Коллаген, передовой даже по мировым меркам, создан в России. Большое исследование, которое легло в основу создания.

Дорогие читатели, исследования описанные в данной статье легли в основу создания первого в России коллагена, обладающим повышенной усвояемостью среди всех прочих. Это все благодаря извлечению коллагена из рыб. Компания Bio Farm Eco стала пионером в данной области и благодаря внедрению технологии в своё производство уже выпускает продукт под названием: Гендерный коллаген для женщин и Гендерный коллаген для мужчин

Я очень благодарен данной компании за возможность внести свой вклад в мировую фармацевтику!

1. Введение

Использование морского коллагена быстро растет благодаря его уникальным свойствам по сравнению с коллагеном млекопитающих, таким как отсутствие риска передачи заболеваний, отсутствие религиозных ограничений, экономичный процесс, низкая молекулярная масса, биосовместимость и его легкое усвоение организмом человека. В этой статье представлен обзор недавних исследований, проведенных с 2014 по 2022 год по извлечению коллагена из материалов морского происхождения, в частности рыбных субпродуктов. Представлены структура рыбьего коллагена, методы экстракции, характеристика и биомедицинское применение. Более конкретно, описаны и сравнены методы экстракции морского коллагена уксусной кислотой и глубоким эвтектическим растворителем (DES) для выделения морского коллагена. Кроме того, исследуется влияние параметров экстракции (температура, концентрация кислоты, время экстракции, соотношение твердого вещества к жидкому) на выход коллагена. Кроме того, были обобщены вопросы разработки биоматериалов и терапевтического применения морского коллагена.

Коллаген является наиболее распространенным структурным белком во внеклеточном матриксе различных соединительных тканей организма (т.е. Кожи, костей, связок, сухожилий и хрящей) (Рисунок 1а). Основное биомедицинское применение коллагена находилось в биоматериалах, особенно в качестве носителей лекарств и генов, тканевой инженерии, рассасывающихся хирургических швах, остеогенных материалах и костных пломбировочных материалах, гемостатических средствах, иммобилизации терапевтических ферментов и повязках для покрытия ожогов / ран. Коллаген является важнейшим компонентом процесса заживления ран; он действует как естественный структурный каркас или субстрат для роста новых тканей и играет важную роль на всех этапах заживления ран, включая гемостаз, воспаление, пролиферацию и ремоделирование . Коллаген, вырабатываемый организмами, определяется как эндогенный, который состоит из трех длинных аминокислотных цепей геликоидальной формы. Цепи полипептида, образованные повторяющейся последовательностью (Gly-X-Y), n образуют коллагены, где X и Y могут быть заняты любой аминокислотой, хотя эти позиции обычно занимают пролин и 4-гидроксипролин (Hyp, рисунок 1(b). Коллаген разрушается из-за старения, воздействия ультрафиолетового излучения и употребления табака. Разрушение коллагена приводит к появлению морщин, дряблости кожи, ригидности суставов и сухости кожи, и поэтому важно выявить новые ресурсы коллагена для регенерации тканей.

Рисунок 1

(a) Приблизительное содержание коллагена в различных тканях;
(b) Структура коллагеновых волокон, фибрилл, тройных спиралей альфа-цепей и аминокислотных остатков, 4-гидроксипролина (Hyp), глицина (Gly) и пролина. Структура аминокислотных цепей коллагена (c).

Экзогенный коллаген в основном используется в пищевых продуктах, биоматериалах и фармацевтике. В связи с широким спектром применения коллагена были исследованы альтернативные источники, такие как коллаген млекопитающих крупного рогатого скота и свиней. Тем не менее, вспышка таких заболеваний, как губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота (BSE), и религиозные ограничения ограничили применение коллагена на основе млекопитающих.

С другой стороны, в последние годы понятие “устойчивое развитие” стало одним из основных оплотов в рамках программ "зеленой экономики". В глобальном масштабе настоятельная необходимость перехода к экологически чистым альтернативам эксплуатации природных ресурсов была продиктована необходимостью решения растущих экологических и экономических проблем. В соответствии с этим экологическим подходом Европейская комиссия одобрила “Голубой рост”, долгосрочную стратегию, направленную на поддержку устойчивого роста в морском секторе. Согласно Карузо и др., было подсчитано, что более 50% тканей рыбы, включая плавники, головы, кожу и внутренности, выбрасываются как “отходы”, что превышает 20 миллионов тонн побочных продуктов в год. Однако использование субпродуктов из морепродуктов представляет собой растущую проблему. Более того, одной из наиболее привлекательных особенностей, характеризующих отрасль производства морепродуктов, от которой отказались, является высокое содержание ценного белка (10-25%) и соединений, богатых липидами (17-35%).

Таким образом, использование морских субпродуктов в качестве нового источника коллагена привлекает все большее внимание из-за их легкой экстракции, высокого содержания коллагена, усвояемости организмом человека с учетом его низкой молекулярной массы, биосовместимости, отсутствия рисков заболеваний животных и патогенов, экологичности, незначительного содержания биологических загрязняющих веществ и токсинов, менее значительных религиозных и этических ограничений и незначительных проблем с регулированием и контролем качества. Следовательно, многие исследования сосредоточили свои усилия на извлечении и характеристике коллагена из кожи различных рыб, таких как мелкопятнистая кошачья акула (Scyliorhinus canicula), рыба-кролик (Chimaera monstruosa), акула-фонарь (Etmopterus spp.), кошачья акула (Galeus spp.), скат-кукушка (Leucoraja naevus), обыкновенный атлантический гренадер ( Nezumia aequalis), треска (Gadus morhua), а также чешуя и плавники Catla catla и Cirrhinus mrigala.

Коллаген из кожи, костей и плавников рыб имеет низкую температуру денатурации (25-30 ° C для большинства видов рыб) по сравнению с коллагеном млекопитающих (39-40 °C) и переменный состав, что ограничивает его использование в биомедицине. Низкое содержание аминокислот (пролина и Hyp) в морском коллагене обуславливает низкую температуру денатурации, что затрудняет обращение с рыбьим коллагеном, поскольку он денатурирует при температуре тела человека. В настоящее время изучается коллаген морских беспозвоночных организмов, включая медуз и морских губок.

Основные функции коллагеновых волокон в тканях позвоночных заключаются в предотвращении преждевременного механического сбоя и содействии накоплению, рассеиванию и передаче энергии от опорно-двигательного аппарата или внешних воздействий. Коллагеновые волокна обеспечивают структурную поддержку всем органам тела и обеспечивают упругость, эластичность и прочность, необходимые для эффективного передвижения, регенерации тканей и восстановления посредством процессов механохимической трансдукции. Коллаген участвует в построении волокнистой сети клеток, называемых фибробластами, которые образуют основу для роста новых клеток. В таких областях, как дерма, коллаген играет активную роль в защите кожи, препятствуя поглощению и распространению патогенных веществ, токсинов окружающей среды, микроорганизмов и раковых клеток.

Существует несколько обзоров ресурсов коллагена для разработки биоматериалов, гидролизованного коллагена, а также источников и применений морского коллагена. Цель этой обзорной статьи - представить обновленный обзор состояния выделения коллагена из рыбных субпродуктов с особым акцентом на параметры, необходимые для выделения коллагена из рыбных субпродуктов, с использованием статей, опубликованных с января 2014 по июнь 2020 года.

2. Образование коллагена, стабильность и молекулярная структура

У позвоночных, таких как млекопитающие, рыбы и птицы, можно обнаружить 28 различных типов коллагена, которые кодируются по меньшей мере 45 различными генами. Коллаген является основным структурным белком, содержащимся во внеклеточном матриксе (ECM), на его долю приходится от 25% до 35% общего содержания белка в организме. Существует по меньшей мере 28 типов коллагена в зависимости от доменной структуры и их надструктурной организации, но 80-90% коллагена в организме состоит из типов I, II и III. Наиболее распространенный тип коллагена в организме, тип I, содержится в костях, коже, сухожилиях и органах. Тип II можно обнаружить в хрящевой ткани, а тип III - в ретикулярных волокнах, крови и коже. Коллаген III типа содержится в коже, стенках сосудов и ретикулярных волокнах легких, печени и селезенки (рисунок 1). Типы IX, XIV и XIX (FACIT: коллагены, связанные с фибриллами, с прерывистыми тройными спиралями) в небольших количествах связаны с фибриллообразующими типами, а типы IV, XIX и XVIII обнаружены в базальных мембранах клеточных мембран. Коллагены типов I-IV являются наиболее распространенными у беспозвоночных.

Одиночная молекула коллагена имеет длину около 300 нм и диаметр 1,5–2 нм, а многоколлагеновые молекулы образуют более крупные коллагеновые агрегаты, такие как фибриллы. Коллаген характеризуется структурой α-доменов с тройной спиралью, названной “тропоколлаген”, поскольку он состоит из трех различных α-цепей. Это три параллельные полипептидные нити, каждая из которых имеет конформацию левосторонней спирали, намотанной друг на друга подобно канату, образуя правостороннюю тройную спираль, или “суперспираль”, которая представляет собой общую плотно упакованную трехспиральную форму молекулы, стабилизированную множеством водородных связей. Для намотки трех левосторонних спиралей в правостороннюю тройную спираль требуется, чтобы каждая третья аминокислота представляла собой остаток глицина (Gly), в то время как многие из оставшихся позиций в цепи заполнены пролином и Hyp. Gly требуется на третьей позиции, потому что в переполненном центре трехцепочечной спирали нет места для более крупной боковой группы, чем один Н-атом Gly. Последовательность представляет собой повторяющийся паттерн X-Y-Gly, где X и Y могут быть отнесены к любым другим аминокислотным остаткам. Однако позиции X и Y часто занимают пролин и Hyp соответственно. Форма Pro–Hyp–Gly является наиболее распространенным трипептидом (10,5%) в коллагене.

Благодаря уникальной аминокислотной последовательности плотная тройная спираль коллагена особенно стабильна, и считается, что наличие Hyp в положении X способствует стабильности спирали. Гидроксильная группа Hyp играет существенную роль в стабилизации тройной спирали благодаря связыванию с пирролидиновым кольцом. Она повышает температуру денатурации и энтальпию денатурации коллагена. Более того, тройные спирали окружены сетью молекул воды, обеспечивающей термостабильность тройных спиралей благодаря высокой энтальпии денатурации, которая напрямую отражает количество водородных связей, а также функционирует как чувствительный параметр степени тройной спиральной структуры. Напротив, температура денатурации отражает энтропийный вклад в стабильность тройной спирали коллагена. Межцепочечные водородные связи стабилизируют три α-цепи в спирали и делают молекулу умеренно устойчивой к атаке других молекул. Эти водородные связи, которые возникают, когда аминогруппа (NH) остатка Gly образует пептидную связь с карбоксильными группами в соседнем полипептиде, помогают удерживать три цепи вместе.

2.1. Морской коллаген

Морские коллагены, такие как кожа рыбы, кости, хрящи и чешуя, включая источники как из морских позвоночных, так и из беспозвоночных, более биодоступны по сравнению с бычьим или свиным коллагеном и обладают более высокой способностью к всасыванию (до 1,5 раза эффективнее в организме) и более быстрой циркуляцией в кровотоке из-за их низкой молекулярной массы и малого размера частиц. Кроме того, коллагены на морской основе схожи с обычным бычьим и свиным коллагеном с точки зрения аминокислотного состава и биосовместимости. Рыбий коллаген может быть получен из различных рыбных побочных продуктов, таких как рыбные кости, чешуя и шкуры (рисунок 2а), которые ежедневно потребляются в разных частях мира и приводят к образованию большого количества отходов - от 50% до 70% исходного сырья, которое образуется в рыбных цехах и на перерабатывающих фабриках.

Рисунок 2

(a) Рыбьи кости, чешуя и кожа как источники коллагена. (b). Процедура извлечения коллагена из рыбных субпродуктов.

2.1.1. Рыбья кожа

Кожа рыбы обычно содержит коллаген I типа с высокой степенью чистоты (около 70%) в зависимости от возраста вида и сезона года. Коллаген из рыбьей кожи демонстрирует превосходную способность удерживать воду (около 6% от его веса при воздействии 63% влажности в течение 24 часов) и не оказывает раздражающего действия, поэтому подходит для нанесения на кожу. Исследование Бланко и др. коллагена из кожи двух видов костистых и двух видов хрящевых показало температуру денатурации коллагена в диапазоне от 23 до 33 ° C, в то время как коллаген, выделенный из кожи трески, денатурировался при температуре около 16 ° C, что, возможно, могло быть связано со средой обитания вида. Однако коллаген из кожи тилапии, сома, помфрета и макрели требует низкой температуры экстракции (чуть ниже 13,26 °C), длительного времени экстракции (74 ч) и дает выход 2,27% (в пересчете на содержание сухой массы). В другой работе Виджая и др. исследовали аллергенные свойства коллагена из кожи рыбы Паранг-Паранг. Выделение коллагена проводили с использованием 0,1 М NaOH в течение 12 ч, а перед экспериментом его гидролизовали с использованием 0,5 М уксусной кислоты (AcOH). Содержание неколлагенового белка составило 0,2163 мг/мл при выходе 1,915%. Говиндхарадж и др. исследовали использование коллагена, полученного из кожи угря (тип I), для приложений 3D-печати. Конечный выход коллагена составил около 4,2%. Сообщалось о аналогичном результате, при котором выход коллагена, извлеченного из рыбы-угря, составил 4,7% . Ахмед и др. исследовали использование бактериальных коллагенолитических протеаз (CP) для извлечения коллагена из кожи рыб в качестве альтернативного метода. Для производства CP они использовали две бактерии, Bacillus cereus FORC005 и Bacillus cereus FRCY9-2. Общий выход коллагена при обработке бактериями и в сочетании с кислоторастворимым коллагеном составил 188 и 177 г/ кг соответственно, что было больше, чем выход только при кислотной экстракции (134,5 г/ кг). Другим подходом к извлечению коллагена из кожи рыбы является использование воды, подкисленной CO2, которая использовалась для выделения коллагена из атлантической трески (Gadus morhua). Общее содержание пролиноподобных аминокислот в коллагене, экстрагированном подкисленной водой, составило 151/1000 остатков, с выходом экстракции 13,8% (по массе).

