胶原蛋白行业专题研究皮肤“软黄金”行业红利与竞争格局

胶原蛋白行业专题研究-皮肤“软黄金”行业红利与竞争格局1、胶原蛋白：性能优但壁垒高，体量不大、发展稳健1.1基本情况：三股螺旋构造，应用领域广泛广泛分布于人体结缔组织，I型胶原含量最为丰富。胶原collagen源于古希腊，最早出现于1865年前后，是一种生物高分子纤维蛋白，动物结缔组织主要成分，也是哺乳动物体内含量最多、分布最广的功能性蛋白（占蛋白质总量的25%-30%）。目前已发现有28种蛋白质可归属于胶原的范畴，按照是否能成纤维可分为成纤维胶原和非成纤维胶原两大类，其中人体内含量比较高的I型、II型、III型胶原均为成纤维胶原。正常人90%的胶原存在于皮肤和骨头中，其中I型胶原含量最多，约占胶原总量的80%-90%。分子结构三螺旋构造，生物学活性优异，适应范围广泛。1）分子结构稳定：

在胶原纤维中，胶原蛋白分子单位称为原胶原，每个原胶原分子由三条α肽链组成，α肽链自身为α螺旋结构，三条相互独立的α肽链依靠甘氨酸之间形成的氢键维系三股螺旋相互缠绕的结构；原胶原分子平行排列成束，通过共价交联，可形成稳定的胶原微纤维，进一步聚集成束，形成胶原纤维。2）结构决定性质：

胶原蛋白正常的三螺旋构象是其理化特性和生物学活性的基础，使其具备高拉伸强度、生物降解性能、低抗原活性、低刺激性、低细胞毒性以及作为人工器官架或创伤敷料时促进细胞生长、促进细胞粘附、与新生细胞和组织协同修复创伤等特性。3）性质决定用途：优异的理化特性与生物学活性使得胶原成为一种适用范围广泛的生物医用材料，目前已应用在敷料、人工器官再生医学、组织工程、生物护肤等领域。与胶原蛋白相伴随的概念还有明胶与胶原蛋白肽，这三者虽具有同源性，但结构、性能与应用领域有差异。1）胶原蛋白：低温和酸性条件下胃蛋白酶提取，三股螺旋结构保持完整，分子量分布集中，生物学活性佳，只有这样才能达到生物医学材料级别。2）明胶：胶原在高温作用下的变性产物，其组成复杂、相对分子质量分布宽，胶原分子的三股螺旋结构被破坏、失去生物活性，一般应用于食品、医疗保健品等领域。3）胶原蛋白肽：在较高温度下用蛋白酶水解胶原或明胶得到的，受温度和酶的双重作用，水解胶原蛋白的相对分子质量比明胶更小，在食品、美容、医疗保健品等领域应用广泛。目前市面上胶原蛋白命名并不规范，胶原蛋白产品的平均分子量差异较大，但“胶原蛋白”这一概念已被消费者和下游企业所接受和熟悉，并未采用合适的细分标准对产品进行界定。1.2生产方法：提取法为主流，基因工程法是趋势根据来源不同，胶原生产方法有天然提取与人工合成（主要是基因工程法），两种方法各有千秋。1）天然提取法：主要包括酸法提取和酶法提取，通过对动物组织的去杂质、溶解、分离提纯进而提取胶原蛋白；其获得的产物保持完整的三螺旋结构，生物活性较强；但异体胶原蛋白可能携带可传播的疾病，同时也可能产生异种或异体排斥反应；技术难点在于降低动物源性材料的病毒风险、提高纯度、降低成本，原料供应受限导致产能瓶颈。2）基因工程法：通过基因的酶切、拼接和表达获得重组胶原蛋白；基因工程手段的可加工性使重组胶原蛋白有较强的水溶性和乳化特性等，且免疫原性较低、能更好地控制致病毒传播风险；但其没有稳定的三螺旋结构，生物活性仍存疑，支撑性不如纯化胶原；

技术难点在于保持胶原独特螺旋结构、实现大规模量产降低成本。目前提取法为主流产业化制备方法，基因工程法则是未来产研发展方向。1.3行业现状：体量不大、发展稳健，80%用于医疗、食饮领域胶原蛋白市场体量不大、发展稳健，应用集中于医疗、食饮领域。据GrandViewResearch数据：2019年全球胶原蛋白市场规模达到153.56亿美元，2016-2019年3年复合增速6.7%；2019年中国胶原蛋白市场规模9.83亿美元，约占全球市场的6.40%，2016-2019年复合增速7.8%，略高于全球增速；应用领域上胶原蛋白80%应用于医疗健康与食品饮料领域，中国与全球市场差异不大。1.4VS透明质酸：壁垒更高，原料制备+交联技术制约胶原发展胶原蛋白与透明质酸可比性强，但商业化发展落后于透明质酸。从行业现状可以看出，无论是市场体量、增长速度，还是市面上获批产品、上市企业，胶原蛋白商业化发展落后于透明质酸。但实际上胶原蛋白与透明质酸高度可比，都是非常优异的生物医学材料：①均于人体广泛分布、具备优异的生物学特性

