近年来，随着民众生活水平的日益提升，医美产业迎来了迅猛发展的黄金时期。
数据显示，2023年中国医美市场规模已经达到2678亿元，并预计将以17.2%的年复合增长率增长，到2025年市场规模将达到3678亿元。
众所周知，医美功效的呈现离不开原料，所以在医美产业蓬勃发展的背后，围绕原料的竞争也在不断进行之中。
原料的传统获取途径主要包括化学合成和动植物提取，前者存在条件苛刻、污染环境且产量受限等问题，后者在得率偏低、成本高昂的同时还容易威胁生态平衡。
相较而言，生物合成凭借 过程简易、绿色环保、可持续发展以及来源天然等显著优势，日益受到行业瞩目，已经逐步开启了取代传统提取法与化学合成法的进程。
尤其是受合成生物学这一底层技术创新的影响，部分医美原料的生产变得更加高效、精准和可控，成为行业发展的重要驱动力。
“水光针”——透明质酸
透明质酸（Hyaluronic acid），又名玻尿酸，是一种酸性粘多糖分子，起到维持皮肤弹性和水分的作用，被认为是目前自然界中已知保湿性最好的物质之一。
因其出色的保湿性、生物相容性和填充效果，透明质酸成为许多医美项目的核心成分，被广泛应用于注射填充、微针美容、术后修复等领域。
最初，人们从牛眼、猪眼、鸡冠等动物部分提取透明质酸，这种方法产量有限，提取纯度低且易受污染。
上世纪80年代起诞生的微生物发酵法因生产规模大、成本低且污染风险低等优势，逐渐取代传统提取，成为目前透明质酸主流制备工艺。
中国是全球透明质酸的主要生产地，产量占据8成以上，主要企业主要包括华熙生物、爱美客、安华生物、阜丰生物、昊海生科等。
2024年5月，江南大学未来食品科学中心合成生物创新团队借助微生物来发酵生产普通分子量的透明质酸，实现了透明质酸大幅推广应用。
据悉，团队将透明质酸的成本从原先几千元到数万元/公斤降到几百元/公斤，为进一步扩宽应用场景提供了更多可能。
“美容针”——肉毒素
肉毒素是由肉毒梭菌在生长繁殖过程中产生的一种神经毒素，能够阻断神经与肌肉之间的信号传递，从而达到减少肌肉张力和使肌肉相对萎缩的效果。
肉毒毒素注射自从引入医疗美容领域以来，一直是最受欢迎的微创皮肤美容手段，用于改善面部各种动态皱纹，如额纹、眉间纹、鱼尾纹等；同时也可以注射到咬肌，达到瘦脸的效果。
目前，全球上市的肉毒素产品均为天然肉毒素，随着生物技术的发展，重组肉毒素凭借其高纯度、低生物风险、低免疫风险、高生产效率、低成本等优势，可破解天然A型肉毒素的限制，有望改变现有市场格局。
目前，重组肉毒素企业包括Ipsen、誉颜制药、君合盟、若弋生物、迪新宸科等。
誉颜制药重组A型肉毒毒素YY001用于改善中度至重度眉间纹的上市许可申请于2024年12月获国家药品监督管理局受理，是全球首款且目前唯一已递交上市申请的重组A型肉毒毒素产品。
此外，YY001用于治疗成人上肢肌肉痉挛的临床研究也于2024年7月在中国进入II期临床试验，在全球范围内首先将重组A型肉毒毒素应用于医疗领域。
君合盟的JHM03于2023年12月12日获批“用于成人中重度眉间纹”适应症的临床试验，目前II期临床研究已接近尾声，即将进入到III期临床。
若弋生物基于昆虫细胞-杆状病毒合成生物学平台制备重组肉毒素，现有2款产品完成中试规模的CMC工艺开发，进入到IND申报的准备阶段。
同时，若弋生物完成了多个工程化改造肉毒素管线（第四代产品）的储备，如基于锌指蛋白递送技术的工程化肉毒素蛋白、AI驱动的肉毒素改造、新血清型重组肉毒素等。
“胶原针”——重组胶原蛋白
作为人体内含量最多的蛋白质（约30-40%），胶原蛋白具有重要的结构和功能作用，对维持皮肤和组织器官形态结构、修复损伤、延缓衰老至关重要。
作为具有支撑填充作用的生物材料，胶原蛋白在医美领域有很大的应用前景，还可通过补充皮肤流失的胶原，提升弹性、减少皱纹并促进伤口愈合。
早期，胶原蛋白主要通过动物源提取获得，存在产能受限、维持时间短、免疫原性等问题。
随着生物工程的发展，采用基因技术和微生物发酵来生产的重组胶原蛋白具有成分单一、无病毒感染、生产过程稳定、免疫原性低、加工性好、水溶性好等优点，被视为行业发展方向。
目前，重组胶原蛋白原料企业包括锦波生物、巨子生物、创健医疗、江苏吴中、华熙生物等。
然而，许多挑战限制了重组胶原蛋白的大规模应用，如利用大肠杆菌以及酵母所产生重组胶原蛋白虽然产量高，但大多数不具备三螺旋结构。
随着合成生物技术的应用，人类对重组胶原蛋白的表达机制的探索将进一步深入，有望生产出价格更低、产量更高、仿生效果更好的重组胶原蛋白。
“童颜针”——聚左旋乳酸
聚左旋乳酸（PLLA）是一种可降解的生物材料，具有良好的生物相容性，最早用于可吸收缝线和骨填充材料。
被注射到皮肤内后，聚左旋乳酸会在体内逐渐分解为左旋乳酸，从而刺激自身胶原蛋白再生，达到抗衰及紧致提升的效果，让肌肤变得更加饱满、光滑，减少皱纹。
作为聚乳酸（PLA）的一种特定形式，聚左旋乳酸（PLLA）完全由L-乳酸单体聚合而成，全球主要PLLA生产商包括Corbion、NatureWorks、丰原集团、海正生物、金丹科技。
高光学纯度L-乳酸是生产PLLA 的关键单体，然而现阶段，高光学纯度L-乳酸较高的合成成本阻碍了PLLA的规模化生产和应用。
2024年，上海交通大学许平、陶飞团队通过代谢工程策略获得两种新型菌株在 60℃ 高温下 L-乳酸产量达151.1 g/L，为低成本、可持续的绿色高效合成乳酸提供了一种新策略。
近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所代谢物组学研究组通过基于高温厌氧全细胞催化的整合协作发酵，实现了木质纤维素基L-乳酸的生产。
木质纤维素等非粮碳源兼具低成本和环保优势，研究组通过高温乳酸生产细菌2H-3实现了高光学纯度（99.5%）、高产量（51.36克/升）和高收率（0.74克/克生物量）的木质纤维素基乳酸生产，无须中间灭菌、补充营养物或调节发酵条件。
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