2.1.2. Рыбья чешуя Рыбья чешуя составляет значительное количество отходов рыбоперерабатывающей промышленности. Недавние исследования показали, что коллаген, полученный из рыбьей чешуи, обладает свойствами, типичными для коллагена I типа, состоящего из двух α1-цепей и одной α2-цепи. Исследование коллагена из чешуи тилапии (Oreochromis sp.) показало высокую температуру денатурации (57,9–79,0 ° C), что, возможно, связано с его высоким содержанием аминокислот и более высокими внутри– / межцепочечными связями (водородные связи, диполь-дипольные связи, ионные связи и ван-дер-ваальсовы взаимодействия). Напротив, коллаген, выделенный из чешуи свежего карпа (Cyprinus carpio), показал низкую температуру денатурации (32 °C). Коллаген из чешуи тилапии, сома, помфрета и макрели требует более высокой температуры экстракции (диапазон 16,6–19,03 °C) и более длительного времени экстракции (77,51 ч) с более низким выходом экстракции (0,13%) по сравнению с кожей рыбы (4,3%). Коллаген из рыбьей чешуи также обладает надлежащими свойствами водопоглощения (13,3%) и удерживания (15%), что делает его пригодным для медицинского и терапевтического применения. Раневая повязка на основе коллагена (паста и лист) из чешуи тилапии и серой кефали продемонстрировала отличную антимикробную активность против золотистого стафилококка и кишечной палочки методом дисковой диффузии. Более того, раневая повязка обладала высокой способностью закрывать раны (до 99,63%), что указывает на роль коллагена рыбьей чешуи в ускорении реэпителизации. Однако из-за высокого содержания кальция (16-59% от массы минерала) в рыбьей чешуе декальцинацию необходимо проводить с помощью этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА).

2.1.3. Рыбьи кости Коллаген из рыбьей кости обладает свойствами коллагена I типа, состоящего из двух цепей α1 и одной цепи α2. Исследование коллагена из костей тилапии (Oreochromis mossambicus) показало температуру денатурации 32,5 °C. Коллаген из рыбьих костей тилапии, сома, помфрета и скумбрии требует высокой температуры экстракции (16,6–19,03 ° C) и меньшей продолжительности экстракции (73,16 ч) по сравнению с рыбьей чешуей и кожей, а также имеет более низкий выход экстракции (0,64%) по сравнению с рыбьей кожей . Рамли и др. сообщили, что коллаген из кости Lutjanus sp. с выходом 4,535% (при концентрации белка 8,815 мг / мл) может быть использован в качестве природного противоопухолевого средства. Высокоинтенсивные импульсные электрические поля (PEF) являются одним из основных подходов к извлечению коллагена из рыбьей кости. В исследовании, проведенном Им и его коллегами, для выделения кальция, хондроитина и коллагена из отходов рыбьих костей применялся комбинированный метод полубионной экстракции (SBE) и PEF-обработок. В методе SBE процесс переваривания и всасывания в желудочно-кишечном тракте человека моделируется посредством повторяющейся кислотной и щелочной экстракции в различных диапазонах рН. Используя PEF 22,79 кВ/см, авторы извлекли 3,87 мг / мл коллагена, а комбинированный метод PEF и SBE был признан эффективным для выделения коллагена, кальция и хондроитина из рыбьей кости.

Та же группа в недавнем исследовании достигла максимального выхода коллагена в 16,13 мг / мл из рыбьих костей с использованием 1% пепсина при прочности PEF 20 кВ / см. Обессоливание также предлагается в качестве важного процесса при извлечении костного коллагена из-за высокого содержания в нем гидроксиапатита и кальция, которые удаляются EDTA или HCl во время предварительной обработки; однако использование HCl может привести к разрушению коллагена.

2.1.4. Рыбий хрящ Коллаген из рыбьего хряща состоит преимущественно из коллагена II типа и некоторых других типов коллагена в незначительных количествах, таких как тип IX и тип XI, обнаруженных в носовом хряще хоки (Macruronus novaezelandiae). Коллаген I типа содержится в хрящах Sphyrna lewini, Dasyatis akjei и Raja porosa. В хрящевой ткани амурского осетра (Acipenser schrenckii) коллаген I типа был обнаружен в солюбилизированном кислотой и солями коллагене, а тип II с другими второстепенными типами был обнаружен в солюбилизированном пепсином коллагене. Сообщалось, что коллагены, полученные из хряща Хоки, имеют сходный набор α-цепей, аминокислотный состав и структуру с коллагенами в хряще млекопитающих; и они могут иметь потенциал в качестве биоматериалов для лечения заболеваний, связанных с хрящом. Физико-химические и антиоксидантные свойства коллагена, выделенного из серебристой акулы (Carcharhinus albimarginatus), были оценены Jeevithan et al. Из этого хряща были извлечены кислоторастворимый коллаген II типа (ASC), солюбилизированный пепсином коллаген (PSC) и желатин II типа. Температура денатурации желатина II типа составила 32,5 °C, что выше, чем у двух других коллагенов (PSC и желатина II типа). Однако антиоксидантная активность в отношении 1,1-дифенил-2-пикрилгидразильных радикалов и восстанавливающая способность PSC были выше, чем у ASC II типа и желатина II типа. Коллагены, выделенные из серебристой акулы, могут быть подходящим кандидатом для биомедицинского применения благодаря их более высокой антиоксидантной активности. В другом исследовании Luo и соавт. [61] получили ASC и PSC из хрящей сибирского осетра (Acipenser baerii) с выходом 27,13 ± 1,15% и 14,69 ± 0,85% соответственно. Согласно результатам, коллагены из этого хряща могут быть подходящей альтернативой коллагенам млекопитающих II типа.

Коллаген рыбьего хряща имеет более низкую температуру денатурации, чем бычий коллаген, в диапазоне от 26,3 ° C до 35,9 ° C, что связано со средой обитания вида; например, низкая температура денатурации коллагена hoki collagen соответствует среде обитания в холодной воде. Альтернативно, коллаген кеты (Oncorhynchus keta) денатурируется при 19 °C, в то время как коллаген акулы денатурируется при температуре около 30 °C. Такая температурная нестабильность ограничивает применение некоторых биоматериалов, полученных из коллагена, в медицине человека. Поэтому необходимы дальнейшие исследования, чтобы найти столь же устойчивую альтернативу рыбьему коллагену с более высокой температурой денатурации, которая более удобна для биомедицинских применений и могла бы гарантировать лучшие характеристики с точки зрения термической и механической стабильности. Помимо термической стабильности, состав / структура коллагена должна быть максимально схожа с коллагенами млекопитающих, особенно для биомедицинских применений.

3. Методы извлечения коллагена

На основе морских источников могут быть использованы различные методы извлечения. Однако общая процедура выделения коллагена включает подготовку, экстракцию и извлечение (рисунок 2 b).

Приготовление в основном состоит из промывания, очистки, отделения частей животного происхождения и уменьшения размера путем разрезания или измельчения образцов для облегчения последующей предварительной обработки образцов. После получения препарата проводится мягкая химическая предварительная обработка для повышения эффективности экстракции и удаления неколлагенистых веществ. Как правило, в зависимости от сырья и метода экстракции могут проводиться различные предварительные обработки (щелочная или кислотная). Предварительная обработка используется разбавленной кислотой или основанием для разрушения сшитого коллагена перед экстракцией из-за наличия сшитого коллагена в соединительной ткани животных. Действительно, происходит частичный гидролиз, который сохраняет цепи коллагена неповрежденными.

При кислотной форме предварительной обработки сырье погружают в раствор кислоты. Проникающий раствор в структуру коллагена позволяет ему набухать в два или три раза по сравнению с первоначальным объемом, что приводит к разрыву нековалентных межмолекулярных и внутримолекулярных связей. Предварительная щелочная обработка в основном выполняется с использованием гидроксида натрия (NaOH) и гидроксида кальция (Ca(OH)₂) в течение периода, который может занять от нескольких дней до нескольких недель. Однако использование NaOH более удобно из-за более высокой способности к набуханию, что облегчает извлечение коллагена за счет увеличения скорости переноса массы в тканевой матрикс.

Более того, перед этапом экстракции требуется деминерализация сырья для повышения эффективности извлечения коллагена из частей тела с высоким содержанием минералов, таких как кости, хрящи и чешуя. Обычно деминерализацию можно выполнить с использованием либо EDTA, либо HCl.

Коллагеновые волокна представляют собой тройную спираль со стабильными межмолекулярными и внутримолекулярными водородными связями, которые делают коллагеновые волокна нерастворимыми в воде. Следовательно, для экстракции требуется использование специальных методов экстракции, чтобы увеличить солюбилизацию коллагеновых белков и завершить их выделение. Экстракция солюбилизированного кислотой коллагена (ASC), экстракция солюбилизированного пепсином коллагена (PSC), экстракция глубоким эвтектическим растворителем (DES) и экстракция сверхкритической жидкостью (SF) являются основными методами, описанными в литературе для выделения коллагена из рыбных субпродуктов.

3.1. Процедура кислотной экстракции

ASC известен тем, что коллаген извлекается только кислотой. Кислоты (такие как HCl и AcOH) гидролизуют тройную спираль коллагена и солюбилизируют его отдельные цепи в растворе, где происходит деполимеризация тяжелых белков в более короткие пептиды (0,3–8 кДа). Взаимодействие кислоты с молекулами коллагена разрушает поперечные связи, присутствующие в коллагеновой спирали, и повышает эффективность извлечения. Поэтому представляет большой интерес исследовать эффективность экстракции с использованием различных кислот для максимального повышения чистоты и выхода экстрагируемого коллагена. Расщепление тройной спирали, осуществляемое кислотами, схематично показано на рисунке 4.

AcOH является одним из наиболее распространенных соединений, с помощью которых осуществляется извлечение коллагена из животных и морских источников. Диапазон концентраций кислотного экстракционного раствора составляет от 0,5 до 1 Мкл, что позволяет расщеплять внутри- и межмолекулярные поперечные связи, не влияя на структуру коллагеновых цепей. Хотя в большинстве исследований исследователи используют 0,1 или 0,5 М AcOH для извлечения коллагена из кожи рыб, Тан и соавт. исследовали эффект использования различных кислот (AcOH, соляная кислота, лимонная кислота и молочная кислота, W: V = 1: 50), соотношений жидкости и твердого вещества и различного pH (1.8, 2.1, 2.4, 2.7 и 3.0) об извлечении коллагена из кожи сома различными методами (кислотными, с использованием гомогенизации и пепсиновых методов экстракции). Метод с использованием пепсина и гомогенизации (PHSC) показал самое высокое извлечение белка (64,19% при рН 2,4 в пересчете на HCl). Что касается метода кислотной экстракции, то скорость извлечения белка, выделенного из кожи с помощью HCl при рН 2,4, составила 42,36% (самый высокий показатель), за которым следует экстракция с рН 2,7 AcOH (39,45%). Это исследование противоречило другим исследованиям, в которых сообщалось о более низком выходе экстракции коллагена HCl по сравнению с AcOH. Причина может быть в различных концентрациях используемой кислоты, а также в том, что рН смеси не поддерживался на начальном уровне, который имел тенденцию меняться со временем экстракции.

Влияние AcOH в диапазоне 0,2–1,0 Мкм на извлечение коллагена из кожи подошвы рыбы было определено Arumugam et al., в то время как остальные переменные были постоянными. Выход коллагена постепенно увеличивался с увеличением концентрации AcOH, так что максимальный выход составил 15,968 мг/ г при 0,6 М AcOH. Однако при превышении 0,6 М выход коллагена снижался.

Янг и др. изучали взаимодействие между молекулами коллагена и раствором AcOH. Агрегированное состояние молекул коллагена и концентрация AcOH были связаны друг с другом таким образом, что критическая концентрация агрегации коллагена увеличилась с 0,518 до 1,581 мг/ мл при изменении концентрации AcOH с 0,1 до 2,0 Мг/мл. Было исследовано реологическое поведение раствора коллагена в зависимости от концентрации AcOH, чтобы понять взаимодействие между молекулами коллагена и кислотным растворителем. Все образцы показали поведение при истончении при постоянном сдвиге, которые могут быть использованы в качестве биоинъекций для 3D-печати. С увеличением концентрации AcOH повышалась способность коллагена к текучести, что могло быть связано с уменьшением вязкости. В дополнение к AcOH для извлечения коллагена использовались лимонная и молочная кислоты.

3.2. Процедура извлечения AcOH с помощью пепсина

Экстракция AcOH пепсином является вторым основным методом извлечения коллагена, который позволяет расщеплять телопептидные участки тройной спирали, облегчая выщелачивание коллагеновых пептидов в растворе и увеличивая выход экстракции. PSC - это известный пепсин, который добавляют в процесс экстракции (рисунок 3). Поэтому во многих исследованиях использовалась предварительная ферментативная обработка с использованием пепсина для расщепления телопептидных концов коллагеновых цепей, чтобы облегчить удаление белков из оставшегося матрикса. Несколько факторов играют решающую роль в эффективности методов экстракции AcOH с использованием пепсина, таких как концентрация пепсина, время гидролиза и соотношение твердое/ жидкое (S / L) в коллагене, солюбилизированном пепсином, которые необходимо оптимизировать для получения более ценных результатов. Влияние концентрации пепсина на выход экстракции растворимого в пепсине коллагена исследовали при неизменных других параметрах экстракции. Увеличение концентрации пепсина (с 800 до 1200 Ед/г) привело к впечатляющему увеличению выхода выделения (с 66,35% до 79,93).