（生物可降解性/高生物相容性/低免疫原性等）；②均拥有广泛的应用领域（医学/医美/化妆品/食品等）；③均为细胞外基质的重要组成部分，其流失都会造成人体衰老。目前胶原蛋白发展滞后于透明质酸，主要受制于供给端。1）分子结构存在差异，胶原人工合成壁垒更高。①透明质酸是由双糖单元重复连接而成的一种高分子线性多糖，因其基本糖单元重复度高，结构相对简单，更易提取合成，目前对于大分子量的发酵已经比较成熟。②胶原蛋白分子结构复杂，需要三条肽链去形成三股螺旋的结构，进而导致细菌发酵过程中会存在一些难点：肽链长

（需连接1000多个氨基酸）、需保持三股螺旋缠绕结构（完整的三螺旋结构才能发挥胶原理化特性与生物活性）、空间立体构象复杂多样（蛋白质分子都有其特定的氨基酸组成和排列方式，由此决定其不同的空间结构和功能；即使是多个相同的氨基酸序列，排列组成的蛋白质的立体构象可能存在差异）。现有部分储备技术虽已能形成胶原蛋白的三螺旋结构，但仅能生产部分肽链片段（比如几百个氨基酸），尚不能形成完整肽链。2）原料规模化生产未取得突破，限制产业链中下游发展。①透明质酸原料已实现商业化，但胶原蛋白无论是提取法还是重组法，企业生产均需从原料端开始进而导致生产链条更长。②动物源胶原安全管控严格、要求全流程溯源、养殖周期长（猪和牛的育种至少需两年三代才能达到标准），且纯化过程中去杂蛋白、端肽以降低免疫原性具有难度。③而基因工程重组法需从菌种培养开始，发酵而来的蛋白仅为单链、没有三螺旋结构所拥有的支撑效果，难以达到生医级材料要求。3）交联技术尚不成熟，成本高而效期短，于终端而言性价比低。①透明质酸化学改性技术成熟，目前全球各大厂家普遍使用BDDE、DEO、DVS等交联剂通过成醚反应来实现透明质酸的交联改性。②而胶原蛋白化学改性上还存在交联剂残留易出现细胞毒性、钙化及生物相容性不佳等问题；双美生物独创交联技术保证安全性、延长维持时间（8-12个月），但不及长效玻尿酸。2、细分市场：注射领域壁垒更高，格局优于玻尿酸2.1注射领域：填充与水光需求驱动，竞争格局优于玻尿酸规模：定位高端市场相对小众，2019年以来异军突起与透明质酸类似，胶原蛋白流失也是皮肤老化的主要原因。透明质酸和胶原蛋白等细胞外基质是支撑表皮和真皮结构的主要物质，其数量或密度的降低是皮肤结构塌陷、皮肤弹性降低、皮肤表面皱纹形成的主要原因。研究表明，20岁后皮肤厚度每10年胶原蛋白降低7%，成纤维细胞合成胶原蛋白的能力也会随年龄的增长而下降，胶之间交联会随年龄的增长而加剧，最终表现为皮肤僵硬、失去弹性、不柔软，且肤色变黄、失去光泽。目前胶原蛋白于注射领域主要用于填充与水光针，与玻尿酸功能相近。1）填充：医用胶原（目前主要是动物源胶原蛋白）注射到凹陷性皮肤缺损后不仅可起支撑填充作用，还能诱导受术者自身组织重建，逐渐生成的新生组织将与周围正常皮肤共同协同实现局部矫形作用，将胶原蛋白注射于真皮层则可用来消除较深的皱纹皱褶。2）水光针：一般有注射水光/微针水光/无针水光/涂抹式水光等类型；小分子胶原蛋白具有良好的渗透性，被填充在皮肤基质之间可使皮肤丰满、皱纹舒展，同时提高皮肤密度、产生弹力；而且胶原蛋白分解后是氨基酸、可给皮肤补充营养，具有保湿、修复、美白和营养等功效。相对玻尿酸而言，胶原蛋白填充剂优势在于填充效果与促使再生，劣势在于时效与定价。1）填充效果：胶原蛋白>玻尿酸。胶原蛋白是网状结构，高粘弹性、支撑力强，不易产生位移和外扩且吸收肿胀性低，塑形效果好；而玻尿酸是晶球体，分子结构不紧密、可能发生游离，相对胶原蛋白具有肿胀、位移等劣势。2）填充部位：玻尿酸>胶原蛋白。根据交联程度与分子量差异，玻尿酸可注射部位多于胶原蛋白，但注射于泪沟与眼周等较薄区域易出现丁达尔现象；胶原蛋白由于不位移、不变形、肿胀性低等特性更适合填充软组织少/活动部位大的区域，尤其是眼周泪沟等精细化部位（乳白色特性还可改善黑眼圈）。3）维持时间：玻尿酸>胶原蛋白。长效玻尿酸维持时间可达2年以上，而胶原蛋白单次注射维持时间一般在8-12个月，总体短于玻尿酸。4）促进胶原再生：胶原蛋白>玻尿酸。胶原蛋白注射后本身会形成一个支架，周围的组织细胞会往支架上长，进而具备即刻填充&促进组织再生的双重效果，而玻尿酸则不具备这项功能。5）价格：胶原蛋白>玻尿酸。目前注射胶原蛋白获批品牌少、定价偏高，而玻尿酸品牌选择多样、丰俭由人。6）水光针：互相补充。胶原蛋白分解后是氨基酸，有补充营养、改善肤质效果；而透明质酸分解后是水，功效主要是补充水分；目前水光针一般是多重营养成分搭配，维持时间差异不大、可互相补充。早期胶原蛋白市场相对小众，2019年以来异军突起。胶原蛋白填充剂企业主要是双美生物、长春博泰，而双美生物更为主流，以双美生物代表行业数据分析。1）性价比偏弱+注射难度高，早期胶原蛋白发展平淡。中国医美市场从2014/2015年才迎来快速发展期，早期由于性价比偏弱、注射难度高于玻尿酸

