一、胶原蛋白为何被称为皮肤中的“软黄金”
(一)胶原蛋白的分布和作用
一提起胶原蛋白,人们第一时间想起的就是少女弹润白皙的脸颊,在人体皮肤及粘膜中,胶原蛋白占干重的70%至80%。目前学者们已在人体内发现28种胶原蛋白,其中Ⅰ型胶原蛋白占比最高且分布广泛,Ⅲ型次之。成年人皮肤以Ⅰ型胶原蛋白为主,而婴幼儿皮肤以Ⅲ型胶原蛋白为主。免疫性低且结构完整的胶原蛋白极具粘弹性,有利于成纤维细胞的存活和生长,可用于面部轮廓矫正、皱纹和瘢痕修复等医学美容。医用胶原注射到凹陷性皮肤缺损后不仅可起支撑填充作用,还能诱导自身新生组织生成与周围正常皮肤协同实现局部矫形作用,整形美容外科将胶原蛋白注射于真皮层则可用来消除较深的皱纹皱褶【1】。正因为胶原蛋白具有超强粘弹性,且对肌肤的形成至关重要,所以胶原蛋白“软黄金”之称可谓名副其实。
1.Ⅰ型胶原蛋白的重要作用
提起最为常见的Ⅰ型胶原蛋白,完整的Ⅰ型胶原蛋白分子结构呈现三螺旋构造,生物学活性优异,胶原纤维粗壮、排列紧密。其自身极具粘弹性,抗张强度更是可超过钢丝,被称作纳米钢索,为皮肤提供强有力的支撑力。
胶原蛋白的三螺旋构是其理化特性和生物学活性的基础,也是让Ⅰ型胶原蛋白成为皮肤“隐形支架”的关键所在,更是双美不遗余力投入科技研发的重点目标。双美胶原蛋白完整保留了Ⅰ型胶原蛋白的三螺旋结构,使其在结构完整的同时,让胶原蛋白具备高拉伸强度、生物降解性能、低抗原活性、低刺激性、低细胞毒性以及作为填充材料或创伤敷料时促进细胞生长、增强细胞粘附、与新生细胞和组织协同修复创伤等特性【2】。
2.Ⅲ型胶原蛋白的重要作用
而Ⅲ型胶原蛋白,在正常婴儿皮肤胶原中占80%,随着生长发育,Ⅲ型胶原不断减少,Ⅰ型胶原不断增加,成人皮肤中Ⅲ型胶原蛋白仅占20%。Ⅲ型胶原蛋白是皮肤中网状纤维的主要组成部分,含量越高纤维束越细,主要存在于真皮层和表皮层连接处,为皮肤提供弹性和抗应力性。
皮肤中Ⅲ型胶原蛋白含量越高,皮肤越细腻柔软。然而成年人无法通过自身自主合成Ⅲ型胶原蛋白,只能通过直接灌溉的方式在真皮层中进行补充。
(二)胶原蛋白技术与市场状况
原料供应短缺和市场规模的限制是让胶原蛋白如黄金般昂贵的重要原因。技术难题和市场容量永远是摆在胶原蛋白注射行业发展前的两座大山,由于胶原蛋白注射行业上游产品技术壁垒高,且行业市场渗透处于初期阶段,求美者对胶原蛋白注射产品的认知尚浅,国内胶原蛋白注射项目尚未大规模被求美者接纳。
1.胶原蛋白的提取难题
虽然人类制取胶原蛋白的历史悠久,许多技术有一定基础,但胶原蛋白提取和制备仍然存在许多难题,使得胶原蛋白的安全性、产量和功效都大大受限,这也是造成胶原蛋白价格昂贵、被称为“软黄金”重要原因之一。
胶原蛋白新技术和新产品的研发不但涉及高成本、高风险和严格的合规要求,而且新的研发成果需要进一步产业化、市场化和规模化,这期间蕴含较大的风险和不确定性。例如:胶原蛋白行业新产品在推进工业化生产过程中,许多工艺技术指标相对小试、中试阶段往往会发生变化,影响产品试生产的进行,同时新产品的生产可能因其特殊的工艺方法和生产流程,对生产人员的技术能力及生产设备提出更高的要求,这些都增加了企业新产品迅速产业化的难度【3】。
2.胶原蛋白的市场现状
俗话说物以稀为贵,国内胶原蛋白市场起步晚、产品有限也是使胶原蛋白产品成为“软黄金”的重要因素。早期国内胶原蛋白资源稀缺,直到2009年,双美旗下胶原蛋白产品获CFDA(现NMPA)认证,成为国内早期获得该项认证的胶原类皮肤注射剂,助推国产胶原蛋白填充剂逐步走进求美者眼帘。
