상처드레싱을 위한 히알루론산 사용에 관한 연구

피부, 보디 &처럼#39;의 제1 방어선, 병원균의 침입을 저항하는데 매우 중요한 역할을 한다다.그러나 일상생활에서 피부는 상처와 상처 형성에 취약하다.상처 치유는 지혈, 염증, 증식 및 리모델링을 포함하는 복잡하고 역동적인 과정입니다.상처가 감염되거나 과도한 염증과 같은 다른 합병증이 발생하면 상처 치유 과정이 예방되거나 지연될 수 있습니다.이밖에 일부 화상, 수술상처로 인해 흔히 피부에 흉터가 생기는데 피부섬유화증이라고도 하는데 이는 피부의 정상적인 기능에 불리하다.피부 조직에 과도한 상처가 생기면 유연성이 떨어지고 기능이 이상해지며 가려움과 통증까지 생길 수 있다.상처 치유 과정의 한계를 극복하기 위해, 연구원들은 상처 드레싱을 만들기 위한 다양한 생체 물질을 개발했습니다.형태학에 따라 상처 드레싱은 전기적으로 방직된 실크, 하이드로겔, 막 또는 스펀지로 분류할 수 있습니다.다른 형태에도 불구하고, 대부분의 상처 드레싱은 독성이 없고, 항균성이 있으며, 생체적합성 및 생분해성이 있고, 상처를 빠르게 치유하는 특성 [1]을 가지고 있다.

히알루론산은 음이온 점액 당류이다D-glucuronic acid 가 N-acetylaminoglucosamine과 교대로 연결되어 구성되며, 이는 척추동물의 세포외기질, 피부, 눈의 유리체, 연골, 관절액 등에서 발견된다.히알루론산의 물리화학적 성질로는 친수성, 항산화성, 유동성, 점탄성 등이 있다.히알루론산의 생물학적 기능은 분자량과 관련이 있는데, 예를 들어 분자량이 높은 히알루론산은 염증, 혈관신생 방지, 흉터를 억제하지만, 분자량이 낮은 히알루론산은 혈관신생, 염증, 흉터를 촉진한다.내인성 히알루론산의 역할이 제한되어 있기 때문에 외인성 히알루론산을 사용하여 상처 회복을 위한 다양한 유형의 상처 드레싱을 준비하는 것이 중요합니다.히알루론산의 분자 구조는 하기 그림 1에 표시되어 있다.

히알루론산의 물리화학적 성질 1

히알루론산이 속한다다른 글리코사미노글리칸과는 달리 황산화되지 않고 보통 어떤 핵심 단백질에도 공유적으로 부착되지 않는 글리코사미노글리칸 그룹에.히알루론산의 고유한 물리화학적 특성인 친수성, 유동성, 점탄성, 항산화성 등은 다양한 형태의 상처드레싱 생산에 널리 이용되고 있다.

1. 1 Hydrophilicity

히알루론산은 중요한 성분 중 하나입니다세포외 기질의.히알루론산은 구조상 히드록시기와 카르복시기 가 많이 존재하기 때문에 친수성이 강하다.또한이 성질은 음전하가 많은 히알루론산을 만들어 더 많은 현탁과 물 분자를 끌어당긴다.히알루론산은 물의 흡수, 수분 유지 등의 성질을 가지고 있으며 물 분자를 복합하는 능력도 강하여'nature's 보습인자'이며, 눈의 윤활, 보습, 안구건조증 치료에 사용할 수 있습니다.

1.2 플루이디싱 특성

또한 히알루론산은 관절액의 중요한 성분으로서 관절을 윤활하게하고 진동을 감소시킬수 있는데 이는 그 유동성과 갈라놓을수 없다.의학적 치료에서 기관삽관은 기계환기 및 호흡지지의 핵심 단계이며, 심폐소생술 및 호흡기질환 등에 사용된다.그러나 기관지와 인체조직 사이의 마찰이 장기화되면 후두기관 점막의 손상으로 이어져 염증이 생기고 관절이 잘 끊기는 등의 증상이 나타나며 심각한 경우에는 환자의 생명이 위험할 수도 있다.이러한 증상을 완화시키기 위해 벤지다민 염산염 젤, 리도카인 5% 젤/크림, 코르티코스테로이드 크림을 포함한 임상 윤활제가 일반적으로 사용됩니다.가장 많이 사용되는 윤활유는 리도카인 크림이지만 과민 반응을 일으키거나 아토피 피부염을 유발할 수 있는 첨가제가 포함되어 있어 윤활유, 무독성 물질이 지속적으로 조사되고 있으며히알루론산이 좋은 후보입니다.

