為了恢復年輕的容貌,越來越多的人開始使用膠原蛋白來達到他們的美容目標。
膠原蛋白是最早、最豐富的一類細胞外基質蛋白,隨著人類年齡的增長,膠原蛋白的產生減少,導致彈性和細膩度逐漸喪失。
本文將介紹不同型別膠原蛋白的性質和優缺點,讓讀者了解它們的優點和侷限性,並做出明智的決定。
什麼是膠原蛋白膠原蛋白是由多種原膠原組裝而成的纖維蛋白。
原膠原是膠原蛋白的基本單位,由3條多肽鏈組成,一級結構有(gly-x-y)n個重複單元,其中x和y常為脯氨酸和羥脯氨酸,少數為賴氨酸和羥基賴氨酸。
三條前膠原肽鏈通過鏈間氫鍵相互纏繞,形成穩定的三螺旋結構。
羥脯氨酸羥基形成強氫鍵,增加膠原蛋白的強度;
脯氨酸和羥脯氨酸會引起急劇的結構扭曲,提高膠原蛋白的穩定性。
其獨特的結構特徵使膠原蛋白與其他生物材料相比具有五大核心優勢:
免疫原性低與其他免疫原性蛋白質相比,膠原結構具有更高的重複率,並且免疫原性較低。
可生物降解的膠原蛋白的緊密螺旋結構使得大多數蛋白酶只能切斷膠原蛋白的側鏈,破壞膠原蛋白分子之間的交聯。
生物相容性膠原蛋白具有良好的親和力,可以幫助細胞和組織維持正常的生理功能。
促進細胞生長
膠原蛋白是細胞生長的良好培養基,膠原蛋白不僅提供營養基礎,而且在細胞遷移和增殖過程中起到支架的作用。
止血
膠原蛋白具有促進血小板凝固和血漿凝聚的作用,與血液接觸後,血液中的血小板會與膠原纖維一起吸附在一起進行凝集反應,從而生成纖維蛋白,促進血漿凝聚,進而形成血栓形成,從而防止出血,促進凝血。
膠原蛋白的分類(1)L型膠原蛋白人體膠原蛋白90%以上為I型膠原蛋白(人體的主要膠原蛋白),主要存在於肌肉睫毛、骨組織、血管等器官中,用於支撐硬度,使其更堅韌。 (2)LL型膠原蛋白它主要由軟骨細胞產生,存在於骨骼、關節、肌睫毛等組織中,用於維持軟組織的正常功能。 (3)LLL型膠原蛋白主要存在於淺表或血管內膜和腸纖維細小、稀疏、網狀,具有彈性和修復功能,使其柔軟有彈性,促進傷口癒合。 (4)IV型膠原蛋白它主要存在於基底層,是肝臟、血管、淋巴管等器官基底膜的重要組成部分。 (5) V型膠原蛋白多位於細胞表面、毛髮胎盤等處,用於保護胚胎,分娩後會相應減少。
動物源性膠原蛋白也就是說,膠原蛋白是從動物結締組織(主要是豬皮、牛跟腱和牛皮)中提取的。
動物組織提取是目前歷史最悠久、應用範圍最廣的主流途徑,其首個商業化產品應用於國內醫療領域,已投放市場近20年。
由於其完整的三螺旋結構和識別多種生物分子並與之相互作用的能力,動物源性膠原蛋白具有生物活性的優勢,但安全隱患也難以忽視:
動物組織存在傳染動物源性疾病的風險;同樣,其收集、處理等各個方面也存在不確定性。雖然膠原蛋白一般是非常安全的,但異種膠原有排斥反應,可導致移植部位發炎,並且由於排斥反應的存在,移植後無法持續保持效果,需要反覆植入或注射
膠原蛋白剛性好,加工過程中容易造成分子鏈斷裂
絕大多數異種**膠原蛋白不溶於水,加工過程中使用的溶劑難以完全去除,導致細胞毒性
直接提取的膠原蛋白分為弱變性和強變性兩大類,成分體系複雜,即使是弱變性膠原也會有微量的其他成分,而強變性膠原蛋白包括短肽、長鏈、雙鏈、片段三螺旋、全場完整結構的混合物,因此均勻性差,臨床效果不均勻, 嚴重制約了其在生物醫藥領域的應用。
**配合製作工藝
牛膠原蛋白和豬膠原蛋白的提取率高,可用於食品、化妝品、醫療器械等領域,在工業化方面得到廣泛應用。 從不同原料、畜禽皮、淡水魚皮和魚鱗、深海魚皮的膠原蛋白肽中所含的特徵氨基酸羥脯氨酸含量來看,在實際生產過程中,畜禽皮骨和淡水魚皮魚鱗的原料可以得到充分的保證, 其膠原蛋白含量為20%-30%,高於牛豬的10%-20%,但應用範圍以食品為主,很少用於醫療、化妝品領域。
四種生物原料製備高純度膠原蛋白的比較包毅等,“膠原蛋白肽行業現狀及發展趨勢周雪松”,雙梅公告,德邦研究院。
動物源提取的方法多種多樣,酸法和酶法已實現工業化。
動物源性膠原蛋白可採用酸法、鹼提取法、酶解法、中性鹽法提取和熱水提取法提取,也可採用復合法提取,如酸酶復合法、酸熱水復合法等,復合使用可提高提取效果。
Gene Biotech招股說明書,“動物源性膠原蛋白提取與應用研究進展 Zhi Hui et al.”, “Extraction and Modification and Application of Collagen Liu Zhenfeng, et al.”.
