如果你或者身邊的朋友,曾經打過水光針、瘦臉針,抑或做過隆鼻、墊下巴,那麼十有八九會用到它——透明質酸,也就是我們常說的玻尿酸。
提起這個近幾年悄然走紅的醫美「新寵」,很多人並不陌生。其實,「變美」只是它眾多應用領域的冰山一角。
骨科、眼科、皮膚科、消化內鏡、保健營養,甚至胃腸科……關於透明質酸,這些事兒或許你還未曾了解。近日,經濟日報記者走訪透明質酸原料生產企業——華熙生物科技股份有限公司,帶您一起了解透明質酸的前世今生。
從雞冠中提取,價格堪比黃金
正如牛頓看見蘋果落地而發現了萬有引力定律,一些偉大的發現、發明常常源自偶然,透明質酸的發現也不例外。
1934年美國哥倫比亞大學眼科教授Meyer等注意到人體自身的一種物質和人的衰老進程相關。那時,科學界對皮膚的研究還沒有那麼深,這位科學家發現人們出現腿腳不利索、眼睛乾澀等衰老問題,是因為身體缺少一種像潤滑劑的物質,後來,他將這種透明還有一點點弱酸性的物質取名為透明質酸。
↑圖為添加了玻尿酸的故宮口紅。
「這是人體本來就有的一種基礎性物質,嬰兒時期體內含量是最豐富的。」根據華熙生物董事長趙燕的說法,一個透明質酸能鎖住一千個水分子,它是人體細胞代謝過程中的一個介質,存在於人體和動物組織中,是一種天然直鏈多糖,作用相當於人體潤滑劑。
不過,這種人體自身存在的天然物質,到了25歲以後,隨著年齡的增長和機體的老化,開始加速流失,平均每10年差不多要減少10%。「皮膚沒彈性、骨關節磨損、眼睛乾澀等一系列問題的出現,很大程度上都是因為人體的透明質酸供應不足。」趙燕稱。
透明質酸的重要性可見一斑。發現了這種物質的存在,科學家們便開始琢磨另外一個問題:如何提取。
沒想到這個「硬核」問題,要從雞身上找答案。感恩節時在美國流行吃火雞,一位眼科的美國專家回到家時看到桌子上放了一隻烤熟的火雞,恰巧當時的院子裡也正跑著一隻雞,偶然間他注意到一個現象:煮熟的雞冠子和活雞身上的雞冠子,顏色竟然一樣的鮮豔,而且都很Q彈。「這裡面會不會存在透明質酸?」這位科學家打電話到屠宰場要了很多雞頭,開始在實驗室裡做透明質酸的提取純化。
日復一日,年復一年,功夫不負有心人,有一天,這種透明又黏黏的物質從雞冠中成功提取了出來。
故事至此只是開寫了序章。科學家發現雞冠裡確實含有透明質酸成分,效果雖好,但提取率極低,一千公斤的公雞冠子只能提取一公斤的透明質酸,而且成本高昂。
而這也成為阻礙透明質酸大規模推廣應用的一個重要因素。「那時候提取一公斤的透明質酸,成本差不多是15萬—20萬美金,鑑於此,透明質酸最早只能用於精尖的眼科手術裡,無法大範圍臨床推廣使用。」趙燕說。
微生物發酵法,讓玻尿酸走入大眾
後來,玻尿酸飛入尋常百姓家,這與微生物發酵法的出現不無關係。
1986年,一直密切關注透明質酸的山東醫科大學的幾名教授,從雞冠中成功提取出透明質酸,可成本問題依舊存在。如何降低成本,科學家們「八仙過海各顯神通」。
海藻、其他有粘性的植物……不斷地嘗試中,一次偶然的機會,華熙生物首席科學家郭學平博士及其團隊通過培育菌種摸索出微生物發酵法,而成本僅相當於雞冠提取的幾十分之一,質量更純。
↑圖為華熙生物實驗室。
為了產業化生產,40多位科學家聯合成立了一家公司,這便是華熙生物的前身。而這項技術則獲得了國家科技進步二等獎、國家「九五」重點攻關計劃優秀成果獎等眾多科技研發類獎項。
時光荏苒,歲月如梭。在透明質酸領域持續深耕,華熙生物憑藉微生物發酵和交聯兩大技術平臺,在國內率先實現了透明質酸微生物發酵技術產業化的突破,改變了我國以動物組織提取法生產透明質酸且主要依靠進口的落後局面,如今其每升原料通過微生物發酵獲得的透明質酸達到了10-13克。
