Journal of Experimental and Clinical SurgeryJournal of Experimental and Clinical SurgeryВестник экспериментальной и клинической хирургии2070-478X2409-143XVoronezh State Medical University named after N.N. Burdenko135610.18499/2070-478X-2021-14-1-85-90Review of literatureОбзор литературыReview ArticleCollagen and Use Its in the Treatment of WoundsКоллаген и его применение при лечении ранOstroushkoAnton PetrovichОстроушкоАнтон Петрович
Russian Federation

Ph.D., associate Professor of the Department of General Surgery

к.м.н., доцент кафедры общей хирургии

antonostroushko@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8215-7519159833R-6129-20161394-5147AndreevAlexander AlexeyevichАндреевАлександр Алексеевич
Russian Federation

Doctor of Medical Sciences, Professor

Доктор медицинских наук, профессор

sugery@mail.ruLaptiyovaAnastasiya YurievnaЛаптиёваАнастасия Юрьевна
Russian Federation

graduate student of the Department of General Surgery

аспирант кафедры общей хирургии

mail@vestnik-surgery.comGlukhovAlexander AnatolievichГлуховАлександр Анатольевич
Russian Federation

Doctor of Medical Sciences, Professor

доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой общей хирургии

glukhov-vrn@yandex.ruVoronezh State Medical University named after N.N. BurdenkoВоронежский государственный медицинский университет им Н.Н. Бурденко26032021141859009072019Copyright ©; 2021, Voronezh N.N. Burdenko State Medical UniversityCopyright ©; 2021, ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России2021Voronezh N.N. Burdenko State Medical UniversityФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава Россииhttps://vestnik-surgery.com/journal/about/editorialPolicieshttps://vestnik-surgery.com/journal/article/view/1356

Wounds take the main places of among surgical diseases, and the problem of developing new methods of their treatment remains relevant today. In recent years, the use of collagen has been widely used in the treatment of wounds. Collagen modulates the flow of fluid from the wound, facilitates the migration of fibroblasts and the formation of microvessels, helps in the synthesis of neodermal collagen matrices, forms complexes with biologically active substances and minimizes the formation of scars.Currently, collagen is used in the treatment of soft tissue wounds in the form of several pharmaceutical forms. Collagen sponges are used in the treatment of thermal and mechanical wounds, for local delivery of medicines. Collagen gels can be used for injections. Collagen can also be implemented in the form of a collagen shield. There are also collagen granules that have been developed for various compounds.Thus, the use of collagen is promising in the development of new medicinal preparation. However, for a wider disclosure of its clinical potential, it is necessary to thoroughly study all types of collagen and reveal their role at different stages of soft tissue repair.

Раны занимают одно из основных мест среди хирургических заболеваний, и проблема разработки новых методов их лечения остается актуальной. Поиск средств купирования раневого процесса направлен, прежде всего, на отграничение очага травматической деструкции, удаление некротических масс и ликвидацию последствий повреждения. Коллаген обладает низкой антигенностью, биодеградацией, нетоксичен, не вызывает воспалительных эффектов, непроницаем для миграции бактерий, облегчает миграцию фибробластов и образование микрососудов, помогает в синтезе неодермальных коллагеновых матриц, образовывает комплексы с биологически активными веществами и минимизирует образование рубцов. В статье анализируются различные типы коллагена и их применение в лечении ран мягких тканей. Авторы статьи делают вывод о перспективности использования коллагена при разработке новых лекарственных средств, необходимости глубокого изучения всех типов коллагена, и их роли на разных этапах репарации мягких тканей для более широкого раскрытия его клинического потенциала.

