(报告出品方/作者:中信证券,徐晓芳、杜一帆)
解密胶原蛋白,探索健康美丽
胶原蛋白:高含量、广分布、分型丰富,“结构决定活性”
(一)胶原蛋白的定义
胶原蛋白为细胞外基质(ECM)中的主要组成成分,是哺乳动物体内含量最多的蛋白质,占蛋白质总量的25%-30%,约体重的6%,广泛分布于结缔组织、皮肤、骨骼、内脏细胞间质及肌腔、韧带、巩膜等部位。一个正常成年人体内约有3kg胶原蛋白,约90%的胶原蛋白存在于皮肤和骨头中。
(二)胶原蛋白的分型
不同类型胶原蛋白的功能和存在部位有所区别。目前人类研究发现的胶原蛋白共28种,其中以I至V型较为常见。I型胶原蛋白是最普遍存在的胶原蛋白,占人体胶原蛋白总量的90%,占总蛋白质质量的近20%,主要存在于皮肤、骨和肌腱;Ⅱ型胶原蛋白是软骨和玻璃体中的主要成分;III型胶原蛋白在新生儿皮肤中含量较高,能够为细胞提供充足的营养,维持皮肤的饱满润滑;Ⅳ型胶原蛋白是构成基底膜的重要成分;V型胶原蛋白存在于主要由Ⅰ型胶原蛋白组成的纤维中,为Ⅰ型胶原蛋白纤维形成支架,可能在基膜和结缔组织之间起着“桥梁”作用。
(三)胶原蛋白的自然生物合成与降解
生物合成
胶原蛋白的自然生物合成过程复杂,主要分为两个阶段,前期在细胞内,后期在细胞外。细胞内:1)α-肽链的合成。通过相应mRNA在细胞粗面内质网上形成α-肽链,α-肽链拥有6个区,其中三螺旋区为连续的Gly-X-Y氨基酸重复序列,Gly为甘氨酸(Glycine),X常为脯氨酸。2)羟基化修饰。α-肽链中脯氨酸、赖氨酸残基经羟基化形成胶原蛋白中特有的羟脯氨酸和羟赖氨酸,羟脯氨酸有利于在肽链之间形成氢键,使3条α-肽链相互结合并扭转成三螺旋。羟化作用对三螺旋的稳定性有重要作用,羟基化程度越高,胶原蛋白的变形温度越高,相应越稳定。3)糖基化修饰。糖基化作用目前尚未完全阐明。经羟基化和糖基化修饰的3条α-肽链形成三螺旋结构的前胶原蛋白,并排至细胞外。
细胞外:4)前胶原蛋白形成原胶原蛋白。分泌到细胞外间质的前胶原蛋白经内切酶水解掉两端的附加肽链形成原胶原蛋白。5)原胶原蛋白聚合。水解掉附加肽段的原胶原借分子间各部分不同电荷的相互吸引自动聚合形成原纤维。6)原胶原蛋白共价交联。相互平行的原纤维经共价交联,张力加强,韧性增大,溶解度降低,最终形成不溶性的胶原蛋白纤维。胶原蛋白的生物合成也可简述为“α-肽链→原胶原蛋白→原纤维→胶原蛋白纤维”的四个形态的演变。
生物分解
胶原蛋白在胶原酶作用下被分解成两部分,经非特异性中性蛋白酶水解成为多肽,后再经肽酶逐步水解得到三肽(如甘-脯-羟脯)、二肽(脯-羟脯)等小分子寡肽或游离氨基酸。10~50个氨基酸组成的肽为多肽,分子量范围是1kDa-10kDa;2~10个氨基酸组成的肽为寡肽(也可称作小分子肽、低聚肽、肽、胜肽),分子量范围小于1kDa。寡肽又可分为:寡肽-3、寡肽-5、寡肽-6(六肽或六胜肽)等。
助力美丽与健康,技术进步、场景拓展推动规模扩张
中国胶原蛋白产品:年市场规模亿元,重组胶原蛋白增速高
中国胶原蛋白产品市场有望突破千亿,复合增速超过30%。根据弗若斯特沙利文数据:年,中国胶原蛋白产品市场规模为亿元,-年CAGR+31.3%;该机构预计年有望达到亿元,对应E-ECAGR+34.3%。重组胶原蛋白增速高,规模有望超过动物源性胶原蛋白。根据弗若斯特沙利文数据:年,中国重组胶原蛋白产品规模为亿元,-年CAGR+63.0%;该机构预计年有望达到3亿元,对应E-ECAGR+42.4%;年,中国动物源性胶原蛋白产品规模为亿元,-年CAGR+21.8%;该机构预计年有望达到亿元,对应E-ECAGR+25.3%。