1. 3 Visco-elasticity

상온에서,히알루론산은 흰색의 마른 가루 형태의 고체이다악취가 없고 무기용매에 용해되며 유기용매에 용해되지 않는다.히알루론산이 물에 용해되면 그 수용액은 점탄성과 투과압력이 양호하며, 또한 비뉴턴 유체 특성을 갖는다.히알루론산은 화학적으로 쉽게 변형될 수 있기 때문에 높은 분자량 구조를 형성할 수 있다.분자량이 높은 히알루론산의 점탄성 용액은 관절의 활액을 모방하는 데는 잘 적합하지만, 내구성이 강한 기계적 무결성을 가지지는 못한다 [2].

1.4 항산화제의 특성

히알루론산은 항산화 성분도 가지고 있다그리고 과다한 반응성 산소종이 단백질, 지질 및 DNA를 손상시킬 수 있는 세포나 다른 생체분자의 주변에서 ROS의 움직임을 제한하는 점성이 있는 근세포 meshwork 가 세포 주위에 형성되기 때문에 항산화제로 작용할 수 있다.히알루론산의 항산화 특성 중 일부는 자외선에 의해 유발된 세포 사멸의 위험과 산 유발 DNA 손상의 위험을 줄일 수 있습니다.

히알루론산의 생물학적 특성 2

연구에 따르면 히알루론산 (HA)의 생물학적 기능은 분자량과 밀접한 관계가 있다 [3-4].히알루론산은 분자량 (MW)에 따라 5가지로 분류할 수 있으며, 예를 들어, 하기 올리고당 (O-HA, MW <1×104 Da), 혈관형성, 항종양, 상처치유, 골형성, 면역 및 대사조절, 노화를 촉진시킬 수 있다;그리고low-molecular-weight HA(LMW-HA, MW <25×104 Da), 인체에보다 쉽게 흡수되며 상처치유를 촉진할수 있다.저분자량 HA (LMW-HA, 1×104 다<MW <25×104다),보다 쉽게 인체에 흡수되며 상처치유, 혈관성, 흉터를 촉진할수 있으며 만성상처치유에서 중요한 역할을 한다;중분자량 HA (MMW-HA, 25×104 다<MW <100×104다), 보습, 윤활, 약품의 느린 방출 등;고 분자량 HA (HMW-HA, MW ≥ 1×106 Da), 보습성, 윤활성, 접착성이 우수하다.고 분자량 HA (HMW-HA, MW ≥ 1×106 Da)는 보습, 윤활, 점탄성이 좋고 염증 억제, 혈관 생성 방지, 흉터 억제 할 수 있습니다;초고분자량 HA (vHMW-HA, MW > 6×106 Da)는 윤활성, 점탄성 등을 갖는다.

2. 1 Biodegradability

히알루론산은 무황산의 일종이다세포를 증식하고 이동시키는 세포외기질의 주성분인 글리코사미노글리칸 (glycosaminoglycan)은 초기 배아에 특히 풍부하다.외인성 히알루론산은 물리적 (감마선, 초음파), 화학적 (산가수분해, 알칼리가수분해, 산소분해), 효소적 방법에 의해 분해될 수 있으며, 생의학, 화장품, 약물전달 분야에 일반적으로 사용된다.내인성 히알루론산은 보통 히알루로니다제와 활성산소에 의해 저분자량의 히알루론산과 글루코사민으로 분해된다.