collagenregenerationsoft tissue woundsколлагенрегенерацияраны мягких тканейDatsenko BM. Teoriya i praktika mestnogo lecheniya gnoinykh ran. M.: Zdorov'e. 2005.(in Russ.)Даценко Б.М. Теория и практика местного лечения гнойных ран. М.: Здоровье. 2005.Struchkov VI Khirurgicheskaya infektsiya. Rukovodstvo dlya vrachei. M.: Meditsina. 1991; 560. (in Russ.)Стручков В.И Хирургическая инфекция. Руководство для врачей. М.: Медицина. 1991; 560.Mitin VA Plasticheskie i rekonstruktivnye operatsii v gnoinoi khirurgii. M.: Khirurgiya. 2000; 300. (in Russ.)Митин В.А Пластические и реконструктивные операции в гнойной хирургии. М.: Хирургия. 2000; 300.Bordakov VN. Rana. Ranevoi protsess. Printsipy lecheniya ran. M.: BGMU. 2014; 31. (in Russ.)Бордаков В. Н. Рана. Раневой процесс. Принципы лечения ран. М.: БГМУ. 2014; 31.Belova SV, Babushkina IV, Gladkova EV, Mamonova IA. Possibility of soft tissue repair in an experimental purulent wound. Eksperimental'naya i klinicheskaya farmakologiya. 2016; 79: 7: 35-38. (in Russ.)Белова С.В., Бабушкина И.В., Гладкова Е.В., Мамонова И.А. Возможность репарации мягких тканей в условиях экспериментальной гнойной раны. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2016; 79: 7: 35-38.Obydenko VI, Baranchugova LM. Effect of collagen dissolution products based on the fermented milk complex on the activity of the mast cell component in the process of wound healing. Morfologiya. 2019; 155: 2: 219. (in Russ.)Обыденко В.И., Баранчугова Л.М. Влияние продуктов растворения коллагена на основе кисломолочного комплекса на активность тучноклеточного компонента в процессе заживления ран. Морфология. 2019; 155: 2: 219.Gel'fand B.G Khirurgicheskie infektsii. SPB.: Piter. 2003; 864. (in Russ.)Гельфанд Б.Г Хирургические инфекции. СПБ.: Питер. 2003; 864.K von der Mark. Structure, biosynthesis and gene regulation of collagens in cartilage and bone, Dynamics of Bone and Cartilage Metabolism, Academic Press, Orlando. 1999; 3 – 29.Shchukina EV. Natural'naya farmakologiya i kosmetologiya. M.: Meditsina. 2005; 35.(in Russ.)Щукина Е.В. Натуральная фармакология и косметология. М.: Медицина. 2005; 35.Bruckner P, Van der Rest. Structure and function of cartilage collagens. Microsc. Res. Tech. 1994; 378 – 384.Ivanova LA Kollagen v tekhnologii lekarstvennykh form. M.: Meditsina. 2001; 112. (in Russ.)Иванова Л.А Коллаген в технологии лекарственных форм. М.: Медицина. 2001; 112.Birk DE, Fitch JM, Babiarz JP, Linsenmayer TF. Collagen type I and type V are present in the same fibril in the avian corneal stroma. J. Cell Biol. 1988; 999 – 1008.Myllyharju J, Kivirikko KI. Collagens and collagen-related diseases.Ann. Med. 2001; 7 – 21.Sato K, Yomogida K, Wada T. Type XXVI collagen, a new member of the collagen family, is specifically expressed in the testis and ovary. J. Biol. Chem. 2002; 37678 – 37684.Bruckner P. Structure and function of cartilage collagens. Microsc. Res. Tech. 1994; 378 – 384.Glutkin AV. Use of native type i collagen in the treatment of burn wounds in children. Khirurgiya Belarusi. 2018; 186-189. (in Russ.)Глуткин А.В. Использование нативного коллагена i типа в лечении ожоговых ран у детей. Хирургия Беларуси. 2018; 186-189.Fleischmajer R. Dermal collagen fibrils are hybrids of type I and type III collagen molecules. J. Struct. Biol. 1990; 162 – 169.Ryan MC, Sandell LJ. Differential expression of a cysteine-rich domain in the amino- terminal propeptide of type II (cartilage) procollagen by alternative splicing of mRNA. J. Biol. Chem. 2007; 10334 – 10339.Sandell LJ, Morris NP. Alternatively spliced type II procollagen mRNAs define distinct populations of cells during vertebral development: differential expression of the amino-propeptide. J. Cell Biol. 2001; 1307 – 1319.Gelse K. Osteophyte development—molecular characterization of differentiation stages. Osteoarthr. Cartil. 2003; 141 – 148.Jabar NA. Extraction of collagen from fish waste and determination of its physico-chemical characteristics. 2011.Aigner T. Cell differentiation and matrix gene expression in mesenchymal chondrosarcomas. Am. J. Pathol. 