胶原蛋白优越性能助力美丽与健康
胶原蛋白在美丽与健康领域均有应用。鉴于胶原蛋白优质的止血和细胞再生作用,胶原蛋白在健康领域中,1)生物医用材料、2)功能性食品饮料均有应用。同时,胶原蛋白作为皮肤中重要的蛋白质,凭借其良好的支撑、修复、保湿、美白等性能,在美丽领域中的1)注射填充材料、2)功效性敷料、3)功效性护肤品、4)一般护肤品也有应用。
就当前的发展阶段而言,截至年年末:从市场规模上看,功效性敷料和功效性护肤品方面,重组胶原蛋白为主;生物医用材料和注射填充材料方面,动物源胶原蛋白为主。根据弗若斯特沙利文数据:年,中国重组胶原蛋白产品总规模亿元,其中:功效性敷料市场规模约48亿元/占比44%,功效性护肤品市场规模约46亿元/占比43%,合计占比重组胶原蛋白产品规模达87%;该机构预计年,重组胶原蛋白应用排前三的产品形态将是功效性护肤品/功效性敷料/注射填充材料,销售额分别有望达到64.5亿元/25.5亿元/12.1亿元,占比分别为60%/24%/11%。
健康领域应用-生物医用材料
随着行业技术创新和人均可支配收入提升,我国生物医用材料市场规模近五年年均复合增速超过20%。根据国家统计局数据,年中国城镇居民人均医疗保健消费支出达元,对应-年CAGR+7.4%。赛瑞研究预测,中国生物医用材料市场规模年达到亿元,-年CAGR+23.3%。
胶原蛋白因生物相容性和生物力学性能可良好地应用于生物医用材料。胶原蛋白可以有效促进细胞分裂、增殖和分化,诱导血小板附着,促进血小板集聚,激活血液的凝血因子,对伤口产生黏着、压迫和填充的作用。因此,胶原蛋白在医用敷料、骨修复材料、药物载体以及手术缝合线等生物医用材料中均有良好应用。胶原蛋白在敷料领域有强大的医疗应用,逐步从医用场景走向多场景。胶原蛋白械字号敷料可按是否植入体内分为两类,其中植入体内敷料包括可吸收外科止血材料和防粘连敷料,主要用于手术中植入体内进行止血、填充以及防粘连。创面敷料更多应用于人体表皮创面,凭借其强大的修复能力,逐渐应用于医美术后创面修复或者敏感肌治疗。
健康领域应用-功能性食品饮料
胶原蛋白在功能性食品饮料领域主要的产品包括胶原蛋白饮和胶原蛋白粉,可以为人体补充合成人体胶原蛋白的氨基酸。胶原蛋白食入后通过蛋白酶被水解为可吸收的氨基酸,输送到人体各个部位后再次合成位胶原蛋白形态。分子更小的胶原蛋白肽吸收效果更好,因此功能性胶原蛋白食品饮料通过采用优化的酶切技术以及复配其他成分提升效果。科学食用胶原蛋白能够达到润泽头发、养颜护肤、预防骨质疏松、塑造肌肉、维持血管健康的效果。从市场规模上看,年中国功能性食品/饮料规模分别为亿元及亿元,对应-年CAGR+3.3%/+3.4%。从人均消费金额上看,年中国功能性食品/饮料人均消费金额分别为29/14美元,低于美国、欧洲和日本,渗透率有待提升。同时,目前中国功效性食品饮料中添加的营养成分大多为维生素,胶原蛋白渗透率随着消费者教育的普及有望逐步提升。
美丽领域应用-注射填充材料
胶原蛋白本身的支撑作用能够缓解皮肤由于失去支撑而产生的局部皱纹,同时也具备修复、保湿和美白的作用。注射胶原后的数周内,成纤维细胞、脂肪细胞和毛细血管都会向注入的胶原移动,组合成自身胶原,形成正常的结缔组织,填充和修复受损的皮肤,能促进人体自身胶原的分泌和组织的构建。由于持续时间短、单价较高、适用部位和功能尚不全面、缺少融解酶等原因,胶原蛋白在注射市场中相对小众,市场规模显著小于玻尿酸和肉毒素。从市场规模上看,根据弗若斯特沙利文数据,年中国胶原蛋白在注射填充材料产品的市场规模约为37亿元,占比8.7%,同期透明质酸和肉毒毒素针剂的市场规模约为亿元和亿元,占比51.2%和32.8%;该机构预计年胶原蛋白针剂市场规模或会达到亿元,占比10.9%,渗透率有望提升。