세균성 특성 2.2

히알루론산의 항균효과를 다른 천연고분자와 비교해 본 결과 키토산은 히알루론산과 구조적으로 유사하며 항균성이 있는 것으로 나타났다.세균은 두가지 방법으로 히알루론산의 억제효과를 피면할수 있는데 하나는 점액캡슐로서 히알루론산을 생산하는 능력을 함유하고있거나 또는 히알루로난용효소를 생산하여 이를 리용할수 있다.따라서 콘택트렌즈와 상처 드레싱과 같은 일부 히알루론산 용도에서 감염이 발생할 수 있습니다.저분자량 히알루론산포도상구균에 대한 억제 효과가 없으며, 분자량이 높은 히알루론산은 포도상구균에 대한 최소한의 억제 효과만 있습니다.

2.3 상처 치유 촉진

인간의 몸에서는,히알루론산은 CD44와 결합한다, 상처의 각질형성세포의 수용체이며, 세포의 증식과 이동을 촉진한다.히알루론산에 대한 CD44의 친화성은 분자량과 관계가 있는데, 분자량이 높을수록 수용체에 대한 친화성이 높아진다.

상처 드레싱의 3가지 다른 형태의 히알루론산

The unique physicochemical and biological의 약자히알루론산의 성질전기적으로 방직된 실크, 멤브레인, 하이드로겔 및 스펀지와 같은 다양한 형태의 의료용 상처 드레싱의 광범위한 범위에 사용하게 되었습니다.

3.1 히알루론산 기반 정전기 방사

정전기 방사는 정전기장 하에서 마이크론부터 나노미터 스케일에 이르는 직경을 가진 대전된 고분자 필라멘트를 생산하는 데 효과적인 기술이다.ESP에서 준비한 섬유 상처 드레싱은 다공성이 높고 연성이 우수하며 약물 운반 능력이 우수하여 상처 세포가 숨을 쉴 수 있을 뿐만 아니라 세균 성장을 억제합니다.정전식 스펀레이스 드레싱은 기존 드레싱으로 커버하기 어려운 부분도 커버할 수 있다.이러한 우수한 특성으로 인해 정전기 회전 기술을 다양한 생의학 응용 분야에 사용하게 되었습니다.

수세나 등 [5]은 동물로부터 히알루론산과 케라틴을 추출하여 상처치료를 위한 동축형 전기방사 섬유구조에 생리활성제로 부하하였고, 손주봉 등 [6]은 키토산과 히알루론산의 복합결합용액으로부터 전기방사 나노섬유를 제조하는데 성공하였다.

압바스 자케리 바즈만데 외 [7] 가 준비했다히알루론산 가교 키토산그리고 정전기 방사에 의해 젤라틴을 전기적으로 돌린 막 (Cs-Gel-HA)을 사용하였고, 그 결과 Cs-Gel-HA 막은 세포접착에 더 적합하며 피부재생을 더 잘 촉진시킬 수 있음을 알 수 있었다.히알루론산은 물에 용해되지만 이온성의 성질은 장거리 정전기 상호작용을 유발하고, 반이온이 존재하면 히알루론산 수용액의 점도가 극적으로 증가하지만 안정적이고 효율적인 전기 방사를 위한 충분한 사슬 얽힘을 보장하지 못한다.모르간 선 루츠 (Morgane Seon-Lutz) 등 [8]은 정전기 회전 기술을 사용하여 순수한 물에서 불용성 히알루로난 기반 나노 섬유를 제조하였다.운반체 고분자로 Polyvinyl alcohol (PVA)을 첨가하였고 hydroxypropylcyclodextrin (HPBCD)을 첨가하였을 경우 나노섬유 스캐폴드의 효과적인 형성을 촉진하고 정전기 방사 공정을보다 안정적으로 만들 수 있음을 확인하였다.Yasmein Hussein 등 [9]은 셀룰로오스 나노결정 (cellulose nanocrystallites, CNCs)을 나노필러로 사용하고 상처 치유 촉진제로서 L-arginine을 사용하여 향상된 폴리비닐알코올/히알루론산 나노섬유를 제조하였다.폴리비닐알코올/히알루론산 나노섬유 (PVA/HA-NFs)를 제조하였다.그 결과 PVA/HA/CNC/L-arginine NFs는 혈질 적합성, 높은 단백질 흡착성, 증식 및 접착성이 우수하였다.