2000; 1327 – 1335.Rossert J, de Crombrugghe B. Type I collagen: structure, synthesis and regulation. Principles in Bone Biology, Academic Press, Orlando. 2002; 189 – 210.Bos KJ, Holmes DF. Axial structure of the heterotypic collagen fibrils of vitreous humour and cartilage. J. Mol. Biol. 2001; 1011 – 1022.Fessler LI, Brosh S. Tyrosine sulfation in precursors of collagen V. J. Biol. Chem. 2006; 5034 – 5040.Wu JJ, Eyre DR. Structural analysis of cross-linking domains in cartilage type XI collagen. J. Biol. Chem. 2015; 18865 – 18870.Obydenko VI, Baranchugova LM, Rusaeva NS. Regeneration of full-thickness planar experimental skin wounds in rats using the products of dissolution of collagen. Byulleten' meditsinskikh internet-konferentsii. 2015; 5: 5: 649-651. (in Russ.)Обыденко В.И., Баранчугова Л.М., Русаева Н.С. Регенерация экспериментальных полнослойных плоскостных ран кожи крыс при использовании продуктов растворения коллагена. Бюллетень медицинских интернет-конференций. 2015; 5: 5: 649-651.Koch M, Foley JE, Hahn R. Alpha 1(XX) collagen, a new member of the collagen subfamily, fibril-associated collagens with interrupted triple helices. J. Biol. Chem. 2001; 23120 – 23126.Aigner T, Hambach L. The C5 domain of Col6A3 is cleaved off from the Col6 fibrils immediately after secretion. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2012; 743 – 748.Saks AA. Gistokhimicheskie osobennosti regeneratsii v ognestrel'nykh ranakh pri posledovatel'nom primenenii ranevoi absorbiruyushchei povyazki na osnove nanografita i kollagena. V sbornike: tekhnologicheskie innovatsii v travmatologii, ortopedii i neirokhirurgii: integratsiya nauki i praktiki. 2019; 249-252.Сакс А.А. Гистохимические особенности регенерации в огнестрельных ранах при последовательном применении раневой абсорбирующей повязки на основе нанографита и коллагена. В сборнике: технологические инновации в травматологии, ортопедии и нейрохирургии: интеграция науки и практики. 2019; 249-252.Kananykhina EYu, Shmakova TV, Bol'shakova GB, Rusanov FS, El'chaninov AV, Nikitina MP, Lokhonina AV, Makarov AV, Fatkhudinov TKh. Expression of metalloproteinases and collagens of types I and IV during skin wound healing on the stomach and back of rats. Byulleten' eksperimental'noi biologii i meditsiny. 2019; 168:12:778-782.Кананыхина Е.Ю., Шмакова Т.В., Большакова Г.Б., Русанов Ф.С., Ельчанинов А.В., Никитина М.П., Лохонина А.В., Макаров А.В., Фатхудинов Т.Х. Экспрессия металлопротеиназ и коллагенов I и IV типов при заживлении кожной раны на животе и спине крыс. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2019; 168:12:778-782.Timpl R. Microfibrillar collagen type VI. Extracellular Matrix Assembly and Structure, Academic Press, Orlando. 2004; 207 – 242.Bruns RR, Press W. Type VI collagen in extracellular, 100-nm periodic filaments and fibrils: identification by immunoelecton microscopy. J. Cell Biol.2006; 393 – 404.Ronzie`re MC, Ricard-blum S. Comparative analysis of collagens solubilized from human foetal, and normal and osteoarthritic adult articular cartilage, with emphasis on type VI collagen. Biochim. Biophys. Acta. 2014; 222 – 230.Poole CA. Morphology of the pericellular capsule in articular cartilage revealed by hyaluronidase digestion. J. Ultrastruct. Res. 2015; 13 – 23.Hudson BG, Reeders ST, Tryggvason K. Type IV collagen: structure, gene organization, and role in human diseases. Molecular basis of Goodpasture and Alport syndromes and diffuse leiomyomatosis. J. Biol. Chem. 1993; 26033 – 26036.Borza DB, Bondar O. The NC1 domain of collagen IV encodes a novel network composed of the alpha 1, alpha 2, alpha 5, and alpha 6 chains in smooth muscle basement membranes. J. Biol. Chem. 2001; 28532 – 28540.Bruns RR, Press W. Type VI collagen in extracellular, 100-nm periodic filaments and fibrils: identification by immunoelecton microscopy. J. Cell Biol. 2006; 393 – 404.Chursin VI. Properties of biopolymer compositions based on products of hydrolysis of collagen and polysaccharides. Zhurnal prikladnoi khimii. 