Skin damage caused by excessive UV radiation has gradually become one of the most prevalent skin diseases. Collagen has gradually found applications in the treatment of UV-damaged skin; however, their high molecular weight greatly limits their capacity to permeate the skin barrier and repair the damaged skin. Nano collagen has garnered growing attentions in the mimicking of collagen; while the investigation of its skin permeability and wound-healing capability remains vacancies. Herein, we have for the first time created a highly biocompatible and bioactive transdermal nano collagen demonstrating remarkable transdermal capacity and repair efficacy for UV-damaged skin. The transdermal nano collagen exhibited a stable triple-helix structure, effectively promoting the adhesion and proliferation of fibroblasts. Notably, the transdermal nano collagen displayed exceptional penetration capabilities, permeating fibroblast and healthy skin. Combo evaluations revealed that the transdermal nano collagen contributed to recovering the intensity and TEWL values of UV-damaged skin to normal level. Histological analysis further indicated that transdermal nano collagen significantly accelerated the repair of damaged skin by promoting the collagen regeneration and fibroblasts activation. This highly biocompatible and bioactive transdermal nano collagen provides a novel substituted strategy for the transdermal absorption of collagen, indicating great potential applications in cosmetics and dermatology.

Schematic representation of the emulsification-crosslinking strategy for constructing collagen–chitosan double-crosslinked composite microsphere implants.

Collagen, a widely used biomaterial, is susceptible to denaturation during production from native tissues, posing serious challenges for its applications in tissue engineering. Accurate quantification of denatured collagen (DC) is essential for evaluating the quality of collagen-based biomaterials, yet quantitative methods for assessing collagen denaturation are lacking. Here, we for the first time present a highly specific biochip for sensitive quantification of denatured collagen levels (

Hepatic fibrosis, the insidious progression of chronic liver scarring leading to life-threatening cirrhosis and hepatocellular carcinoma, necessitates the urgent development of noninvasive and precise diagnostic methodologies. Denatured collagen emerges as a critical biomarker in the pathogenesis of hepatic fibrosis. Herein, we have for the first time developed 3D-printed collagen capture chips for highly specific surface-enhanced Raman scattering (SERS) detection of denatured type I and type IV collagen in blood, facilitating the early diagnosis of hepatic fibrosis. Employing a novel blend of denatured collagen-targeting peptide-modified silver nanoparticle probes (Ag@DCTP) and polyethylene glycol diacrylate (PEGDA), we engineered a robust ink for the 3D fabrication of these collagen capture chips. The chips are further equipped with specialized SERS peptide probes, Ag@ICTP@R1 (S-I) and Ag@IVCTP@R2 (S-IV), tailored for the targeted detection of type I and IV collagen, respectively. The SERS chip platform demonstrated exceptional specificity and sensitivity in capturing and detecting denatured type I and IV collagen, achieving detection limits of 3.5 ng/mL for type I and 3.2 ng/mL for type IV collagen within a 10-400 ng/mL range. When tested on serum samples from hepatic fibrosis mouse models across a spectrum of fibrosis stages (S0-S4), the chips consistently measured denatured type I collagen and detected a progressive increase in type IV collagen concentration, which correlated with the severity of fibrosis. This novel strategy establishes a benchmark for the multiplexed detection of collagen biomarkers, enhancing our capacity to assess the stages of hepatic fibrosis.

Hepatic fibrosis, a chronic liver response to injury with potential severe outcomes like cirrhosis and liver cancer, necessitates urgent noninvasive diagnostic techniques to halt disease progression. We herein for the first time developed a single-chain peptide probe targeting pathological collagen for in vivo magnetic resonance imaging (MRI) of hepatic fibrosis. The novel (GhypO)10 probe, distinguished by its unique monomeric conformation achieved through Pro to (2S,4S)-hydroxyproline (hyp) substitution and subsequent disruption of hydrogen bonding, exhibits selectivity for pathological collagen over its intact counterpart in connective tissues. Fluorescence imaging of liver specimens from fibrotic models displayed a discernible relationship between pathological collagen levels and fibrosis stage. Moreover, T1-weighted MR images post Gd-GhypO administration revealed progressive signal enhancement congruent with fibrosis severity, corroborated by a corresponding increase in the contrast-to-noise ratio (ΔCNR). Biodistribution analysis indicates that Gd-GhypO has low Gd retention in the main organs 24 h postinjection, ensuring the probe's safety for molecular imaging. The Gd-GhypO probe therefore emerges as a potent tool for the precise, noninvasive delineation of hepatic fibrosis stages, offering significant implications for the diagnosis and management of liver fibrosis.

