医械新贵“丝素蛋白”的前世今生

中国乃蚕丝起源之地，古老的丝绸之路传承着华夏文明。早在明代之时，《本草纲目》便记载了蚕丝材料所具有的重要药用及美容价值，以传承千载的国粹成分作为核心。时至今日，我国提出的“一带一路”合作倡议，促使茧丝绸行业在这一新时代背景下迎来了新的挑战与发展机遇。

近年来，源自蚕丝的丝素蛋白通过不同的生产工艺被制备成纤维、膜、粉、微球、海绵、水凝胶、棒材板材等各种形态的生物材料，极大增加了其在医疗领域的应用灵活性，并在创面修复、组织工程等医疗器械领域研究中展现了良好的性能和前景，特别是在“十四五”重点研发计划中有提到，天然生物材料，包括壳聚糖、丝素蛋白、细胞基质等，已被纳入“诊疗装备与生物医用材料”重点专项。丝素蛋白作为一种优秀的生物医用材料俨然成为了再生医学的新风口。

1、丝素蛋白材料简介

丝素蛋白，是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白。桑蚕丝是目前已知被利用最早、产量最大的天然高分子材料。由于桑蚕丝具有特殊的光泽、透气性好、吸湿性强、手感佳并同时兼具高强度等优点，被誉为“纤维皇后”而一直广泛应用于纺织领域。其丝蛋白也是人类研究的最为深入的天然纤维蛋白。

1.1 丝素蛋白基本概况

蚕丝由两种主要蛋白质组成：约占总重量25%的丝胶蛋白和75%的丝素蛋白。丝素蛋白是具有半结晶结构的纤维蛋白，可提供硬度和强度，构成了蚕茧丝的核心纤维，对其优异的力学性能起到了关键作用。丝胶蛋白是一种胶状的无定形蛋白，以涂层形式存在，主要起黏贴作用，可以作为粘合剂来保持纤维的结构完整性。

丝素蛋白在1993年被美国食品和药物管理局（FDA）确认为生物材料。与其他天然生物聚合物相比，丝素蛋白具有出色的机械性能，良好的生物相容性，生物降解性以及结构调整的多功能性，因此前景广阔。这些有利的性能归因于其独特的物理化学性质。

1.2 丝素蛋白化学结构

蚕丝由丝素蛋白（约占总蛋白的72%~81%）和丝胶蛋白（约占总蛋白的19%~28%）组成。蚕在吐丝的过程中，丝素蛋白由蚕的后丝腺分泌，形成强韧的纤维，经过前、中丝腺时，丝胶蛋白被分泌并均匀包裹在丝素纤维的表面，丝素蛋白纤维在丝胶蛋白的黏合作用下相互组合，最终形成具有高强度、高柔韧性的蚕丝。核心的丝素蛋白是纤维状蛋白，含18种人体中存在的氨基酸，主要组成为甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸。丝素蛋白的分子链构象包括无规卷曲、β-折叠、α-螺旋等。

1.3 丝素蛋白性能优势

丝素蛋白具有良好的生物相容性、可降解性和抗拉强度等优势，被广泛应用于医疗领域。

1.生物相容性：丝素蛋白无毒、无致敏性，并且其分子量大小也可调节，从而适应不同生物体内环境的要求，因此具有很好的生物相容性。在医疗领域的应用广泛，可以用于制作生物医用材料，如组织修复材料、缝合线等。相比于传统医用材料，丝素蛋白材料更接近人体组织，减少了免疫排斥和其他不良反应的发生。

2.生物可降解性：丝素蛋白纤维的抗拉强度较高，高度的规整性和大量Sikll结构使其在不加处理的情况下就可以植入生物体，并能完全降解。与当前的合成高分子材料相比，丝素蛋白的降解产物为小分子氨基酸，安全性更高。

3.优异力学性能：丝素蛋白具有优良的强度和韧性，适用于需要一定机械强度的医疗应用。

2、丝素蛋白应用领域

2.1 医疗领域

在组织工程领域（如骨组织工程领域），利用丝素蛋白纺制纳米纤维多孔支架已经验证可用于修复小鼠颅骨损伤。有研究者采用羟基磷灰石与丝素蛋白制备的复合材料支架能调整骨形态以及蛋白-2的释放控制速率，结果不仅为细胞提供了良好的增殖环境，还提高了成骨能力。

神经组织工程领域，可使神经组织管壁断端接合和再生。血管组织工程领域，丝素蛋白所制备的支架材料在植入成纤维细胞与人脐静脉血管内皮细胞进行混合培养时，对细胞增殖和黏附力表现出较好的相容性，为毛细血管样结构的再生提供了较好的生长环境。有实验已经验证了该支架材料对血管再生的可行性。

2.2 医美领域

在医美方面，丝素蛋白作为再生材料的一种，也激发了一定的想象空间。就敷料方面来说，丝素蛋白（SF）敷料有以下优点：

1.促进皮肤愈合：SF敷料在皮肤手术后或微创美容程序（如激光治疗、微针等）后的应用，能有效促进皮肤的自然愈合过程。由于SF具有优秀的生物相容性和促进细胞增殖的特性，它能加速创面的愈合，减少愈合时间。