「現在,我國已成為透明質酸原料的生產大國,無論是在生產技術還是原料市場方面,都屬於世界領先。以華熙生物為例,我們還參與修訂了歐洲藥典及中國藥典中的透明質酸標準,並提交了美國藥典透明質酸專論。」趙燕介紹。
得益於相關技術的進步,透明質酸的名字逐漸出現在大眾視野,而它被大家熟知則是因為醫美。根據有關專家的說法,透明質酸是目前發現的自然界中保溼性較好的物質,被稱為理想的保溼因子,由於安全又有可塑性,後被應用於微整形。
不過,喜歡娛樂新聞的很多人可能會發現,一些女明星亮相時臉部肌肉僵硬。罪魁禍首難道是透明質酸?對此,趙燕解釋說,透明質酸交聯以後,可以比較安全地呆在體內半年甚至一年,它有了硬度就不再是游離狀態,這也是為何打透明質酸的地方,剛開始時會稍微比別的地方高一點。
「但僵硬的臉往往打的是肉毒素,這是在腐爛的肉裡面發現的一種微生物,學名叫末端神經麻痺劑。打了以後臉上沒有表情的,常常是因為醫生手法和用量上,控制有所欠缺。」趙燕強調。
她告訴記者,在醫美行業透明質酸近年來之所以備受推崇,一個重要原因是其具備可逆性。以隆鼻為例,一些愛美人士選擇注射透明質酸,但注射後的效果不滿意,再打一針透明質酸酶,鼻子就恢復了原樣。
「當然,因為透明質酸是人體內自身就有的物質,它在人體內可能呆個半年左右就降解了,若要維持想要的注射效果,需要持續性注射。」趙燕補充說。
不只是醫美,應用範圍日益廣泛
當然,透明質酸的應用不僅僅局限於醫美。這種人體內的天然活性物質,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理化性能和生物活性,目前,隨著其大規模產業化,在醫藥、生物醫用材料、化妝品、食品等領域得到極大普及和推廣,並逐漸擴展至新的應用領域。
以最早應用透明質酸的眼科為例,做白內障手術、玻璃體視網膜手術時,透明酸鈉作為粘彈劑,可以起到很好的支撐前房的作用。
我國30—40 歲人群乾眼症患病率超過20%,並隨年齡增長呈上升趨勢,作為乾眼症治療一線用藥,人工淚液是透明質酸的另一高潛力應用市場。2018年中國醫藥級透明質酸眼科終端產品的市場規模約為16.1億元。
在骨科,透明質酸也有廣泛的應用。隨著年齡增長,關節液數量減少、質量下降,關節磨損增加,這時就可以選擇注射玻璃酸鈉注射液,也就是透明質酸注射液,增加關節裡透明質酸的含量。除了注射性用產品,骨科方面還有些可以吃的透明質酸產品,比如有些人去國外買的關節寶,裡面添加的重要成分就是玻尿酸。
在化妝品領域更是可以經常看見它的倩影。2018年12月,故宮口紅一經推出便被搶購一空,一度出現了「一支難求」的盛況,這支在網絡上走紅的口紅,生產商便是華熙生物。
「故宮口紅裡面加了我們的透明質酸,你聞到的那個味道,是從巧克力的可可籽中提取出來的,很多口紅加的是化學鈉,是從石油化工裡提取的。故宮口紅不會發乾,是因為加了透明質酸,可以鎖住水分。」趙燕解釋。
如今,隨著對透明質酸研究的不斷深入,越來越多透明質酸的特性及功效已被發現。例如,透明質酸作為藥物載體在提高藥物穩定性、緩控釋製劑、對於腫瘤細胞特異性靶點識別中的應用,以及其在人體組織再生、器官修復等組織工程材料中所發揮的重要作用。
「日本馬拉松比賽後,運動員強制要求喝含有透明質酸的水,就是為了不讓水分那麼容易揮發出去,代謝增加耗能。」趙燕舉例說。
(經濟日報經點科學工作室記者:沈慧實習生:程曼詩 責編:於浩)