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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2024-07-09 20:37
膠原蛋白( collagen) 是人體和脊椎動(dòng)物的主要結(jié)構(gòu)蛋白,目前已經(jīng)確認(rèn)有 25 種類(lèi)型。膠原蛋白的三螺旋構(gòu)象是其理化性質(zhì)和生物學(xué)活性的基礎(chǔ),因而具有較好的生物相容性和生物可降解性。膠原蛋白醫(yī)療器械產(chǎn)品如膠原蛋白植入劑、膠原蛋白海綿、膠原蛋白補(bǔ)片等其主要成分或全部成分是膠原蛋白,在醫(yī)療及美容等眾多產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)地位正愈加凸顯。
常見(jiàn)的膠原蛋白產(chǎn)品中的膠原蛋白類(lèi)型主要為Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型、Ⅴ型和Ⅺ型。膠原蛋白產(chǎn)品按膠原蛋白的來(lái)源分為動(dòng)物膠原蛋白產(chǎn)品、人膠原蛋白產(chǎn)品及重組膠原蛋白產(chǎn)品。動(dòng)物膠原蛋白多是以動(dòng)物組織等異種材料為主,它們普遍存在異種組織排斥反應(yīng)、免疫反應(yīng)和抗體形成等安全隱憂。重組膠原蛋白和天然膠原蛋白在氨基酸序列及翻譯后修飾方面和天然人膠原有顯著的差別,近年來(lái)已被廣泛研究,但臨床安全性還有待進(jìn)一步證實(shí)。從人胎盤(pán)提取的人膠原蛋白安全性好且應(yīng)用價(jià)值高,但人源膠原蛋白仍存在純度不高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、來(lái)源有限、收率低、難以工業(yè)化制備及倫理風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題。
膠原蛋白產(chǎn)品的研發(fā)也在高速地開(kāi)展,顯示出巨大的市場(chǎng)潛力,這其中包括膠原蛋白純度、毒性、雜蛋白等在內(nèi)的質(zhì)量安全控制仍是影響其在各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素之一。國(guó)家藥品監(jiān)督管理局把膠原蛋白產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)作為監(jiān)管科學(xué)研究重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng),因此總結(jié)概括膠原蛋白產(chǎn)品的質(zhì)量和安全相關(guān)的檢測(cè)和評(píng)價(jià)方法,對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量控制具有重要的意義。
膠原蛋白產(chǎn)品的應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀
近年來(lái),膠原蛋白產(chǎn)品的市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)大,在各行各業(yè)都有不同程度的應(yīng)用。其中,膠原植入劑在醫(yī)療美容領(lǐng)域穩(wěn)步發(fā)展,已成為醫(yī)美界新寵。膠原蛋白植入劑在臨床上常通過(guò)顏面的真皮層和/或皮下注射,替換減少或變性了的天然膠原蛋白纖維來(lái)矯正面部的輪廓和外形,可立即起到支撐凹陷皮膚的作用,并且隨著體內(nèi)自身正常結(jié)締組織的不斷形成,最終可達(dá)到滿意的淡化皺紋和瘢痕的效果。早在1981年,F(xiàn)DA就批準(zhǔn)了第一個(gè)注射用填充劑牛膠原蛋白產(chǎn)品,并在臨床上開(kāi)始使用。2015批準(zhǔn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY 0954《無(wú)源外科植入物 Ⅰ型膠原蛋白植入劑》規(guī)定了Ⅰ型膠原蛋白植入劑的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法,還對(duì)產(chǎn)品材料、檢驗(yàn)方法、制造和包裝等做了具體說(shuō)明,同時(shí)考慮了植入劑的安全性因素。
早在2014年,美國(guó)材料和試驗(yàn)協(xié)會(huì)就發(fā)布了關(guān)于膠原產(chǎn)品及其相關(guān)的膠原-細(xì)胞相互作用表征和標(biāo)準(zhǔn)化指南,旨在提供特性、性能、試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)化方法,以識(shí)別特定的膠原聚合物配方和使用這些配方生產(chǎn)的相關(guān)自組裝膠原基產(chǎn)品。國(guó)家藥品監(jiān)督管理局先后發(fā)布了YY/T 1453—2016《組織工程醫(yī)療器械產(chǎn)品 Ⅰ型膠原蛋白表征方法》、YY/T 1805《組織工程醫(yī)療器械產(chǎn)品膠原蛋白》、YY/T 1849—2022《重組膠原蛋白》等膠原蛋白相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。此外,2019還發(fā)布了《醫(yī)用膠原類(lèi)產(chǎn)品的表征和質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)共識(shí)》。但膠原蛋白相關(guān)的新型醫(yī)療器械產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度快,產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,很多產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化研究工作還處于起步階段,與新產(chǎn)品的發(fā)展速度之間存在一定的滯后,存在大量的空白地帶,需要結(jié)合實(shí)際做大量的工作,如目前與膠原蛋白補(bǔ)片相關(guān)的行標(biāo)YY/T 1788—2021《外科植入物動(dòng)物源性補(bǔ)片類(lèi)產(chǎn)品通用要求》于2022年9月才開(kāi)始實(shí)行。伴隨標(biāo)準(zhǔn)化工作的推進(jìn)、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的不斷出臺(tái),行業(yè)的規(guī)范性才能逐漸提升。
