科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來
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（報告出品方/作者：國元證券，李典）1、膠原蛋白的概念與特性及制備方法1.1膠原蛋白的概念與特性膠原蛋白在哺乳動物體內(nèi)大量存在，獨特的三螺旋構(gòu)象是其理化特性和生物學(xué)活性的基礎(chǔ)。膠原蛋白是哺乳動物體內(nèi)含量最多、分布最廣的功能性蛋白，至少有28
（報告出品方/作者：國元證券，李典）
1、膠原蛋白的概念與特性及制備方法
1.1 膠原蛋白的概念與特性
膠原蛋白在哺乳動物體內(nèi)大量存在，獨特的三螺旋構(gòu)象是其理化特性和生物學(xué)活性的基礎(chǔ)。膠原蛋白是哺乳動物體內(nèi)含量最多、分 布最廣的功能性蛋白，至少有28種不同的類型，占人體蛋白質(zhì)總量的25-30%，起到維持皮膚與肌肉彈性、增強鈣質(zhì)與骨細胞結(jié)合、 聯(lián)結(jié)骨骼與肌肉、保持眼角膜透明等作用。結(jié)構(gòu)上，由3條肽鏈交互纏繞形成三螺旋結(jié)構(gòu)，眾多膠原大分子又可彼此并排形成纖維相 互交聯(lián)的結(jié)構(gòu)，使最終產(chǎn)物具備較高機械強度。
膠原蛋白具備高拉伸強度、生物降解性能、低抗原活性、低刺激性、低細胞毒性以及作為人工器官骨架或創(chuàng)傷敷料時促進細胞生長、 促進細胞粘附、與新生細胞和組織協(xié)同修復(fù)創(chuàng)傷等特性，這讓膠原成為一種適用范圍廣泛的生物醫(yī)用材料，目前已應(yīng)用在敷料、人 工器官再生醫(yī)學(xué)、組織工程、生物護膚等領(lǐng)域。
1.2 膠原蛋白與皮膚衰老
膠原蛋白在皮膚中起鎖水支撐作用，使皮膚光滑平整。皮膚真皮層主要由膠原蛋白纖維、彈性纖維構(gòu)成框架，提供最基本的支撐作 用。膠原蛋白的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為皮膚提供了保護和彈性，相當(dāng)于一張細密的彈力網(wǎng)，鎖住水分并支撐皮膚。同時，膠原蛋白是高度親水 性的物質(zhì)，纖維之間富含水分、細胞外基質(zhì)和功能性細胞，為表皮層提供水分和營養(yǎng)，皮膚也就更加飽滿和緊致。年輕的皮膚中膠 原蛋白纖維密度高、粗壯，所以皮膚光滑平整，具有較好的彈性。隨著皮膚衰老，皮膚中的膠原含量逐漸降低，并且膠原纖維增粗、 聚集成團，晚期則呈現(xiàn)萎縮狀態(tài)。
1.3 膠原蛋白市場規(guī)模
膠原蛋白市場規(guī)模持續(xù)增長，中國市場增速高于全球。據(jù)Grand View Research數(shù)據(jù)，2019年全球膠原蛋白市場規(guī)模為153.6億美 元，中國膠原蛋白市場規(guī)模為9.8億美元，占全球市場的6.38%；預(yù)計到2027年，中國膠原蛋白市場規(guī)模將達到15.8億美元，2019- 2027ECAGR為6.15%。
醫(yī)療健康是膠原蛋白最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，占比約50%。膠原蛋白的應(yīng)用領(lǐng)域有醫(yī)療健康、食品和飲料、護膚品及其他，全球市場各領(lǐng) 域占比分別為49.8%/6.5%/12.9%/30.7%，中國市場各領(lǐng)域占比分別為47.8%/6.6%/13.6%/32.1%，以在醫(yī)療健康領(lǐng)域應(yīng)用為主。目前我國膠原蛋白的發(fā)展受制于上游的高成本及產(chǎn)能瓶頸，從價格上看，目前國內(nèi)膠原蛋白原料價格高達20-40萬/kg。
1.4 膠原蛋白提取制備方法
目前主流的膠原蛋白提取和制備方法包括動物源提取和基因工程法兩大類：
動物源提取相對成熟，但存在一定限制。動物源膠原蛋白的提取在過去已有諸多研究，主要通過酸法和酶法進行產(chǎn)業(yè)化制備，成本相對更低， 但同時具備一定局限性：（1）存在動物源疾病感染風(fēng)險；（2）異體膠原蛋白可能導(dǎo)致免疫排斥或過敏反應(yīng)；（3）產(chǎn)能限制；（4）提取物 往往是不同分子量膠原蛋白的混合物，純度難以把控，延伸應(yīng)用受限。