胶原蛋白注射行业上游提取过程具有较高的研发和技术难度,行业内竞争主体相对较少,且由于胶原蛋白注射类医美市场规模有限,没有技术基础的新制造商难以进入行业,因此市场集中度高。根据国家药品监督管理局对我国医疗器械的管理分类,目前国内已经上市的第III类胶原注射产品仅有6个,其中胶原蛋白填充剂4个,胶原美塑疗法注射剂2个。
二、胶原蛋白的黄金优势
胶原蛋白的螺旋网状结构能和水分子结合,被喻为皮肤的“天然水库”,此外,活性胶原蛋白有较强渗透性,能透过角质层和上皮细胞结合,实现皮肤组织的新陈代谢。基于胶原蛋白保湿、修复皮肤组织的功效,其在皮肤护理领域的产品形式多表现为医美注射材料、含胶原蛋白成分医用修复敷料和外用功能性护肤品。
(一)医美注射材料
胶原蛋白流失是皮肤老化的主要原因,受填充与水光需求驱动的影响,定位高端市场的胶原蛋白自2019年以来异军突起,动物源胶原与基因重组胶原错位竞争,格局逐渐优于玻尿酸。
1.填充:相对填充领域的巨头玻尿酸而言,胶原蛋白填充剂(以动物源胶原为主)优势在于填充效果与促使再生,劣势在于时效与定价。
胶原蛋白是网状结构,高粘弹性、支撑力强,不易产生位移和外扩且吸收肿胀性低;而玻尿酸是晶球体,分子结构不紧密、可能发生游离。胶原蛋白填充后不仅不会出现丁达尔效应,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协同实现局部矫形作用。
目前胶原蛋白注射类产品定价偏高,单次注射维持时间一般在6-8个月,而玻尿酸品牌选择多样、价格能够被大多数消费者接受,长效玻尿酸注射进皮肤后维持时间可达两年以上。为了提高胶原蛋白填充类产品的性价比和优势,行业各方也在不断努力,例如双美在胶原蛋白中加入了凝固剂,并独创多重凝固技术,在加强胶原蛋白支撑性的基础上,使胶原蛋白在体内的维持时间更长,让双美胶原蛋白相比其他填充材料更具优势。
2.水光针:胶原蛋白和玻尿酸在水光项目达到了相互补充、共同发展的局面。目前水光针一般是多重营养成分搭配,小分子胶原蛋白具有良好的渗透性,可使皮肤丰满、皱纹舒展,同时提高皮肤密度、增加皮肤弹力,胶原蛋白降解后会生成氨基酸,有补充营养、滋养肌肤的效果;而透明质酸分解后产生水,功效主要是补充皮肤水分,二者结合可以达到多层次的丰富功效。
(二)医用皮肤修复敷料和功能性护肤品
1.医用皮肤修复敷料:胶原蛋白敷料市场由于医美行业红利而拥有广阔成长空间。术后修复是求美者最关心的问题,且单次轻医美项目后的修复需要大量贴片式敷料,使用量和频率甚至高于轻医美项目本身。
从敷料效果来看,相对于透明质酸钠,胶原蛋白作为医用皮肤修复敷料,在补水保湿基础上还具备改善肤质、刺激组织再生、抗衰除皱等功效,备受消费者青睐。而且我国对敷料产品进行严格分类管理,截至2020年6月我国医用皮肤修复敷料批文共467个,以医用冷敷贴为主的一类证占比90%,以创面敷料为主的二、三类证占比分别为9%、1%【4】,虽然玻尿酸敷料产品数量远多于胶原蛋白,但其管理类别仅覆盖第一、二类,胶原蛋白敷料独享三类批文,市场份额逐步上升。
2.功能性护肤品:根据弗若斯特沙利文数据,截至2020年中国皮肤护理市场规模达2769亿元,而功能性护肤品市场相对小众(223亿元),占皮肤护理市场比重8.1%【5】。近年来随着消费升级和美容个护意识持续增强,“成分党”消费意识觉醒,进而驱动以胶原蛋白为代表的功能性护肤品市场前景辽阔。
