为确保重组胶原蛋白产品安全有效、质量均一稳定，胶原蛋白基再生医疗产品的质量控制不仅要考虑终端产品的质量评价，还要从原材料的来源、病毒灭活工艺、生产过程、和灭菌工艺、等诸多方面进行全面的风险评价分析、风险控制，并对控制措施的有效性进行验证[1]。其中，灭菌工艺对重组胶原蛋白产品的安全性和有效性具有决定性作用。
重组胶原蛋白产品灭菌的必要性
▷重组胶原蛋白是通过生物工程技术合成的非动物源胶原蛋白，主要通过三大途径生产：微生物发酵表达系统、动植物细胞表达系统和合成生物学技术。
▷因此，需要考虑异源材料可能带来的免疫原性风险和携带病毒和传染因子的风险[2]。灭菌工艺作为保障产品安全的关键工艺，不仅是法规强制要求，更是避免临床感染、维持蛋白活性的核心手段。
主流的灭菌方法有哪些？
▷灭菌是确保重组胶原蛋白产品安全性和稳定性的关键步骤。目前，市场上常见的灭菌方法有：辐射灭菌法、过滤除菌法。重组胶原蛋白产品的灭菌方法需兼顾蛋白活性保留和无菌保证，根据产品形态（溶液、凝胶、冻干粉等）和用途（注射、植入、外用），产品研发企业和生产厂家可采用一种或多种方法组合灭菌。
表1 基于产品特性的灭菌工艺推荐策略
▷2025年3月31日，国家药品监督管理局医疗器械技术审评中心公开了由山西锦波生物医药股份有限公司生产的“注射用重组Ⅲ型人源化胶原蛋白凝胶”的医疗器械产品注册技术审评报告。值得注意的是，该产品采用的就是过滤除菌及无菌加工过程的工艺组合。该技术审批报告及关键数据的公示也为后续医美注射类产品研发提供了科学参考。
图片来源：国家药品监督管理局医疗器械技术审评中心官网
过滤除菌及无菌加工过程
▷为确保产品实现无菌保障的同时，最大限度保留蛋白活性与结构完整性，可以考虑采用“过滤除菌与无菌加工”相结合的工艺策略。过滤除菌作为一种温和且广泛验证的方式，能够在不引发蛋白质变性的前提下有效去除细菌，尤其适用于热敏性、结构敏感型的重组蛋白制剂。通过物理方式除菌，有效避免了高温、辐照或化学灭菌方式可能带来的蛋白变性、聚集或降解等问题。
▷在过滤除菌之后，产品需在符合GMP标准的A级/B级背景下的A级洁净环境中完成灌装和密封，确保全流程的无菌控制。该联合工艺模式不仅能够满足国内外法规对无菌制剂的质量要求，还可通过建立完善的过滤系统验证、无菌灌装验证以及后续的稳定性研究，系统性地支持产品无菌性、安全性及有效性的确证。因此，过滤除菌与无菌加工的组合工艺是目前针对此蛋白类注射制剂最为合理且可行的灭菌策略。
▷在具体的工艺开发过程中，为实现“过滤除菌+无菌加工”这一无菌保障策略，需从源头设计、分离纯化到制剂配方各阶段进行系统性的优化与验证，确保蛋白产品在保证质量与活性的前提下具备良好的可过滤性和灌装适配性。
▷首先，在上游表达系统设计阶段，应优先选择表达效率高、产物相对均一的宿主细胞系，以减少高分子量聚集物和错配产物的产生。对于重组胶原蛋白这类高分子天然聚合物，更需对表达温度、诱导条件等进行精细控制，减少非特异性聚集，提高目标蛋白的可溶性与表达稳定性。
▷在纯化工艺开发环节，应通过多步层析方法（如离子交换、疏水作用、分子筛等）对目标蛋白进行充分分离与聚集体剔除，优化收率的同时提升产品纯度和结构均一性。此外，还需重点关注纯化过程中是否引入界面应力或剪切力等物理条件，以避免蛋白结构变性或聚集回升。
▷进入制剂开发阶段，需综合评估目标蛋白在不同 pH、离子强度和辅料体系下的稳定性与过滤性能。对于胶原蛋白这类易凝胶化、黏度变化敏感的蛋白类产品，黏度控制尤为关键，高黏度可能导致过滤膜堵塞或过滤效率下降。合理调整浓度、pH 值，并添加适量的稳定剂（如甘油、氨基酸、聚山梨酯等）有助于维持较佳的流动性与过滤适应性。
▷整体而言，工艺开发的目标不仅仅是制备高质量的蛋白原液，更需实现其在最终无菌制剂中的“可过滤性、可灌装性、可注册性”，并通过系统的工艺验证和稳定性研究，建立稳健的工艺控制策略，确保产品在全生命周期内质量可控、风险可防、合规可申报。
重组胶原蛋白产品的灭菌策略
▷重组胶原蛋白产品的灭菌策略需基于“产品形态”-“活性要求”-“法规合规性”的三重考量，过滤除菌和无菌灌装的工艺组合不仅符合这三重考量，还符合全球主流市场对重组胶原蛋白产品的灭菌要求，无论是医美领域还是生物制药领域。
▷Bioworkshops具备完善的工艺开发能力，可支持从表达优化到制剂设计的全流程开发，助力产品实现无菌性与稳定性的双重保障。同时拥有全剂型覆盖能力，支持预充针、卡式瓶、西林瓶水针/冻干、注射笔的无菌灌装，年产能达2000万支，灵活满足从临床前试验到商业化生产的不同需求，已成功交付300+批次。Bioworkshops质量体系通过欧盟QP审计、FDA第三方审计，符合 cGMP 标准，确保全球市场准入。
关于Bioworkshops
▷Bioworkshops是一家专业的生物药CDMO，位于苏州工业园区东旺路5号。公司服务范围包括生物药工艺开发、cGMP原液生产、无菌制剂灌装等。Bioworkshops原液产能13000L，同时拥有包含西林瓶水针，冻干、卡式瓶、预充针、注射笔等的无菌制剂灌装服务，可完全实现从早期临床前样品生产至商业化生产的高效衔接。
参考文献：
[1] Ke Linnan, Huang Yuanli, Fang Yu, Duan Xiaojie, Liu Li, Jiang Lixia, Wang Chunren. Quality Control of Collagen-Based Regenerative Medical Products[J]. Chinese Pharmaceutical Affairs, 2019, 33(4): 475-480. DOI: 10.16153/j.1002-7777.2019.04.020.
[2] 张世庆, 卢红, 郭准, 等. 关于植入性医疗器械生产质量管理规范的几点思考[J]. 中国医疗器械信息, 2017, 3: 30-33.