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浅谈高校产学研合作促进护肤品原料开发及技术创新

发布人:暨源生物 发布日期:2020-06-02

近年来,国内化妆品行业蓬勃发展,化妆品市场规模持续壮大,中国的化妆品市场已经成为全球最大的新兴市场。根据欧睿咨询预测,预计2019年-2023年,我国化妆品行业将维持8.3%的复合增速,国内化妆品行业发展空间巨大。

虽然中国化妆品行业市场规模位居世界第二,但是国产品牌的占有率低,不到20%市场份额。主要原因是国内护肤品行业发展起步较晚,法规与标准建设相对滞后,企业品牌意识薄弱,研发投入不足,品牌根基不牢,消费者对国产品牌的信任度不高等。因此,加大研发投入和技术创新,提高国内护肤品的产品质量,建设具有核心竞争力的民族品牌,重建消费者对国产品牌的信任是当前护肤行业迫切需要解决的问题。

护肤品行业发展的核心是护肤品原料的技术创新。随着生物技术的发展,其应用领域也逐渐拓宽,因为其独特的优势而逐渐被应用于护肤品原料开发。由于国家政策等多方面因素,高校在研发方面具有政府资金支持和人才优势,研发实力相对较强,但是高校往往在产业化和技术成果转化应用方面缺乏经验,所以很多技术成果仅停留在样品阶段。相反,企业由于研发资金受限,更注重工艺配方和技术应用等方面的研发。如何推动校企合作,资源优势互补,也是推动护肤品产业快速发展的重要因素。

1 中国护肤行业发展现状分析 


1.1 护肤品市场分析

随着经济发展、人们生活水平不断提高,越来越多的人在追求时尚、追求美的同时,也越来越注重肌肤的健康保养。目前,我国民众已处于广泛使用基础护肤品的阶段,由此也带动了护肤品行业市场规模的不断发展壮大。

2018年,国内化妆品市场规模约为4105亿元,其中护肤品规模约2122亿元,占比52%,是化妆品行业第一大品类。预计2020年国内护肤品核心消费人群将突破4亿。

1.2 护肤品原料市场分析

近年国内化妆品行业快速增长,中国化妆品(尤其护肤品)原料市场不断壮大,涌现出一大批国产化妆品原料公司。护肤品的产品功效、成份偏好、安全性等更加细化,补水、保湿、美白、祛斑、抗衰老、防晒这些概念将会越来越受到消费者的认同。对独特宣称和独特功效的需求导致功效型活性原料市场高速增长,市场空间巨大。

活性原料自诞生以来,一直备受化妆品市场和消费者的青睐。从最初的以滋润、防护、保湿等基础护肤为主的油脂类原料,发展到后来的以美白、嫩肤、抗氧化为主要功效的纯天然植物萃取物,再到当前流行的以修复、抗老化、舒缓敏感等为基础的生物活性原料。产品开发需要科技创新,而原料技术创新始终是护肤品创新的核心。可以预见,生物活性原料,尤其是生物活性蛋白与多肽类原料,将是未来护肤品原料的另一个爆发点。

生物活性蛋白质与多肽类原料与常规原料不同,见图1。它采用了完全不同的作用或起效方式,通过与皮肤特定靶细胞上特定受体相结合,启动细胞内某一个或几个信号通路来调控细胞的生理功能而发挥作用,其作用机理相对明确,作用效果更为直接、精准。


图1 生物活性蛋白质与多肽的作用方式示意图

2 生物技术在护肤品原料开发中的应用 


在护肤品原料的开发与应用中,目前主要涉及到三大生物技术:基因工程、发酵工程以及细胞工程。

2.1 基因工程

基因工程是将目的蛋白/多肽的 DNA与载体在体外重组,然后把重组后的DNA分子通过一定手段导入工程细胞(细胞、细菌、酵母等,见图2),利用工程细胞作为“生物工厂”来生产所需目的蛋白或多肽的技术。近年来,基因工程蛋白重组技术及其制剂以其显著的优势在化妆品及原料中得到了广泛应用。


图2 基因工程生产活性蛋白原料示意图

近年通过基因工程方法已生产出多种具有护肤功效的活性蛋白或多肽,如金属硫蛋白MT、超氧歧化酶SOD、胶原蛋白、类人胶原、纤连蛋白、乳铁蛋白、溶菌酶等,因其具有独特的生物学活性开始广泛应用于功效性护肤品的开发。

2.2 发酵工程

从SK-Ⅱ到“小黑瓶”、“小棕瓶”的诞生,人们对微生物发酵产物在护肤品中的应用变得越来越熟悉。微生物发酵过程中,微生物产生的各种酶可破坏植物细胞壁使细胞内活性成分充分提取出来。另外,通过微生物转化可产生更多有利于皮肤保养的活性小分子物质或次生代谢产物,而传统植物提取物只有植物自身含有的活性成分。相对其他来源原料,微生物发酵原料使用更加安全、更接近天然,天然植物发酵见图3。