目前胶原蛋白在护肤领域多用于修护类贴片面膜。近年来网购平台上修护类贴片面膜在面膜类产品中的占比也不断提升,消费者逐渐建立起了品类认知,但修护类贴片面膜的品牌较多,各品牌主打核心成分与功效存在较大的差异性,格局分散,尚未形成强竞争力。
三、胶原蛋白技术突破,“软黄金”之称名副其实
(一)提取技术
目前主流的胶原蛋白提取和制备方法包括:天然提取法和基因工程法两大类。提取法为主流产业化制备方法,基因工程法则是未来产研发展方向,两种方法均存在不足和有待优化的空间。
1.天然提取法:提取技术相对成熟,主要包括酸法提取和酶法提取,成本相对更低。天然提取法主要通过对动物组织的去杂质、溶解、分离提纯进而提取胶原蛋白,其获得的产物能够保持完整的三螺旋结构,生物活性较强。但异体胶原蛋白可能携带可传播的疾病,同时也可能产生异种或异体排斥反应,用天然提取法提取出的胶原蛋白往往是不同分子量胶原蛋白的混合物,纯度难以把控,延伸应用受限。
提取技术是影响胶原蛋白注射剂产品效果的前提条件。为了保证胶原蛋白的天然活性、使其达到更好效果,双美胶原蛋白全部提取于二代SPF猪,猪胶原蛋白的组织学结构与人皮肤胶原蛋白的组织学结构相似,能更好的与人体相容,而且猪胶原的过敏率仅为0.58%,目前尚未发现与人体之间有共通疾病,注射后稳定性更强,更为安全。除此之外,双美还坚持从技术层面专研深究,努力在提取阶段保留胶原大粒径和其独特的三股螺旋结构,使胶原分子链之间排列更致密,增强胶原分子单元聚集,提高胶原蛋白内聚力。
2.基因工程法:通过基因的酶切、拼接和表达获得的重组胶原蛋白,基因工程手段的可加工性使重组胶原蛋白有较强水溶性和乳化性等特征,且免疫原性较低、能更好地控制致病毒传播风险,拥有安全性好、加工性强、质量稳定等优点。但通过基因工程法制取而来的胶原蛋白仅为单链、没有三螺旋结构所拥有的支撑效果,难以达到医用级材料要求,其技术难点在于如何实现菌种、酵种的高密度表达、保证生物活性以及对重组蛋白肽的分离纯化。
(二)凝固技术
交联技术尚不成熟,成本高而效期短,成为拉低胶原蛋白注射产品性价比的关键因素。双美作为胶原蛋白注射领域领航者,创新性的在胶原蛋白植入剂产品中加入凝固剂并独创交联技术,在保证胶原蛋白安全性的同时,将其维持时间延长至8-12个月,实现了胶原蛋白功效的稳步提升,使双美胶原蛋白在众多注射材料当中脱颖而出。
双美胶原蛋白植入剂是以“低浓度”的GA(戊二醛)进行凝固,GA在生物学中用作电镜制样时样品的固定剂,它是一种双官能团凝固剂,凝固能力强,对蛋白质的固定能力最佳,且不会破坏细胞骨架的结构。
在哺乳类动物实验中,GA可在稳定速度下氧化成为二氧化碳并代谢,且有较强的代谢活性。美国FDA对于GA的残留标准为2μg/mL(CFDA认同该限量标准),双美的残留值残留介于0.2~0.5μg/mL之间,完全低于国家标准,给予求美者安全性上的稳定保障。
不仅如此,双美聚焦技术领域的创新,开发了TRICROSS生物活性凝固长效技术,凝固型的胶原蛋白能够长时间供给细胞营养,以及促进纤维母细胞的再造能力时间更长,增加胶原蛋白支撑力,延长了其维持时间。
随着人们生活水平和消费观念的不断提高,“拒绝衰老,追求健康”已经成为全球时尚消费的主题之一。胶原蛋白注射剂这一“抗衰法宝”通过行业各方的不断努力而得到更新换代,在注射效果和维持时长上都取得了长足进步。由此,胶原蛋白这个当之无愧的皮肤“软黄金”材料走进了更多求美者的视野,刷新了业界对“抗老”概念的认知,更拓宽了医美抗衰新道路。