2008; 81: 5: 821-824. (in Russ.)Чурсин В.И. Свойства биополимерных композиций на основе продуктов гидролиза коллагена и полисахаридов. Журнал прикладной химии. 2008; 81: 5: 821-824.Kuhn K. The collagen family-variations in the molecular and supermolecular structure. Rheumatology. 1986; 29 – 69.Alini M. Carey DE. Cellular and matrix changes before and at the time of calcification in the growth plate studied in vitro: arrest of type X collagen synthesis and net loss of collagen when calcification is initiated. J. Bone Miner. Res. 1994; 1077 – 1087.Walker GD, Fischer M. Expression of type-X collagen in osteoarthritis. J. Orthop. Res. 1995; 4 – 12.Arias JL, Fernandez MS, Dennis JE. Collagens of the chicken eggshell membranes. Connect. Tissue Res. 2011; 37 – 45.Petrova GP, Petrusevich YuM, Boiko AV, Ten DI, Garkusha E, Perfil'eva IA, Shcheslavskii VI, Yakovlev VV. Features of intermolecular interaction and dynamics of collagen molecules in aqueous solutions. Vestnik Moskovskogo universiteta. 2006; 2:41-44.Петрова Г.П., Петрусевич Ю.М., Бойко А.В., Тен Д.И., Гаркуша Е., Перфильева И.А., Щеславский В.И., Яковлев В.В. Особенности межмолекулярного взаимодействия и динамики молекул коллагена в водных растворах. Вестник Московского университета. 2006; 2:41-44.Yamaguchi N. The alpha 1 (VIII) collagen gene is homologous to the alpha 1 (X) collagen gene and contains a large exon encoding the entire triple helical and carboxyl-terminal non-triple helical domains of the alpha 1 (VIII) polypeptide. J. Biol. Chem. 2011; 4508 – 4513.Nair R, Sevukarajan M, Mohammed T, Badivaddin CK, Kumar A. Collagen based drug delivery systems: A Review. J Innov Trends Pharm Sci. 2010;304.Doillon CJ, Silver FH. Collagen based wound dressing effects of Hyaluronic acid and fibronectin on wound healing. Biomaterials. 2016;8.Krivoshchekov EP, El'shin EB, Romanov VE, Alyapyshev GS, Agadzhanova KV. Effectiveness of pathogenetic complex approach to treatment of diabetic foot syndrome complications. Colloquium-journal. 2020; 10-3 (62): 10-17. (in Russ.)Кривощеков Е.П., Ельшин Е.Б., Романов В.Е., Аляпышев Г.С., Агаджанова К.В. Эффективность патогенетического комплексного подхода к лечению осложнений синдрома диабетической стопы. Colloquium-journal. 2020; 10-3 (62): 10-17.Sachkov AV, Borovkova NV, Pidchenko NE, Mironov AS, Spiridonova TG, Zhirkova EA, Svetlov KV, Migunov MA, Medvedev AO. Аpplication of bandages based on lyophilized human collagen type i for the treatment of donor wounds in kombustiology. Geny i Kletki. 2019; 14: 207-208. (in Russ.)Сачков А.В., Боровкова Н.В., Пидченко Н.Е., Миронов А.С., Спиридонова Т.Г., Жиркова Е.А., Светлов К.В., Мигунов М.А., Медведев А.О. Применение повязок на основе лиофилизированного человеческого коллагена i типа для лечения донорских ран в комбустиологии. Гены и Клетки. 2019; 14: 207-208.Fronchek EV, Grigor'yan AYu, Blatun LA. Innovative biologically active wound healing and hemostatic agents based on chitosan and collagen: development stages and medical and technical characteristics. Rany i ranevye infektsii. 2018; 5: 4: 14-21. (in Russ.)Фрончек Э.В., Григорьян А.Ю., Блатун Л.А. Инновационные биологически активные ранозаживляющие и кровоостанавливающие средства на основе хитозана и коллагена: этапы разработки и медико-технические характеристики. Раны и раневые инфекции. 2018; 5: 4: 14-21.Zhuikova AV. Possibilities of using native collagen preparations in the treatment of chronic wounds. Meditsina i zdravookhranenie. 2018; 57. (in Russ.)Жуйкова А.В. Возможности применения препаратов нативного коллагена в лечении хронических ран. Медицина и здравоохранение. 2018; 57.Obydenko VI. Regeneration of experimental layer-by-layer planar wounds of rat skin when using collagen dissolution products. Byulleten' meditsinskikh internet-konferentsii. 2015; 5: 5: 649–651. (in Russ.)Обыденко В.И. Регенерация экспирементальных послойных плоскостных ран кожи крыс при использовании продуктов растворения коллагена. Бюллетень медицинских интернет-конференций. 2015; 5: 5: 649–651.