胶原蛋白,真的适合你吗?5000字深度科普

小夏 健康 更新 2024-01-29

为了恢复年轻的容貌,越来越多的人开始使用胶原蛋白来达到他们的美容目标。

胶原蛋白是最早、最丰富的一类细胞外基质蛋白,随着人类年龄的增长,胶原蛋白的产生减少,导致弹性和细腻度逐渐丧失。

本文将介绍不同类型胶原蛋白的性质和优缺点,让读者了解它们的优点和局限性,并做出明智的决定。

什么是胶原蛋白胶原蛋白是由多种原胶原组装而成的纤维蛋白。

原胶原是胶原蛋白的基本单位,由3条多肽链组成,一级结构有(gly-x-y)n个重复单元,其中x和y常为脯氨酸和羟脯氨酸,少数为赖氨酸和羟基赖氨酸。

三条前胶原肽链通过链间氢键相互缠绕,形成稳定的三螺旋结构。

羟脯氨酸羟基形成强氢键,增加胶原蛋白的强度;

脯氨酸和羟脯氨酸会引起急剧的结构扭曲,提高胶原蛋白的稳定性。

其独特的结构特征使胶原蛋白与其他生物材料相比具有五大核心优势:

免疫原性低与其他免疫原性蛋白质相比,胶原结构具有更高的重复率,并且免疫原性较低。

可生物降解的胶原蛋白的紧密螺旋结构使得大多数蛋白酶只能切断胶原蛋白的侧链,破坏胶原蛋白分子之间的交联。

生物相容性胶原蛋白具有良好的亲和力,可以帮助细胞和组织维持正常的生理功能。

促进细胞生长

胶原蛋白是细胞生长的良好培养基,胶原蛋白不仅提供营养基础,而且在细胞迁移和增殖过程中起到支架的作用。

止血

胶原蛋白具有促进血小板凝固和血浆凝聚的作用,与血液接触后,血液中的血小板会与胶原纤维一起吸附在一起进行凝集反应,从而生成纤维蛋白,促进血浆凝聚,进而形成血栓形成,从而防止出血,促进凝血。

胶原蛋白的分类(1)L型胶原蛋白人体胶原蛋白90%以上为I型胶原蛋白(人体的主要胶原蛋白),主要存在于肌肉睫毛、骨组织、血管等器官中,用于支撑硬度,使其更坚韧。 (2)LL型胶原蛋白它主要由软骨细胞产生,存在于骨骼、关节、肌睫毛等组织中,用于维持软组织的正常功能。 (3)LLL型胶原蛋白主要存在于浅表或血管内膜和肠纤维细小、稀疏、网状,具有弹性和修复功能,使其柔软有弹性,促进伤口愈合。 (4)IV型胶原蛋白它主要存在于基底层,是肝脏、血管、淋巴管等器官基底膜的重要组成部分。 (5) V型胶原蛋白多位于细胞表面、毛发胎盘等处,用于保护胚胎,分娩后会相应减少。

动物源性胶原蛋白也就是说,胶原蛋白是从动物结缔组织(主要是猪皮、牛跟腱和牛皮)中提取的。

动物组织提取是目前历史最悠久、应用范围最广的主流途径,其首个商业化产品应用于国内医疗领域,已投放市场近20年。

由于其完整的三螺旋结构和识别多种生物分子并与之相互作用的能力,动物源性胶原蛋白具有生物活性的优势,但安全隐患也难以忽视:

动物组织存在传染动物源性疾病的风险;

虽然胶原蛋白一般是非常安全的,但异种胶原有排斥反应,可导致移植部位发炎,并且由于排斥反应的存在,移植后无法持续保持效果,需要反复植入或注射

胶原蛋白刚性好,加工过程中容易造成分子链断裂

绝大多数异种**胶原蛋白不溶于水,加工过程中使用的溶剂难以完全去除,导致细胞毒性

直接提取的胶原蛋白分为弱变性和强变性两大类,成分体系复杂,即使是弱变性胶原也会有微量的其他成分,而强变性胶原蛋白包括短肽、长链、双链、片段三螺旋、全场完整结构的混合物,因此均匀性差,临床效果不均匀, 严重制约了其在生物医药领域的应用。

同样,其收集、处理等各个方面也存在不确定性。

**配合制作工艺

牛胶原蛋白和猪胶原蛋白的提取率高,可用于食品、化妆品、医疗器械等领域,在工业化方面得到广泛应用。 从不同原料、畜禽皮、淡水鱼皮和鱼鳞、深海鱼皮的胶原蛋白肽中所含的特征氨基酸羟脯氨酸含量来看,在实际生产过程中,畜禽皮骨和淡水鱼皮鱼鳞的原料可以得到充分的保证, 其胶原蛋白含量为20%-30%,高于牛猪的10%-20%,但应用范围以食品为主,很少用于医疗、化妆品领域。

