KOLAJEN NEDİR?

Kolajen omurgalı canlıların temel yapısal malzemesi olup insan vücudunda en çok üretilen proteinlerden biridir. Genellikle mekanik fonksiyona sahip dokularda yer alır ve hücre yapılarında destek ağlar oluşturarak dokulara dayanıklılık sağlar. Kolajen; sığır, domuz, deniz süngeri, denizanası, balık derisi ve insan kolajeni gibi kaynaklardan elde edilebilmektedir.

Kolajen yaklaşık olarak 300 kDa moleküler ağırlığa, 14-15 Å çapa ve 2800 Å uzunluğa sahiptir. Bu protein, üç polipeptit zincirinden oluşan ve α zincirleri olarak adlandırılan üçlü sarmal bir konformasyonda düzenlenen yapıya sahiptir.

Kolajen, çok işlevli bir protein olup bu özellikleri sayesinde tıbbi cihaz, ilaç, biyomedikal, kozmetik ve gıda endüstrilerinde önemli bir rol oynamaktadır. Bu özellikler arasında yüksek su emme kapasitesi, üstün biyouyumluluk, düşük immünojenite, biyolojik olarak parçalanabilirlik, yüksek gözeneklilik, kolay işlenebilirlik, lipidsiz bir ara yüzde nüfuz yeteneği ve sentetik polimerlerle doğal birleşme yeteneği bulunmaktadır.

KOLAJENİN UYGULAMA ALANLARI 

• Biyomedikal Mühendislik:

  Kolajen biyomedikal uygulamalarda, tıbbi cihazlarda, implant malzemelerde, peridontal tedavilerde, yapay doku ve organların (yapay damar, kemik greftleri) üretiminde kullanılır. 

• Farmasötik Ürünler:

  Kolajen cilt ve eklem sağlığını destekleyen takviyeler gibi farmasötik ürünlerin formülasyonunda yer alır. Kapsül ya da tablet şeklinde kullanılabilir. 

• Dermal Dolgular:

  Kolajen cilt elastikiyetini artıran bir proteindir. Bu nedenle daha pürüzsüz genç bir cilt için kırışıklıkları gidermede dermal dolgu malzemesi olarak kullanılır. 

• Hücresel Taşıyıcı ve Destek Malzemesi:         

  Kolajen biyouyumludur ve kıkırdak ve kemik hücrelerinin kültür ortamında kullanılır. Kolajen hücrelere destek sağlayarak hücrelerin büyümesini ve çoğalmasını teşvik eder. 

• Yapay Kemik ve Kıkırdak Üretimi:

  Kolajen doku mühendisliği çalışmalarında kemik ve kıkırdak dokuların rejenerasyonu için kullanılır. Kolajen matrisi hücrelerin organize olabileceği bir ortam yaratarak yeni dokuların oluşmasına yardımcı olur. 

• İmplant ve Greftlerde Kullanım:

  Kolajen matrisi kıkırdak doku hasarlarını onarmak ve kemik doku kayıplarını yeniden kazanmak için kullanılır. Cerrahi müdahalelerde kullanılan malzemelerde, yapay kemik greftleri ve implantlarda bulunabilir. 

• Yara İyileşmesi ve Rejenerasyon:

   Kolajen yaralı dokuların yeniden onarılması ve iyileşmesi için kullanılır. Sahip olduğu 3 boyutlu yapısı ile özellikle kemik kırıkları, yırtılmış kıkırdak dokuları, yanık yaralarının onarılmasında etkili olabilir. 

• Eklem Sağlığı ve Tedaviler:

  Kolajen eklem sağlığını desteklemek için osteoartrit gibi eklem rahatsızlıklarının tedavisinde takviye olarak ya da eklem içi enjeksiyon uygulamalarında yaygın olarak kullanılır. 

• Kozmetik Endüstrisi:

Kolajen cildin elastikiyetini artırır ve nem tutma kapasitesi ile cilde nemlilik kazandırır. Bu sayede ciltteki kırışıklıkları azaltarak cildin daha sağlıklı ve genç görünmesini sağlar. Tüm bu özellikleri ile kolajen pek çok kozmetik üründe tercih edilir. 