Abstract The escalating threat of healthcare-associated infections highlights the urgent need for biocompatible antibacterial materials that effectively combat drug-resistant pathogens. In this study, we present a novel fabrication method for triple-helical recombinant collagen-silver hybrid nanofibers, specifically designed for anti-Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA) applications. Utilizing a silver-mediated crosslinking strategy, we harness a low-power 38 W lamp to enable silver ions (Ag+) to mediate crosslinking across various proteins. Mechanistic insights reveal the pivotal role of nine amino acids in facilitating this reaction. The triple-helical recombinant collagen (THRC) maintains its native structure, forming well-ordered nanofibers, while other globular proteins form a distinctive network-like structure. THRC also serves as a reducing and dispersing agent, facilitating the in situ synthesis of highly dispersed silver nanoparticles (AgNPs) (~7 nm in diameter) within the nanofibers. Systematic investigation of the reaction conditions between THRC and Ag+ demonstrates the versatility of this novel approach for nanofiber fabrication. The incorporation of AgNPs imparts exceptional antibacterial activity to the THRC/AgNPs nanofibers, exhibiting a minimum inhibitory concentration (MIC) of 19.2 mg/L and a minimum bactericidal concentration (MBC) of 153.6 mg/L against MRSA. This innovative approach holds significant potential for developing antibacterial protein-based biomaterials for infection management in wound healing and other biomedical applications.



Photoaged skin, a consequence of UV radiation-induced collagen degradation, presents a significant challenge for skin rejuvenation. Synthetic polymer microspheres, while offering collagen regeneration potential, carry risks like granulomas. To overcome this, we developed a novel agarose-collagen composite microsphere implant for skin tissue regeneration. Fabricated using an emulsification-crosslinking method, these microspheres exhibited excellent uniformity and sphericity (with a diameter of ~38.5 μm), as well as attractive injectability. In vitro studies demonstrated their superior biocompatibility, promoting cell proliferation, adhesion, and migration. Further assessments revealed favorable biosafety and blood compatibility. In vivo experiments in photoaged mice showed that implantation of these microspheres effectively reduced wrinkles, increased skin density, and improved elasticity by stimulating fibroblast encapsulation and collagen regeneration. These findings highlight the potential of agarose-collagen microspheres in dermatological and tissue engineering applications, offering a safer alternative for skin rejuvenation.

Full-thickness skin injuries cause extended inflammation, compromised angiogenesis, and protracted wound healing, presenting considerable health risks. Herein, we introduce an innovative technique utilizing methacrylic anhydride (MA)-enhanced, one-step in-situ extrusion 3D bioprinting of collagen hydrogels, specifically engineered for the effective repair of full-thickness skin injuries. This method capitalizes on the inherent bioactivity of collagen, surmounting its mechanical constraints via a streamlined, one-step extrusion process enabled by MA. The resultant biomaterial ink, an optimized mix of collagen, MA, and photoinitiator, demonstrates superior printability, mechanical robustness, and stability, making it an ideal candidate for direct application onto wound sites. The bioprinted collagen scaffolds exhibit improved mechanical strength, reduced swelling, and enhanced resistance to enzymatic degradation, providing a durable matrix for cell proliferation and tissue in-growth. In vitro assessments reveal that the scaffolds support human foreskin fibroblast adhesion, proliferation, and migration, creating a conducive environment for skin regeneration. In vivo evaluations, conducted using a rat full-thickness skin injury model, further validate the scaffold's efficacy in promoting rapid and orderly tissue repair, characterized by accelerated re-epithelialization and organized collagen deposition. This MA-enhanced, in-situ extrusion 3D bioprinting technique generates collagen hydrogel scaffolds that significantly accelerate wound healing, offering promising advancements in tissue engineering and regenerative medicine.