Рисунок 3

Разница между методами извлечения кислоторастворимого коллагена (ASC) и пепсинорастворимого коллагена (PSC).

Более того, Джунианто и соавт. исследовали влияние концентрации как AcOH, так и фермента пепсина при выделении коллагена из кожи рыбы нилем. Для этой цели они использовали три различные концентрации AcOH и фермента пепсина. Результаты показали, что максимальный выход экстракции коллагена (6,18%) был получен при комбинированной обработке концентрации 0,7 М раствора AcOH ферментом пепсином в 1,0%.

4. Влияние параметров экстракции на выход коллагена

Существует несколько параметров, таких как температура, время и концентрация растворителя, которые влияют на выход коллагена из рыбных источников. Влияние каждого из этих параметров следует учитывать и оптимизировать, чтобы определить подходящие диапазоны для проведения экспериментов по выделению коллагена.

4.1. Влияние температуры на извлечение коллагена

Температура извлечения коллагена зависит от типа субстратов для извлечения коллагена. Диапазон температур для извлечения коллагена из кожи рыб обычно составляет от 4 до 25 ° C, поскольку температура денатурации рыбьего коллагена составляет от 30 до 40 °C.

Кроме того, при использовании пепсина более разумно поддерживать низкую температуру (4-10 °C), поскольку этот фермент очень чувствителен к высоким температурам (выше 60 °C), что может привести к его самоперевариванию и дезактивации. Когда расщепляющее действие пепсина заканчивается, образцы обычно нагревают до 90 ° C в течение нескольких минут, чтобы дезактивировать фермент, предотвращая его дальнейшее разрушение коллагеновых структур.

Что касается массообмена, происходящего во время экстракции, повышение температуры вызовет падение вязкости экстракционного раствора, что приведет к увеличению общей скорости массообмена. Тем не менее, повышение температуры выше точки денатурации коллагена приведет к термической деградации выделенных белков. Извлечение коллагена из рыбных источников в основном осуществляется при температуре от 4 до 10 °C, что позволяет пепсину расщеплять поперечные связи в тройной спирали коллагена, не повреждая структуру пептидов.

4.2. Влияние времени экстракции

Влияние времени экстракции на выход коллагена можно объяснить с точки зрения скорости массообмена. Извлечение строго контролируется процессом диффузии, который зависит от времени; следовательно, извлечение коллагена будет увеличиваться с увеличением времени экстракции.

Тем не менее, чрезмерная продолжительность экстракции может привести к деградации выщелачиваемых пептидов. В таком случае кислотный раствор начинает разрушать цепочки коллагена, провоцируя их разложение и снижая конечный выход экстракции. Кроме того, длительное время экстракции сделало бы процесс экстракции непригодным для промышленного масштабирования. Например, Арумугам и др. сообщили, что выход коллагена из кожи единственной рыбы увеличивался с течением времени, но затем выход снижался. Оптимальное время для достижения максимального выхода составляло 36 часов. Однако в другом исследовании увеличение времени экстракции изменило выход с 15,3 до 19,3%.

Кроме того, Альфаро и др. исследовали оптимальные условия для извлечения коллагена из тиляпии Вами. Оценивалось влияние четырех параметров, таких как концентрация NaOH, концентрация H2SO4 и температура экстракции, а также время экстракции. Влияние времени выделения изучалось в разное время (3-15 ч), и результаты показали, какое время оказывает существенное влияние, так что увеличение времени экстракции с 3 до 15 ч привело к увеличению выхода на 1,72%.

4.3. Влияние концентрации растворителя

Большинство методов извлечения коллагена AcOH проводились с использованием 0,5 М AcOH. Более высокая молярность может вызвать деградацию пептидов, тем самым снижая как выход, так и чистоту конечного продукта. Арумугам и др. изучали влияние концентрации AcOH на выработку коллагена из кожи камбалы, используя диапазон концентраций от 0,2 до 1 Мкм, в то время как все остальные экспериментальные переменные оставались постоянными. Когда концентрация AcOH достигла 0,6 М, выход коллагена увеличился до 16 мг коллагена/ г рыбьей кожи. За пределами 0,6 М выход коллагена снизился до 12,5 мг коллагена / г рыбьей кожи из-за эффекта разложения, вызванного избытком кислоты.

Кроме того, для извлечения коллагена можно использовать другие органические кислоты, такие как лимонная и молочная. Неорганические кислоты (например, HCl) также могут применяться для извлечения коллагена; однако их эффективность ниже по сравнению с органическими кислотами. Органические кислоты более эффективны в солюбилизации несшитого коллагена и разрушении некоторых межцепочечных сшивок в коллагене. Таким образом, из-за низкой стоимости и превосходных эксплуатационных характеристик AcOH является наиболее используемым органическим растворителем для выделения коллагена из рыбных субпродуктов.

Еще одним важным фактором, связанным с извлечением AcOH, является действие пепсина, используемого для разрезания телопептидных концов тройной спирали коллагена. Нельзя пренебрегать влиянием концентрации пепсина (от 1 до 10%): большее количество молекул фермента увеличивает скорость расщепления концов телопептидов, тем самым ускоряя выщелачивание и гарантируя более эффективное извлечение коллагеновых пептидов. Когда концентрация пепсина достигает порогового значения (около 10%), которое зависит от природы и количества используемого исходного материала, все участки телопептида подвергаются расщеплению. В таком случае, увеличение количества пепсина выше порогового значения может снизить выход экстракции, поскольку это приведет к разложению солюбилизированных молекул коллагена.

4.4. Влияние соотношения твердого вещества к жидкому

Соотношение S / L определяется как количество твердого источника коллагена, деленное на массу жидкого раствора, используемого для экстракции. В целом, увеличение количества раствора усиливает взаимодействие между свободными протонами и аминокислотами коллагеновых цепей, тем самым улучшая расщепление поперечных связей, присутствующих в коллагеновой спирали. Уменьшение соотношения твердого вещества к жидкому увеличивает скорость деполимеризации пептидов, поскольку большое количество кислоты приводит к фрагментации цепей коллагена, в результате чего получается продукт, богатый пептидами с более низкой молекулярной массой. Поскольку размер молекул этих белков в значительной степени определяет их функциональность в биологических процессах, соотношение твердого вещества и жидкости необходимо регулировать с учетом применения выделенного продукта.

В некоторых исследованиях использовалось соотношение S / L от 1/40 до 1/50, что ниже по сравнению с другими исследованиями, где использовалось соотношение твердого к жидкому, равное 1/10. По мере увеличения количества растворителя ткани рыбы будут подвергаться воздействию большего количества свежего раствора, тем самым повышая скорость солюбилизации коллагеновых пептидов. Различные соотношения S / L, такие как 1/25, 1/35, 1/45, 1/55 и 1/65, использовались для изучения влияния соотношения S / L на выход экстракции растворимого в пепсине коллагена из кожи гигантского горбыля (Nibea japonica) при концентрации пепсина 1200 Ед / г и времени гидролиза 8 ч в 0,5 М AcOH Yu et al. (Рисунок 4). Выход экстракции был значительно увеличен при увеличении соотношения S/ L с 1/25 до 1/55, так что соотношение 1/55 было выбрано в качестве оптимального условия. Затем, при увеличении соотношения S / L с 1/55 до 1/65, выход экстракции был снижен. Сообщается, что оптимальное соотношение твердого вещества к жидкости для экстракции AcOH составляет примерно от 1/40 до 1/60.

Рисунок 4

Влияние времени и соотношения твердое /жидкое вещество на выход коллагена из (a,d) кожи трески, (b,e) кожа единственной рыбы, перепечатано с разрешения Elsevier (4851440916595), и (c,f) кожа гигантского горбыля, перепечатано с разрешения (Creative Common CC ПО лицензии открытого доступа.)

5. Другие методы извлечения

Хотя методы кислотной экстракции являются основными подходами к выделению коллагена, высокая кислотность, длительное время обработки и высокая температура при методах кислотной экстракции могут негативно влиять на высокую степень деградации растворимых цепей коллагена. Поэтому необходимо исследовать новые технологии обработки, которые позволяют лучше сохранять целевые пептиды. Следовательно, многие исследователи сосредоточили свое внимание на разработке инновационных и устойчивых методов извлечения для достижения более высоких выходов коллагена с использованием дешевых и менее токсичных материалов.

5.1. Глубокая экстракция эвтектическим растворителем (DES)

DES представляет собой смесь двух соединений: одно действует как акцептор водородных связей (HBA), в то время как его партнер действует как донор водородных связей (HBD). Метод DES в основном основан на обильных, малотоксичных и биоразлагаемых природных компонентах (хлорид холина, щавелевая кислота, мочевина, этиленгликоль), которые делают DES особенно подходящим для извлечения ценных химических веществ из побочных продуктов животного, морского и растительного происхождения.

Из шести различных DES, исследованных Bai et al. (2017), смесь хлорида холина (CC) и щавелевой кислоты (OA) оказалась наиболее эффективной, продемонстрировав эффективность извлечения, близкую к 90% для кожи трески. Это значение почти в четыре раза превышает выход экстракции, полученный при извлечении AcOH из кожи тилапии (27,2%). Таким образом, сорастворитель CC-OA представляет собой устойчивую альтернативу для выделения коллагеновых пептидов из побочных продуктов морской переработки.

Соотношение CC/OA в методе экстракции DES существенно влияет на эффективность извлечения коллагена. Различные соотношения CC/OA были протестированы в диапазоне от 1/0,6 до 1/1,4, при этом анализируемые системы поддерживались при одной и той же температуре (т.е. 45°C). Сначала при увеличении количества щавелевой кислоты при постоянном количестве хлорида холина наблюдалось повышение эффективности экстракции до достижения соотношения 1/1; затем было измерено небольшое снижение выхода. По мере увеличения количества щавелевой кислоты увеличивается и количество свободных протонов в растворе, что приводит к увеличению числа взаимодействий со спиралями коллагена и облегчает вымывание пептидов. Тем не менее, щавелевая кислота также увеличивает вязкость раствора до тех пор, пока это отрицательно не скажется на скорости массообмена.

Кроме того, Бай и др. исследовали влияние температуры экстракции CC-OA на выход коллагена из шкурок трески. Эффективность извлечения коллагена неуклонно возрастает с повышением температуры, пока не достигнет плато от 65 до 75 °C. Более высокие температуры вызывают снижение вязкости раствора, что увеличивает коэффициент массопередачи и, следовательно, скорость выщелачивания. Кроме того, повышение температуры улучшило чистоту получаемого коллагена до достижения минимальной точки, соответствующей 55 °C. Кроме того, благодаря усиленной полимеризации цепей коллагена при температуре выше 55 ° C эффективность повышается до 95,68%.

Было проведено сравнение влияния времени экстракции и соотношения S/ L на выход коллагена при трех способах выделения, включая DES, кислотный и пепсинизированный AcOH из кожи трески, кожи камбалы и кожи гигантского горбуна (рисунок 4 a–f). Выход коллагена при процедурах экстракции AcOH и DES с использованием пепсина был выше (около 85% при соотношении 1/55 Л/Л), чем при процедурах кислотной экстракции. Однако наибольшая эффективность принадлежит экстракции DES (99,72%). Хотя выход коллагена сначала увеличивался, а затем со временем уменьшался при методе кислотного выделения, при двух других подходах это количество увеличивалось на ранней стадии, а затем оставалось постоянным или увеличивалось с небольшим наклоном.

5.2. Сверхкритическая жидкостная экстракция (SFE)

Сверхкритическая жидкостная экстракция (SFE) стала одним из самых популярных экологически чистых методов извлечения химических соединений. Сообщалось о нескольких преимуществах сверхкритической жидкостной экстракции по сравнению с традиционными или классическими процессами экстракции, таких как улучшенная селективность, более высокие выходы экстракции, лучшие возможности фракционирования и меньшее воздействие на окружающую среду. SFE основан на использовании жидкости при давлениях и температурах, превышающих критическую точку, для достижения значительных физических изменений, которые изменят его возможности в качестве растворителя. CO2 является наиболее часто используемой молекулой для метода SFE из-за низкой токсичности, экономической эффективности, высокой доступности, стабильности, воспламеняемости, приемлемости для окружающей среды и мягких условий эксплуатации (умеренное давление и температура). Кроме того, после экстракции из водной среды может выделяться СО2, и, следовательно, будет получено очищенное соединение. В последнее время SFE используется для извлечения коллагена из морских отходов вместо традиционной экстракции на основе кислоты.

Сообщалось, что для кожи трески выход коллагена составляет 13,8, 5,72 и 11,14%, при этом эти значения были получены с помощью процедур экстракции SFE, AcOH кислотой и пепсином соответственно. В другой работе SFE использовался для выделения коллагена и желатина из морских губок. Для достижения наивысшего выхода условия эксплуатации были оптимизированы таким образом, чтобы выход коллагена составлял приблизительно 10%.

5.3. Экструзия и экстракция коллагена с помощью ультразвука

Высокотемпературные процессы короткого действия (HTST) и с высоким усилием сдвига - это две характеристики экструзионной варки, которые уже много лет используются для производства продуктов питания для людей и кормов для животных. Формование и вспучивание зерновых культур, приготовление в пищевой промышленности и текстурирование белков могут осуществляться методом экструзионной варки. За процессом экструзии следуют различные реакции, такие как термическая обработка, денатурация белка, измельчение, гидратация, желатинизация, сдвигание, смешивание, придание формы, вспучивание, частичное обезвоживание, изменение текстуры и уничтожение микроорганизмов или других токсичных соединений. Как правило, некоторыми из существенных преимуществ экструзионной варки являются простота в эксплуатации, непрерывность производства, небольшие затраты труда, низкие трудозатраты и ограниченное количество отходов, а также разнообразие продуктов. В результате метод экструзии может быть использован для предварительной обработки для извлечения коллагена из рыбных субпродуктов. Экструзионно-гидроэкстракционная обработка (EHE) направлена на повышение растворимости цепей коллагена, присутствующих в образце, с использованием предварительной экструзионной обработки. Хуанг и др. сообщили, что высокое давление, достигаемое в чешуе тилапии во время экструзии, обеспечивает выход коллагена от 7,5 до 12,3%, что в 2-3 раза выше, чем при обычной процедуре экстракции AcOH.