美丽领域应用-功效性敷料和功效性护肤品
胶原蛋白功效性敷料常被用于医美项目术后修复以及问题皮肤修复。胶原蛋白凭借其良好的修复、保湿和美白等多重功效逐步成为消费者修复皮肤的必备产品。同时,重组胶原蛋白也逐渐成为护肤品的重要成分,强大的修复和再生作用可以很好地应用在面部和眼部抗衰产品中,成为各品牌高端抗衰产品线黄金成分。非手术类医美市场增速快,有望带动医美术后功效性敷料应用。根据弗若斯特沙利文数据,年手术类和非手术类占比分别为50.1%/49.9%;该机构预计年非手术类医美项目规模亿元,占比达到64%。根据弗若斯特沙利文数据,年,中国医用敷料市场规模亿元,-年CAGR+40%;该机构预计年有望达到亿元,对应-年CAGR+23.1%。
重组胶原蛋白较动物源性胶原蛋白致敏率更低,渗透率和占比有望持续提升。根据弗若斯特沙利文数据,年中国重组胶原蛋白在功效性敷料市场的渗透率为18.5%,该机构预计到年有望达到26.1%;在功效性护肤品市场中,年中国功效性护肤品市场中重组胶原蛋白规模约46亿元,渗透率14.9%,该机构预计年规模有望提升至亿元,渗透率将达到30.5%。
动物源提取基因工程齐头并进,国家定则扫除命障碍
制取方法:动物源提取是当下主流,基因工程重组为未来趋势
市场中胶原蛋白制取方式主要为动物源提取法和基因工程重组法。目前采用动物源提取法的代表公司为创尔生物、台湾双美、华熙生物(益而康)、贝迪生物及长春博泰等;采用基因工程重组法的代表公司为巨子生物、丸美股份、创健医疗及聚源生物等。从国内范围看,当前动物源性胶原蛋白仍占据主流市场份额,重组胶原蛋白增速高,规模有望实现反超。据弗若斯特沙利文数据:年,中国动物源胶原蛋白产品规模为亿元,占比62.4%,-年CAGR+21.8%;该机构预计年有望达到亿元,占比37.7%,E-ECAGR+25.3%;年,中国重组胶原蛋白产品规模为亿元,占比37.6%,-年CAGR+63.0%;该机构预计年有望达到3亿元,占比62.3%,E-ECAGR+42.4%。
(一)动物源提取法
提取动物源胶原蛋白的方法主要有酶解法、中性盐法和酸解法,其中酶解法和酸解法的产业化应用更为广泛。常用的原料有:牛跟腱、猪皮、牛小肠、牛软骨、猪软骨和鱼皮等。酶解法速度快、效率高、得率高、所得产物理化性质稳定。企业常使用胃蛋白酶、胰蛋白酶等蛋白酶限制性切割端肽,以提升胶原蛋白在中性溶液或酸溶液中的可溶解性,得到保持完整三螺旋结构的酶溶性胶原蛋白。蛋白酶的加入显著提高胶原蛋白的得率,降低免疫原风险,提升产品品质,因此酶解法常被用于提取高品质胶原蛋白。酸解法提取成本较低,但提取时间长,产率较低,产品有较高免疫原风险。
酸解法是指样品在经过前期除脂、除杂蛋白后,将其置于低离子强度的酸性介质中,让胶原蛋白分子之间的盐键、Schiff碱受到破坏,从而将胶原蛋白溶解出来,通过盐析、透析等步骤最终得到酸溶性胶原蛋白。酸解法提取的胶原蛋白同样能保持完整三螺旋结构,但由于非螺旋区未得到切除,可能有更高的免疫原风险,因此酸解法常用于从猪皮中提取食用级胶原蛋白。
(二)基因工程法
