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Die Entwicklung der Hyaluronsäureproduktion

Mar 10, 2022

Hyaluronsäure ( HA Hyaluronsäure (kurz: Hyaluronsäure) findet breite Anwendung in der Medizin und Kosmetik. Um den Marktanforderungen kontinuierlich gerecht zu werden, wurde sie technologisch mehrfach weiterentwickelt. Heutzutage werden zur Herstellung von Hyaluronsäure unter anderem die Extraktion aus tierischem Gewebe, mikrobielle Fermentation und chemische Synthese eingesetzt.

Da die Kosten der chemischen Synthese zu hoch sind, kann Hyaluronsäure derzeit nur im Labor und ausschließlich zu Forschungszwecken hergestellt werden; eine industrielle Anwendung ist nicht möglich. Aktuell ermöglichen lediglich die frühere Extraktion aus tierischem Gewebe und die spätere mikrobielle Fermentation eine großtechnische Produktion und industrielle Anwendung. Beide Methoden weisen Vor- und Nachteile auf. Die Extraktion aus tierischem Gewebe markiert den Beginn der Hyaluronsäure-Herstellung und spielt eine entscheidende Rolle in ihrer Entwicklung, ist jedoch mit hohen Kosten verbunden. Die mikrobielle Fermentation hingegen senkt die Kosten und den Preis des Produkts erheblich und hat sich nach der Lösung des Problems der Endotoxinentfernung zum Standardverfahren entwickelt.

Gemäß dem Herstellungsprozess von Hyaluronsäure wird dieser in drei Kategorien unterteilt: Extraktion aus tierischem Gewebe, mikrobielle Fermentation, Vernetzung und Derivatisierung. Derzeit kann er in vier Phasen unterteilt werden:
(1) Die erste Stufe der Hyaluronsäuregewinnung erfolgt aus tierischem Gewebe, hauptsächlich aus Hahnenkämmen, Rinderaugen und Schweineaugen. Sie ist relativ teuer und von geringer Reinheit, wird aber bereits seit über zehn Jahren verwendet. Vor einigen Jahren machte sie einen relativ großen Anteil aus;
(2) Im zweiten Schritt wird Hyaluronsäure durch Mikroorganismen gewonnen. Die mikrobielle Extraktion umfasst zunächst eine Fermentation, dann eine Reinigung und schließlich eine Veredelung. Auch dieses Verfahren benötigte etwa zehn Jahre, um sich zu entwickeln, zu verbreiten und anzuwenden. Es ist die ursprünglichste Methode, um die ursprüngliche Gewinnung aus tierischem Gewebe zu ersetzen.
(3) Die dritte Stufe der Hyaluronsäure liegt im Prozess der kosmetischen Anwendung. Es stellt sich heraus, dass das Molekulargewicht zu hoch ist und sich die Haut dadurch nicht gut anfühlt. Daher wird sie mit Enzymen in kleinere Moleküle gespalten und anschließend vermischt.
(4) In der vierten Stufe der Hyaluronsäure-Herstellung wird ein spezielles Verfahren angewendet, um die ursprüngliche Hyaluronsäure in eine vollständige Molekulargewichtsverteilung zu überführen. Anschließend wird an jedem Molekülenergiepunkt das entsprechende Verhältnis und die jeweilige Gewichtskonzentration bestimmt. So kann bei der Anwendung festgelegt werden, ob mehr niedermolekulare oder hochmolekulare Moleküle benötigt werden. Verschiedene Kosmetika können daher Hyaluronsäure mit unterschiedlichen Molekulargewichten verwenden. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Verwendung von Hyaluronsäure mit vollständiger Molekulargewichtsverteilung in Kosmetika bessere Ergebnisse liefert als frühere Varianten.

Zukünftig werden fortschrittlichere Technologien und alternative Methoden zur Verfügung stehen, beispielsweise die Verwendung von Enzymen oder sogar Zellfabriken, die höhere Ausbeuten und geringere Kosten ermöglichen. Die wissenschaftliche Forschung entwickelt sich stetig weiter, und jede Produktionstechnologie hat ihre Berechtigung. Langfristig wird die Forschung an Hyaluronsäure durch die Weiterentwicklung synthetischer Biologietechnologien wie Genomeditierung und Zellfabriken intensiviert werden. Verbraucher profitieren zukünftig von Produkten mit niedrigeren Preisen und einem besseren Preis-Leistungs-Verhältnis.

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