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透明質(zhì)酸(玻尿酸)行業(yè)下游應(yīng)用領(lǐng)域及行業(yè)技術(shù)水平特點(diǎn)分析(附報(bào)告目錄)
1、透明質(zhì)酸發(fā)展概述
透明質(zhì)酸,又名玻尿酸、HA,是一種由N-乙酰氨基葡萄糖和D-葡萄糖醛酸為結(jié)構(gòu)單元的天然高分子粘多糖。廣泛存在于脊椎動(dòng)物結(jié)締組織和體液中,如關(guān)節(jié)滑液、眼玻璃體、臍帶、皮膚等,隨年齡增長(zhǎng)而含量下降。透明質(zhì)酸具有良好的保水性、潤(rùn)滑性、黏彈性、生物降解性及生物相容性等功能,根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域和質(zhì)量要求的不同,透明質(zhì)酸原料主要分為醫(yī)藥級(jí)(包括注射級(jí)和滴眼液級(jí))、化妝品級(jí)和食品級(jí)三大品類。
相關(guān)報(bào)告:北京普華有策信息咨詢有限公司《2020-2026年透明質(zhì)酸行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)研究及投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》
隨著微生物發(fā)酵生產(chǎn)透明質(zhì)酸逐步實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,透明質(zhì)酸在醫(yī)藥、生物醫(yī)用材料、化妝品、食品等領(lǐng)域的應(yīng)用得到極大普及和推廣,并逐漸擴(kuò)展至新的應(yīng)用領(lǐng)域,如腫瘤治療、組織工程、藥物載體、口腔、胃腸、耳鼻喉等,拓展了透明質(zhì)酸的應(yīng)用領(lǐng)域。
得益于對(duì)透明質(zhì)酸認(rèn)識(shí)的不斷深入、監(jiān)管政策的持續(xù)開(kāi)放和市場(chǎng)需求的增長(zhǎng),近年來(lái)透明質(zhì)酸原料的銷量保持快速增長(zhǎng)。2018年,全球透明質(zhì)酸原料銷量達(dá)到500噸,2014-2018年復(fù)合增長(zhǎng)率為23%左右,預(yù)計(jì)未來(lái)五年將保持18%的高復(fù)合增長(zhǎng)率,預(yù)計(jì)2023年銷量可增長(zhǎng)至1,150噸。2018年,食品級(jí)、化妝品級(jí)和醫(yī)藥級(jí)透明質(zhì)酸原料的銷量分別達(dá)到230噸、250噸和20噸,2014-2018年復(fù)合增長(zhǎng)率分別為29.4%、18.0%和22.1%,預(yù)計(jì)2023年銷量可分別增長(zhǎng)至654.3噸、454.5噸和41.2噸。
2、透明質(zhì)酸的下游應(yīng)用領(lǐng)域
目前,透明質(zhì)酸的下游應(yīng)用領(lǐng)域主要包括醫(yī)藥和臨床診治中的應(yīng)用、在化妝品中的應(yīng)用及在食品中的應(yīng)用等。
透明質(zhì)酸的下游應(yīng)用領(lǐng)域
資料來(lái)源:普華有策市場(chǎng)研究中心
(1)透明質(zhì)酸在醫(yī)藥和臨床診治中的應(yīng)用
透明質(zhì)酸因其良好的保水性、潤(rùn)滑性、黏彈性、生物降解性及生物相容性,被廣泛應(yīng)用于骨科、眼科、軟組織填充等領(lǐng)域的各類生物醫(yī)用材料中,受益于旺盛的終端需求增長(zhǎng),市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。