基因工程法制备重组胶原蛋白主要包括表达体系的构建、发酵以及纯化3个过程。表达体系的构建:解构特定类型胶原蛋白的基因图谱,将基因进行特定序列设计、酶切和拼接、连接载体后转入宿主细胞;发酵:培养宿主细胞,使其发酵表达生产胶原蛋白;纯化:对菌液进行离心、过滤、离子交换、洗脱和冷冻干燥等纯化操作。目前,表达体系的构建按照宿主细胞的类别可分为微生物(大肠杆菌/毕赤酵母)、动物(小鼠/幼蚕)、植物(转基因烟草/转基因玉米)三大不同表达体系,其中微生物表达体系因成本低、生长繁殖快、培养周期短、可操作性强、易于产业化等优势被国内企业广泛选择。
微生物表达体系的宿主细胞可分为原核生物和真核生物两类,目前国内采用重组法的企业主要选用大肠杆菌(原核生物)和毕赤酵母(真核生物)。大肠杆菌表达体系生长周期短、生产成本低,但原核表达缺乏真核翻译后系统,过量表达动物蛋白的不溶性,发酵表达后纯化困难。毕赤酵母易高细胞密度发酵、不产生内毒素,因而简化了纯化和灭菌过程,但其以甲醇为诱导物,容易产生细胞毒性。此外枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、甲醇酵母、丝状真菌等也可作为表达体系的宿主细胞,并根据其特性在商业化程度上各有不同。(报告来源:未来智库)
健康领域:敷料、海绵为基础,骨修复、新材料为方向
胶原蛋白为细胞外基质(ECM)的主要组成成分,存在于体内各个组织器官。胶原蛋白因低免疫原性、可生物降解性、修复特性、止血特性和优良的物理机械性能等成为了理想的生物医学材料,广泛应用于医用敷料(创面敷料-高端创伤敷料、外科敷料/材料胶原蛋白海绵)、骨修复材料(人工骨)、手术缝合及药物载体等方向。
医用敷料:高端创伤敷料和胶原蛋白海绵为主要构成
创面敷料-高端创伤敷料
高端创伤敷料稳步发展。高端创伤敷料主要针对的是更为复杂的伤口护理,包括慢性伤口、烧伤、复杂手术伤口等,此类伤口通常愈合难度较大、愈合时间较长。高端创伤敷料主要以湿性伤口愈合理论为基础,具有1)减轻换药痛苦、2)缩短愈合时间、3)减少换药次数、4)降低医务人员的劳动强度、5)降低综合治疗成本、6)换药操作简便易行等优点。
国内市场中的代表性胶原类高端创伤敷料产品主要为创建医疗的酵母重组胶原蛋白创伤凝胶敷料、酵母重组胶原蛋白创伤凝胶(悦可丽)等均为Ⅱ类医疗器械,主要适用范围集中于痔疮出血、肛门坠胀、肛周瘙痒等症状。
外科敷料/材料-胶原蛋白海绵
胶原蛋白具有优越的止血特性和生物相容性。胶原蛋白与出血创面的接触能引起血小板聚集,缩短血栓形成的时间。同时,胶原蛋白能够刺激血小板释放亚细胞颗粒和凝血因子,凝血因子会主动附着、填塞受损血管,从而促进凝血过程。此外,胶原蛋白还能在接触面形成稳定的凝胶,确保创面新生组织顺利地长出,修复受损创面,大幅缩短伤口愈合时间。
医院住院病人手术人次稳步增长,年受疫情影响手术人次首次出现下滑,年医院住院病人手术人次达万人次,同比+12.4%,增速创近五年新高,手术人次的持续增加将提升市场对胶原蛋白海绵等止血材料的需求,未来胶原蛋白海绵市场规模有望得到逐步扩大。
目前NMPA共获批7款胶原蛋白海绵,产品主要成分均为I型胶原蛋白。市场中现存胶原蛋白海绵产品数量有限,并且单品类收入规模较小:年,创尔生物胶原蛋白海绵营业收入万元;年,华熙生物(益而康)胶原蛋白海绵实现销售收入约万元;年,昊海生科胶原蛋白海绵实现销售收入万元。
骨修复材料:胶原类骨修复材料格局良好,空间广阔
胶原蛋白作为生物材料具有高张力、低延展性、纤维定向性、可控制的交联度、无抗原性、高生物相容性、与细胞亲和力高、可刺激细胞增殖分化等性能,同时其在人体内能够实现降解并调控降解速度,因此胶原蛋白逐渐成为骨修复领域产品中的重要成分。据南方所数据,年我国骨修复材料行业的市场规模为39.3亿元(其中骨科骨缺损修复材料、口腔科骨缺损修复材料、神经外科颅骨缺损修复材料的市场规模分别为20.2亿元/10.5亿元/8.6亿元),该机构预计年将达到96.9亿元,对应5年CAGR+19.8%。