图3 天然植物发酵示意图

肽源生物开发的积雪草双菌发酵滤液,是利用积雪草作为底物,先后在乳酸菌和酵母菌作用下,利用微生物天然的酶系统及生物转化能力使积雪草中的活性成分充分释放出来,并经过发酵过程产生大量的活性物质。整个过程无任何有害物质添加,确保了其天然、有效与安全。积雪草双菌发酵滤液具有修复、抗炎、抗皱、祛除妊娠纹等功效,在功效上明显优于积雪草提取物。华熙生物等将糙米催芽后磨粉制成米浆,后酶解,加酵母菌发酵,对发酵液进行过滤除菌制成糙米发酵滤液。此原料主要用在护肤品和洗发产品中,最大限度的保存糙米内的Y-氨基丁酸、植酸、阿魏酸、谷胱甘肽、维生素E及矿物质等活性成分,具有促进皮肤细胞损伤修复抗氧化等功效。以天然植物、果蔬、五谷或中药材等作为底物,利用微生物发酵和生物转化的方法研发新型天然活性原料将成为化妆品原料开发领域新发展趋势之一。

2.3 细胞工程

细胞外基质由胶原蛋白、非胶原蛋白、弹性蛋白、蛋白聚糖与氨基聚糖组成。细胞在增殖和分化过程中会产生大量代谢产物,如细胞因子、生长因子等,共同组成了细胞生存的内环境,对细胞的增殖、分化及组织形成有着极其重要的作用。大量的研究成果显示,皮肤细胞生长的微环境和皮肤的状态密切相关。

3 产学研合作与技术创新 


技术创新是企业的命根子。只有拥有自主知识产权和核心技术,才能生产具有核心竞争力的产品,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。国内大多数企业研发投入相对较少,研发基础相对薄弱,面对广阔的市场,开发出来的产品缺乏核心竞争力和技术优势。高校在科研经费、研发条件和技术人才等方面相对有优势,在前期应用基础研究方面具有很好的工作基础。但现阶段,出于种种原因,高校层面输出的研究成果大多仅限于专利、文章等,不能及时将专利技术成果转化为生产力。

如何打通高校和企业之间这座桥梁,实现校企之间优势互补,对于企业、高校及行业产业的发展都具有十分重要的意义。笔者团队与国内多家生物医药、医疗器械及护肤品生产企业开展产学研合作与技术成果转化,积累了一定经验,现进行归纳小结,为国内同行开展高校产学研合作与技术创新提供参考与借鉴。

3.1 产学研合作助力行业转型升级

20世纪90年代中期,祛斑、果酸换肤风靡一时,非法添加或不规范的操作使很多消费者皮肤屏障严重受损,急需一种修复皮肤屏障的护肤品。当时,笔者团队研发的生物活性多肽类产品恰恰具有良好的皮肤损伤修复作用,于是尝试着将生物活性多肽类应用于护肤领域。但由于这类蛋白类产品在常温下极不稳定,限制了其应用范围。为了解决这一难题,利用生物制剂中的冻干技术,将产品浓缩成“冻干粉”,并瞄准市场时机,主打祛斑后皮肤屏障修复的套装产品。产品一经上市就备受瞩目,相关技术成果获国家发明专利。同时,笔者团队以暨南大学为研发依托,建立了多个产学研合作基地和冻干制剂生产线。为了普及生物技术在护肤品开发中的应用,还联合出版了专业论著《基因美容》,倡导了“修复美容”新理念,正式开启了生物美容护肤新时代。

与高校开展产学研合作的成功企业还有很多。片仔癀在传承本草领域的护肤品之外,也大力发展产学研,先后与北京大学、中山大学、上海中医药大学、北京工商大学、江南大学等国内知名高校合作,积极推动化妆品创新改革,让科技助力中医药文化护肤品的发展,在品牌上建立坚实的研发后盾。近几年,相宜本草与上海中医药大学紧密合作,将传统的本草与现代科技结合,打造一系列本草类护肤品;爱蔻(厦门)生物技术有限公司、厦门娜其尔日化有限公司与华南理工大学签订ICO护肤品定制合作项目,突破私人定制护肤品科研创新不足的缺点;云南白药集团联合北京工商大学和北京科技大学共同成立“东亚肌肤健康研究中心”,并在天然植物创新开发、化妆品配方与工艺产品开发、化妆品功效与安全评价机理等研究进行深度合作。各大品牌在打造自己特色护肤品的道路上,围绕中草药、生物技术、新材料等领域积极与国内外高校与科研院所开展深度产学研合作,以求在新原料开发、生产制剂工艺等方面寻求突破与技术创新,从而提升产品的核心竞争力和护肤功效。

