認証マーク（CE）を取得しています。正式な製品はインドで製造されていますが、製品に関連する臨床データおよびアプリケーションの基本情報に関する文献サポートはなく、市場拡大の国際化の度合いは高くありません。フィッシュ コラーゲンは、創傷ケア材料、組織修復材料、代用組織、3D プリント材料、および薬物徐放材料として、比較的集中した研究の焦点ですが、ブレークスルーは行われていません。

1.創傷ケア材料

哺乳類由来のコラーゲンと同様に、魚のコラーゲンも血小板に付着し、それによって急速な止血を達成します。現在、Eucare Pharmaceuticals (インド) によって開発されたフィッシュ コラーゲン ベースの止血製品のみが CE 認証を取得して販売されており、さまざまな創傷ケアおよび修復に使用できます。米国 FDA も私の国の CFDA も、そのような製品を承認していません。パルらによってマッドコイのうろこから抽出されたコラーゲンの熱変性温度。35.2°Cに達することができ、安定性が良好です。創傷治癒、上皮化、組織修復を効果的に促進することができ、全層皮膚損傷の治療における代用皮膚としての使用が期待されています。.朱魏等。魚鱗コラーゲンは、マクロファージの凝集と活性化を導くPDGF、TGF-βおよびその他の因子の発現を促進することにより、免疫不全マウスモデルの創傷治癒を促進できることを発見しました。多数の研究により、フィッシュ コラーゲンは非刺激性、非感作性であり、免疫原性が低いことが確認されています。創傷ケアに使用すると、出血をすばやく止め、創傷の修復を促進します。移植または誘導体化による修飾は、フィッシュ コラーゲン材料の安定性を向上させるだけでなく、抗菌特性などのより多くの生物学的活性を付与することもできます。さらに、分解生成物として、フィッシュ コラーゲン ポリペプチドは、炎症性因子の発現を調節することによって抗炎症の役割を果たすこともでき、難治性創傷の修復に使用されるフィッシュ コラーゲンの基礎を提供します。

2. 組織修復材料

フィッシュコラーゲンは、皮膚の代替材料として使用されるだけでなく、さまざまな組織修復材料として再生医療にも使用できます。整形外科では、Mredha等。最高のチョウザメの浮き袋から抽出したコラーゲンを含むハイドロゲルを調製しました。ハイドロゲルは骨との密着性が高く、強度が高く、耐荷重性に優れており、新世代の人工軟骨整形外科用移植片として期待されています。そして骨欠損修復。歯科では、Zhou等。フィッシュコラーゲン/生体活性ガラス/キトサンハイブリッドナノファイバー膜が犬根分岐部病変に及ぼす影響を研究し、骨形成を促進し、ガイド組織として期待される歯周組織再生を誘導できることを発見 骨移植修復膜と組み合わせた再生臨床的に使用されています。

3. 代用組織

フィッシュ コラーゲンは、さまざまな代替組織として組織工学にも使用できます。Liらは、in vitro実験を通じて、新しいフィッシュコラーゲン足場がマウス胚線維芽細胞の活性と増殖に対して良好な生体適合性を有することを発見しました。in vivo 実験により、この足場は脳組織の接着を防ぎ、炎症を抑え、線維芽細胞の形成を促進することがわかりました。膜の代用。魚の鱗に由来するコラーゲンマトリックスが、ヒトの角膜組織の代用品として使用できる可能性があることを発見しました。その光透過率と散乱特性は、基本的に人間の角膜と同じです。細胞毒性も免疫原性もありません。角膜との良好な生体適合性があり、角膜再建の足場として使用するための基本的な基準を満たしています。

4. 3D プリント材料

3D バイオプリンティングは、急速に発展している生体材料足場調製技術です。現在、使用されている主な構造タンパク質は、コラーゲン、フィブリン、シルク フィブロインです。その中で、コラーゲンは機械的安定性が低いですが、他の材料の中に印刷したり、架橋を行ったりすることで、この問題を解決できます。同時に、コラーゲンにはずり減粘特性があり、そのゲル化には温度依存性と pH 依存性の特性があり、3D 印刷技術での使用に有益です。陸生哺乳類由来のコラーゲンと比較して、フィッシュコラーゲンは同様の構造と特性を持っていますが、よりバイオセーフティであり、豊富な供給源である大量の魚の排泄物から処理することができます.したがって、フィッシュ コラーゲンは 3D プリント材料として大きな可能性を秘めています。

5. 薬物放出材料

近年、フィッシュコラーゲンは、薬物徐放性素材の分野でも徐々に行われています。曹らによって設計されたフレームワーク。フィッシュコラーゲン、キトサン、コンドロイチン硫酸の比率やマイクロスフェアの大きさを制御することで徐放速度を調整しながら、完全性と生物活性を維持することができ、皮膚組織工学への応用が期待されています。天然の魚由来コラーゲンを基質物質、ローダミンBを模擬負荷標的薬物として、Zhang Mingらは異なる方法で調製された徐放性物質の負荷速度と徐放効果の違いを議論し、材料のコラーゲン濃度を上げると、負荷が大幅に増加する可能性があります。レートと徐放効果。

新しい生体材料としてのフィッシュコラーゲンタンパク質粉末の利点

1. 優れたバイオセーフティ

魚のコラーゲンは、陸生哺乳類由来のコラーゲンと構造と機能が似ていますが、免疫原性が低く、安全性が高く、人獣共通感染症ウイルス感染のリスクが低く、臨床使用における安全性が高い.in vivo および in vitro 生体適合性試験では、フィッシュ コラーゲン ゲル抽出物の無菌試験は陰性であり、細胞毒性、感作、染色体異常、皮内反応、急性全身毒性、発熱物質反応および溶血反応はすべて陰性でした。ネガティブ、それは有望な医療生体材料です。

2. 特別な地域やグループで宗教の壁を回避できる

宗教的信念やその他の問題により、豚由来のコラーゲン医薬品はイスラム諸国や地域で臨床的に使用することはできませんが、魚のコラーゲンは宗教的な障壁がなく、関連する地域や国の患者グループによりスムーズに利益をもたらすことができます.

3.豊富な情報源

わが国は水産物大国であり、毎年大量の魚加工副産物（その約40％が魚の皮）を生産していますが、これらの副産物はしばしば廃棄物と見なされて廃棄されます。無視され、環境汚染の原因にもなります。医療分野での魚コラーゲンの応用と開発は、新しいコラーゲン材料のより経済的で安全な供給源を提供するだけでなく、水産物加工の副産物である魚の皮の付加価値を大幅に高め、環境保護への圧力。これは、海軍力の戦略的方向性を構築するという国家目標に沿ったものです。