目前仅有两家公司的胶原类人工骨产品获NMPA批准上市,分别是华熙生物(益而康)的瑞福,以及奥精医疗的骼金、颅瑞、齿贝。四款产品主要组成成分均为I型胶原蛋白和羟基磷灰石。奥精医疗通过独有的体外仿生矿化技术模拟人体内形成骨骼的生物矿化过程,使I型胶原蛋白及羟基磷灰石有序排列,形成一种与人体骨骼在组成成分和微观结构上均相似的仿生复合材料,具备金属材料、无机非金属材料、高分子材料等其他产品所不具备的高度仿生特点,其骼金、颅瑞、齿贝三款产品分别应用于骨科、神经外科、口腔或整形外科领域的骨缺损修复。
年奥精医疗的骼金、颅瑞、齿贝三款胶原类人工骨合计实现营业收入2.34亿元,同比+28.1%,-年CAGR+23.8%。年,骼金、颅瑞、齿贝分别实现营业收入1.58亿元/0.46亿元/0.30亿元,同比+23.7%/+8.7%/+.7%,毛利率84.9%/89.9%/82.1%。
其他方向:缝合线、药物载体等拓展应用领域
手术缝合线
外科手术,如组织、器官、皮肤的切口与创伤,大动脉的缝合,血管的移植,肌腱的缝合等,大都需要用到手术缝合线。天然材料和合成材料制成的缝合线都存在着某些缺点:1)不能自然吸收,需要拆线;2)组织反应大,会发炎;3)吸收时间过长等。由胶原蛋白制成的缝合线既有与天然丝一样的高强度,又有可吸收性;在使用时既有优良的血小板凝聚性能,止血效果好,又有较好的平滑性和弹性,缝合结头不易松懈,操作过程中不易损伤肌体组织。胶原蛋白缝合线在制备过程中需要进行交联处理,如此才会具有耐水性和较好的耐热水收缩性。交联的方法有铬盐、铝盐,或者甲醛、戊二醛等交联剂交联。为了改善性能,胶原蛋白可与壳聚糖、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等制成复合纤维缝合线。
药物载体
胶原蛋白在不同条件下(如温度、pH、离子强度、浓度、组成和其它高分子作用等),可以发生聚集或组装等行为而呈现多种形态,如水凝胶、膜、微球和微纤等,再通过结合抗生素、蛋白类和基因等药物,构建出多样化的药物释放体系,从而达到不同的释放要求和治疗效果。常用的胶原蛋白药物载体系统主要包括眼科胶原罩、烧伤/创伤科用的胶原海绵、用于基因释放的微球、透皮释放的控制材料以及药用胶囊和微胶囊等。
美丽领域:应用形态丰富,主打修复、抗衰
胶原蛋白在美丽领域的应用包含注射填充材料、功效性敷料、功效性护肤品及一般护肤品多种形态,各形态产品的技术、工艺、渠道、营销、消费者心智等均存在一定“次元壁”。
注射填充:技术进步、工艺创新、应用拓展进行时
皮肤的衰老与胶原蛋白的流失密切相关。I型胶原在皮肤中以纤维状构成弹力网,支撑皮肤。III型胶原可以维持皮肤饱满、润滑、有光泽。随着人体生长、老化,III型胶原逐渐流失,部分I型胶原发生交联或是断裂,成纤维细胞分泌胶原的速度降低,皮肤容易失去支撑而产生局部皱纹。
医美用胶原蛋白植入剂与透明质酸钠注射剂相比各有千秋,有望通过错位竞争,在注射剂市场占一席之地。功效上,胶原蛋白的修复能力更强,能够刺激人体成纤维细胞分泌胶原蛋白,有一定再生功能,同时有更好的美白功效;填充效果上,胶原蛋白注射剂的效果更为自然,不易吸水位移出现变形,因此胶原蛋白更适合填充泪沟、法令纹和唇部;性价比上,胶原蛋白效果维持时长与玻尿酸相近,但价格更高,暂不具备性价比优势。胶原蛋白填充剂与肉毒素注射针剂相比,其作用功效的侧重点有所不同,有望通过聚焦不同细分市场,实现市场份额的扩张。相比于肉毒素,胶原蛋白的除皱功效主要适用于静态皱纹,如衰老引起松垮下垂,能够通过补充皮肤细胞中胶原蛋白,填充和修复皮肤皱纹。此外胶原蛋白还具有修复、美白等功效。而肉毒素更适用于动态性皱纹的除皱,且具备瘦脸、瘦身的效果,但注射过多可能存在肌肉僵硬、萎缩等副作用。
