從定義到應(yīng)用，膠原蛋白基礎(chǔ)知識(shí)解析

伴隨著我國(guó)醫(yī)美市場(chǎng)的快速發(fā)展，以透明質(zhì)酸鈉、膠原蛋白等為原料的醫(yī)美注射及敷料類產(chǎn)品廣泛得到了企業(yè)及消費(fèi)者的青睞。眾所周知，水光針的主要成分是透明質(zhì)酸鈉，而除了水光針外，膠原蛋白注射也是近幾年的醫(yī)美火熱項(xiàng)目，本期文章我們就跟大家分享一下膠原蛋白的一些基礎(chǔ)知識(shí)。

膠原蛋白（Collagen），又稱膠原多肽（Collagen peptide），是一種至關(guān)重要的生物聚合物，占據(jù)著人體總蛋白質(zhì)含量的約30%，是體內(nèi)最為豐富的蛋白質(zhì)種類。其獨(dú)特的三股螺旋結(jié)構(gòu)由三條以右手螺旋方式緊密纏繞的膠原蛋白分子組成，這種高度有序且穩(wěn)定的三螺旋構(gòu)象賦予了膠原作為細(xì)胞外基質(zhì)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)成分的重要地位。

膠原蛋白廣泛分布于人體所有組織和器官內(nèi)部，包括但不限于皮膚、骨骼、肌腱、韌帶、軟骨以及其他多種特定組織。膠原蛋白不僅賦予機(jī)體組織強(qiáng)大的機(jī)械強(qiáng)度、持久性以及必要的柔韌性，還深度參與眾多特定的生物交互過(guò)程。在皮膚中，膠原蛋白對(duì)于維持真皮層的結(jié)構(gòu)完整性至關(guān)重要，其形成的密集網(wǎng)絡(luò)為器官提供了保護(hù)性的覆蓋層，決定了皮膚的結(jié)構(gòu)特性、強(qiáng)度以及彈性的表現(xiàn)。此外，膠原蛋白還在血液凝固過(guò)程中發(fā)揮輔助作用。 

構(gòu)成膠原蛋白的主要氨基酸有脯氨酸、甘氨酸、羥脯氨酸等，在三螺旋構(gòu)象穩(wěn)定過(guò)程中羥脯氨酸羥基能形成強(qiáng)氫鍵，可提高膠原蛋白強(qiáng)度；脯氨酸和羥脯氨酸能使膠原三螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)生急劇扭曲，提高膠原蛋白的穩(wěn)定性。膠原蛋白在人體內(nèi)構(gòu)建起堅(jiān)固的支架系統(tǒng)，既支撐起皮膚、肌肉、骨骼、肌腱、韌帶等結(jié)締組織的基本架構(gòu)，又深入?yún)⑴c到多種生物功能的實(shí)現(xiàn)中，如皮膚更新、器官防護(hù)、血液凝固等，對(duì)維持整體健康與生理機(jī)能具有核心意義。 

↑ 膠原蛋白的結(jié)構(gòu)

膠原蛋白因?yàn)樵诠I(yè)上有廣泛的應(yīng)用，被認(rèn)為是用途最廣泛的生物材料之一。由于其高蛋白質(zhì)含量以及諸如吸水性、凝膠形成性和乳化穩(wěn)定性的功能性屬性，在食品工業(yè)中對(duì)膠原蛋白有著巨大的需求。在生物醫(yī)學(xué)和制藥領(lǐng)域，膠原蛋白有著多種應(yīng)用，被用作藥物、蛋白質(zhì)和基因的載體，同時(shí)也可作為人造人類皮膚、血管和韌帶的替代品。 

目前已鑒別出大約29種不同的膠原蛋白型別，所有的膠原纖維至少都具有一種三股螺旋結(jié)構(gòu)。它們之間的區(qū)別在于成分、功能以及在體內(nèi)的位置。

按照被發(fā)現(xiàn)的先后順序，膠原蛋白可分為Ⅰ型膠原、Ⅱ型膠原和Ⅲ型膠原，以此類推。對(duì)人體來(lái)說(shuō)，最常見的膠原主要有四種形態(tài)：① 膠原Ⅰ型（主要存在于成人皮膚和骨組織，數(shù)量最大）；② 膠原Ⅱ型（主要存在于軟骨組織）；③ 膠原Ⅲ型（主要存在于嬰幼兒皮膚或血管、內(nèi)膜、腸、胃器官）；④ 膠原Ⅳ型（主要存在于各組織器官的基底膜、胎盤和晶狀體）。 

根據(jù)膠原蛋白的功能，可將膠原分為成纖維膠原和非成纖維膠原。其中非成纖維膠原可進(jìn)一步分為6種：① FACIT族膠原（Fibril Associated Collagens with Interrupted Triple helices）；② 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)膠原；③ 念珠狀原纖維膠原；④ 錨定原纖維或纖絲膠原；⑤ 跨膜區(qū)膠原；⑥ 內(nèi)皮抑素相關(guān)膠原。 

按照來(lái)源的不同膠原蛋白可分為重組膠原蛋白和動(dòng)物源性膠原蛋白。重組膠原蛋白為非天然膠原蛋白，由基因工程技術(shù)合成，而動(dòng)物源性膠原蛋白則從動(dòng)物組織中提取。動(dòng)物源性膠原蛋白生產(chǎn)成本較低且生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。而重組膠原蛋白擁有更高的生物活性與生物相容性、更低的免疫原性、更低的漏檢病原體隱患風(fēng)險(xiǎn)、更好的水溶性、無(wú)細(xì)胞毒性以及可進(jìn)一步加工優(yōu)化等特點(diǎn)，因此其應(yīng)用范圍更加廣泛，受到市場(chǎng)的強(qiáng)烈關(guān)注。 

↑ 不同來(lái)源的膠原蛋白制備方法