히알루론산 기반 막 3.2

멤브레인은 부드럽고 유연한 소재입니다.인천진 등 [10]은 소혈청 알부민/은 (BSA/Ag) 다성막의 표면에 히알루론산 (HA)을 공동부착하여 콘택트렌즈로 사용할 수 있는 BSA/Ag/HA 필름을 준비하였고, 양호한 명도, 높은 수분 함량, 혈적합성, 비세포독성, 항균성을 보였다.요제프 Chmela ř et al [11] 솔루션 flow-through 방법을 사용 하여 생산 지방질 부분 독립의 영화들라우로일 변형 히알루론산질감이 균질하고 기계적으로 강하며 유연했던 새로운 생체재료로서.Abou-Okeil 등 [12]은 국소 생리활성 상처 드레싱으로 사용하기 위해 히알루론산/나트륨 알긴산 필름을 준비하였다.로차네토 J.B.B. [13]는 콘택트렌즈로 BSA/Ag/HA 필름을 사용했다.로차네토 J.B.M 등 [13]도 히알루론산 (HA)/키토산 (Chi) 기반 필름을 개발했고 황화 변형 기능성 필름에서 혈소판 부착력이 현저히 감소했음을 보여 새로운 항혈전 생체 소재 개발에 새로운 통찰력을 제공했다.Fernanda Zamboni et al [14] cross-linking 에이전트를 사용 한 다면, bis-(β-ethyl isocyanate) 이황 화 (BIED), cross-linker로 간주 한다.Fernanda Zamboni et al [14]을 사용 cross-linker bis-(β-ethyl isocyanate) disulfide (BIED)를 heterogeneously cross-link하 승진과 나서 그것을 도핑 탄소와 nanofibres 기계를 최적화하고 항균 결과 영화의 속성을 보여주는 뛰어 난 기계 및 항균 film-type 상처 드 레싱의 속성 입니다.

히알루론산 기반 하이드로젤 3.3

하이드로겔 드레싱은 수분 함량이 높은 습식 드레싱의 일종으로 부드럽고 약간 탄력이 있다.화상은 가장 치명적인 부상 중 하나이며, 현대적인 치료법에도 불구하고 환자들은 여전히 많은 합병증과 화상 후 흉터에 직면하고 있습니다.이와 관련하여 Dong Yi-Xiao 등 15)은 상처 부위의 신조직 형성을 강화하고 화상 상처 치유를 촉진하고 scarringling을 감소시키는 상처 접촉시 신속한 현장 겔화를 위한 히알루론산 기반 줄기세포 전달 플랫폼을 설계했다.16장쉐한 등 [16]은 도파민 기능화된 히알루론산 (HA)에 새로운 항산화 물질인 아르기닌 유도체 (AD)를 도입했고, 이는 화상 치료에 좋은 선택으로 나타났다.장샤오한 등 16명은 도파민 기능화된 히알루론산 (HA-DA)에 새로운 항산화 물질인 아르기닌 유도체 (AD)를 도입하여 항산화 활성을 갖는 새로운 하이드로겔을 준비하였다.DPPH와-OH 라디칼의 소거율은 HA-DA hydrogel보다 높았다.또한, 하이드로겔은 외부 산화적 스트레스에 대한 세포 보호 (ROS 및 MDA 수치 감소, SOD 및 GPx 효소 활성 증가) 및 상처 치유 (VEGF 및 CD31발현 향상, 조직 리모델링 향상)를 향상시켰다.

지혈시 혈구가 자발적으로 막히는 것에 영감을 받은 류이하오 등 [17]은 5&를 준비했다#39;-아데노신 디포스페이트로 개조된 헤메글루팅입니다히알루론산 (HA-ADP)hydrogel을 물리적으로 교반하고 동결건조하여 제조하였으며, 제조된 hydrogel은 혈소판과 적혈구의 접착을 촉진시킬 수 있었고 혈소판을 활성화시킴으로써 상당한 procoagulant 능력을 유도하여 비교적 짧은 시간 내에 in vitro에서 지혈을 완료할 수 있었다.하이드로겔은 혈소판과 적혈구의 접착을 촉진시킬 수 있다.또한, 항산화성을 가진 소재들이 상처 치유에 많은 관심을 끌고 있다.