目前国内批证的胶原蛋白注射剂仅有4家公司几款产品:双美旗下的“肤柔美”“肤丽美”和“肤力原”,博泰旗下的“弗缦”(原名“肤美达”),荷兰汉福旗下“爱贝芙”等。鉴于胶原蛋白注射后不易吸水位移和变形,效果更为自然,因此有4款适合鼻唇沟皱纹。其中,双美生物是我国最早批准的注射用猪胶原蛋白针剂,目前公司拥有3张牌照,是4家公司中实际销售额最大的一家,年实现营业收入10.4亿新台币(约合人民币2.4亿元),其中胶原蛋白植入剂占收入99%。
获批上市的胶原蛋白注射填充产品的原料、作用原理等各有不同:
双美生物胶原蛋白(“肤柔美”“肤丽美”“肤力原”):双美胶原蛋白原料取自亚洲的SPF“无特定病原猪”,并去除了可能致敏的端肽,是一种非化学合成注射美容针剂。其作用原理是通过先进免疫修饰技术消除过敏风险,并且运用创新的纤维诱导技术让完整的胶原蛋白纤维实现更紧密的堆叠,使胶原蛋白在真皮层中停留更长时间。
长春博泰胶原蛋白(“弗缦”):弗缦胶原蛋白是国内唯一一款99.99%超高纯度的牛胶原填充产品,其原料取自长白山牧场的黄牛牛皮,无化学交联剂,安全性较高。其作用原理是通过“CFMⅠ+Ⅲ智慧胶原蛋白再生矩阵”创新技术,将Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白按皮肤青春期的比例构建重组,配比出更符合人体自身的胶原蛋白比例,注射后效果自然,不过度膨胀。
汉福生物胶原蛋白(“爱贝芙”):汉福生物胶原蛋白的原料为牛皮胶原,能够通过刺激人皮下胶原蛋白再生,补充以后继续丢失的胶原蛋白,以保持皮下胶原蛋白的动态平衡,达到消除皱纹等衰老征象的效果,从根本上解决面部衰老问题。
胶原蛋白注射填充剂具备大单品特质,可产生数亿元甚至十亿以上单品或系列,是各家布局的重点。我国本土胶原蛋白类医美注射填充剂仍处于发展初期,产能、技术瓶颈以及由此带来的性价比问题是目前制约市场增长的重要因素。未来,制备技术的提升、工艺的进步有望降低产品成本;同时交联技术、微球等工艺的进步,以及新材料的搭配使用,有望使胶原蛋白填充剂的填充效果、持续性、安全性等将进一步提升,从而增加胶原蛋白填充剂的适用范围,提升性价比,打开更广阔的成长空间。目前,巨子生物在研项目中包含注射填充类产品,其中有2款产品进入临床阶段;草根调研显示,多家公司已在该领域立项、进行产品储备。
功效性敷料:安全、强功效,从医用场景走向专业美容和生活场景
胶原蛋白敷料凭借强大的修复能力,从医用逐步转向专业美容和生活场景。胶原蛋白可用于医用创面敷料制作,适用于出血创面、烧烫伤创面、手术后缝合创面的覆盖和护理。随着轻医美的普及和敏感肌治疗的需求上升,胶原蛋白敷料逐步应用于皮肤过敏以及激光、光子等术后创面修复辅助治疗。功效性敷料成分以胶原蛋白和透明质酸为主,复配其他成分例如积雪草可以达到更多的功效,主要形态涵盖敷贴、凝胶和喷雾。
功效性敷料淘系销售额前十中仅可复美和创福康主打胶原蛋白成分,可复美年起位列榜首。从成分看,淘系销售前十的功效性敷料以透明质酸和胶原蛋白为主,透明质酸敷料主打保湿补水,胶原蛋白敷料侧重修复再生,部分敷料添加了抗菌消炎成分用于祛痘舒缓。根据魔镜市场情报年/年/年1-4月数据,可复美在淘系销售额分别为2.8/5.1/1.2亿元,创福康在淘系销售额分别为1.9/1.4/0.3亿元。