四种生物原料制备高纯度胶原蛋白的比较包毅等,“胶原蛋白肽行业现状及发展趋势周雪松”,双梅公告,德邦研究院。

动物源提取的方法多种多样,酸法和酶法已实现工业化。

动物源性胶原蛋白可采用酸法、碱提取法、酶解法、中性盐法提取和热水提取法提取,也可采用复合法提取,如酸酶复合法、酸热水复合法等,复合使用可提高提取效果。

Gene Biotech招股说明书,“动物源性胶原蛋白提取与应用研究进展 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

动物胶原蛋白提取面临免疫力和病毒性两大问题,已成为动物提取的难点,通过对原料的严格控制,可以有效避免疯牛病、口蹄疫等人畜共患疾病的发生。

免疫原性**:从动物来源提取的胶原蛋白的免疫原性受六个因素影响:纯度、结构、供体和受体物种特征、提取方法、植入部位和交联方法。

材料的危害主要涉及:细菌、霉菌或酵母菌污染、病毒污染、传染性海绵状脑病(TSE)因子污染、寄生虫或其他未分类病原体污染等;由杂质和未清除的细胞抗原(如普通-gal抗原)引起的免疫和热原反应。

动物源性胶原蛋白的免疫原性清除及其医学应用 雷静

免疫原性清除有多种方法,包括脱细胞和细胞抗原;去除杂质,如变性杂质或非靶蛋白;交联处理以封闭材料的表位;外源微生物脱脂脱脂、低温冷冻处理、脂多糖脱除等,不同组织材料的脱脂方法不同。 重组胶原蛋白与传统动物胶原蛋白相比,重组胶原蛋白具有无病毒危害、优异的生物学相容性和功效、免疫原性低等特点,有效避免了传统动物源性胶原蛋白的病毒隐患和排斥反应,克服了传统动物胶原蛋白因动物年龄和物种差异导致临床疗效不准确、终产物质量不稳定等弊端差异,并在胶原蛋白生物材料领域创造了里程碑式的重大突破。

然而,重组胶原蛋白的生物活性仍存疑,发酵中使用的大肠杆菌和酵母不能自行合成脯氨酰羟化酶,所得肽链难以形成三螺旋结构。 到目前为止,具有全长氨基酸序列和三螺旋结构的重组人胶原蛋白仍在开发中。

重组胶原蛋白的分类

根据重组胶原蛋白的**,胶原蛋白可分为三类:

(1)重组人胶原蛋白。

通过DNA重组技术制备的重组蛋白,含有特定类型人胶原蛋白编码的全长或部分基因序列(至少含有螺旋结构域),具有或不具有三链螺旋结构,具有胶原蛋白的理化性质和生物学功能。 它具有基因序列和活性一致性高的优点,但具有分子量大、合成困难和大量无用的无功能区等缺点。

(2)重组人形胶原蛋白。

采用DNA重组技术制备的人胶原类似物,含有由特定或不同类型的胶原基因编码的部分序列,经基因编辑、组合、组装、编辑等方式制备,具有蛋白质结构,有或没有三链螺旋结构。 它具有基因序列一致性高、组织相容性好、生物活性高、支持性和弹性高、免疫原性低、过敏反应低、无病原感染风险等诸多优点。 然而,三螺旋结构非常困难,只能在片段水平上实现。

(3)重组胶原蛋白。

DNA重组技术制备的胶原类似物与人胶原蛋白的基因编码序列或氨基酸序列的同源性较低,但具有胶原蛋白的理化性质和生物学功能。

胶原。

绝大多数关于重组胶原蛋白的研究都集中在不同类型的人类胶原蛋白上。 研究包括类人蛋白和胶原蛋白的鉴定、表征和功能研究,以及其中一些用于大规模生产生物医学材料的研究。

应用。 不同的表达系统已被用于制备重组胶原蛋白。

由于缺乏脯氨酸羟化酶,大肠杆菌在单独表达胶原时无法获得羟基化胶原,不能有效形成三螺旋结构,从而抑制胶原分子从天然结构胶原分子向胶原纤维的自组装。

迄今为止,关于利用酵母表达人胶原蛋白的研究已经有很多,如毕赤酵母、汉森酵母和酿酒酵母等,其中毕赤酵母工程菌表达得到的重组人胶原蛋白的表达水平和羟基化效率最高。

重组胶原蛋白的特点

与传统方法提取的胶原蛋白相比,重组胶原蛋白具有水溶性好、截留反应低、加工性能好、组分单一等特点。

一是工艺可控,生产周期短,产品可控,无病毒隐患等,产品质量更加稳定。 因此,重组胶原蛋白具有以下特点:

1.无病毒隐患。

一般来说,从动物组织中提取的胶原蛋白存在病毒隐患,这一致命的缺点在很大程度上限制了胶原蛋白的应用和发展。 重组胶原蛋白可以完全弥补这一不足,并显著提高其生物安全性。

2.更低的废品率。

重组胶原蛋白可以是天然的人类胶原蛋白序列,因此免疫原性非常低,也可以是非天然的人类胶原蛋白序列。 为了降低重组胶原蛋白的免疫原性,通常会对天然胶原蛋白基因序列进行重新优化。 因此,重组免疫原原蛋白不太可能引起人体免疫排斥反应。

3.水溶性好。

动物胶原蛋白通常水溶性较差,因为它保留了相对完整的纤维结构。 单链重组胶原具有良好的水溶性,具有三链螺旋结构的胶原蛋白可以通过用亲水性氨基酸取代非编码氨基酸序列中的疏水性氨基酸来提高重组胶原的亲水性。

4.无细胞毒性。

重组胶原蛋白具有良好的水溶性,使其分离过程不需要酸碱溶剂处理,因此没有酸碱溶剂残留,避免了对细胞代谢的影响。

5.良好的机械加工性。

天然胶原蛋白为三链螺旋结构,其结构在溶解时发生变化,分子量也发生变化,不利于胶原蛋白的后处理应用。 另一方面,重组胶原蛋白通常以单链形式存在,溶解时不改变其分子量和碱性,具有良好的加工性能。

6.质量可控,易于大规模生产。

基因工程技术可以表达特定分子量的胶原蛋白分子,发酵成本低,生产周期短,收率高,易于大批量工业化,产品的分子量均匀性和质量稳定性更高。 动物提取方法由于工艺和原材料等问题,不利于质量控制。

胶原蛋白,真的适合你吗?胶原蛋白填充剂在现代社会中备受追捧,因为它们作为一种常见的美容方法具有许多好处。

首先,胶原蛋白填充剂能够使脸部看起来自然。 由于胶原蛋白是人体中天然存在的物质,因此在填充后与组织高度融合,不易被发现。

而且,它的填充效果是持久的。 与其他填充剂相比,胶原蛋白填充剂可以持续更长时间,从而减少频繁注射的需要。

此外,充满胶原蛋白的面部手术的侵入性相对较小。 填充过程通常不需要手术切口,而是通过注射的方式进行,只需要轻微的穿刺**,降低了手术风险和手术后的恢复期。 这使得胶原蛋白填充成为一种更安全、更方便的美容方法。

胶原蛋白填充剂的注射部位可以根据个人需求进行调整,不仅可以填补脸上的皱纹和凹陷,还可以丰满嘴唇,改善颧骨轮廓等等。

总体而言,充满胶原蛋白的面部护理具有许多好处,例如自然的外观、持久的效果和最小的创伤,使其成为最受广泛人群欢迎的美容方法。

但是,也有一些缺点需要读者更加注意。

从动物源提取的胶原蛋白最大的痛点是同种异体排斥反应,在临床使用过程中容易导致无菌性炎症或影响胶原蛋白的吸收率。 这也是有些人对胶原蛋白产生过敏反应,引起不适或炎症的主要原因。

因此,在进行填充之前,确保进行过敏测试非常重要。

作为解决动物源性胶原蛋白排斥反应的先进产品,重组胶原蛋白的问题目前还没有明确的解决方案。

富有想象力的注射凝胶产品审批上市门槛高,短期内难以量产,现有量产产品主要集中在护肤品市场。

第一个问题是,重组胶原蛋白真的能通过皮肤吸收吗?

传统上认为分子量超过500DA的成分很难通过皮肤吸收,而胶原蛋白的分子量达到数万DA,即使胶原蛋白作为生物材料具有活性和相容性,也有不少品牌和厂家做出了回应,但解决渗透效率问题仍然是重组胶原蛋白在应用层面的重中之重。

第二个问题是解决渗透问题,如何解决活动问题

在护肤品领域,一些厂家为了解决渗透效率问题,通过酶消化来降低分子量,但这也破坏了三螺旋结构,使其无法到达**内部,保持良好的支撑效果。

第三个问题是重组胶原蛋白中所含的胶原蛋白单位多长时间比较好

目前,不同厂家筛选的片段和序列不同,不同的序列会产生不同的功效差异,缺乏明确的市场标准将导致进一步的市场混乱。

除此之外,下游医院胶原蛋白质量参差不齐。 胶原蛋白的填充技术要求非常高,注射需要一定的专业知识和经验才能达到预期的效果。 如果处理不当,可能会导致分布不均、集聚和不平等不均。

从目前来看,胶原蛋白还有很多技术需要攻克,很多问题需要解决,对于胶原蛋白产品来说,无论是注射,还是护肤,未必都适合所有人,所以明智的做法是充分考虑自己的需求和风险因素,并寻求专业建议来选择是否使用胶原蛋白。

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