目前,常见的医美填充剂主要分为可降解类填充剂和不可降解类填充剂两大类,其中生物降解类应用最广泛的材料是交联透明质酸钠HA与动物组织提取的交联胶原蛋白COL1为主,此外还有少量的脱细胞基质、纤维素、自体脂肪类产品。HA产品占据了全球75%以上的真皮填充市场,CHT羟基磷灰石和PLLA聚左旋乳酸占了大约15%的市场。HA作为主要的填充材料,有着其天然的优势,例如成本可控,工艺成熟,但也面临如馒化、栓塞、交联剂残留的缺点。

▷因此,一款安全且高效的面部注射产品的研发具有广阔的市场前景。对于面部注射凝胶的制备,一方面要提高凝胶的理化性能以提升其在临床使用中的效果,理化性能是其他各项性能的基础,均匀度、含量、交联度和流变学性能等参数表征、检测和控制对凝胶整体性能控制具有重要意义;另一方面要兼顾其生物安全性,保证临床使用中的安全和使用便利性。

▷HEROSTEM®LAB汇融实验室联合旗下BETAGENE Genetic贝融生物与PetalRegen花瓣生物自主研发的新一代医美注射产品AGA-FILLER(AG15),已完成研发设计输出并进入中试阶段。AG15由BETAGENE贝融生物负责研发输出,标志着医美红海注射市场一条崭新的思路。

▷AG15含有1.5%可注射琼脂糖,可用于面部、颈部、手部等多个部位中度至重度皱纹的治疗。AG15具有不栓塞、无交联、柔软、不吸水、乳白色等优势,规避了传统填充剂-尤其是HA的一些技术短板,特别是在HA填充剂无法触达的柔性填充领域具有明确的注射填充功能。
琼脂糖的概述
▷琼脂英文为agar。这个词来源于马来语的agar-agar,意思是胶状物。琼脂糖的英文为agarose,天然琼脂agar由琼脂糖(agarose)和琼脂果胶(agaropectin)组成。我国的山东、福建、广东、海南等拥有优越的海洋资源和气候条件,适宜大型海洋藻类的生长,是生产琼脂的主要地区,产品远销世界各地。

▷琼脂糖是从大型海藻中提取的线性高分子多糖,是一种中性线性碳水化合物聚合物,由交替的d-半乳糖和3,6-脱水-L-吡喃半乳糖(一种 L-半乳糖,在3和6位置间有酐桥)组成,通过 α-(1→3)和 β-(1→4)糖苷键连接,具有亲水性、电中性、化学稳定性、易塑形性以及一定的力学和降解性能。

▷琼脂糖在90°C形成溶液态,低于此温度时,琼脂糖分子便从不规则态卷曲转变成单链或双链螺旋构象,这些螺旋结构以柔性链连接起来形成规则排列的各向同性的三维网状,网孔约100-300nm。琼脂糖的自成凝胶性是氢键导致的,凡是能破坏氢键的因素都能导致凝胶性的破坏。琼脂糖凝胶性能通常用凝胶强度表示。质量较好的琼脂糖强度通常在1200克/cm2以上(1%浓度)。

▷人类使用琼脂的历史可以追溯到几个世纪前,最初是作为食品胶使用。然而,直到20世纪50年代,科学家们才开始认识到琼脂糖在实验室中的潜在用途。1955年,英国生物化学家Jean Brachet和Kenneth Burton发现了琼脂糖凝胶的独特性质,尤其是其作为电泳介质的能力。在随后的几十年中,琼脂糖凝胶电泳成为了分子生物学研究的常规技术。商业公司开始生产标准化的琼脂糖凝胶产品,使其更易于实验室使用。
琼脂糖的医学应用
▷利用琼脂糖的凝胶性能可以根据需要对材料任意塑形,如上文所述,琼脂糖凝胶具有一定的力学性能,如硬度、粘弹性、流变性、抗压抗拉性等,具体参数取决于琼脂糖的浓度、分子量和成型方式。
▷力学性能直接影响细胞行为,成纤维细胞在偏软的支架上呈球形生长,唾液腺细胞形成腺泡样的结构;在偏硬支架上,成纤维细胞呈瘦长形单层生长,神经细胞的神经突起延长,内皮细胞则形成血管样的网络结构。
▷此外,支架的力学性能同时也影响着基质的分布及其机械强度。Kock等人在体外构建关节软骨,发现与高浓度的琼脂糖比较,低浓度琼脂糖更能促进软骨基质均匀分布,且分泌的软骨基质呈现更高的平衡模量和更优的机械性能。
▷因此,琼脂糖由于其可调节的软硬度、力学性能等特性而区别于其他材料,可以获得不同的生物学结果,通过浓度、分子量和制剂配方,我们也可以制备不同目的的医学产品。
注射用琼脂糖凝胶
▷琼脂糖天然的凝胶性质,使得AG15注射剂具有非常重要的优势:
无交联凝胶:不需要交联剂,就可以具备较好的力学性能,如硬度、粘弹性、流变性、抗压抗拉性等。不同的浓度、分子量和成型方式可以导致不同的力学参数。琼脂糖的这种非交联剂的凝胶形成性,使得AG15在反复注射中也可以获得较高的安全性,没有化学交联剂残留,产品代谢产物可以完全降解。
高度生物相容性:琼脂糖作为天然材料,无细胞毒性。纤维原细胞在支架上具有良好的黏附性和增殖效率,在细胞毒性实验中,当AG15 浓度在0.001mg/mL 至1g/mL的范围内,3T3成纤维细胞的细胞增殖率(24、48 及 72h)始终维持在 10% 以上,代表AG15 的毒性较低
低栓塞风险:AG15由于其凝胶特性,可被生理盐水、注射用水、血液冲散。在体外实验中,可以按照 1:2 的比例轻易地用液体将AG15分散;在体内实验中,尾静脉注入 0.1mL 的AG15不会致死,因为流动的血液足以使AG15 分散。