質(zhì)量評(píng)價(jià)研究
2.1 類(lèi)型和鑒別
SDS-PAGE:簡(jiǎn)單可靠,但可能需要與其他方法結(jié)合以提高專(zhuān)屬性。
ELISA:可定量區(qū)分不同類(lèi)型的膠原蛋白,但可能需要特定的抗體。
氨基酸分析:對(duì)羥脯氨酸的測(cè)定對(duì)樣品處理要求高,但操作簡(jiǎn)便。
三螺旋結(jié)構(gòu)分析(DSC、TEM、CD):DSC不能檢測(cè)到三螺旋結(jié)構(gòu)在特定溫度的吸收峰,表明無(wú)三螺旋結(jié)構(gòu);TEM提供直觀的圖像信息;CD對(duì)三螺旋結(jié)構(gòu)的定量分析快速簡(jiǎn)便。
2.1.1 氨基酸分析
紫外分光光度計(jì)法:重復(fù)性好,處理快,適用于大量樣品;但可能受其他氨基酸影響。
氨基酸分析儀法:操作簡(jiǎn)便,不受其他氨基酸影響,適用于精密測(cè)定。
2.1.2 三螺旋結(jié)構(gòu)分析
DSC:不能檢測(cè)到特定溫度的吸收峰,表明無(wú)三螺旋結(jié)構(gòu),但可能對(duì)樣品的制備要求較高。
TEM:直觀顯示周期性橫紋區(qū)帶,但成像技術(shù)可能較為復(fù)雜。
CD:快速簡(jiǎn)便,能進(jìn)行含量的相對(duì)定量分析,但可能受樣品純度和濃度的影響。
2.2 蛋白質(zhì)含量分析
羥脯氨酸分析法:測(cè)定羥脯氨酸含量以推算膠原蛋白含量,但水解和衍生過(guò)程復(fù)雜。
體積排阻高效液相色譜法:專(zhuān)屬性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高,但可能需要特定的色譜條件。
天狼星紅染色比色法:簡(jiǎn)便,但可能不適用于所有類(lèi)型的膠原蛋白。
2.2.1 雜蛋白含量分析
SDS-PAGE法:檢測(cè)雜蛋白,但可能需要特異性膠原蛋白酶處理。
2.2.2 膠原蛋白含量分析
HPLC-MS:準(zhǔn)確度高,操作簡(jiǎn)便,但設(shè)備成本可能較高。
2.2.3 總蛋白含量分析
凱氏定氮法:基于含氮量計(jì)算蛋白質(zhì)含量,但可能受樣品處理和分析條件的影響。
BCA法:靈敏度高,不易受干擾,但可能需要特定的試劑。
2.3 重金屬檢測(cè)
硫代乙酰胺或硫化鈉顯色法:操作簡(jiǎn)便,但可能對(duì)某些重金屬的檢測(cè)不夠靈敏。
原子吸收法、原子熒光光譜法:經(jīng)典方法,但可能需要復(fù)雜的樣品前處理。
ICP-MS:線性范圍寬,同步分析多種元素,但設(shè)備成本和操作復(fù)雜性較高。
總結(jié)與展望
雖然不同來(lái)源或不同用途的膠原蛋白醫(yī)療器械產(chǎn)品在質(zhì)量控制上會(huì)有差異,但本文重點(diǎn)列舉的膠原蛋白類(lèi)型和鑒別、蛋白含量測(cè)定和重金屬檢測(cè)等指標(biāo)均是評(píng)價(jià)其安全有效的關(guān)鍵指標(biāo)。膠原蛋白產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)的關(guān)鍵點(diǎn)就是膠原蛋白的鑒別,膠原蛋白含量和雜蛋白含量分析,難點(diǎn)在于膠原蛋白含量的測(cè)定,主要由于不同來(lái)源的膠原蛋白,其羥脯氨酸含量不同,確定羥脯氨酸和膠原蛋白之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)是個(gè)重要難點(diǎn)。膠原蛋白的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法需進(jìn)一步探索,其他成分的添加量及產(chǎn)品其他性能等問(wèn)題仍需研究,還應(yīng)在該類(lèi)產(chǎn)品的質(zhì)量控制中引入更先進(jìn)的分析手段,研究和制備各類(lèi)膠原蛋白標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),完善膠原蛋白類(lèi)產(chǎn)品的評(píng)價(jià)技術(shù)和方法。同時(shí)相關(guān)監(jiān)管部門(mén)應(yīng)制定更加完善的質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種類(lèi)型、各個(gè)來(lái)源產(chǎn)品的監(jiān)管,有效的質(zhì)量控制管理才能使相關(guān)產(chǎn)業(yè)不斷進(jìn)步。
本文內(nèi)容摘要自《膠原蛋白醫(yī)療器械產(chǎn)品的質(zhì)量評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀》
作者:劉璟 劉子琪 陳卓穎 丁黎 付步芳(中國(guó)食品藥品檢定研究院 中國(guó)藥科大學(xué) 華南理工大學(xué))
期刊:北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2024,43(03)
來(lái)源:醫(yī)美時(shí)訊