科普类人胶原蛋白及胶原的作用是什么

什么是胶原蛋白

胶原蛋白主要存在于人和动物的皮、骨、软骨、牙齿、肌腱、韧带和血管中,起着支撑器官、保护机体的功能。胶原对于维护细胞、组织、器官的正常生理功能和损伤修复有重要作用。胶原蛋白可以保持皮肤角质层水分以及纤维结构的完整性,改善皮肤细胞生存环境和促进皮肤组织的新陈代谢,增加循环。

胶原蛋白生产方法

如此之大的作用,又怎么生产出胶原蛋白呢?目前市面上的胶原蛋白一般通过动物胶原(猪皮、牛皮、驴皮、鱼等)提取法和胶原蛋白的重组表达,后者常见的又分为大肠杆菌发酵表达和酵母发酵表达。

什么是类人胶原蛋白

而我们标题所说的类人胶原蛋白就是后者,它是通过生物工程技术将人体胶原蛋白的mRNA逆转录成cDNA,经酶切后的一段基因重组于载体内,经过高密度发酵、分离、复性、纯化工艺生产的一种高分子生物蛋白。

最新的第三代技术——酵母重组胶原蛋白。利用酵母菌作为基因工程载体,由于酵母菌是真核细胞,具有与人体相近的蛋白质修饰能力,在胶原蛋白合成后经过修饰赋予折叠构象和特定氨基酸结构, 成为具有生理活性的胶原。与人体胶原序列的相似度超过98%。国内福隆集团拥有专业而成熟的酵母重组胶原蛋白技术,已取得多项国家专利。

类人胶原蛋白的优点

创新点1:无病毒隐患

从动物组织中提取的胶原蛋白固有的病毒隐患(疯牛病、禽流感、瘟疫、口蹄疫、艾滋病等)的致命缺点,直接限制了其用途的开发;而类人胶原蛋白为单细胞蛋白,从根本上克服了病毒隐患的缺点。作为生物材料,它可广泛用于医疗美容行业等,从而拓宽了它可开发的用途。

创新点2:低排异反应

在修饰基因片断过程中,已将胶原蛋白两端的免疫源端肽去掉,摒弃了容易引起免疫反应的氨基酸残基。这样,在类人胶原蛋白进入人体后,其免疫排异反应已大大减少。类人胶原蛋白与人类胶原蛋白同宗同源,结构极为类似,因此过敏反应也极低。

创新点3:水溶性

来自动物组织的普通胶原蛋白,不溶于水只溶于酸或碱性溶液中,但酸、碱溶液都会对细胞产生毒性,使细胞粘附性降低,并影响细胞的代谢。

类人胶原蛋白在水溶液中以三重复螺旋结构的单螺旋线性结构存在,此时的分子量为9万道尔顿。这种水溶性和特殊结构能增强其对皮肤的渗透性。

创新点4:酸碱度为中性

类人胶原蛋白的pH值为6.5-7.5,呈中性,不会破坏皮肤本身酸碱平衡,同时对人体细胞的粘附性和细胞代谢没有影响。

创新点5:变性温度提高

动物胶原蛋白的变性温度为37℃-40℃,而类人胶原蛋白的变性温度达72度℃以上,所以易于日常使用和保存,同时更有利于制作生物医学材料。

创新点6:可加工性

动物胶原蛋白,结构为三交叉螺旋结构,不可能在不减少分子量的前提下重溶解,可加工性差;类人胶原蛋白可形成三重复螺旋结构,结构特性赋予它具有在分子量及特性不变条件下的可加工性。因此,类人胶原蛋白可广泛用于制作生物医学材料,如人工皮肤、人工关节、止血海绵等。

类人胶原蛋白的广泛应用

医学领域

人工骨骼,以类人胶原蛋白为基础,赋以所需要的骨骼形状,制造成符合人体需求的人工骨骼。同时由于类人胶原蛋白具有趋向性引导和促细胞生长作用,新生自体骨骼会逐渐形成,最终取代人工骨支架。

人工血管,以类人胶原蛋白为基础,同样利用胶原蛋白趋向性引导和促细胞生长功能,促进人体自身血管组织逐渐形成,而人工血管支架再完成历史使命后,会在人体内自行降解。

人造皮肤,烧伤、烫伤、化学物质的灼伤以及疾病造成的皮肤缺损。人造皮肤可以为他们提供有利保障,让肌肤恢复如新。

止血海绵,主要用于腔内和颅内的手术止血,术后无需取出,可自行降解,不仅可快速止血,更能有效促进创伤部位的愈合和修复。

美容产业

从根本上解决问题,让肌肤更加 "弹"、'滑"、"嫩"、"白"

"胶原蛋白是人体皮肤中的主要成分,占到细胞外基质的70%-80%,胶原蛋白在皮肤中构成了一张细密的弹力网,锁住水分,如支架般支撑着皮肤,使皮肤充满弹性、润泽、细腻、光滑"。

通过补充胶原蛋白,让自己变得更漂亮、更美丽,已经是所有女性的共同认识。可以预言,使用类人胶原蛋白将成为一个新的潮流。

迅速改善皮肤因胶原蛋白流失而引发的皱纹、斑痕、干涩等老化现象;保湿作用明显:结构中的亲水基和良好的成膜性;营养性很高:可以改善皮肤细胞生存环境和促进皮肤组织的新陈代谢,增进微循环,达到滋润皮肤、美容养颜之目的。

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