• Gıda Takviyeleri:

  Vücut içerisinde doğal olarak bulunan kolajen, eklem sağlığını desteklemek, kemikleri güçlendirmek ve saç, cilt, tırnak gibi dokuların iyileşmesini sağlamak amacıyla gıda takviyelerinde kullanılır. 

   

KOLAJENİN TİPLERİ NELERDİR?

Telokolajen: 

Telokolajen, kolajenin telopeptid kısımlarını içeren N-terminal ve C-terminal bölgeleri ile birlikte asidik ekstraksiyon yoluyla elde edilen yapıdır. Bu işlem ile kollajen lifleri daha stabil haldedir. Bu da telokolajenin üstün mekanik özelliklere sahip olmasını sağlayarak dokulardaki dayanıklılığını artırmaktadır. 

Atelokolajen:

Atelokolajen, kolajenin telopeptid bölgelerinin çıkarılmasıyla üretilir. Bu işlem, malzemenin daha düşük immünojeniteye sahip olmasını sağlar, yani vücutta daha az immün tepki uyandırır. Atelokolajen, genellikle tıbbi cihazlar ve doku mühendisliği uygulamalarında kullanılır. Bununla birlikte son yıllarda kozmetik sektöründe de kullanılmaktadır. 

Doğası Değiştirilmemiş Kolajen:

Doğası değiştirilmemiş kolajen, genellikle ‘‘undenatured collagen (UC)’’ ya da ‘‘native kollajen” olarak adlandırılan bir kollajen türüdür ve düşük sıcaklıklarda ekstraksiyon işlemine tabi tutularak elde edilir. Bu işlem sonucunda kolajen moleküllerinin doğal yapı ve fonksiyonlarına müdahele edilmeden, kimyasal değişikliğe uğratılmadan kolajenin bütüncül yapısı korunmuş olur. Etkinliği yüksek olan doğası değiştirilmemiş kolajen, eklem rahatsızlıklarında gıda takviyesi olarak yaygın kullanılmaktadır. 

Hidrolize Kolajen:

Hidrolize kolajen, genellikle güçlü asitler, güçlü alkaliler veya enzimatik işlemler uygulanarak edilen peptitleri ifade eder. Bu işlem, kolajenin daha küçük parçalara ayrılmasını sağlar. Hidrolize kolajen, eklem sağlığını desteklemek amacıyla tıbbi cihaz sektöründe, kolay emilim ve sindirim sağlaması amacıyla ise takviye edici gıda sektöründe kullanılır. Ayrıca cilt elastikiyeti artırarak yaşlanma belirtilerini azaltmak için kozmetik ve gıda takviyelerinde kullanılmaktadır. 

Jelatin:

Kolajenin ısıyla parçalanması sonucu oluşan jelatin, rastgele sarmallı tek bir polipeptittir. Yüksek immünojeniteye sahiptir ve genellikle gıda endüstrisinde jöle yapımında, şekerleme üretiminde ve diğer gıda uygulamalarında kullanılır.

TELOKOLAJEN, ATELOKOLAJEN, DOĞASI DEĞİŞTİRİLMEMİŞ KOLAJEN VE HİDROLİZE KOLAJEN FARKI NEDİR?

Kolajenin moleküler yapısı içinde, N-terminal ve C-terminal bölgelerinde sağ yönlü üçlü sarmal bölge ve telopeptit (sarmal olmayan) bölgelerinı barındırır. Bu telopeptid bölgeleri, iki α1 zinciri ve bir α2 zincirinden meydana gelir. Üçlü sarmal bölgesi türler arasında korunur ve düşük immünojeniteye işaret ederken, telopeptid bölgeleri yüksek immünojenite sergiler. Proteaz türü enzimler uygulanarak çıkarılan telopeptid bölgeleri, kolajenin özelliklerini koruyarak atelokolajen üretimini mümkün kılar.

Kolajen ve atelokolajenin üçlü sarmal yapısının ısıyla parçalanması, jelatinin oluşmasına yol açar. Jelatin, rastgele sarmallı tek bir polipeptittir ve yüksek immünojeniteye sahiptir. Hidrolize kolajen; güçlü asitler, güçlü alkaliler veya enzimatik işlemlerle elde edilen peptitleri ifade eder.