可酶解:如上文所述,AG15 是由β-(1→4)键连接的多糖类,虽然透明质酸和琼脂糖的结构有很大不同,但透明质酸酶也可以在β-(1→4)键处水解琼脂糖,产生二聚体、四聚体和六聚体新琼脂寡糖。在琼脂糖中加入透明质酸酶(如 Hylenex)后也可以观察到六聚体的存在,因此在栓塞的情况下,可以选择用生理盐水、注射用水分散 AG15(如下图),也可以使用透明质酸酶水解,栓塞风险大大降低。
柔性填充:琼脂糖的天然特性使得AG15 非常柔软,注射后可塑性较高,因此 AG15 可以触达传统填充剂无法触及的应用领域 – 柔性填充市场,如唇部、耳部、颈部、胸部及私密等多个粘膜、软组织部位的填充整形。
不吸水的惰性:有别于透明质酸,虽然天然的琼脂糖具有一定的亲水性,但当AG15凝胶化之后,羟基彼此形成氢键,构建成三维网络,自由羟基较少,在远期自然降解后也不会大量吸水,因此避免了类似透明质酸钠降解后吸水导致的水肿、馒化现象。此外,琼脂糖几乎完全不存在带电基团,对敏感的生物大分子极少引起变性和吸附,在体内相对稳定。不吸水的惰性让AG15 “所见即所得”,使得注射过程变得更加简单。
长效性:由于动物体内缺乏使其降解的酶,AG15的体内降解主要依靠巨噬细胞的吞噬作用和随后的半乳糖苷酶降解。植入前期,AG15的凝胶会形成紧致的球状,并被胶原纤维组成的纤维囊紧密包裹,纤维囊的厚度不断增加直至12周后明显下降,纤维囊中富含巨噬细胞,随着植入时间的延长,巨噬细胞从植入物表面深入到内部,在植入后期某些植入部位的凝胶已经被降解,周围组织没有产生明显的炎症反应。想要加快代谢AG15,可以选择上文所述的透明质酸酶或者注射生理盐水使其尽快分散。AG15在体内的维持时间可以超过5个月。
乳白色:AG15天然带有半乳白色,注射后可避免丁达尔现象。琼脂糖凝胶的颜色和 pH、温度和制造工艺都有关联,此外这些因素也会影响凝胶的硬度、弹性和粘性。
花瓣生物
PetalRegen
▷上海花瓣生物科技有限公司(花瓣生物PetalRegen)是一家以琼脂糖为平台核心、拥有强大的研发团队和深厚的技术储备、致力于前沿生物技术探索与研发的企业,专注于琼脂糖材料在医疗产品、化妆品、食品等领域的创新研发和应用拓展。目前,该公司首个注射用琼脂糖填充剂AG15已成功完成研发输出,并进入临床注册阶段。

▷汇融实验室旗下BETAGENE Genetic贝融生物致力于成为“生物行业的传薪者”,与辽宁德玛、武汉熙瑞颜共同设立了花瓣生物。BETAGENE贝融生物的研发团队经过多年的潜心研发,已成功建立了细胞-重组蛋白-羟基磷灰石-琼脂糖四大技术平台,目前已完成了羟基磷灰石注射剂、重组胶原蛋白填充剂、琼脂糖填充剂及双相重组胶原填充剂等创新产品的研发输出,多个产品已进入临床注册阶段。
▷此外,BETAGENE贝融生物的药物原料已通过多个生物制药客户的审计和认可,代表了“中国生物智造”的最前沿研发和生产实力。
汇融实验室
HEROSTEM®LAB

▷作为国内领先的蛋白质工程领域研发与生产型企业,以及政府授牌的城市人类间充质干细胞库,上海汇融细胞科技有限公司(HEROSTEM®LAB,汇融实验室)致力于为社会提供卓越的细胞药物与重组蛋白生物试剂。
▷HEROSTEM®LAB汇融实验室建立了严格的产品质控体系以及完善的服务流程,并通过ISO9001、ISO13485认证,按照GMP标准运行,以确保为我们的顾客提供优质、稳定、可靠的产品与技术开发服务。
▷HEROSTEM®LAB汇融实验室在上海设有成熟完善的重组蛋白及羟基磷灰石微球的生产基地,以及即将建设的AGAFILLER产品线,产品可用于细胞基因治疗、重组蛋白药物的纯化、细胞培养、医疗器械、医疗美容产品等。