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透明質(zhì)酸(玻尿酸)行業(yè)下游應用領域及行業(yè)技術水平特點分析(附報告目錄)
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。廣泛存在于脊椎動物結(jié)締組織和體液中,如關節(jié)滑液、眼玻璃體、臍帶、皮膚等,隨年齡增長而含量下降。透明質(zhì)酸具有良好的保水性、潤滑性、黏彈性、生物降解性及生物相容性等功能,根據(jù)應用領域和質(zhì)量要求的不同,透明質(zhì)酸原料主要分為醫(yī)藥級(包括注射級和滴眼液級)、化妝品級和食品級三大品類。
相關報告: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)重點企業(yè)研究及投資前景預測報告》
隨著微生物發(fā)酵生產(chǎn)透明質(zhì)酸逐步實現(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、食品等領域的應用得到極大普及和推廣,并逐漸擴展至新的應用領域,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)酸的應用領域。
得益于對透明質(zhì)酸認識的不斷深入、監(jiān)管政策的持續(xù)開放和市場需求的增長,近年來透明質(zhì)酸原料的銷量保持快速增長。2018年,全球透明質(zhì)酸原料銷量達到500噸,2014-2018年復合增長率為23%左右,預計未來五年將保持18%的高復合增長率,預計2023年銷量可增長至1,150噸。2018年,食品級、化妝品級和醫(yī)藥級透明質(zhì)酸原料的銷量分別達到230噸、250噸和20噸,2014-2018年復合增長率分別為29.4%、18.0%和22.1%,預計2023年銷量可分別增長至654.3噸、454.5噸和41.2噸。
2、透明質(zhì)酸的下游應用領域
目前,透明質(zhì)酸的下游應用領域主要包括醫(yī)藥和臨床診治中的應用、在化妝品中的應用及在食品中的應用等。
透明質(zhì)酸的下游應用領域
資料來源:普華有策市場研究中心
(1)透明質(zhì)酸在醫(yī)藥和臨床診治中的應用
透明質(zhì)酸因其良好的保水性、潤滑性、黏彈性、生物降解性及生物相容性,被廣泛應用于骨科、眼科、軟組織填充等領域的各類生物醫(yī)用材料中,受益于旺盛的終端需求增長,市場規(guī)模不斷擴大。
透明質(zhì)酸在醫(yī)藥和臨床診治中的主要應用包括:黏彈性手術、黏彈性補充療法、黏彈性填充、黏彈性阻隔和黏彈性防護。另外,透明質(zhì)酸在藥物傳遞和組織工程等方面也有應用。
醫(yī)藥領域?qū)ν该髻|(zhì)酸注射液的要求高且相關部門在該領域監(jiān)管嚴格,需要具備一定資質(zhì)才能進入該領域。
(2)透明質(zhì)酸在化妝品中的應用
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,補充組織內(nèi)能量,使得皮膚光亮潤澤、增強保濕;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,起到補水、保濕、鎖水、淡化皺紋作用。隨著人們越來越重視保養(yǎng)、追求年輕,注射填充類醫(yī)美手術的滲透率持續(xù)提升、手術頻度增加,美容日化產(chǎn)品中保濕劑未來預計也將有部分逐漸向玻尿酸過渡,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)酸可同時減少紫外線透射,并通過促進表皮細胞增殖分化和清除氧自由基,修護紫外線所致的皮膚損傷,達到雙重保護。皮膚輕度燒傷時,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)酸衍生物推向護膚與彩妝市場,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)酸鈉絡合物等,被廣泛應用于護膚精華、口紅、水乳膏霜、面膜、噴霧等。
(3)透明質(zhì)酸在食品中的應用
在日本、法國、韓國等發(fā)達國家被批準用作食品添加劑,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;目前國內(nèi)只批準放入保健品中。
3、行業(yè)技術水平及特點
(1)透明質(zhì)酸的制備技術
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
從動物組織中提取透明質(zhì)酸常用原料有雞冠、臍帶、豬皮、動物眼球玻璃體等,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沉淀,也可采用酶解、超濾、離子交換等技術除去雜質(zhì)和蛋白。
因提取法原料來源有限,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。當發(fā)酵結(jié)束時,首先進行微生物滅活,然后用有機溶劑沉淀,得到透明質(zhì)酸粗品。該粗品溶于鹽水中,并進一步純化,得到純化后的透明質(zhì)酸溶液,最后用有機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
對于商業(yè)化透明質(zhì)酸產(chǎn)品,分子量是一個重要的質(zhì)量參數(shù)。不同透明質(zhì)酸終端產(chǎn)品對透明質(zhì)酸的分子量都有嚴格且差異化的要求。
1)高分子量透明質(zhì)酸制備技術
制備高分子量透明質(zhì)酸的技術要點包括:發(fā)酵階段產(chǎn)生高分子量的透明質(zhì)酸,其技術難點在于菌株選用、培養(yǎng)基選擇以及生產(chǎn)工藝參數(shù)的設定;在分離提純階段需盡可能降低對分子量的破壞,其技術難點在于工藝的選擇、過程參數(shù)的控制等。
2)低分子量透明質(zhì)酸制備技術
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。透明質(zhì)酸降解方法主要有物理降解、化學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;化學降解法和酶切法可以制備寡聚透明質(zhì)酸,但化學降解制備的寡聚透明質(zhì)酸需要較劇烈的反應條件,對制得的寡聚透明質(zhì)酸化學結(jié)構(gòu)有一定破壞、生物活性降低,且生產(chǎn)過程會對環(huán)境有所污染;酶解法降解透明質(zhì)酸不會破壞其化學結(jié)構(gòu),且反應條件溫和,不會造成環(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
非修飾透明質(zhì)酸進入人體后會受到透明質(zhì)酸酶的酶解作用而迅速降解代謝,人體皮膚、眼部、關節(jié)存留時間約在1至21天不等。對于作為黏彈性補充療法或黏彈性填充療法等應用的透明質(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,延長作用時間。目前對透明質(zhì)酸的結(jié)構(gòu)修飾主要采用交聯(lián)法。交聯(lián)是通過化學共軛反應,將透明質(zhì)酸大分子中的一些官能團與某種化學物質(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,通過交聯(lián)劑使透明質(zhì)酸高分子鏈間化學鍵合來制備。