以基因工程技術(shù)生產(chǎn)重組膠原蛋白為目前學(xué)界及業(yè)界研究的重點。重組膠原蛋白是通過基因工程技術(shù)，將人體膠原蛋白基因進行特定序列設(shè) 計、酶切和拼接、連接載體后轉(zhuǎn)入工程細胞，通過發(fā)酵表達生產(chǎn)膠原蛋白。該方法得到的產(chǎn)物具有安全性好、加工性強、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點， 但技術(shù)難點在于如何實現(xiàn)菌種、酵種的高密度表達、保證生物活性以及對重組蛋白的分離純化。
2、膠原蛋白的運用：覆蓋醫(yī)美、功能性護膚品、食品/保健品等領(lǐng)域
2.1 功能性化妝品：功效訴求下，膠原蛋白熱度高、應(yīng)用廣
活性膠原具備修復(fù)、保濕、美白等功效，在顏值經(jīng)濟中應(yīng)用廣泛。（1）修復(fù)、止血。膠原能促進細胞生長，具有加速創(chuàng)面修復(fù)、 止血、抑制痂痕形成功能。（2）保濕。膠原蛋白分子外側(cè)存在大量具備保濕功效的甘氨酸、羥脯氨酸和羥基賴氨酸，因其含有大 量的羥基，從而具有良好的保濕作用，同時可以利用結(jié)構(gòu)結(jié)合多層水分子；（3）美白。膠原蛋白能抑制黑色素的產(chǎn)生，達到美白 的功效。皮膚中酪氨酸被含銅的酪氨酸酶催化成多巴，多巴再通過重排或者氧化還原形成黑色素類物質(zhì)，膠原可以通過酪氨酸殘基 競爭與酪氨酸酶的活性中心結(jié)合，減少多巴的生成，抑制黑色素的形成，或者通過螯合銅離子，使酪氨酸酶失活，減少黑色素的沉 積，從而達到美白的作用。
2.2 醫(yī)美：輕醫(yī)美盛行，膠原蛋白產(chǎn)品陸續(xù)推出填補需求
2.2.1膠原蛋白填充劑：相對“小眾”，中國臺灣雙美占主要份額，未來重組膠原注射產(chǎn)品有望陸續(xù)獲批
膠原蛋白在醫(yī)美的應(yīng)用主要包括：膠原蛋白填充劑、美塑類產(chǎn)品以及提拉線等。膠原蛋白填充劑具有疊加效應(yīng)，促進膠原蛋白再生，對于填充淚溝、去黑眼圈效果好。去除端肽的未變性膠原具有抵抗原性、良好的生物相容性 和可生物降解性，有利于成纖維細胞的存活和生長。膠原蛋白填充劑不僅通過物理填充除皺，還能夠增強組織活性，促進膠原蛋白再生，對比玻 尿酸，其優(yōu)點在于效果自然、帶有美白功效，用于去淚溝、去黑眼圈效果更好，不會出現(xiàn)“打完透光、發(fā)青、黑眼圈更明顯”的丁達爾效應(yīng)。
膠原填充相對小眾，目前價格較貴，市場教育及產(chǎn)品應(yīng)用有待發(fā)展。目前膠原蛋白仍屬于小眾醫(yī)美產(chǎn)品，只有極少數(shù)產(chǎn)商能夠解決動物源提取膠 原致敏、傳染病毒的安全性問題，因此現(xiàn)有的廠商供貨緊張，價格較貴；同時，膠原蛋白注射對醫(yī)生技術(shù)要求更高，市場教育及產(chǎn)品應(yīng)用均落后 于玻尿酸。
2.2.2 膠原蛋白美塑類產(chǎn)品：透皮補充膠原蛋白
美塑療法也稱中胚層療法，是指將護膚活性成分或者營養(yǎng)成分直接導(dǎo)入到皮下組織而發(fā)揮美容功效的方法。根據(jù)方式不同可分為微針、手針、 水光槍三大類。目前市面上的水光產(chǎn)品基本以小分子未交聯(lián)透明質(zhì)酸鈉為主，實際操作中還會添加維生素、肉毒素、谷胱甘肽、膠原蛋白等 成分。目前主打膠原蛋白微針的代表產(chǎn)品有可麗金、伊膚泉、賽洛斯汀等，前兩者取得了二類醫(yī)療器械注冊證，其中可麗金使用類人源重組膠原。
3 膠原蛋白產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)公司
上游由制備膠原蛋白所需的原料供應(yīng)商組成：對于天 然膠原的制備，需采購牛跟腱等動物原料，對于重組 膠原，需采購酵母浸粉、菌種等原輔料。
中游生產(chǎn)膠原蛋白原料，可分為天然膠原和重組膠原 原料供應(yīng)商。
下游應(yīng)用場景廣泛。包括以及膠原蛋白為成分，應(yīng)用 于醫(yī)療、食品/保健品、化妝品、醫(yī)美、化工、飼料 等領(lǐng)域的企業(yè)。
部分企業(yè)可同時覆蓋中下游，生產(chǎn)膠原蛋白原料并將 其應(yīng)用到終端產(chǎn)品中。例如巨子生物生產(chǎn)類人膠原蛋 白，并應(yīng)用到旗下可復(fù)美、可麗金兩大品牌。創(chuàng)爾生 物同時進行活性膠原原料、醫(yī)療器械及生物護膚品的 研發(fā)。
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精選報告來源：【未來智庫官網(wǎng)】。
李夕華