可追溯性和免疫原性清除
動物膠原蛋白提取面臨免疫力和病毒性兩大問題,已成為動物提取的難點,通過對原料的嚴格控制,可以有效避免瘋牛症、口蹄疫等人畜共患疾病的發生。
免疫原性**:從動物來源提取的膠原蛋白的免疫原性受六個因素影響:純度、結構、供體和受體物種特徵、提取方法、植入部位和交聯方法。
材料的危害主要涉及:細菌、黴菌或酵母菌汙染、病毒汙染、傳染性海綿狀腦病(TSE)因子汙染、寄生蟲或其他未分類病原體汙染等;由雜質和未清除的細胞抗原(如普通-gal抗原)引起的免疫和熱原反應。
動物源性膠原蛋白的免疫原性清除及其醫學應用 雷靜
免疫原性清除有多種方法,包括脫細胞和細胞抗原;去除雜質,如變性雜質或非靶蛋白;交聯處理以封閉材料的表位;外源微生物脫脂脫脂、低溫冷凍處理、脂多醣脫除等,不同組織材料的脫脂方法不同。 重組膠原蛋白與傳統動物膠原蛋白相比,重組膠原蛋白具有無病毒危害、優異的生物學相容性和功效、免疫原性低等特點,有效避免了傳統動物源性膠原蛋白的病毒隱患和排斥反應,克服了傳統動物膠原蛋白因動物年齡和物種差異導致臨床療效不準確、終產物質量不穩定等弊端差異,並在膠原蛋白生物材料領域創造了里程碑式的重大突破。
然而,重組膠原蛋白的生物活性仍存疑,發酵中使用的大腸桿菌和酵母不能自行合成脯氨醯羥化酶,所得肽鏈難以形成三螺旋結構。 到目前為止,具有全長氨基酸序列和三螺旋結構的重組人膠原蛋白仍在開發中。
重組膠原蛋白的分類
根據重組膠原蛋白的**,膠原蛋白可分為三類:
(1)重組人膠原蛋白。
通過DNA重組技術製備的重組蛋白,含有特定型別人膠原蛋白編碼的全長或部分基因序列(至少含有螺旋結構域),具有或不具有三鏈螺旋結構,具有膠原蛋白的理化性質和生物學功能。 它具有基因序列和活性一致性高的優點,但具有分子量大、合成困難和大量無用的無功能區等缺點。
(2)重組人形膠原蛋白。
採用DNA重組技術製備的人膠原類似物,含有由特定或不同型別的膠原基因編碼的部分序列,經基因編輯、組合、組裝、編輯等方式製備,具有蛋白質結構,有或沒有三鏈螺旋結構。 它具有基因序列一致性高、組織相容性好、生物活性高、支援性和彈性高、免疫原性低、過敏反應低、無病原感染風險等諸多優點。 然而,三螺旋結構非常困難,只能在片段水平上實現。
(3)重組膠原蛋白。
DNA重組技術製備的膠原類似物與人膠原蛋白的基因編碼序列或氨基酸序列的同源性較低,但具有膠原蛋白的理化性質和生物學功能。
膠原。
絕大多數關於重組膠原蛋白的研究都集中在不同型別的人類膠原蛋白上。 研究包括類人蛋白和膠原蛋白的鑑定、表徵和功能研究,以及其中一些用於大規模生產生物醫學材料的研究。
應用。 不同的表達系統已被用於製備重組膠原蛋白。
由於缺乏脯氨酸羥化酶,大腸桿菌在單獨表達膠原時無法獲得羥基化膠原,不能有效形成三螺旋結構,從而抑制膠原分子從天然結構膠原分子向膠原纖維的自組裝。
迄今為止,關於利用酵母表達人膠原蛋白的研究已經有很多,如畢赤酵母、漢森酵母和釀酒酵母等,其中畢赤酵母工程菌表達得到的重組人膠原蛋白的表達水平和羥基化效率最高。
重組膠原蛋白的特點
與傳統方法提取的膠原蛋白相比,重組膠原蛋白具有水溶性好、截留反應低、加工效能好、組分單一等特點。
一是工藝可控,生產周期短,產品可控,無病毒隱患等,產品質量更加穩定。 因此,重組膠原蛋白具有以下特點:
1.無病毒隱患。
一般來說,從動物組織中提取的膠原蛋白存在病毒隱患,這一致命的缺點在很大程度上限制了膠原蛋白的應用和發展。 重組膠原蛋白可以完全彌補這一不足,並顯著提高其生物安全性。
2.更低的廢品率。
重組膠原蛋白可以是天然的人類膠原蛋白序列,因此免疫原性非常低,也可以是非天然的人類膠原蛋白序列。 為了降低重組膠原蛋白的免疫原性,通常會對天然膠原蛋白基因序列進行重新優化。 因此,重組免疫原原蛋白不太可能引起人體免疫排斥反應。
