【引语】
随着收入水平的提升,越来越多的人愿意并且有能力在“变美”方面持续投入。除了日常的一般护肤品,包括功能性护肤品、医用敷料、嫩肤项目等也受到消费者的广泛青睐。从普通护肤到专业护肤,不变的趋势是持续旺盛的“颜值经济”。在颜值经济刺激之下,胶原蛋白凭借着自身修复、抗衰等功能在众多生物活性成分中迎来自己的高光时刻,在美与健康领域的应用越来越广泛。
胶原蛋白是人体中含量最多的蛋白质,广泛存在于皮肤、软骨、骨骼、肌腱、韧带、角膜等结缔组织中。胶原蛋白在真皮结缔组织中占95%,在骨骼中占80%,在肌腱中占85%。
胶原蛋白产品行业产业链中,上游主要由畜牧业、渔业、生物制品(酵母粉、细菌等)、化学品(甘油、戊二醇、丙二醇等)、纺织品、包装、食品等原材料组成。中游为生产企业或品牌所有者,品牌所有者的产品生产通常由他们自己或 OEM / ODM 公司完成。胶原蛋白产品下游销售渠道主要分为线上渠道和线下渠道,线上渠道包括电商平台,线下渠道包括医院、OTC、超市、化妆品店等。
胶原蛋白产业链上游为胶原蛋白的提取,具体可分为从牛、猪、鱼等中提取的动物胶原蛋白和利用微生物发酵等通过基因工程合成重组胶原蛋白。
动物胶原蛋白:胶原蛋白作为结缔组织的主要成分,广泛地存在于哺乳动物的组织中,在某些生物体的含量高达80%以上。常见的动物胶原有猪胶原、牛胶原、禽类(鸡)胶原和鱼胶原,其中猪胶原和牛胶原由于与人体相容性高且提取方便,成为最主要的胶原来源。牛胶原发展的时间长,与人体胶原蛋白的结果类似,但其存在疯牛症的潜在危机,因此国家对牛胶原的管控较为严格。猪胶原具备较好的生物相容性,对热降解具有较高的稳定性,人体服用或使用后的致敏性较低,但也存在口蹄疫疾病的风险。 相比较猪胶原和牛胶原,鱼皮、鱼骨等海洋生物材料更具安全性、且胶原蛋白的含量高,但其特性、组成及溶液的性质与陆生动物存在显著差异,因此海洋生物源胶原蛋白的工业化生产成为研究的重点方向。
动物胶原蛋白的提取中生物酶法和酸法是最为普遍提取胶原的方式。由于动物源提取来自动物异体,存在如下方面的风险:
(1)感染病毒的隐患。一般而言动物源胶原蛋白从动物的肌腱和皮肤等组织中提取,因此存在动物源疾病等传染风险。
(2)异体排斥反应。异种胶原蛋白在临床使用过程中存在与人体的排斥反应的现象,排斥反应易导致人体出现无菌性炎症或胶原蛋白吸收率受影响的情况。
(3)产业化生产率偏低。动物源胶原的原料依据药品管理规范实施管理,目前中国满足胶原原料供给的厂商较少,原料来源有限且对溯源要求过高,大规模的胶原生产面临原料供给不足的问题。
重组胶原蛋白:重组胶原蛋白是通过基因工程技术,将人体胶原蛋白基因进行特定序列设计、酶切和拼接、连接载体后转入工程细胞,通过发酵表达生产胶原蛋白,在保持人体胶原蛋白特性的同时解决了动物源胶原蛋白感染病毒的风险。此外,生物技术下生产的重组类人胶原具有亲水性和低免疫原性,并在基因工程量产模式下能改善动物源胶原蛋白生产效率低的问题。相比较传统的动物源提取方式,重组胶原蛋白在排异性和规模化生产等方面更具明显优势。重组胶原蛋白正成为胶原蛋白生产技术的新发展路径,并得到市场广泛的认可和应用,目前重组胶原蛋白广泛应用于专业皮肤护理产品及功能性食品等的生产,巨子生物、锦波生物等行业领先企业也积极投入到重组胶原蛋白产品的研发。在胶原蛋白领域龙头企业的积极推动下,重组胶原蛋白的应用场景将得到进一步丰富。
胶原蛋白作为一种天然的生物相容性材料,是美与健康领域产品的理想成分。胶原蛋白的下游应用主要有功效性护肤品、医用敷料、一般护肤品、皮肤嫩肤,植入型医疗器械、止血材料、保健食品等。
胶原蛋白广泛存在于人体内,具有提高皮肤弹性、保护骨骼健康等作用。胶原蛋白的成分和结构使其具备止血性能、低免疫原性、可降解性等特性,在提供结构支持、促进止血及细胞黏附、刺激细胞再生及增殖、修复受损皮肤屏障并为老化及问题皮肤补充营养方面拥有较大优势,使其可在美与健康领域得到广泛应用。
美:除促进组织生长、保湿滋润等,胶原蛋白还可抑制黑色素的产生,达到美白的功效。皮肤中酪氨酸被含铜的酪氨酸酶催化成多巴,多巴再通过重排或者氧化还原形成黑色素类物质。胶原可以通过酪氨酸残基竞争与酪氨酸酶的活性中心结合,减少多巴的生成,抑制黑色素的形成。或者通过螯合铜离子,使酪氨酸酶失活,减少黑色素的沉积,从而达到美白的作用。
胶原作为敷料具有黏附性好、止血性能好、具备类似真皮的物理形态结构和可适度交联及被组织吸收等优点,可用于烧伤、外力所致的伤口等的治疗。
肌肤焕活应用场景下,胶原蛋白注射到凹陷性皮肤后不仅可起支撑填充作用,还能诱导受术者自身组织重建。逐渐生成的新生组织将与周围正常皮肤共同协同实现局部矫形作用,通常将胶原蛋白注射于真皮层用来消除较深的皱纹。
健康:胶原蛋白的生物学性能促使其在临床上用于组织修复和再生,天然结构性修复成分使其成为医疗领域中角膜材料、支架、止血材料等方面的重点研究方向。胶原蛋白止血材料在治疗细胞组织器官如肝或脾的创伤止血方面效果明显。由于这些组织一般缺乏结缔组织的支持,在出血、渗出、细胞表面的修复过程中,需要纤维蛋白构架维持稳定。胶原蛋白海绵和胶原止血剂已成功用于牙科手术的止血,还可用于血管嫁接、局部肝切除,脑、胰、肝和肾伤口的止血。
功能性保健食品方面,胶原蛋白具有改善人体骨骼健康的作用,对骨关节及骨质疏松等问题治疗效果佳,因此胶原蛋白成分被添加到骨关节补剂产品中。此外,胶原蛋白作为改善皮肤的美容成分,成为口服美容产品中的热销成分。在普通食品中,由于天然胶原产量存在严重缺乏的问题,人造胶原肠衣得以广泛应用。在健康消费市场需求旺盛影响下,胶原蛋白作为健康功能的成分在食品健康方向的应用仍将是未来主流趋势。