Однако другие исследования были сосредоточены на использовании предварительной обработки ультразвуком для повышения экстрагируемости коллагеновых пептидов. Ультразвук вызывает кавитацию в жидком растворителе, образуя микропузырьки, сжатие которых повреждает ткани рыбы и увеличивает площадь контакта между жидкостью и твердым веществом в диапазоне волн от 20 до 1000 кГц. Силы сдвига, создаваемые кавитационными пузырьками, зависят от их размера, так что с увеличением частоты ультразвука размер пузырьков уменьшается, а силы сдвига увеличиваются. Zou et al. сообщили, что выход коллагена, экстрагированного из мягкошерстного калипаша черепахи, увеличился на 16,3% при использовании предварительной обработки ультразвуком (24 мин, 200 Вт и 24 кГц ультразвука) по сравнению с выходами, измеренными при обычной экстракции AcOH. Таким образом, оба метода положительно влияют на конечный выход коллагена и должны быть изучены в будущих исследованиях.

6. Методы определения характеристик коллагена

Как правило, хорошее знание и характеристика коллагена, выделенного из морских видов, приведет к установлению логической взаимосвязи между результатами и особенностями структуры. Это может помочь исследователям контролировать результаты, изменяя структуру. Для характеристики морского коллагена (в растворе или твердом состоянии) можно использовать несколько методов, учитывающих структурные, химические и морфологические свойства.

6.1. Химический состав коллагена

Инфракрасное преобразование Фурье (FTIR) - это инструмент, который используется для оценки и распознавания присутствия коллагена и химического состава, а также для определения его типа. Более того, его можно использовать для сравнения состава коллагена, извлеченного с помощью различных подходов, или для исследования влияния методов выделения на состав коллагена. Например, Чуайчан и др. изучали ИК-спектры коллагенов, извлеченных с использованием процедур экстракции AcOH кислотой и пепсином из чешуи морского окуня. Спектры ИК-спектроскопии показали, что анализируемый коллаген соответствует типу I, и показали, что функциональные группы, присутствующие в тройной спирали, не были повреждены применяемыми методами обработки. Таким образом, процесс экстракции не затронул функциональные группы. Тем не менее, можно заметить различия в ширине и высоте соответствующих сигналов на нескольких графиках, что может быть связано с различными экспериментальными условиями каждого исследования (например, с разными растворителями с разной концентрацией). Почти весь коллаген, извлеченный из морских видов, был типа I.

6.2. Характеристика чистоты коллагена и его распада

Электрофорез, такой как электрофорез в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (SDS-PAGE), обычно используется для идентификации структуры белка и определения молекулярно-массового распределения коллагеновых пептидов. С помощью этого инструмента можно отделять белки и их фрагменты друг от друга в зависимости от их размера. Хотя белок с более крупной цепью удерживается в геле, мельчайшие фрагменты проходят через гелевую сетку. Определение типа коллагена путем сравнения коллагенов, полученных из других источников в качестве эталона, возможно, когда коллагеновые полосы похожи. Кроме того, возможна идентификация аминокислотных последовательностей в коллагене того же типа. Коллаген, состоящий из трех альфа-цепей, может быть как одной, так и разными альфа-цепями в зависимости от типа коллагена. Например, коллаген I типа состоит из двух цепей альфа-1 и одной цепи альфа-2, в то время как коллаген II типа содержит три цепи альфа-1. Более того, димеры (β-цепи) или тримеры (γ-цепи) можно найти на СТРАНИЦЕ SDS на основе их сборки и посттрансляционной модификации. Как правило, рыбий коллаген состоит из двух цепей альфа-1 и одной цепи альфа-2 (около 100 кДа).

Более того, димеры (161 кДа) и тримеры были обнаружены у различных выброшенных видов рыб (рыба-кролик, скат кукушка, обыкновенный атлантический гренадер). В отличие от других видов, у рыбы-кролика наблюдается очень слабый пик бета-компонента, а альфа-2-компоненты практически не видны.

Результаты получения коллагена SDS-PAGE из чешуи тилапии с помощью двух подходов, процедур acid и EHE, показаны на рисунке 5. Используемый метод экстракции не влияет на молекулярно-массовое распределение коллагеновых пептидов. Кроме того, интенсивность полосы α1 была в 2 раза выше, чем у α2. Это связано с наличием двух идентичных субъединиц α1 и одной из α2 в коллагене I типа. Как показано на рисунке 5, молекулярные массы цепей α2 и α1 в каждом случае находились в пределах 116-121 кДа и 126-132 кДа соответственно. Вместо этого бета-диапазон был расположен на более высоком уровне (приблизительно 255 кДа).

Рисунок 5

(a) Белковая структура кислоторастворимого коллагена из кожи и чешуи тилапии. Перепечатано с разрешения Elsevier (4851441506573), и (b) структура белка для процедур экструзии-гидроэкстракции (EHE) из кожи тилапии. Перепечатано с разрешения Elsevier (4851450130304).

6.3. Вторичная структура коллагена

Подобно другим белкам, вторичную структуру, связывание и сворачиваемость коллагена можно оценить с помощью кругового дихроизма (CD), который основан на измерении различного поглощения света с правой и левой круговой поляризацией. Действительно, круговой дихроизм (CD) может указывать на то, что экстрагированный коллаген имеет нативную тройную спиральную структуру или денатурированную форму–спиральную структуру.

Хотя круговой дихроизм является быстрым методом, исследование свойств сворачивания некоторых белков, таких как коллаген и коллагеновые фрагменты, занимает больше времени по сравнению с другими белками из-за их медленного процесса сворачивания. Следовательно, следует выполнять предварительную укладку, особенно для белков с неизвестными свойствами сворачивания. Перед проведением анализа кругового дихроизма (CD) белок следует предварительно подержать от нескольких часов до нескольких дней при температуре 25 ° C или на льду (в холодильнике). Сверхспиральная вторичная структура из полипролина (тип II) тройной спирали коллагена имеет четко выраженные CD-переходы, содержащие положительную и отрицательную полосы при 222 и 195 нм соответственно. Однако желатин, как денатурированный продукт коллагена, не имеет какого-либо характерного сигнала CD, что может демонстрировать, что сигналы CD коллагена в основном обусловлены упорядоченной фибриллой, состоящей из трехспиральных звеньев.

CD-спектроскопия в сочетании с другими методами, такими как реология, может проложить путь к получению полезной информации о вторичной структуре фибрилл коллагена I типа и эволюции сигнала коллагеновых фибрилл, что позволит по-новому взглянуть на биоматериалы на основе коллагена.

6.4. Анализ выхода коллагена и аминокислот

Результаты расчетов по извлечению коллагена для мяса и мясопродуктов соответствуют рекомендациям стандарта Iso (ISO 3496: 1994). Отношение экстрагированного Hyp к его начальной концентрации в рыбном субпродукте измеряется как выход коллагена для расчета выхода экстракции; количество Hyp используется потому, что это исключительная аминокислота для коллагена (около 30% всех аминокислот в коллагене), и его количество незначительно в других белках. Таким образом, его количество используется для расчета выхода экстракции.

Разделение, идентификация и количественное определение аминокислот были исследованы с использованием хроматографических методов. Хорошо известно, что коллаген I типа богат Gly, аланином, пролином и Hyp. Основными аминокислотами, присутствующими в экстрагированных коллагенах, являются аланин, Gly, пролин и Hyp, что подтверждает наличие коллагена типа I. Кроме того, нет существенных различий между аминокислотными профилями в коллагенах, экстрагированных различными методами. Таким образом, все процедуры экстракции, представленные в этом обзоре, подходят для выделения коллагена типа I.

6.5. Термические свойства коллагена

Высокая температура приводит к раскрытию структуры молекул коллагена. Максимальные температуры перехода и денатурации коллагена определяются путем измерения потока калориметрической энергии. Тепловые свойства коллагена оцениваются методом дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC). При увеличении нагрева в DSC коллаген поглощает тепло и при определенной температуре (разной для каждого вида) начинает разворачиваться. ДСК может использоваться для оценки термостабильности коллагена, которая напрямую связана с присутствием аминокислот в цепи коллагена. Например, коллаген с большим содержанием Hyp имеет более высокую температуру денатурации из-за присутствующей в Hyp гидроксильной группы, которая может участвовать в качестве донора водорода через α-цепи. Чуайчан и др. сообщили, что коллаген, экстрагированный пепсином, который имел более высокое содержание Hyp, показал максимальную температуру денатурации 39,32 °C и изменение энтальпии (ΔH) 0,91 Дж / г, в то время как температура денатурации и ΔH образца коллагена, выделенного кислотой, составили 38,17 °C и 0,72 Дж / г соответственно. В другом исследовании содержание Hyp было извлечено из кожи и плавательного пузыря морского окуня (Количество кальцинированных лат) составило 79 и 83 (остатки на 1000 остатков) соответственно. Максимальная температура плавательного пузыря составила 35,02 °C, а кожи - 33,33 °C. Кроме того, ΔH плавательного пузыря (0,918 Дж/г) было выше, чем ΔH кожи (0,860 Дж/г).

7. Применение биоматериалов из морского коллагена

Благодаря растворимости в воде, безопасности, биосовместимости, биоразлагаемости и легкой экстрагируемости, а также низкой иммуногенности морской коллаген привлек научное внимание для применения в качестве биоматериала. С другой стороны, из-за огромного количества побочных продуктов из морских отходов, таких как рыбья кожа, кости, чешуя, хрящи и головы, морской коллаген используется в различных областях применения биоматериалов, таких как разработка костных тканей, тканевая инженерия и регенерация кожи, тканевая инженерия хряща, перевязка ран, доставка лекарств и т.д.

Одной из основных целей тканевой инженерии является регенерация поврежденных, больных или удаленных органов и тканей с использованием пористых, биосовместимых и биоразлагаемых каркасов. Регенерация кости включает в себя формирование и резорбцию кости, что является сложным физиологическим процессом. Травмы, инфекции, аномалии скелета, резекция опухоли, некроз сосудов, атрофические несращения и остеопороз являются факторами, вызывающими дефекты и повреждения костей. Имплантация аллотрансплантата, остеокондуктивных каркасов, клеток-остеопрогенераторов, свободного васкуляризированного трансплантата малоберцовой кости и дистракционный остеогенез - это несколько различных стратегий усиления процесса регенерации кости. Остеогенная активность каркаса, изготовленного из морского коллагена, была изучена для применения в инженерии костной ткани. Эланго и др. извлекли коллаген из хряща голубой акулы, а затем приготовили три типа каркасов из его коллагена, включая коллаген, коллаген–хитозан и коллаген–гидроксиапатит. Были исследованы физико-функциональные свойства, механические свойства, биосовместимость и остеогенез каркасов. Образец коллагена и гидроксиапатита имел жесткость 8,95 МПа, водосвязь 231%, хорошую биосовместимость и низкую скорость биодеградации. Для определения дифференцировки кости и минерализации каркасов исследователи использовали активность щелочной фосфатазы (ALP) после 3 дней инкубации клеток остеобластов (hFOB). ALP коллаген–гидроксиапатита составлял приблизительно 35 Ед/ л, что было выше, чем активность ALP в других образцах. В другой работе была изготовлена нановолокнистая мембрана из поли (молочнокислокогликолида), которая была дополнительно модифицирована различными весовыми пропорциями рыбьего коллагена с низкой иммуногенностью (1:100, 5:100, 10:100, и 15:100) и наногидроксиапатит (5:100, 15:100 и 25:100). Прочность на разрыв образца нановолокна из-за взаимодействия рыбьего коллагена и поли (молочнокислого ко-гликолида) значительно повысилась, так что прочность на разрыв образца 5:100 составила 6,5 МПа, что в шесть раз превышает прочность на разрыв образца на основе поли (молочнокислого ко-гликолида). Более того, рыбий коллаген ускорил биоразлагаемость, так что масса, оставшаяся в образцах нановолокон с рыбьим коллагеном через 70 дней, составила 75%, в то время как оставшаяся масса нановолокон с поли (молочнокислым со-гликолидом) составила 90%. Результаты показали, что образцы с массовыми соотношениями рыбьего коллагена и наногидроксиапатита 5:100 и 15:100 соответственно обладали самой высокой активностью ALP.

Поскольку хрящ не обладает способностью к самовосстановлению, инженерия хрящевой ткани пытается восстановить поврежденный или больной суставной хрящ. Pugliano и др. показали, что коллагеновый имплантат из медузы можно использовать для регенерации хряща с помощью терапевтических молекул. Более того, Mredha и соавт. успешно разработали коллагеновую фибриллу на основе коллагена, экстрагированного из плавательного пузыря осетровых рыб. Они разработали гидрогели на основе двойной сетки. Гидрогели с двойной сеткой обладали превосходными механическими свойствами, которые имели модуль Юнга в диапазоне от 0,26 до 0,93 МПа, температура денатурации, основанная на кривой DSC, была повышена даже до 90 ° C, а также имели хорошие биомеханические характеристики in vivo. Таким образом, они предположили, что этот гидрогель можно использовать в качестве искусственного хряща.