3.水溶性好。
動物膠原蛋白通常水溶性較差,因為它保留了相對完整的纖維結構。 單鏈重組膠原具有良好的水溶性,具有三鏈螺旋結構的膠原蛋白可以通過用親水性氨基酸取代非編碼氨基酸序列中的疏水性氨基酸來提高重組膠原的親水性。
4.無細胞毒性。
重組膠原蛋白具有良好的水溶性,使其分離過程不需要酸鹼溶劑處理,因此沒有酸鹼溶劑殘留,避免了對細胞代謝的影響。
5.良好的機械加工性。
天然膠原蛋白為三鏈螺旋結構,其結構在溶解時發生變化,分子量也發生變化,不利於膠原蛋白的後處理應用。 另一方面,重組膠原蛋白通常以單鏈形式存在,溶解時不改變其分子量和鹼性,具有良好的加工效能。
6.質量可控,易於大規模生產。
基因工程技術可以表達特定分子量的膠原蛋白分子,發酵成本低,生產周期短,收率高,易於大批量工業化,產品的分子量均勻性和質量穩定性更高。 動物提取方法由於工藝和原材料等問題,不利於質量控制。
膠原蛋白,真的適合你嗎?膠原蛋白填充劑在現代社會中備受追捧,因為它們作為一種常見的美容方法具有許多好處。
首先,膠原蛋白填充劑能夠使臉部看起來自然。 由於膠原蛋白是人體中天然存在的物質,因此在填充後與組織高度融合,不易被發現。
而且,它的填充效果是持久的。 與其他填充劑相比,膠原蛋白填充劑可以持續更長時間,從而減少頻繁注射的需要。
此外,充滿膠原蛋白的面部手術的侵入性相對較小。 填充過程通常不需要手術切口,而是通過注射的方式進行,只需要輕微的穿刺**,降低了手術風險和手術後的恢復期。 這使得膠原蛋白填充成為一種更安全、更方便的美容方法。
膠原蛋白填充劑的注射部位可以根據個人需求進行調整,不僅可以填補臉上的皺紋和凹陷,還可以豐滿嘴唇,改善顴骨輪廓等等。
總體而言,充滿膠原蛋白的面部護理具有許多好處,例如自然的外觀、持久的效果和最小的創傷,使其成為最受廣泛人群歡迎的美容方法。
但是,也有一些缺點需要讀者更加注意。
從動物源提取的膠原蛋白最大的痛點是同種異體排斥反應,在臨床使用過程中容易導致無菌性炎症或影響膠原蛋白的吸收率。 這也是有些人對膠原蛋白產生過敏反應,引起不適或炎症的主要原因。
因此,在進行填充之前,確保進行過敏測試非常重要。
作為解決動物源性膠原蛋白排斥反應的先進產品,重組膠原蛋白的問題目前還沒有明確的解決方案。
富有想象力的注射凝膠產品審批上市門檻高,短期內難以量產,現有量產產品主要集中在護膚品市場。
第乙個問題是,重組膠原蛋白真的能通過面板吸收嗎?
傳統上認為分子量超過500DA的成分很難通過面板吸收,而膠原蛋白的分子量達到數萬DA,即使膠原蛋白作為生物材料具有活性和相容性,也有不少品牌和廠家做出了回應,但解決滲透效率問題仍然是重組膠原蛋白在應用層面的重中之重。
第二個問題是解決滲透問題,如何解決活動問題
在護膚品領域,一些廠家為了解決滲透效率問題,通過酶消化來降低分子量,但這也破壞了三螺旋結構,使其無法到達**內部,保持良好的支撐效果。
第三個問題是重組膠原蛋白中所含的膠原蛋白單位多長時間比較好
目前,不同廠家篩選的片段和序列不同,不同的序列會產生不同的功效差異,缺乏明確的市場標準將導致進一步的市場混亂。
除此之外,下游醫院膠原蛋白質量參差不齊。 膠原蛋白的填充技術要求非常高,注射需要一定的專業知識和經驗才能達到預期的效果。 如果處理不當,可能會導致分布不均、集聚和不平等不均。
從目前來看,膠原蛋白還有很多技術需要攻克,很多問題需要解決,對於膠原蛋白產品來說,無論是注射,還是護膚,未必都適合所有人,所以明智的做法是充分考慮自己的需求和風險因素,並尋求專業建議來選擇是否使用膠原蛋白。