히알루론산 기반 스펀지 3.4

스펀지 드레싱은 다공성이 높은 소재로 상처 내 세포 간 가스 교환을 통해 상처 치유를 가속화하고 물 흡수가 잘돼 상처를 촉촉하게 유지한다.그러나 일반 스펀지 드레싱은 기계적 강도가 약하므로 그 특성을 충분히 활용하기 위해서는 다른 고분자와 교차 연결되어야 한다.

맹신외 [18]는 키토산/알긴산을 준비했다/히알루론산 복합 스펀지 교반기계적 강도가 높은 제니핀으로 생체적합성이 우수하고 혈액 응고를 가속화한다.Sanda-Maria Bucatariu 등 [19]은 히알루론산과 폴리 (vinylmethyl ether-alt-maleic acid)의 솔벤트가 없는 열 교차 연결에 의한 새로운 형태의 스펀지 드레싱을 얻었다.산다마리아 부카타리우 (Sanda-Maria Bucatariu) 등은 히알루론산과 폴리 (methyl vinyl eter-alt-maleic acid)를 solvent-free thermal cross-linking으로 새로운 스폰지 하이드로겔 (HA3P50)을 얻었으며, 이는 종양 세포의 성장을 지원하는 생체적합성 물질이며 항종양 약물 스크리잉을 위한 종양 기능을 모방 할 수 있는 3D 플랫폼을 제공한다.20Mathie Najberg 등 [20]은 연조직공학을 위해 필리핀, 히알루론산, 헤파린을 첨가한 에어로겔 스폰지를 준비하였다.에어로겔 스폰지는 뇌에 가까운 높은 팽창, 높은 다공성, 높은 연결성 및 부드러운 질감을 가지고 있습니다.

라니아 압델-바셋 사나드 외 [21]는 성공적으로 준비했다chitosan-hyaluronic 산/andrographolide상처 치유를 위한 나노복합체 scaffolds와 Annapoorna Mohandas 등 [22]은 키토산과 히알루론산으로 만들고 혈관 내피 성장 인자 (vascular endothelial growth factor, VEGF)를 로드한 복합 스펀지 드레싱을 준비했다.그 결과 스펀지 드레싱이 상처 치유시 혈관 생성을 유도할 수 있는 가능성이 있음을 알 수 있었다.상처의 치료에는 특히 효과적인 지혈작용이 중요한데, Liu Jia-Ying 등 [23]은 간단한 자가기포법을 이용하여 히알루론산과 현존 덱스트란으로 구성된 다당류 기반의 지혈성 다공성 스펀지를 제조하였으며, 간출혈의 생쥐 모델에서 생체 지혈성이 우수한 것으로 나타났다.

4 결론 및 전망

히알루론산이 서 있다우수한 물리 화학적 및 생물학적 특성 때문에 많은 다른 재료 중 가장 매력적인 생체 재료 중 하나로 out.높은 분자량과 우수한 수분 흡수 능력으로 인해 조직의 기계적 무결성, 항상성, 점탄성 및 윤활성 유지에 기여합니다.또한, 세포의 부착, 이동, 증식, 분화 및 혈관 생성과 같은 중요한 생물학적 과정에 적극적으로 참여하고 염증 조절, 상처 치유, 조직 회복, 형태 형성, 종양 증식 및 전이에 결정적인 역할을 합니다.

히알루론산 기반 생체 재료의 우수한 생분해성과 생체 적합성은 생의학 분야에서의 폭넓은 응용에도 기여했다.제품에 대한 수요가 증가함에 따라 히알루론산 및 그 기판의 사용이 증가하고 있습니다.이러한 이유로 각국의 연구자들은 히알루론산을 기본 소재로 사용하여 다양한 효능을 가진 새로운 스마트 드레싱을 개발했다.이 글에서는 정전기 방사, 멤브레인, 하이드로겔, 스펀지 등과 같은 다양한 종류의 상처 드레싱에 히알루론산이 사용되는 것에 대해 체계적으로 설명하며, 새로운 생체 재료 개발에 아이디어를 제공하는 것을 목적으로 한다.미래에는,루 론 발생상처 드레싱은 임상 상처 치료에서 큰 가치가 있을 것입니다.

참조

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