Дефекты кожи могут быть восстановлены в результате инфекции, травмы, рубцевания, генетических дефектов и ожогов, а также других заболеваний. Для ускорения процесса заживления ран можно использовать два основных подхода: (1) инженерная регенерация кожи и (2) перевязка ран. Эти подходы, защищая рану от инфекции и бактерий, а также ускоряя время прохождения трех этапов процесса заживления, способствуют заживлению дефектов кожи. Например, Ху и др. пытались улучшить процесс заживления ран с помощью первого подхода. Они оценили ранозаживляющую активность пептидов морского коллагена из кожи нильской тилапии (Oreochromis niloticus) с помощью анализов in vitro и in vivo. Полученные пептиды морского коллагена состояли из полипептидов с молекулярной массой менее 5 кДа, что составляло 99,14%. Как в исследованиях in vitro, так и in vivo коллаген, извлеченный из нильской тилапии, может ускорить процесс заживления ран. Вместо этого Чжоу и др. приготовили электроспряденные нановолокна в качестве повязки для ран из коллагена тилапии. Адгезии, пролиферации и дифференцировке кератиноцитов человека способствовал электроспиртованный коллаген тилапии, и это могло способствовать регенерации кожи крыс.

Коллаген, полученный из морских видов, также может быть использован в других областях тканевой инженерии, таких как стоматологическая, сосудистая и роговичная. Ван и др. использовали коллаген I типа в качестве кровеносных и лимфатических сосудов, который был извлечен из чешуи рыбы, модифицирован и сшит метилированием и 1,4-бутандиолдиглицидиловым эфиром соответственно. Исследования In vivo в условиях, свободных от факторов роста, показали благоприятное взаимодействие между образцом коллагена и окружающей тканью. Лю и др. исследовали in vitro функциональность коллагена рыбы тилапии для регенерации тканей пародонта. Результаты культивирования клеток пародонтальной связки человека с гидролизованным рыбьим коллагеном были исследованы с использованием остеогенных маркеров ALP, COL I, RUNX2 и OCN на генном уровне, и продукция связанных с остеогенезом белков выявила благоприятную жизнеспособность клеток и остеогенную дифференцировку.

Более того, Кришнан и соавт. использовали морской коллаген для регенерации тканей роговицы. Они использовали коллаген из чешуи рыбы (L. calcarifer) для изготовления каркаса; затем они оценили его физико-химические, механические и культуральные характеристики и сравнили его с идеальной заменой амниотической мембраны человека. Морфология лимбальных клеток на коллагеновом каркасе рыб на 48-м часу показала быструю миграцию эпителия, хотя аналогичный результат миграции клеток на амниотической мембране человека наблюдался через 72 часа. Согласно данным кинетики роста, на 10-й день площадь роста коллагенового каркаса рыбы составляла 425 мм2, а амниотической мембраны человека - 300 мм2. Авторы предположили, что каркас может быть использован в качестве кандидата для тканевой инженерии роговицы.

Еще одно применение рыбьего коллагена - в системе доставки лекарств. В настоящее время исследователи пытаются доставлять лекарственные препараты в определенные ткани или органы организма, тем самым уменьшая или устраняя значительные проблемы, такие как плохая биодоступность, стабильность, растворимость и всасывание. Чтобы улучшить биодоступность аллопуринола как лекарственного средства для лечения подагры и высокого уровня мочевой кислоты в организме человека, Нгуен и соавторы подготовили чувствительный к рН гидрогель на основе коллагена из рыбьей чешуи и каррагинана в качестве лекарственного носителя. Этот гидрогель может улучшить биологическую активность и физические свойства препарата в имитируемых жидкостях организма. Высвобождение препарата из носителя происходило в 1,5-6,7 раза медленнее, чем в контрольном образце. В другой работе гидрогелевые микроиглы из сшитого коллагена рыбьей чешуи получали с использованием модифицированного метода низкотемпературного прессования, и в них загружали глюконат железа. В фосфатном буферном растворе (PBS) он набухал до 340% от первоначальной массы и высвобождал 34,5% введенного лекарственного средства в течение 24 ч. Морской коллаген можно использовать одновременно в качестве повязки для ран и носителя лекарственного средства. Например, куркумин добавляли в коллаген из рыбьей чешуи и наногель Hyp-метилцеллюлозы для заживления ран. Наногель, содержащий куркумин, показал профиль пролонгированного высвобождения и более высокую способность к заживлению ран.

8. Выводы и перспективы на будущее

Устойчивая биомасса и революционные биотехнологии не только уже вносят существенные изменения в жизнь человека, но и открывают перспективу для будущих исследований в некоторых разделах морских и пищевых наук, химической инженерии, биотехнологии и фармацевтики. Большое разнообразие применений коллагена и его важная роль в будущем тканевой инженерии делают его ключевым биополимером для здоровья и благополучия человека. Учитывая высокий спрос на коллаген, существует настоятельная необходимость в поиске устойчивых и более дешевых источников производства коллагена, а также в сокращении использования животных. Морская биомасса становится все более привлекательным источником коллагена. Однако вариации состава в зависимости от источника, низкая температура плавления морского коллагена и низкие температуры денатурации ограничивают его применение. Следовательно, понимание физико-химических и биологических свойств морского коллагена, а также методов экстракции и очистки в значительной степени помогло бы решить эти проблемы, связанные с морским коллагеном. В этой статье сначала были обобщены структура и стабильность морского коллагена позвоночных и беспозвоночных животных. Затем были рассмотрены различные методы экстракции коллагена, включая кислотную экстракцию, экстракцию AcOH пепсином, глубокую экстракцию эвтектическим растворителем, экстракцию сверхкритической жидкостью, экструзию и экстракцию с помощью ультразвука, а также параметры экстракции, влияющие на выход коллагена, такие как температура, время, растворитель и соотношение твердого вещества и жидкости. Среди различных методов экстракции глубокая экстракция эвтектическим растворителем является перспективным методом экстракции для будущих исследований; однако условия экстракции должны быть оптимизированы для получения более высокого выхода экстракции.

Затем были обсуждены некоторые типичные методы определения характеристик морского коллагена, в основном FTIR, SDS-PAGE, хроматографические методы и DSC. Благодаря биосовместимости, водорастворимости, безопасности, способности к биологическому разложению, антимикробной активности и функциональности морской коллаген привлекателен для применения в биоматериалах, включая перевязку и заживление ран, доставку лекарств, терапию, тканевую инженерию и регенерацию.

В будущем исследовании необходимо изучить физико-химические свойства морского коллагена и влияние на свойства таких факторов, как методы экстракции. Для получения подходящих биоматериалов из морского коллагена необходимо провести исследование новых физических, химических и ферментативных изменений в структуре морского коллагена. Кроме того, изучение инструментов для генетической характеристики и внедрение морских источников коллагена откроет новую эру в производстве настраиваемого коллагена для тканевой инженерии и других биомедицинских применений в ближайшем будущем.

Список литературы

1. Мюллер В.Э. Происхождение сложности многоклеточных: Porifera как интегрированные животные. Интеграция. Сост. Биол. 2003;43: 3-10. doi: 10.1093/icb/43.1.3.

2. Шейдерс М.Д., Рейнс Р.Т. Структура и стабильность коллагена. Ежегодное издание Biochem. 2009;78: 929-958. doi: 10.1146/annurev.biochem.77.032207.120833.

3. Сахинер М., Алпаслан Д., Битлисли Б.О. Гидрогелевые пленки на основе коллагена как средства доставки лекарств с антимикробными свойствами. Полим. Bull. 2014;71:3017-3033. doi: 10.1007/s00289-014-1235-x.

4. Донг К., Л.В. Ю. Применение коллагенового каркаса в тканевой инженерии: последние достижения и новые перспективы. Полимеры. 2016;8:42. doi: 10.3390/polym8020042.

5. Сюй Х., Сюй Х., Чжан Л., Цюй Х., Чжао Б. Рассасывающийся коллагеновый шов и нерассасывающийся шелковый шов при имплантации полости рта. Chin. J. Tissue Eng. Res. 2014;18:1877.

6. Ван Э., Хан Дж., Чжан Х., Ву Ю., Дэн Х.-Л. Эффективность минерализованного коллагенового материала для костной трансплантации при реконструкции периимплантационных костных дефектов у мини-свиней. Regen. Биоматериал. 2019;6:107-111. doi: 10.1093/rb/rby029.

7. Огрен М. Биоматериалы для заживления ран -Том 2: Функциональные биоматериалы. Издательство Woodhead Publishing; Состон, Великобритания: 2016.

8. Сильвер Ф.Х. Важность коллагеновых волокон в биологии позвоночных. J. Eng. Fibers Fabr. 2009;4:9-17. doi: 10.1177/155892500900400203.

9. Дэвисон-Котлер Э., Маршалл В.С., Гарсия-Гарета Э. Источники коллагена для биоматериалов при заживлении кожных ран. Биоинженерия. 2019;6:56. doi: 10.3390/биоинженерия 6030056.

10. Сильва Т.Х., Морейра-Сильва Дж., Маркес А.Л., Домингес А., Байон Ю., Рейс Р.Л. Коллагены морского происхождения и их потенциальные применения. Март. Лекарства. 2014;12:5881-5901. doi: 10.3390/md12125881.

11. Чанг С.-В., Бюлер М.Дж. Молекулярная биомеханика молекул коллагена. Матер. Сегодня. 2014;17:70-76. doi: 10.1016/j.mattod.2014.01.019.

12. Агуда А.Х., Панвар П., Ду Х., Нгуен Н.Т., Брайер Г.Д., Бремме Д. Структурная основа деградации коллагеновых волокон катепсином К. Протокол. Natl. Acad. Sci. USA. 2014;111: 17474-17479. doi: 10.1073/pnas.1414126111.

13. Кан М., Цянь Х., Чжан Т., Юэ Д., Чжао Ю. Высокоактивные наночастицы IrO x/ черный Si-электрод для эффективного расщепления воды с конформным интерфейсом TiO2. ACS Sustain. Chem. Eng. 2017;5:10940-10946. doi: 10.1021/acssuschemeng.7b02850.

14. Махбуб С. Выделение и характеристика коллагена из рыбных отходов - кожи, чешуи и плавников Catla catla и Cirrhinus mrigala. J. Наука о пищевых продуктах. Технология. 2015;52: 4296-4305. doi: 10.1007/s13197-014-1520-6.

15. Карузо Г. Отходы рыболовства и побочные продукты: ресурс, который необходимо использовать. J. Fish. Sci. 2015;9:80-83.

16. Сильвиприя К., Кумар К.К., Бхат А., Кумар Б.Д., Джон А., Лакшманан П. Коллаген: источники животного происхождения и биомедицинское применение. Дж. Фарм. Наука. 2015;5:123-127. doi: 10.7324/JAPS.2015.50322.

17. Шаванди А., Хоу Ю., Карн А., Макконнелл М., Бехит А. Э.-д.э.н. Глава четвертая - Утилизация морских отходов как источник функциональных соединений, полезных для здоровья. В: Толдра Ф., редактор. Достижения в исследованиях продуктов питания. Том 87. Academic Press; Кембридж, Массачусетс, США: 2019. стр. 187-254.

18. Хоу Ю., Шаванди А., Карн А., Бехит А.А., Нг Т.Б., Чунг Р.К.Ф., Бехит А.Э.- д.Э.Н. Морские раковины: потенциальные возможности извлечения функциональных и полезных для здоровья материалов. Crit. Rev. Environ. Sci. Технология. 2016;46: 1047-1116. doi: 10.1080/10643389.2016.1202669.

19. Бланко М., Васкес Дж.А., Перес-Мартин Р.И., Сотело К.Г. Оптимизация извлечения коллагена из кожи мелкопятнистой кошачьей акулы (S. canicula) с помощью методологии response surface. Март. Лекарственные препараты. 2019;17:40. doi: 10.3390/md17010040.

20. Сотело К.Г., Комесанья М.Б., Ариса П.Р., Перес-Мартин Р.И. Характеристика коллагена из различных выброшенных видов рыб западного побережья Пиренейского полуострова. Дж. Аква. Пищевая промышленность. Технология. 2016;25:388-399. doi: 10.1080/10498850.2013.865283.

21. Skierka E., Sadowska M. Влияние различных кислот и пепсина на экстрагируемость коллагена из кожи балтийской трески (Gadus morhua) Пищевая химия. 2007;105:1302-1306. doi: 10.1016/j.foodchem.2007.04.030.

22. Родригес Ф., Моран Л., Гонсалес Г., Тронкосо Э., Зуньига Р. Извлечение коллагена из мидий: новый источник морского коллагена с физико-химическими свойствами, представляющими промышленный интерес. J. Наука о продуктах питания. Технология. 2017;54: 1228-1238. doi: 10.1007/s13197-017-2566- z.

23. Раман М., Гопакумар К. Рыбий коллаген и его применение в пищевой и фармацевтической промышленности: обзор. EC Nutr. 2018;13:752-767.

24. Хонг Н.М., Юсофф Ф.М., Джамиля Б., Басри М., Мазна И., Чан К.В., Армания Н., Нисикава Дж. Улучшенное извлечение коллагена из медуз (Acromitus hardenbergi) за счет усиления процессов солюбилизации, вызванных физическими воздействиями. Пищевая химия. 2018;251:41-50. doi: 10.1016/j.foodchem.2017.12.083.

25. Цивелека Л.-А., Иоанну Э., Циурвас Д., Бериллис П., Фуфа Э., Руссис В. Коллаген из морских губок Axinella cannabina и Suberites carnosus: выделение и морфологическая, биохимическая и биофизическая характеристика. Март. Лекарственные препараты. 2017;15:152. doi: 10.3390/md15060152.

26. Ву Дж., Го Х., Лю Х., Чен Л. Выделение и сравнительное исследование характеристик растворимого в гуанидинхлориде коллагена и пепсинорастворимого коллагена из тела раковины морского моллюска (Coelomactra antiquata) Продукты питания. 2019;8:11. doi: 10.3390/foods8010011.

27. Лим Ю.-С., Ок Ю.-Дж., Хван С.-Ю., Квак Дж.-Ю., Юн С. Морской коллаген как перспективный биоматериал для биомедицинских применений. Март. Лекарственные препараты. 2019;17:467. doi: 10.3390/md17080467.