国内功效性辅料产品技术和原料有所不同,以II类医疗器械为主,价格较其他成分功效性敷料高。原料上,目前创尔生物创福康品牌功效性敷料使用的是天然胶原,巨子生物可复美品牌等的功效性敷料使用的是重组胶原。功效上,可应用于激光、光子等术后修复和敏感肌治疗,也可应用于面部痤疮的辅助治疗、色素预防和浅性疤痕治疗。管理类别上,创尔胶原贴敷料为III类医疗器械,其余以II类医疗器械为主。价格上,创福康、可复美和伯纳赫的胶原蛋白功效性敷料价格范围在39-60元/片,高于其他成分的功效性敷料,芙清和绽妍的功效性敷料价格范围在20-40元/片。
从渠道上看,功效性敷料的销售以线下专业医疗机构直销和经销为主,线上平台有效吸引大众消费者占比逐步提升。基于功效性敷料强大的术后修复属性,功效性敷料销售渠道以线下为主,医院、药店等线下专业医疗机构,随着产品知名度和用户黏性的提升,线上直销的占比爬升。-年巨子生物线上收入占比由16.5%提升至41.5%,-年创尔生物线上收入占比由39%提升至58.8%,线上逐步成为主要销售渠道。
功效性护肤品:胶原蛋白助力打造高端抗衰护肤品
重组胶原蛋白与胜肽、A醇、玻色因并称“四大抗衰成分”。胶原蛋白以小分子存在于护肤品中,通过水解生成的寡肽起抗衰作用。胶原蛋白水解出的寡肽多方位实现抗衰功效:1)通过激活Smad信号通路,上调TGF-βRII表达水平,从而增加I型和III型胶原蛋白的前胶原mRNA(COL1A2和COL3A1)的表达;2)减弱MMP1的表达,而MMP1是负责剪断胶原蛋白网的金属蛋白;3)影响皮肤角质形成细胞和成纤维细胞里部分基因的表达,以及诱导胶原蛋白以及透明质酸的产生。
胜肽(又名肽、小分子肽、低聚肽、寡肽)是2-10个氨基酸通过脱水缩合而成的聚合物,通常被通俗地理解为小分子的胶原蛋白。每种胜肽根据其含有的氨基酸数量来命名,比如2个氨基酸组成二胜肽。国际知名护肤品牌已有的以“胶原”命名的产品,通常指的是胜肽,例如雅诗兰黛的胶原霜添加了乙酰基六肽-8。目前中国胶原蛋白类护肤品中成分以重组胶原蛋白为主。国内主打胶原蛋白类化妆品品牌数量仍较有限,其中创尔生物主打成分为天然I型胶原蛋白,可丽金主打类人胶原蛋白,肌频和重源主打重组III型胶原蛋白,丸美和美丽法则主打全人源胶原蛋白(I型胶原蛋白+III型胶原蛋白)。
国内胶原蛋白企业致力打造“械字号”+“妆字号“布局。目前巨子生物、创尔生物等几家胶原蛋白企业均已形成“械字号”+“妆字号”布局,创尔生物旗下有创福康和创尔美品牌,巨子生物旗下有可复美和可丽金品牌。销售械字号产品需要相应的资质,而妆字号产品没有相应的要求,有望在渠道端铺得更广,吸引更多大众消费者。
重组胶原蛋白推进胶原蛋白在护肤品领域的应用。基因工程法得到的氨基酸序列能达到和人体胶原蛋白特定功能区的氨基酸序列%一致,能够精准掌控功能性片段,促进人体主动吸收;合成的物质分子量更小且更易与其他成分复配,有望推进重组胶原蛋白在护肤品领域的应用。
技术与工艺进步,应用领域破壁、融合
“动物源提取→基因工程→合成生物”从挖掘已有到工程化构建
第三次生物技术革命的合成生物学技术,以“基因调控,工程设计”为核心,用于产品的精准化设计与高效合成,致力于实现人类对可持续发展工业模式的期待。目前以合成生物学的科学理念为指导,对生命体进行不断改造与优化,以实现细胞工厂定向合成蛋白,结合理性设计的材料模块,赋予蛋白质在生产过程的智能可控以及性能的更新升级是当下研究的热点。动物源提取法:作为初代制取方式存在诸多问题,如受制于伦理和法律禁止使用人体组织提取(如胶原蛋白的胚胎提取),以及存在排斥反应大、产品批次质量不均一、生物功效不稳定等特点,严重阻碍了蛋白质功能材料的广泛应用。