2.改善瘢痕和皮肤纹理：在减少手术和外伤后瘢痕形成方面，SF敷料通过调节成纤维细胞的活动和胶原蛋白的沉积，有助于改善瘢痕的外观和皮肤纹理。它也被用于抗皱和改善皮肤松弛，提供更平滑、紧致的皮肤外观。

3.抗菌和减少感染风险：SF敷料具有天然的抗菌性能，可减少术后感染的风险，特别是在需要长时间愈合的手术后或皮肤受损较重的情况下。

4.保湿和促进皮肤营养：帮助维持皮肤的水分平衡，提供持久的保湿效果，同时促进皮肤营养成分的吸收。

5.抗炎和抗氧化作用：SF敷料具有抗炎和抗氧化特性，可用于减轻皮肤炎症和促进受损皮肤的修复，特别适合于敏感性皮肤或炎症后的护理。

除敷料之外，有人也提出了丝素蛋白负载生长因子、负载药物、联合干细胞对于创面修复的作用。丝素蛋白可以作为载体负载生长因子，如VEGF和EGF，直接作用于伤口，促进细胞增殖和组织再生；作为药物递送系统，丝素蛋白能控制药物的释放，提高治疗效果；丝素蛋白与干细胞结合使用，可以促进伤口的深层修复和组织再生。 

所以，基于丝素蛋白在医疗领域的现有应用和发展方向，我们可以预见其在医美领域的潜在扩展：主要包括皮肤再生与修复、抗衰老和皮肤保养等领域。这一趋势与当前医美市场的核心需求“再生与抗衰老”高度契合。作为医美领域的“新兴材料”，丝素蛋白展现出了巨大的应用潜力和市场前景。

3.1 国内获批情况

丝素蛋白材料在医疗器械领域的基础和应用研究较多，但获批上市的产品相对尚少。目前，国内已批准基于丝素蛋白的主要医疗器械产品见下图，除蚕丝缝合线外，已上市丝素蛋白产品以膜状敷料、凝胶敷料为主，二类产品多用于非慢性创面的覆盖和护理，三类产品有用于供皮区覆盖。其中申请激光术后创面护理的产品，是目前医疗美容领域的热点。

3.2 国外获批情况

美国 Sofregen Medical，Inc. 开发的 SERI®Surgical Scaffold（510K编号：K123128）和SERI®Contour（510K编号：K172545），由纯丝素蛋白制作，用作软组织支撑和修复的支架，包括在整形和重建手术中加固软组织，以及常规的软组织重建；此外该公司开发了Silk Voice®（510K编号：K180631），是一种可注射的软组织填充剂，主要用于改善声带功能不全。境外批准用于组织工程的丝素蛋白器械产品早于国内。

目前，除了部分丝素蛋白敷料类产品已在国内获批上市外，多数产品仍然处于临床研究阶段。《组织工程医疗器械丝素蛋白》标准的立项和发布，将有力规范和促进丝素蛋白相关器械产业的发展。丝素蛋白敷料作为再生新材料产品，申报者和审评人员经验不足也是目前面临的主要问题和制约因素，以下审评关注要点可以指导丝素蛋白敷料类产品的生产、研发、审评工作，提高注册申报质量，对相关产品发展有一定促进作用。

国内获批上市的丝素蛋白医疗器械还是以敷料产品为主，基于过往技术审评经验，该类医疗器械产品有如下审评要点需要注意：

4.1 产品技术要求

考虑到原材料的特殊性，产品性能应包括丝素蛋白的鉴别、蛋白质含量。关注丝素蛋白再生过程中引入的加工助剂残留，常见的有溴化锂，视情况制定相应锂元素的残留限制。对于膜状敷料，可参考YY/T 0471系列标准制定液体吸收、水蒸气透过、阻水、阻菌性等适用指标。凝胶类产品应给出黏度参数。

4.2 生物安全性

根据《动物源性医疗器械注册技术审查指导原则（2017年修订版）》，由动物组织的衍生物或天然获取的物质（如壳聚糖、蚕丝、蜂蜡等）制成的医疗器械，也需参照该指导原则[10]。因此，申请丝素蛋白医疗器械注册，应按照指导原则和YY/T 0771系列标准提交生物源材料的安全性研究资料，说明生产过程中灭活和去除病毒和/或传染性因子的工艺过程，说明降低免疫原性物质的方法和/或工艺过程，提供验证性实验数据或相关资料。

4.3 生物相容性

应按GB/T 16886系列标准对丝素蛋白敷料进行生物学评价，结果应表明无不可接受的生物学危害。生物学评价终点的选择应考虑产品与人体累积接触的最长时间，而不是单次使用接触的时间，目前接触创面的敷料的评价终点至少应包括细胞毒性、致敏反应、刺激或皮内反应、致热性、急性全身毒性。对于液体、凝胶类敷料，常见使用不同的包装方式和包装材料，生物学评价应涵盖不同的初包装材料。

4.4 临床评价

符合《免于临床评价医疗器械目录》描述的二类创面敷料大都免于临床评价，对于丝素蛋白敷料，如果申报的结构组成和适用范围在目录的描述范围内，且与已上市同类产品具有等同性，可免于临床评价。如果申报特殊的适用范围，或产品组成与已上市产品存在重大差异，则不排除需开展临床评价或临床试验。