28. León-López A., Morales-Peñaloza A., Martínez-Juárez V.M., Vargas-Torres A., Zeugolis D.I., Aguirre-Álvarez G. Гидролизованный коллаген —источники и области применения. Молекулы. 2019;24:4031. doi: 10.3390/molecules24224031.

29. Коппола Д., Оливьеро М., Витале Г.А., Лауритано С., Д'Амбра И., Яннасе С., де Паскале Д. Морской коллаген из альтернативных и экологически чистых источников: извлечение, переработка и применение. Март. Лекарственные препараты. 2020;18:214. doi: 10.3390/md18040214.

30. Мейер М. Обработка биоматериалов на основе коллагена и свойства получаемых материалов. Биомед. Англ. В сети. 2019;18:24. doi: 10.1186/s12938-019-0647-0.

31. Пол Р.Г., Бейли А.Дж. Химическая стабилизация коллагена как биомиметик. Sci.World J. 2003;3:138-155. doi: 10.1100/tsw.2003.13.

32. Ин С.-Дж., Чжан Л., Zhang L., Ван Дж., Сонг В., Цзян Х., Пак Ю.-Д., Си Ю.-Х. Метаболические реакции и экспрессия аргининкиназы у молоди каракатицы (Sepia pharaonis) в условиях стресса от солености. Междунар. науч.- практ. конф. Макромол. 2018;113:881-888. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.03.036.

33. Хан С.Б., Цянь З.-Дж., Рю Б., Ким С.-К. Выделение и биохимическая характеристика коллагенов из морской рыбы-трубочника Syngnathus schlegeli. Биотехнология. Bioprocess Eng. 2009;14: 436-442. doi: 10.1007/s12257-009-0007-1.

34. Алеман А., Мартинес-Альварес О. Морской коллаген как источник биоактивных молекул: обзор. Нац. Prod. J. 2013;3: 105-114. doi: 10.2174/2210315511303020005.

35. Карвалью А.М., Маркес А.П., Сильва Т.Х., Рейс Р.Л. Оценка потенциала коллагена из кожи трески в качестве биоматериала для биомедицинских применений. Март. Лекарственные препараты. 2018;16:495. doi: 10.3390/md16120495.

36. Бланко М., Васкес Дж.А., Перес-Мартин Р.И., Сотело К.Г. Гидролизаты коллагена рыбьей кожи: возможность повышения ценности побочных продуктов рыбной промышленности. Март. Лекарственные препараты. 2017;15:131. doi: 10.3390/md15050131.

37. Чин Н.Т., Мань В.К., Трунг В.К., Лам Т.Д., Хуйн М.Д., Тунг Н.К., Чинь Н.Д., Хоанг Т. Характеристика коллагена, полученного из отходов чешуи тропических пресноводных карповых рыб, и его аминокислотной последовательности. Нац. Произв. Коммун. 2019;14:1-12. doi: 10.1177/1934578X19866288.

38. Камминг М.Х., Холл Б., Хофман К. Выделение и характеристика основных и второстепенных коллагенов из гиалинового хряща хоки (Macruronus novaezelandiae) Март. Лекарственные препараты. 2019;17:223. doi: 10.3390/md17040223.

39. Сионковска А., Козловска Я. Ключевые инженерные материалы. Том 587. Trans Tech Publications Ltd.; Stafa-Цюрих, Швейцария: 2014. Рыбья чешуя как биокомпозит коллагена и солей кальция; стр. 185-190.

40. Лю Х., Хуан К. Структурные характеристики экстрагированного коллагена из тилапии (Oreochromis mossambicus) Кость: эффекты обработки раствором этилендиаминтетрауксусной кислоты и соляной кислотой. Int. J. Food Prop. 2016;19:63-75. doi: 10.1080/10942912.2014.951939.

41. Виджая Х., Путриани С., Сафитри М., Тарман К. Серия конференций IOP: Наука о земле и окружающей среде. Том 411. Издательство IOP; Бристоль, Великобритания: 2020. Выделение и аллергенность белка коллагена из кожи рыбы Паранг-Паранг (Cirocentrus dorab) стр. 012054.

42. Говиндхарадж М., Роопават, Великобритания, Рат С.Н. Использование выброшенной кожи морского угря для извлечения коллагена в качестве биоматериала синего цвета для 3D-печати для тканевой инженерии. J. Clean. Произв. 2019;230: 412-419. doi: 10.1016/jclepro.2019.05.082.

43. Вирурадж А., Арумугам М., Баласубраманьян Т. Выделение и характеристика термостабильного коллагена из морского угря (Evenchelys macrura) Технологическая биохимия. 2013;48:1592-1602. doi: 10.1016/j.procbio.2013.07.011.

44. Ахмед Р., Гетачеу А.Т., Чо Ю.-Дж., Чун Б.-С. Применение бактериальных коллагенолитических протеаз для извлечения коллагена I типа из кожи большеглазого тунца (Thunnus obesus) LWT. 2018;89:44-51. doi: 10.1016/j.lwt.2017.10.024.

45. Соуза Р.О., Мартинс Э., Карвалью Д.Н., Алвес А.Л., Оливейра К., Дуарте А.Р.К., Сильва Т.Х., Рейс Р.Л. Коллаген из шкурок атлантической трески (Gadus morhua), извлеченный с использованием 2 подкисленной воды с потенциальным применением в здравоохранении. J. Polym. Res. 2020;27: 1-9. doi: 10.1007/s10965-020-02048-x.

46. Ван Де Уотер Л., Варни С., Томасек Дж.Дж. Механорегуляция миофибробластов при сокращении раны, рубцевании и фиброзе: возможности нового терапевтического вмешательства. Совет . Уход за ранами. 2013;2: 122-141. doi: 10.1089/wound.2012.0393.

47. Дживитан Э., Бао Б., Бу Ю., Чжоу Ю., Чжао К., Ву В. Коллаген II типа и желатин из хряща серебристой акулы (Carcharhinus albimarginatus): выделение, очистка, физико-химические и антиоксидантные свойства. Март. Лекарства. 2014;12: 3852-3873. doi: 10.3390/md12073852.

48. Лян К., Ван Л., Сунь У., Ван З., Сюй Дж., Ма Х. Выделение и характеристика коллагена из хряща амурского осетра (Acipenser schrenckii) Технологическая биохимия. 2014;49:318-323. doi: 10.1016/j.procbio.2013.12.003.

49. Чен Ю., Дэн Н., Ван Л., Лю Х., Дэн В. Исследование эффекта сшивания окисленного олигосахарида хитозана природного происхождения на бесклеточный матрикс кожи свиньи. Рекомендация RSC. 2016;6: 38052-38063. doi: 10.1039/C6RA03434A.

50. Шалаби М., Агва М., Саид Х., Хедр С.М., Морси О., Эль-Демеллави М.А. Получение коллагена из рыбьей чешуи, характеристика и его применение при заживлении ран. Дж. Полим. Environ. 2020;28: 166-178. doi: 10.1007/s10924-019-01594- w.

51. Гауза-Влодарчик М., Кубиш Л., Мелькарек С., Влодарчик Д. Сравнение термических свойств рыбьего и бычьего коллагена в диапазоне температур 298-670 K. Матер. науки. Eng. C. 2017;80: 468-471. doi: 10.1016/j.msec.2017.06.012.

52. Дуань Р., Чжан Дж., Ду Х., Яо Х., Конно К. Свойства коллагена из кожи, чешуи и костей карпа (Cyprinus carpio) Пищевая химия. 2009;112:702-706. doi: 10.1016/j.foodchem.2008.06.020.

53. Кимура С., Мияучи Ю., Утида Н. Коллагены чешуи и костей карпа I типа (Cyprinus carpio) Сост. Биохимия. Физиология. Сост. Biochem. 1991;99:473. doi: 10.1016/0305-0491(91)90073-M.

54. Юноки С., Сузуки Т., Такаи М. Стабилизация коллагена из рыбы при низкой температуре денатурации методами физического сшивания. Дж. Биоски. Биоэнг. 2003;96:575–577. doi: 10.1016/S1389-1723(04)70152-8.

55. Рамли Л., Нацир Х., Дали С., Даниал С. Извлечение коллагена из кости Lutjanus sp. и анализ токсичности. Дж. Акт Ким. Индия. 2019;12:67-72. doi: 10.20956/ica.v12i1.5925.

56. Шаванди А., Саиди П., Бехит А.Э.-Д. Обработка импульсным электрическим полем. В: Озогул Ю., редактор. Инновационные технологии в переработке морепродуктов. CRC; Бока-Ратон, Флорида, США: 2019. стр. 155-174.

57. Хэ Г., Инь Ю., Янь Х., Ван Ю. Полубионная экстракция эффективного ингредиента из рыбьей кости импульсными электрическими полями высокой интенсивности. J. Food Process Eng. 2017;40: e12392. doi: 10.1111/jfpe.12392.

58. Хэ Г., Ян Х., Ван Х., Ван Ю. Извлечение и структурная характеристика коллагена из рыбьей кости с помощью импульсных электрических полей высокой интенсивности. J. Food Process Eng. 2019;42: e13214. doi: 10.1111/jfpe.13214.

59. Брази С.Л., Кэррингтон Э. Межвидовое сравнение механических свойств моллюсков. Биол. Bull. 2006;211: 263-274. doi: 10.2307/4134548.

60. Лукас Дж.М., Ваккаро Э., Уэйт Дж.Х. Молекулярное, морфометрическое и механическое сравнение структурных элементов byssus из Mytilus edulis и Mytilus galloprovincialis. J. Exp. Biol. 2002;205:1807–1817.

61. Луо К.-Б., Чи К.-Ф., Ян Ф., Чжао Ю.-К., Ван Б. Физико-химические свойства растворимых в кислоте и пепсине коллагенов из хряща сибирского осетра. Экологическая наука. Загрязнение. Res. 2018;25: 31427-31438. doi: 10.1007/s11356-018-3147- z.

62. Цинь Х.-Х., Койн К.Дж., Уэйт Дж.Х. Жесткие сухожилия мидий byssus содержат коллаген с шелкоподобными доменами. Дж. Биол. Chem. 1997;272: 32623-32627. doi: 10.1074/jbc.272.51.32623.

63. Цинь Х., Уэйт Дж.Х. Экзотические градиенты коллагена в слизистой оболочке мидии Mytilus edulis. J. Exp. Биол. 1995;198:633-644.

64. Ахмед Р., Хак М., Чун Б.-С. Характеристика коллагена морского происхождения, экстрагированного из побочных продуктов большеглазого тунца (Thunnus obesus) Int. J. Biol. Макромол. 2019;135: 668-676. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2019.05.213.

65. Коэльо Р.К., Маркес А.Л., Оливейра С.М., Диого Г.С., Пиррако Р.П., Морейра-Сильва Дж., Ксавье Дж.К., Рейс Р.Л., Сильва Т.Х., Мано Дж.Ф. Извлечение и характеристика коллагена из антарктических и субантарктических кальмаров и его потенциальное применение в гибридных каркасах для тканевой инженерии. Матер. науки. Eng. C. 2017;78:787-795. doi: 10.1016/j.msec.2017.04.122.

66. Ченг Х., Шао З., Ли К., Ю Л., Раджа М.А., Лю К. Выделение, характеристика и оценка коллагена из медузы rhopilema esculentum kishinouye для использования в гемостатических целях. PLoS ONE. 2017;12: e0169731. doi: 10.1371/journal.pone.0169731.

67. Саламоне Дж.К., Саламоне А.Б., Свиндл-Рейлли К., Люнг К.Х.-К., Макмахон Р.Э. Великая задача в области биоматериалов - заживление ран. Regen. Биоматериал. 2016;3:127-128. doi: 10.1093/rb/rbw015.

68. Пати Ф., Адхикари Б., Дхара С. Выделение и характеристика коллагена рыбьей чешуи с более высокой термостойкостью. Биоресурс. Технология. 2010;101: 3737-3742. doi: 10.1016/j.biortech.2009.12.133.

69. Ибаньес Дж.А.М.Э., Кастро-Пуяна М. Сверхкритическая жидкостная экстракция. Энцыкл. Здоровье пищевых продуктов. 2016: 227-233. doi: 10.1016/B978-0-12-384947-2.00675-9.

70. Джонджареонрак А., Бенджакул С., Висессангуан В., Нагаи Т., Танака М. Выделение и характеристика кислотных и солюбилизированных пепсином коллагенов из кожи красного люциана в коричневую полоску (Lutjanus vitta) Пищевая химия. 2005;93: 475-484. doi: 10.1016/j.foodchem.2004.10.026.

71. Шмидт М., Дорнеллс Р., Мелло Р., Кубота Э., Мазутти М., Кемпка А., Демиате И. Процесс извлечения коллагена. Int. Food Res. J. 2016;22: 913-922.

72. Prestes R.C. Colágeno e seus derivados: Características e aplicações em produtos cárneos. J. Health Sci. 2013;15 doi: 10.17921/2447-8938.2013v15n1p%p.

73. Драже К., Филипс Г., Уильямс П. Справочник по гидроколлоидам. Издательство Woodhead Publishing; Кембридж, Великобритания: 2000.

74. Лю Д., Вэй Г., Ли Т., Ху Дж., Лу Н., Ригенштейн Дж.М., Чжоу П. Влияние предварительной щелочной обработки и условий кислотной экстракции на кислоторастворимый коллаген из кожи белого амура (Ctenopharyngodon idella). Пищевая химия. 2015;172:836-843. doi: 10.1016/j.foodchem.2014.09.147.

75. Киттифаттанабавон П., Бенджакул С., Висессангуан В., Шахиди Ф. Выделение и характеристика коллагена из хрящей бамбуковой акулы с коричневой полосой (Chiloscyllium punctatum) и черноперки (Carcharhinus limbatus) LWT-Food Sci. Технология. 2010;43:792–800. doi: 10.1016/j.lwt.2010.01.006.