透明質(zhì)酸在醫(yī)藥和臨床診治中的主要應(yīng)用包括:黏彈性手術(shù)、黏彈性補(bǔ)充療法、黏彈性填充、黏彈性阻隔和黏彈性防護(hù)。另外,透明質(zhì)酸在藥物傳遞和組織工程等方面也有應(yīng)用。
醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)ν该髻|(zhì)酸注射液的要求高且相關(guān)部門(mén)在該領(lǐng)域監(jiān)管嚴(yán)格,需要具備一定資質(zhì)才能進(jìn)入該領(lǐng)域。
(2)透明質(zhì)酸在化妝品中的應(yīng)用
透明質(zhì)酸(玻尿酸)可用于注射填充和外用涂抹,前者利用透明質(zhì)酸的黏彈性、生物相容性等特征和填充效果,滿足塑形需求,使得面部輪廓變得更加立體,并且填充淺表皺紋,補(bǔ)充組織內(nèi)能量,使得皮膚光亮潤(rùn)澤、增強(qiáng)保濕;后者利用玻尿酸保水功能和具備皮膚屏障特性,直接涂抹玻尿酸,起到補(bǔ)水、保濕、鎖水、淡化皺紋作用。隨著人們?cè)絹?lái)越重視保養(yǎng)、追求年輕,注射填充類醫(yī)美手術(shù)的滲透率持續(xù)提升、手術(shù)頻度增加,美容日化產(chǎn)品中保濕劑未來(lái)預(yù)計(jì)也將有部分逐漸向玻尿酸過(guò)渡,需求將持續(xù)旺盛。
透明質(zhì)酸不但具有極高的保水性能,而且具備皮膚屏障的特性。透明質(zhì)酸可同時(shí)減少紫外線透射,并通過(guò)促進(jìn)表皮細(xì)胞增殖分化和清除氧自由基,修護(hù)紫外線所致的皮膚損傷,達(dá)到雙重保護(hù)。皮膚輕度燒傷時(shí),表面涂抹含透明質(zhì)酸水劑化妝品可減輕疼痛,加速受傷部位愈合。
隨著透明質(zhì)酸的產(chǎn)業(yè)化和技術(shù)發(fā)展,擁有不同物理與生物特性的透明質(zhì)酸和透明質(zhì)酸衍生物推向護(hù)膚與彩妝市場(chǎng),如超低分子透明質(zhì)酸鈉(<10kDa)、透明質(zhì)酸鈉交聯(lián)聚合物、乙?;该髻|(zhì)酸鈉(AcHA)、油分散透明質(zhì)酸鈉、透明質(zhì)酸鈉絡(luò)合物等,被廣泛應(yīng)用于護(hù)膚精華、口紅、水乳膏霜、面膜、噴霧等。
(3)透明質(zhì)酸在食品中的應(yīng)用
在日本、法國(guó)、韓國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家被批準(zhǔn)用作食品添加劑,放入保健品或功能性食品、高檔零食,改善口感,利用透明質(zhì)酸的鎖水能力和成膜性,起到特定美容保健功能;目前國(guó)內(nèi)只批準(zhǔn)放入保健品中。
3、行業(yè)技術(shù)水平及特點(diǎn)
(1)透明質(zhì)酸的制備技術(shù)
現(xiàn)有的透明質(zhì)酸制備方法主要有提取法和發(fā)酵法兩種。
1)提取法制備透明質(zhì)酸
從動(dòng)物組織中提取透明質(zhì)酸常用原料有雞冠、臍帶、豬皮、動(dòng)物眼球玻璃體等,主要工藝包括脫水、磨碎、浸泡、提取、除雜、沉淀和分離。其中純化可以用乙醇或季銨鹽反復(fù)沉淀,也可采用酶解、超濾、離子交換等技術(shù)除去雜質(zhì)和蛋白。
因提取法原料來(lái)源有限,產(chǎn)品質(zhì)量較差,生產(chǎn)成本高,基本上已被微生物發(fā)酵法所替代。