3.2 技术创新推动产品迭代更新

透皮吸收一直是困绕护肤品开发及其功效发挥的行业共性技术难题,常用的活性蛋白或多肽等生物大分子由于分子量大,很难透过皮肤被更深层次吸收利用。早期,不少厂家尝试采用专用设备来增强产品的渗透与吸收,如超声波、离子导入仪、微针等物理方式解决透皮吸收问题,使其功能得到最大程度发挥。但仪器操作需要消费者到指定场所并由专业人员操作,便利性差。为了解决这一难题,笔者团队尝试多种新型透皮吸收技术应用于护肤品的研究与开发。例如,穿膜肽介导透皮吸收技术、脂质体包裹技术体系、纳米微乳化体系,重点解决了功能性活性物制剂的稳定性、透皮吸收等技术难题,开拓了活性多肽类原料在日化产品线的开发与应用,相关专利技术成果及其应用推广获得了中国产学研合作创新成果奖等多项成果奖励。通过20年的产学研合作与技术成果转化,笔者团队积累的技术和研发成果先后共孵化了多家企业,为行业发展与护肤品技术创新提供了强有力的支撑。

3.3 产学研合作体会与思考

产学研合作不仅能为企业的研发注入新鲜活力,还可推动高校培养更多优秀人才,输出更多的科研项目成果。在产学研合作中,应充分考虑到合作双方各自的优势与需求而选择不同的合作模式,可以采用将研究成果一次性转让给企业一次性获得收益;也可通过合作开发或委托开发的模式双方协商共享研究成果;另外也可通过技术入股的方式参股企业获得永久收益;还可以通过校企共建平台的模式建立联合实验室或产学研基地实现双方优势互补、互利共赢。

在产品开发模式上,建议以市场需求为导向,采取“以短养长,长短结合”的开发模式。例如生物药物的研发具有投入大、周期长、风险高等特点,在没有政府资金介入的情况下,一般的企业很难承担巨额研发费用。因此,研发经费的不足是企业面临的首要问题。那么可利用平台技术和阶段性研究成果开发功能性原料应用于诸如护肤品、功能食品、保健品等短线产品,即可实现技术成果快速转化又能产生短期收益,为长期新药开发进行资金和技术的积累。

在产品创新上,可根据企业自身情况结合市场需求采用原始创新、集成创新、应用创新等创新模式。原始创新一般资金和人才等投入较大而且周期长,但是它形成的产品一般具有较强核心竞争力,产品收益高。集成创新可以借助企业自身现有产品和技术,或其他可以利用的技术成果,实现产品的功能多样化或更新升级。应用创新可根据产品不同的应用目的和应用领域,借助一些辅助工具或方法,实现产品的应用升级,以达到使用便利或强化功效的目的。

在具体实施战略上,建议采取哑铃式战略,即重研发、小生产、大市场。研发和市场具有同等的重要性,研发的产品要根据市场需求来定,市场信息决定了产品的研发方向。

另外,企业要善于运用国家各种政策,借助国家的一些项目支持或优惠政策,同样可为企业减负。企业在不同生命周期阶段,应该侧重不同的科技政策与项目,包括人才项目、平台项目、科研项目、高新技术企业政策、研发费用加计扣除政策等,争取在各个阶段给企业锦上添花。

4 结语 


目前,中国是仅次于美国的第二大护肤品销费市场,拥有广阔的空间和机遇。然而我国在护肤品领域的综合实力和西方发达国家比还有很大差距,国产化妆品市场占有率还很低,这里面有政策因素,也有技术因素。提高国产护肤品产品的质量和核心竞争力,需要国家、消费者及各大企业的共同努力,如国家正确的法规引导和政策支持、消费者树立正确的消费观和价值观、企业要有良好的市场定位,静下心来搞研发,不盲目跟风等。

护肤品产品的质量由两个因素决定,护肤品原料和配方工艺。其中护肤品原料是护肤品产品的核心,护肤品产品的创新更重要的是原料创新。随着生物技术的兴起和发展,以及人们认知和要求的提高,生物技术从传统的制药行业渐渐向食品、保健品及护肤品行业渗透,也逐渐被消费者认可。未来生物技术在护肤品开发领域将占有不可或缺的地位,也将是护肤品具有核心竞争力不可或缺的技术。

和西方发达国家相比,中国的护肤品企业虽然己经输在了起跑线上,但是,我们在皮肤科学、生物技术等关键领域的研究和西方国家并没有明显的差距,而这些基础研究大多集中在高等院校。只有加强校企之间的沟通与合作,通过校企之间有效的产学研合作,实现优势互补,在护肤品领域我们才能在最短的时间里实现弯道超车。




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