76. Желеховская Э., Садовская М., Турк М. Выделение и некоторые свойства коллагена из позвоночника балтийской трески (Gadus morhua) , предназначенного для пищевой переработки. 2010;24:325-329. doi: 10.1016/j.foodhyd.2009.10.010.

77. Бай К., Вэй К., Рен Х. Селективное извлечение коллагеновых пептидов высокой чистоты из кожуры трески глубокими эвтектическими растворителями. ACS Sustain. Chem. Eng. 2017;5:7220-7227. doi: 10.1021/acssuschemeng.7b01439.

78. Тан Ю., Чанг С.К. Выделение и характеристика коллагена, выделенного из кожи канального сома (Ictalurus punctatus). Пищевая химия. 2018;242:147-155. doi: 10.1016/j.foodchem.2017.09.013.

79. Арумугам Г.К.С., Шарма Д., Балакришнан Р.М., Эттияппан Дж.Б.П. Извлечение, оптимизация и характеристика коллагена из кожи подошвы рыбы. Sustain. Химия. Фарм. 2018;9:19-26. doi: 10.1016/j.scp.2018.04.003.

80. Янг Х., Дуань Л., Ли К., Тянь З., Ли Г. Экспериментальное и модельное исследование реологического поведения раствора коллагена в зависимости от концентрации уксусной кислоты. Дж. Поведение. Биомед. Матер. 2018;77: 125-134. doi: 10.1016/j.jmbbm.2017.09.003.

81. Кевданг О., Бенджакул С., Кевмани Т., Кишимура Х. Характеристики коллагенов из плавательного пузыря желтоперого тунца (Thunnus albacares) Пищевая химия. 2014;155:264-270. doi: 10.1016/j.foodchem.2014.01.076.

82. Чуайчан С., Бенджакул С., Кишимура Х. Характеристики растворимых в кислоте и пепсине коллагенов из чешуи морского окуня (Lates calcarifer) LWT Food Sci. Технология. 2015;63:71-76. doi: 10.1016/j.lwt.2015.03.002.

83. Пал Г.К., Нидиш Т., Суреш П. Сравнительное исследование характеристик и способности к образованию фибрилл in vitro растворимого в кислоте и пепсине коллагена из кожи катлы (Catla catla) и роху (Labeo rohita) Food Res. Int. 2015;76: 804-812. doi: 10.1016/j.foodres.2015.07. 018.

84. Чен Дж., Ли Л., И Р., Сюй Н., Гао Р., Хонг Б. Извлечение и характеристика кислоторастворимого коллагена из чешуи и кожи тилапии (Oreochromis niloticus) LWT-Пищевая промышленность. Технология. 2016;66:453-459. doi: 10.1016/j.lwt.2015.10.070.

85. Мутумари К., Ананд М., Марутхупанди М. Экстракт коллагена из чешуи морских рыб как потенциальное средство от личинок комаров. Protein J. 2016;35: 391-400. doi: 10.1007/s10930-016-9685-7.

86. Вальехос Н., Гонсалес Г., Тронкосо Э., Суньига Р. Кислотное и ферментативное извлечение коллагена из сосулек чилийских мидий (Mytilus Chilensis): влияние параметров процесса на эффективность экстракции. Биофизика пищевых продуктов. 2014;9: 322-331. doi: 10.1007/s11483-014-9339-2.

87. Ю Ф., Цзун К., Цзинь С., Чжэн Дж., Чен Н., Хуан Дж., Чен Ю., Хуан Ф., Ян З., Тан Ю. Оптимизация условий извлечения и определение характеристик солюбилизированного пепсином коллагена из кожи гигантского горбыля (Nibea japonica) Март. Лекарственные препараты. 2018;16:29. doi: 10.3390/md16010029.

88. Джунианто Дж., Искандар И., Ризал А., Дамаянти В. Влияние концентрации уксусной кислоты и фермента пепсина при экстракции коллагена из кожи рыб Nilem на количество получаемого рендеринга. Мировые новости науки. 2018;21:164-170.

89. Лассуд И., Джриди М., Насри Р., Даммак А., Хаджи М., Насри М., Баркия А. Характеристики и функциональные свойства желатина из кожи торнбекского ската, полученного методом с добавлением пепсина, в сравнении с коммерческим халяльным бычьим желатином. Пищевая гидроколлекция. 2014;41:309-318. doi: 10.1016/j.foodhyd.2014.04.029.

90. Хуан К.-Ю., Куо Дж.-М., Ву С.-Дж., Цай Х.-Т. Выделение и характеристика коллагена рыбьей чешуи из тилапии (Oreochromis sp.) с помощью нового процесса экструзии–гидроэкстракции. Пищевая химия. 2016;190: 997-1006. doi: 10.1016/j.foodchem.2015.06.066.

91. Соуза Р.О., Алвес А.Л., Карвалью Д.Н., Мартинс Э., Оливейра К., Сильва Т.Х., Рейс Р.Л. Кислотная и ферментативная экстракция коллагена из плавательных пузырей атлантической трески (Gadus Morhua) для применения в медицинских целях. J. Biomater. Sci. Polymer. Ed. 2020;31: 20-37. doi: 10.1080/ 09205063.2019.1669313.

92. Ву Дж., Конг Л., Чжан Дж., Чен В. Извлечение и свойства кислоторастворимого коллагена и пепсинорастворимого коллагена из чешуи толстолобика (Hypophthalmichthys molitrix): необходимая информация для повторного использования отходов рыбопереработки. Пол. Дж. Окружающая среда. Исследование. 2019;28: 2923-2930. doi: 10.15244/pjoes/93742.

93. Чжан В., Чжэн Дж., Тянь Х., Тан Ю., Дин Г., Ян З., Цзинь Х. Пепсинорастворимый коллаген из кожи Lophius litulo: предварительное исследование физико-химических, антиоксидантных и ранозаживляющих свойств. Март. Лекарственные препараты. 2019;17:708. doi: 10.3390/md17120708.

94. Цао Дж., Дуань К., Лю Х., Шен Х., Ли С. Извлечение и физико-химическая характеристика растворимых в пепсине коллагенов из кожи и костей золотистого помпано (Trachinotus blochii). Дж. Аквати. Пищевая промышленность. Технология. 2019;28:837-847. doi: 10.1080/10498850.2019.1652216.

95. Янь М., Цзян Х., Ван Г., Ван А., Ван Х., Ван Х., Чжао Х., Сюй Х., Ан Х., Ли Ю. Получение самоорганизующегося коллагенового фибриллярного геля из кожи тилапии и его формирование в присутствии кислых полисахаридов. Углеводы. Polym. 2020;233: 115831. doi: 10.1016/j.carbpol.2020.115831.

96. Менезес М.Д.Л.Н., Рибейро Х.Л., Флавия де Оливейра М., де Андраде Фейтоса Дж.П. Оптимизация извлечения коллагена из кожи нильской тилапии (Oreochromis niloticus) и его гидрогеля с гиалуроновой кислотой. Коллоиды. B Биоинтерфейсы. 2020;189:110852. doi: 10.1016/j.colsurfb.2020.110852.

97. Да Триндаде Альфаро А., Фонсека Г.Г., Бальбино Э., де Соуза Н.Е., Прентис С. Выход, вязкость и прочность геля кожного желатина из тиляпии вами (Oreochromis urolepis hornorum): оптимизация процесса экстракции. Пищевая наука. Биотехнология. 2014;23: 765-773. doi: 10.1007/s10068-014-0103-7.

98. Ли К., Син Р., Лю С., Ли П. Достижения в получении, анализе и биологической активности отдельных хитоолигосахаридов. Углеводы. Polym. 2016;139:178-190. doi: 10.1016/j.carbpol.2015.12.016.

99. Гувейя А.С., Оливейра Ф.С., Курния К.А., Марручо И.М. Глубинные эвтектические растворители как разрушители азеотропов: жидкостно-жидкостная экстракция и прогнозирование последствий. ACS Sustain. Chem. Eng. 2016;4:5640-5650. doi: 10.1021/acssuschemeng.6b01542.

100. Дуарте А.Р.К., Санто В.Е., Алвес А., Сильва С.С., Морейра-Сильва Дж., Сильва Т.Х., Маркес А.П., Соуза Р.А., Гомес М.Е., Мано Дж.Ф. Раскрытие потенциала сверхкритических жидкостей для переработки полимеров в тканевой инженерии и регенеративной медицине. Дж. Суперкрит. Жидкости. 2013;79:177-185. doi: 10.1016/j.supflu.2013.01.004.

101. Ан С., Юн Х., Ким Г., Ким Ю., Ли С., Чун В. Разработали трехмерные коллагеновые каркасы для регенерации тканей кожи. Ткань англ. Часть C Методы. 2010;16:813-820. doi: 10.1089/ten.tec.2009.0511.

102. Сильва Дж.О.К., Баррос А.А., Арозо И.М., Фассини Д., Сильва Т.Х., Рейс Р.Л., Дуарте А.Р.С. Извлечение коллагена/желатина из морской демоспонги Chondrosia reniformis (Nardo, 1847) с использованием воды, подкисленной диоксидом углерода, – оптимизация процесса. Инд. англ. Chem. Res. 2016;55:6922-6930. doi: 10.1021/acs.iecr.6b00523.

103. Нвабуэзе Т.У., Ивэ М.О. Распределение времени выдержки (RTD) при одношнековой экструзии смесей плодов африканского хлебного дерева. Технология пищевых биопроцессов. 2010;3:135. doi: 10.1007/s11947-008-0056- z.

104. Чен В.-Х., Сюй Ю.-Ю., Хван В.-С., Ван Дж.-Б. Предварительная обработка рисовой соломы с использованием процесса экструзии / экстрагирования в лабораторных условиях для получения целлюлозного этанола. Биоресурс. Технология. 2011;102: 10451-10458. doi: 10.1016/j.biortech.2011.08.118.

105. Цзоу Ю., Ван Л., Цай П., Ли П., Чжан М., Сунь З., Сунь К., Сюй В., Ван Д. Влияние экстракции с помощью ультразвука на физико-химические и функциональные свойства коллагена из мягкотелой черепахи калипаш. Междунар. науч.- практ. конф. Макромол. 2017;105: 1602-1610. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.03.011.

106. Оджха К.С., Азнар Р., О'Доннелл К., Тивари Б.К. Ультразвуковая технология для извлечения биологически активных молекул из растительных, животных и морских источников. Анализ тенденций TrAC. Chem. 2020;122: 115663. doi: 10.1016/j.trac.2019.115663.

107. Цзоу Ю., Ян Х., Чжан Х., Сюй П., Цзян Д., Чжан М., Сюй В., Ван Д. Влияние мощности ультразвука на кинетическую модель извлечения и физико-химические и структурные характеристики коллагена из куриного легкого. Пищевой продукт. Процесс. Нутр. 2020;2:3. doi: 10.1186/s43014-019-0016-1.

108. Ван Дж.-М., Бао Дж.-К. Экстракция растворителем с помощью ультразвука и определение характеристик коллагена рыбьей кожи. Acta Agric. Шанхай. 2017;2:21.

109. Абрахам Л.С., Зуэна Э., Перес-Рамирес Б., Каплан Д.Л. Руководство по определению характеристик коллагена для исследований биоматериалов. Дж. Биомед. Матер. Отв. Часть В Прил. Биоматериал. 2008;87: 264-285. doi: 10.1002/jbm.b.31078.

110. Фернандес-Сильва С., Морейра-Сильва Дж., Сильва С., Перес-Мартин Р., Сотело С., Мано Дж., Маркес А., Сильва Т., Рейс Р. Каркасы из морского коллагена, сшитые in situ генипином для регенерации хряща. J. Tissue Eng. Regen. Med. 2012;6:163.

111. Билаев Б.Дж., Ху Дж.К., Атанасиу К.А. Коллаген: количественная оценка, биомеханика и роль второстепенных подтипов в хрящевой ткани. Nat. Rev. Mater. 2020: 1-18. doi: 10.1038/s41578-020-0213-1.

112. Гелсе К., Пешль Э., Айгнер Т. Коллагены - структура, функция и биосинтез. Adv. Drug Deliv. Rev. Adv. Drug Deliv. Rev. 2003;55: 1531-1546. doi: 10.1016/j.addr.2003.08.002.

113. Полаварапу П.Л., Хе Дж. Рецензируемый материал: Хиральный анализ с использованием колебательной CD-спектроскопии среднего ИК-диапазона. Публикации ACS; Вашингтон, округ Колумбия, США: 2004. [(дата обращения 24 сентября 2020 г.)]. стр. 61-67. Доступно онлайн:

114. Гринфилд, Нью-Джерси, использование спектров кругового дихроизма для оценки вторичной структуры белка. Nat. Протокол. 2006;1:2876. doi: 10.1038/nprot.2006.202.

115. Држевецкий К.Э., Гришем Д.Р., Пармар А.С., Нанда В., Шрайбер Д.И. Спектроскопия кругового дихроизма фибриллогенеза коллагена: новое применение старого метода. Biophys. J. 2016;111: 2377-2386. doi: 10.1016/j.bpj.2016.10.023.

116. Мольнар-Перл И. Количественное определение аминокислот и аминов хроматографическим методом: методы и протоколы. Elsevier; Амстердам, Нидерланды: 2005.

117. Лю Д., Чжоу П., Ли Т., Ригенштейн Дж.М. Сравнение кислоторастворимых коллагенов из кожи и чешуи четырех видов карпов. Пищевая гидроколлекция. 2014;41: 290-297. doi: 10.1016/j.foodhyd.2014.04.030.

118. Давуди Дж., Вакарчук В.В., Суревич В.К., Кэри П.Р. Зависимость скорости сканирования в калориметрии белков: обратимые переходы ксиланазы Bacillus circulans и мутанта с дисульфидным мостиком. Наука о белках. 1998;7: 1538-1544. doi: 10.1002/pro.5560070707.