（无溶解酶增加盲式操作风险、错误施打会影响效果与效期）、纯冷链存储便利度低等因素，胶原市场相对小众。自2009年第一款胶原蛋白填充剂肤柔美进入中国市场，到2018年这10年间，双美胶原蛋白年销售额（出厂口径）不超过7000万元。2）玻尿酸副作用显现+精准切入市场需求+双美生物多年市场教育，2019年来胶原市场异军突起。多年临床经验下玻尿酸肿胀脸、丁达尔效应等负面作用显现，而胶原蛋白于眼周泪沟等精细化部位的独特优势也逐渐被挖掘，叠加胶原蛋白具备美白、改善肤质等效果切入亚洲女性痛点。另一方面，双美生物多年来于大陆市场通过公立医院加强布点、参与学术会议、建立主要城市地区临床技术培训基地、专业杂志广告、发表学术文章等举措，提升品牌知名度的同时也加深市场对胶原的认知。2019年双美胶原蛋白在价格稳定前提下销量、销售额均实现翻倍增长，2020年疫情影响下仍维持高增，而产能则成为市场增长的制约因素。格局：天然/重组错位竞争，格局优于玻尿酸动物源胶原与基因重组胶原错位竞争，格局总体优于玻尿酸。1）填充：对支撑性要求高，以动物源胶原为主。目前已获批厂商有双美生物、长春博泰、汉福生物与锦波生物等4家；除锦波生物旗下的薇旖美是唯一一款基因工程重组而来的胶原蛋白产品外，其余胶原蛋白均源于动物提取。2）水光：支撑性要求弱，以基因工程重组为主。据新氧数据，已获批厂商有双美生物、西安巨子生物、青海创铭医疗器械、山西锦波生物等；除双美生物旗下的肤柔美（三类证）外，其余胶原蛋白均来自于基因工程重组。3）获批类型：动物源胶原均按三类医疗器械管理。目前动物源胶原蛋白对安全性要求更高，分子量大、支撑作用强，需破皮注射，均按照三类医疗器械管理；基因工程重组胶原蛋白多用于微针敷料，按照二类医疗器械管理，薇旖美是第一款三类医疗器械证的人源化胶原蛋白产品。2.2医用皮肤修复敷料：过去4年市场快速扩容，胶原敷料独享三类批文规模：轻医美术后修复+功能性护肤驱动，过去4年市场快速扩容轻医美术后修复+功能性护肤驱动，过去4年市场快速扩容。医用皮肤修复敷料可分为贴片式和非贴片式（如喷雾/液