（報(bào)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(dòng)物體內(nèi)大量存在，獨(dú)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(dòng)物體內(nèi)含量最多、分布最廣的功能性蛋白，至少有28

（報(bào)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(dòng)物體內(nèi)大量存在，獨(dú)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(dòng)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(qiáng)鈣質(zhì)與骨細(xì)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(jī)械強(qiáng)度。

膠原蛋白具備高拉伸強(qiáng)度、生物降解性能、低抗原活性、低刺激性、低細(xì)胞毒性以及作為人工器官骨架或創(chuàng)傷敷料時(shí)促進(jìn)細(xì)胞生長、 促進(jìn)細(xì)胞粘附、與新生細(xì)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(hù)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(hù)和彈性，相當(dāng)于一張細(xì)密的彈力網(wǎng)，鎖住水分并支撐皮膚。同時(shí)，膠原蛋白是高度親水 性的物質(zhì)，纖維之間富含水分、細(xì)胞外基質(zhì)和功能性細(xì)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(tuán)，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(jì)到2027年，中國膠原蛋白市場規(guī)模將達(dá)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(hù)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(jià)格上看，目前國內(nèi)膠原蛋白原料價(jià)格高達(dá)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(dòng)物源提取和基因工程法兩大類：

動(dòng)物源提取相對成熟，但存在一定限制。動(dòng)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(jìn)行產(chǎn)業(yè)化制備，成本相對更低， 但同時(shí)具備一定局限性：（1）存在動(dòng)物源疾病感染風(fēng)險(xiǎn)；（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(diǎn)。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(jìn)行特定序列設(shè) 計(jì)、酶切和拼接、連接載體后轉(zhuǎn)入工程細(xì)胞，通過發(fā)酵表達(dá)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(qiáng)、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)， 但技術(shù)難點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)菌種、酵種的高密度表達(dá)、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(yùn)用：覆蓋醫(yī)美、功能性護(hù)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(jì)中應(yīng)用廣泛。（1）修復(fù)、止血。膠原能促進(jìn)細(xì)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(shí)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(dá)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(dá)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(bǔ)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(jìn)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(xì)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(qiáng)組織活性，促進(jìn)膠原蛋白再生，對比玻 尿酸，其優(yōu)點(diǎn)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(huì)出現(xiàn)“打完透光、發(fā)青、黑眼圈更明顯”的丁達(dá)爾效應(yīng)。

膠原填充相對小眾，目前價(jià)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(dòng)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(jià)格較貴；同時(shí)，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(bǔ)充膠原蛋白

美塑療法也稱中胚層療法，是指將護(hù)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(shí)際操作中還會(huì)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(dòng)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(shí)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(shí)進(jìn)行活性膠原原料、醫(yī)療器械及生物護(hù)膚品的 研發(fā)。

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