119. Чо Дж.-К., Джин Ю.-Г., Ра С.-Дж., Ким С.-Дж., Хван Дж.-Х. Биохимические характеристики шкур четырех морских рыб в Корее. Пищевая химия. 2014;159: 200-207. doi: 10.1016/j.foodchem.2014.03.012.

120. Не Л., Дэн Ю., Ли П., Хоу Р., Шаванди А., Янг С. Гидрогели поливинилового спирта/двухфазного фосфата кальция, усиленные гидроксиэтилхитозаном, для регенерации костей. ACS Omega. 2020;5:10948-10957. doi: 10.1021/acsomega.0c00727.

121. Не Л., Ву К., Лонг Х., Ху К., Ли П., Ван К., Сун М., Донг Дж., Вэй Х., Суо Дж. и др. Разработка гидрогелей из хитозана/желатина, включение двухфазных наночастиц фосфата кальция для инженерии костной ткани. J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 2019;30: 1636-1657. doi: 10.1080/09205063.2019.1654210.

122. Шаванди А., Бехит А.Э.-Д.Э.н., Али М.А., Сан З. Биомиметический композитный каркас из раковин мидий, перьев кальмаров и крабового хитозана для инженерии костной ткани. Междунар. науч.- практ. конф. Макромол. 2015;80: 445-454. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2015.07.012.

123. Шаванди А., Бехит А.Э.-Д.А., Сан З., Али М.А. Биостаффолды, полученные из облученного пера кальмара и крабового хитозана с гидроксиапатитом/β-трикальцийфосфатом для инженерии костной ткани. Междунар. науч.- практ. конф. Макромол. 2016;93: 1446-1456. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2016.04.046.

124. Шахрусванд М., Табар Ф.А., Шахрусванд Э., Бабаи А., Хасани-Садрабади М.М., Садеги Г.М.М., Джафари Х., Салими А. Фосфо-кальцифицированные целлюлозные нановискеры макулатуры, похожие на леденцы, с высоким соотношением сторон, применимые для остеогенной дифференцировки HMSCS. Углеводы. Polym. 2017;175: 293-302. doi: 10.1016/j.carbpol.2017.08.001.

125. Димитриу Р., Джонс Э., МакГонагл Д., Джаннудис П.В. Регенерация кости: текущие концепции и направления на будущее. BMC Med. 2011;9:66. doi: 10.1186/1741-7015-9-66.

126. Эланго Дж., Чжан Дж., Бао Б., Паланиянди К., Ван С., Вэньхуэй В., Робинсон Дж.С. Оценка реологических свойств, биосовместимости и остеогенеза каркаса из рыбьего коллагена для инженерии костной ткани. Междунар. науч.- практ. конф. Макромол. 2016;91:51-59. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2016.05.067.

127. Цзинь С., Сунь Ф., Цзоу К., Хуан Дж., Цзо Ю., Ли Ю., Ван С., Ченг Л., Ман Ю., Янг Ф. Волокнистая мембрана из рыбьего коллагена и гидроксиапатита, армированная поли (лактид-ко-гликолидом), для направленной регенерации костей. Биомакромолекулы. 2019;20:2058–2067. doi: 10.1021/acs.biomac.9b00267.

128. Пульяно М., Ванбеллинген Х., Швинте П., Бенкиран-Джессел Н., Келлер Л. Комбинированный коллаген медузы II типа, стволовые клетки человека и Tgf-Β3 в качестве терапевтического имплантата для восстановления хряща. J. Исследование стволовых клеток. Там же. 2017;7:2.

129. Мредха М.Т.И., Китамура Н., Нонояма Т., Вада С., Гото К., Чжан Х., Накадзима Т., Курокава Т., Такаги Ю., Ясуда К. Анизотропный жесткий двухслойный гидрогель из рыбьего коллагена и его спонтанное прикрепление in vivo к кости. Биоматериалы. 2017;132:85-95. doi: 10.1016/j.biomaterials.2017.04.005.

130. Гонсалес А.К.Д.О., Коста Т.Ф., Андраде З.Д.А., Медрадо А.Р.А.П. Заживление ран — Обзор литературы. An. Bras. De Dermatol. 2016;91:614-620. doi: 10.1590/abd1806-4841.20164741.

131. Ху З., Ян П., Чжоу К., Ли С., Хонг П. Пептиды морского коллагена из кожи нильской тилапии (Oreochromis niloticus): характеристика и оценка заживления ран. Март. Лекарства. 2017;15:102. doi: 10.3390/md15040102.

132. Чжоу Т., Ван Н., Сюэ Ю., Дин Т., Лю Х., Мо Х., Сунь Дж. Электроспряденные нановолокна коллагена тилапии ускоряют заживление ран за счет индуцирования пролиферации и дифференцировки кератиноцитов. Colloids Surf. B Биоинтерфейсы. 2016;143:415-422. doi: 10.1016/j.colsurfb.2016.03.052.

133. Ван Дж.К., Йео К.П., Чун Ю.Ю., Тан Т.Т.Ю., Тан Н.С., Анджели В., Чунг С. Коллагеновый пластырь на основе рыбьей чешуи способствует росту кровеносных и лимфатических сосудов in vivo. Acta Biomater. 2017;63:246-260. doi: 10.1016/j.actbio.2017.09.001.

134. Лю К., Сан Дж. Гидролизованный коллаген рыбы тилапии индуцирует остеогенную дифференцировку клеток периодонтальной связки человека. Биомед. Матер. 2015;10:065020. doi: 10.1088/1748-6041/10/6/065020.

135. Кришнан С., Секар С., Катим М.Ф., Кришнакумар С., Састри Т.П. Коллаген рыбьей чешуи — новый материал для тканевой инженерии роговицы. Артиф. Органы. 2012;36: 829-835. doi: 10.1111/j.1525-1594.2012.01452.x.

136. Патра Дж.К., Дас Г., Фрацето Л.Ф., Кампос Э.В.Р., дель Пилар Родригес-Торрес М., Акоста-Торрес Л.С., Диас-Торрес Л.А., Грилло Р., Свами М.К., Шарма С. Системы доставки лекарств на основе наноматериалов: последние разработки и перспективы на будущее. J. Nanobiotechnol. 2018;16:71. doi: 10.1186/s12951-018-0392-8.

137. Нгуен К.Т., Ву М.К., Фан Т.Т., Ву Т.К., Во К.А., Бах Г.Л., Тай Х. Новые чувствительные к рН гидрогелевые шарики на основе каррагинана и коллагена рыбьей чешуи для доставки лекарств с аллопуринолом. Дж. Полим. Environ. 2020;28: 1795-1810. doi: 10.1007/s10924-020-01727-6.

138. Патан И.Б., Мунде С.Дж., Шелке С., Амбекар В., Малликарджуна Сетти С. Коллаген рыбьей чешуи с добавлением куркумина-наногель HPMC для заживления ран: оценка Ex-vivo и In-vivo. Инт. Дж. Полим. Матер. Полим. Биоматериал. 2019;68:165-174. doi: 10.1080/00914037.2018.1429437.

139. Морой С., Миура Т., Тамура Т., Чжан Х., Ура К., Такаги Ю. Самоорганизующиеся коллагеновые фибриллы из плавательного пузыря осетровых рыб Bester обеспечивают выравнивание клеток MC3T3-E1 и усиливают остеогенную дифференцировку. Матер. науки. Англ. C. 2019;104: 109925. doi: 10.1016/j.msec.2019.109925.

140. Паризи Дж., Фернандес К., Аванзи И., Дорилео Б., Сантана А., Андраде А., Габбай-Армелин П., Фортулан С., Тришес Э., Гранито Р. Включение коллагена из морских губок (спонгина) в образцы гидроксиапатита: характеристика и биологическая оценка in vitro. Март. Биотехнология. 2019;21: 30-37. doi: 10.1007/s10126-018-9855- z.

141. Мутукумар Т., Аравинтхан А., Шармила Дж., Ким Н.С., Ким Дж.-Х. Композитный каркас для разработки пористых костных тканей из коллагена и хитозана, содержащий соединение K. из женьшеня Углевод. Polym. 2016;152:566-574. doi: 10.1016/j.carbpol.2016.07.003.

142. Кара А., Тамбурачи С., Тихминлиоглу Ф., Хавитчиоглу Х. Биоактивная рыбья чешуя содержит биокомпозитные каркасы из хитозана для инженерии костной ткани. Междунар. науч.- практ. конф. Макромол. 2019;130: 266-279. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2019.02.067.

143. Им Дж., Чой К.Х., Мун Ф., Ли Дж., Ким Х., Юнг В.-К., Чан К.Х., Ким Г. Биокомпозит из поликапролактона / рыбьего коллагена / альгината с добавлением флоротаннина для регенерации твердых тканей. Рекомендация RSC. 2017;7: 2009-2018. doi: 10.1039/C6RA25182J.

144. Hadzik J., Kubasiewicz-Ross P., Kunert-Keil C., Jurczyszyn K., Nawrot-Hadzik I., Dominiak M., Gedrange T. Коллаген, полученный из кожи толстолобика, при лечении костных дефектов — гистологическое исследование на модели крысы. Ann. Anat. Anat. Anz. 2016;208: 123-128. doi: 10.1016/j.aanat.2016.07.009.

145. Диого Г.С., Лопес-Сенра Э.Л., Пиррако Р.П., Канадас Р.Ф., Фернандес Э.М., Серра Дж., Перес-Мартин Р.И., Сотело К.Г., Маркес А.П., Гонсалес П. Композитные каркасы из морского коллагена и апатита для применения в твердых тканях. Март. Лекарства. 2018;16:269. doi: 10.3390/md16080269.

146. Ли Дж., Ван М., Цяо Ю., Тянь Ю., Лю Дж., Цинь С., Ву В. Извлечение и характеристика коллагена I типа из кожи тилапии (Oreochromis niloticus) и его потенциальное применение в биомедицинских каркасных материалах для тканевой инженерии. Технологическая биохимия. 2018;74: 156-163. doi: 10.1016/j.procbio.2018.07.009.

147. Пустлаук В., Пол Б., Гелински М., Бернхардт А. Коллаген и альгинат медуз: комбинированные морские материалы для улучшенного хондрогенеза MSC. Матер. наук. Англ. C. 2016;64: 190-198. doi: 10.1016/j.msec.2016.03.081.

148. Оуян К.-К., Ху З., Лин З.-П., Цюань В.-Ю., Дэн Ю.-Ф., Ли С.-Д., Ли П.-В., Чен Ю. Хитозановый гидрогель в сочетании с морскими пептидами из тилапии для заживления ожогов. Междунар. науч.-практ. конф. Макромол. 2018;112: 1191-1198. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.01.217.

149. Чжоу Т., Суй Б., Мо Х., Сан Дж. Многофункциональный и биомиметический рыбий коллаген/биоактивные стеклянные нановолокна: получение, антибактериальная активность и стимулирование регенерации кожи in vitro и in vivo. Int. J. Nanomed. 2017;12:3495. doi: 10.2147/IJN.S132459.

150. Pozzolini M., Millo E., Oliveri C., Mirata S., Salis A., Damonte G., Arkel M., Scarfì S. Обнаружены активность по поглощению АФК, фотозащитные и ранозаживляющие свойства пептидов, полученных из коллагена морской губки Chondrosia reniformis. Март. Лекарственные препараты. 2018;16:465. doi: 10.3390/md16120465.

151. Ге Б., Ван Х., Ли Дж., Лю Х., Инь Ю., Чжан Н., Цинь С. Комплексная оценка коллагеновых гидрогелей кожи нильской тилапии (Oreochromis niloticus) для перевязок ран. Март. Лекарственные препараты. 2020;18:178. doi: 10.3390/md18040178.

152. Ян Ф., Цинь Х., Чжан Т., Линь Х., Чжан С. Оценка влияния низкомолекулярных полипептидов из мантии Pinctada Martensii на заживление кожных ран у мышей. Молекулы. 2019;24:4231. doi: 10.3390/molecules24234231.

153. Фелициан Ф.Ф., Ю Р.-Х., Ли М.-З., Ли К.-Дж., Чен Х.-К., Цзян Ю., Тан Т., Ци В.-Ю., Сюй Х.-М. Ранозаживляющий потенциал коллагеновых пептидов, полученных из медузы Rhopilema esculentum. Подбородок. J. Traumatol. 2019;22:12-20. doi: 10.1016/j.cjtee.2018.10.004.

154. Раманатан Г., Сингаравелу С., Мутукумар Т., Тьягараджан С., Ратхор Х.С., Шиваньянам У.Т., Перумаль П.Т. Изготовление кожной коллагеновой пленки Arothron stellatus с добавлением Coccinia grandis в качестве прочной конструкции для ран. Инт. Дж. Полим. Матер. Полим. Биоматериал. 2017;66:558-568. doi: 10.1080/00914037.2016.1252351.

155. Сюн Х., Лян Дж., Сюй Ю., Лю Дж., Liu Y. Ранозаживляющие эффекты смеси пептидов с коллагеном тилапии TY001 у мышей со стрептозотоциновым диабетом. J. Sci. Food Agric. 2020;100: 2848-2858. doi: 10.1002/jsfa.10104.

156. Сузуки А., Като Х., Каваками Т., Кодама Ю., Сиодзава М., Кувае Х., Мива К., Хошикава Э., Хага К., Шиоми А. Разработка микроструктурированных коллагеновых каркасов из рыбьей чешуи для изготовления тканеинженерного эквивалента слизистой оболочки полости рта. J. Biomater. Sci. 2020;31: 578-600. doi: 10.1080/09205063.2019.1706147.

157. Олатунджи О., Олубовале М., Окереке С. Трансдермальная доставка ацетилсалициловой кислоты (аспирина) с помощью микроигл из биополимерных пленок, извлеченных из рыбьей чешуи. Полим. Bull. 2018;75: 4103-4115. doi: 10.1007/s00289-017-2254-1.