基因工程法:虽然实现了天然蛋白质功能材料的部分表达,但是在基因表达、代谢、细胞信号和细胞外组装等过程中仍然存在诸多障碍,如①天然功能蛋白DNA序列在微生物体系中存在不稳定或者表达量低;②使用质粒载体系统进行微生物表达过程中,天然DNA序列因其序列高度重复导致产生不稳定性;③微生物宿主与天然宿主的密码子偏好性存在较大差异导致低表达。此外,具有高度重复氨基酸的蛋白质功能材料可能与微生物宿主的氨基酸库不匹配,从而加剧稀有密码子的使用效率,使若干tRNA库负担过重,导致蛋白质合成过程中若干氨基酸残基缺失,获得重组蛋白的功能和产量无法满足市场的需求。
合成生物学是以工程学理念研究生命,实现生命过程工程化和工程化合成人造生命体系的高度交叉融合学科,是现代生物化学和分子生物学、细胞生物学、进化系统学、信息学、数学、计算机和工程学等学科的综合。利用标准化生物元件(part),构建通用型生物学模块(module)及器件(device),设计组装具有特定新功能的人工生命系统(system),控制物质的生物合成,包括基因表达、新陈代谢、分泌和细胞外组装。
合成生物法胶原蛋白的合成策略从蛋白分子的定向设计、细胞工厂构建与适配调控等方面出发,通过设计、构建和调试优化突破自然进化的限制,使细胞工厂功能日益强大,实现人工设计指导下胶原蛋白的定量可控表达、功能定向强化以及规模化生产。蛋白分子的定向设计:基于对胶原蛋白“序列-结构-功能”的深入挖掘与理解,通过在分子水平上设计功能肽与目标胶原蛋白的融合,实现某些功能特性,如设计类人胶原蛋白时引入较多亲水性氨基酸并将来源于T4噬菌体纤维蛋白的foldon区域和RGD序列整合到类人胶原蛋白序列中,获得的重组蛋白将具有亲水性、热稳定性以及对促小鼠的成纤维细胞生长的作用。
应用领域打破次元壁,实现“严肃医疗消费医疗日化”全覆盖
作为人体中含量最多、分布最广的蛋白质,胶原蛋白因其低免疫原、可生物降解、止血、修复、保湿、美白等特性,成为当下医疗器械、功效性护肤品、一般化妆品等领域广泛应用的活性成分。各家胶原蛋白企业纷纷完善下游胶原蛋白产品布局,扩充产品管线,拓品类,实现“严肃医疗消费医疗日化”全覆盖。
巨子生物于-年分别推出可复美类人胶原蛋白修复敷料、类人胶原蛋白敷料两款经典功效性敷料产品,医院等专业机构渠道起盘;于同期推出可丽金类人胶原蛋白健肤喷雾、类人胶原蛋白健肤修护面膜等护肤产品。巨子生物不断丰富产品矩阵,逐步推出霜、乳、精华、次抛精华等多种品类。目前巨子生物在研储备项目包含医疗产品、医用敷料、功效性护肤品、填充剂等,公司预计将于年推出两款重组胶原蛋白填充剂,将于年推出一款骨修复材料。
创尔生物主营以胶原为基础的医疗器械和护肤品,分别由创福康和创尔美承接。年创尔生物推出创福康核心产品胶原蛋白海绵和胶原贴敷料(Ⅲ类)。年4月创尔生物推出创福康胶原透明质酸钠精华液,首创“活性胶原×玻尿酸”双核生物活性原料,未来还将推出同类面膜类产品。创尔生物拥有多项在研产品和待启动研发项目,助力其在创面护理、放疗皮损护理、黏膜护理、肛肠外科领域、医学整形外科领域、口腔修复和运动医学损伤修复领域等多系列多管线品种的布局和创新研发,其中口腔创面修复材料已完成临床试验;功能性胶原原料已处于中试前准备阶段。
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