胶原蛋白存在于人体的结缔组织中，是构成骨骼、软骨、肌腱、韧带、血管、眼角膜、基底膜及皮肤等组织器官的结构基质。
由于胶原蛋白是这些组织或器官的重要基质，如果在生物演化过程中发生突变，则个体存活的机率不大。
比较人类与哺乳动物间胶原蛋白分子的差异，其氨基酸序列的相似性高达百分之九十以上，所以胶原蛋白经常被应用于医疗及组织工程上，主要是它不易产生免疫排斥反应的缘故。
胶原蛋白之所以常应用于医疗及组织工程上，除了其本身是人体组织间的主要蛋白质外，还具备了生物医学应用上的五项优点。
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免疫反应性低
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可长时间且稳定地存在于身体内
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与细胞之间有良好的反应性
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可与其他分子进行加工，製造出不同机械强度的产品
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可藉由调控其生物分解速率，来控制胶原蛋白产品在身体内的存在时间。
由于胶原蛋白发展的历史并不长，虽然已发现有多种不同的形式，目前仅对前五型的研究较多，用于组织工程上的，仅止于Ⅰ、Ⅱ型，至于已成熟可商品化的多为Ⅰ型胶原蛋白产品。
Ⅰ型胶原蛋白组织工程的产品，主要以皮肤或骨骼修复为目标，如人工真皮层、人工硬骨、人工齿槽骨等。
而Ⅱ型胶原蛋白的组织工程产品，主要是以软骨或眼角膜修复为目的的产品，如人工软骨、人工眼角膜等。
其他研发中的Ⅲ型胶原蛋白组织工程产品，先期是以血管修复为努力的方向。
胶原蛋白作为基体的组织工程系统
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人体皮肤
Ⅰ型胶原蛋白，因为其较高的机械强度和较好的生物相容性适合制备人工皮肤。以胶原蛋白为基体制备人工皮肤，不仅有利于表皮细胞和成纤维细胞的生长繁殖，而且能够增强其与创面的黏附，降低出血和细菌感染的几率，从而提高人工皮肤移植的成活率。 磐升自主研发的人工皮肤以胶原蛋白为支架，采用表皮细胞和真皮细胞体外共生培养，培育成具有一定的形态和功能并具有生命力的组织工程全程皮肤。
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人体骨骼
可诱导骨组织产生某些蛋白质，如骨形态发生蛋白2。由于其所具有的骨诱导性活性，近年来胶原蛋白广泛用于制备人工骨材料。临床上可用于前列腺癌和乳腺癌发生骨转移的标志物。
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胶原蛋白在止血应用方面的研究
胶原蛋白能够与血小板黏结、聚集起到止血的作用，它的三螺旋结构能够诱导血小板附着，产生释放反映，而且能激活血液凝固因子，粘着在渗血的伤口上，对损伤的血管起到填塞的作用。国外对胶原止血材料的研究十分活跃，已经成功地用于肝、脾等富含血管的组织出血的治疗中，如肝脏吻合术、心脏手术及各种外科、内科手术。另外，胶原蛋白海绵和微晶胶原止血剂，已经成功地用于粘牙龈手术中来控制上颚等部位的止血。
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胶原蛋白用于眼科疾病的治疗
胶原蛋白能够促进角膜上皮细胞的损伤的修复和细胞生长，在眼科疾病的治疗中应用相当广泛。胶原蛋白溶解于泪液中，具有引导上皮细胞潜入缺损区的能力，同时它的降解产物能被新生细胞利用，合成新的胶原，起到连接细胞的作。胶原蛋白作为眼球保护膜在眼科中被广泛研究和应用。胶原蛋白还可以作为眼睛给药的载体，使药物在结膜囊内逐渐释放，从而在短时间内使眼内药物达到较高浓度，并保持较长时间，减少药物的全身毒性，具有广阔的发展前景。实验表明，妥布霉素、庆大霉素、万古霉素和其它的一些抗生素的胶原蛋白保护膜，在角膜、泪液和眼房水中的药物浓度要高于通常的滴剂疗法的药物浓度。国内对角膜的上皮愈合和胶原膜释药方面的研究也很成功。
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胶原蛋白在组织工程中的应用
组织工程是研究、开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后功能和形态的生物替代物的新兴学科，它主要研究四个方面：种子细胞、支架材料、器官构建、临床使用。随着研究的深入，组织工程对于生物材料的要求越来越高。目前，生物可降解的胶原蛋白是组织工程中研究较多的一类材料，它具有生物相容性好，植入体内后能在体液、酶、细胞等的作用下发生降解，变成小分子物质被吸收或通过新陈代谢排出体外等特点。
磐升生物自主研发的胶原蛋白
应用于再生医学
由于胶原蛋白的结构对矿物沉积具有诱导作用，它的表面含有沉积矿物的位点，而且与非胶原基质蛋白，特别是与生长因子结合，可有效地引发和控制矿化过程，促进骨形成并诱发至植入物中作为骨骼代用品，可用于骨骼代用品胶原与其他化合物或聚合物混合，用于矫形外科。随着胶原蛋白在组织工程方面的应用，进一步促进生物工程膜的发展，还可用于血管膜、心脏瓣膜、韧带等。
胶原蛋白将随着再生医学技术的发展，在再生医学领域应用的更加广泛，助力再生医学产品的研发。