2)發(fā)酵法制備透明質(zhì)酸
鏈球菌發(fā)酵法生產(chǎn)透明質(zhì)酸始于上世紀(jì)八十年代,透明質(zhì)酸已被收錄至歐洲藥典。發(fā)酵培養(yǎng)基包括蛋白胨、酵母粉、葡萄糖等。當(dāng)發(fā)酵結(jié)束時(shí),首先進(jìn)行微生物滅活,然后用有機(jī)溶劑沉淀,得到透明質(zhì)酸粗品。該粗品溶于鹽水中,并進(jìn)一步純化,得到純化后的透明質(zhì)酸溶液,最后用有機(jī)溶劑沉淀并干燥或直接噴霧干燥即得透明質(zhì)酸成品。
(2)透明質(zhì)酸的分子量控制技術(shù)
對(duì)于商業(yè)化透明質(zhì)酸產(chǎn)品,分子量是一個(gè)重要的質(zhì)量參數(shù)。不同透明質(zhì)酸終端產(chǎn)品對(duì)透明質(zhì)酸的分子量都有嚴(yán)格且差異化的要求。
1)高分子量透明質(zhì)酸制備技術(shù)
制備高分子量透明質(zhì)酸的技術(shù)要點(diǎn)包括:發(fā)酵階段產(chǎn)生高分子量的透明質(zhì)酸,其技術(shù)難點(diǎn)在于菌株選用、培養(yǎng)基選擇以及生產(chǎn)工藝參數(shù)的設(shè)定;在分離提純階段需盡可能降低對(duì)分子量的破壞,其技術(shù)難點(diǎn)在于工藝的選擇、過(guò)程參數(shù)的控制等。
2)低分子量透明質(zhì)酸制備技術(shù)
降解是利用高分子量透明質(zhì)酸制備低分子量透明質(zhì)酸的常用技術(shù)。透明質(zhì)酸降解方法主要有物理降解、化學(xué)降解和生物降解三大類。物理降解法很難將透明質(zhì)酸降至10kDa以下;化學(xué)降解法和酶切法可以制備寡聚透明質(zhì)酸,但化學(xué)降解制備的寡聚透明質(zhì)酸需要較劇烈的反應(yīng)條件,對(duì)制得的寡聚透明質(zhì)酸化學(xué)結(jié)構(gòu)有一定破壞、生物活性降低,且生產(chǎn)過(guò)程會(huì)對(duì)環(huán)境有所污染;酶解法降解透明質(zhì)酸不會(huì)破壞其化學(xué)結(jié)構(gòu),且反應(yīng)條件溫和,不會(huì)造成環(huán)境污染,最 適合制備寡聚透明質(zhì)酸。
(3)透明質(zhì)酸的修飾技術(shù)
非修飾透明質(zhì)酸進(jìn)入人體后會(huì)受到透明質(zhì)酸酶的酶解作用而迅速降解代謝,人體皮膚、眼部、關(guān)節(jié)存留時(shí)間約在1至21天不等。對(duì)于作為黏彈性補(bǔ)充療法或黏彈性填充療法等應(yīng)用的透明質(zhì)酸,需要修飾透明質(zhì)酸結(jié)構(gòu),使得透明質(zhì)酸分子更加穩(wěn)定,從而減緩其體內(nèi)降解速度,延長(zhǎng)作用時(shí)間。目前對(duì)透明質(zhì)酸的結(jié)構(gòu)修飾主要采用交聯(lián)法。交聯(lián)是通過(guò)化學(xué)共軛反應(yīng),將透明質(zhì)酸大分子中的一些官能團(tuán)與某種化學(xué)物質(zhì)連接得到具有三維立體構(gòu)象的高分子凝膠,經(jīng)過(guò)交聯(lián)后的透明質(zhì)酸擁有致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。常規(guī)交聯(lián)方法是將透明質(zhì)酸與交聯(lián)劑在水溶液中攪拌混合,通過(guò)交聯(lián)劑使透明質(zhì)酸高分子鏈間化學(xué)鍵合來(lái)制備。