胶原蛋白由动物皮提取，皮中除胶原蛋白外还含有透明质酸、硫酸软骨素等蛋白多糖，它们含有大量极性基团，是保湿因子。胶原蛋白质有抗氧化的作用，能促进细胞的新陈代谢，延缓细胞老化，进而使人的皮肤柔润光滑而有弹性。“胶原蛋白是人体皮肤中的主要成分，皮肤中胶原蛋白占了72％，真皮中80％是胶原蛋白，胶原蛋白在皮肤中构成了一张细密的弹力网，锁住水分，如支架般支撑着皮肤，承托着乳房，它使细胞胞浆丰满、水分充盈，皮肤充满弹性、润泽、细腻、光滑”。受自由基、紫外线的破坏，女性20岁时皮肤中的胶原蛋白已经开始老化、流失，含量逐年下降，25岁则进入流失的高峰期，到40岁时，皮肤中的含量不到20岁时的一半，胶原蛋白的流失，导致支撑皮肤的弹力网断裂，皮肤组织萎缩、塌陷，形成空洞、缝隙，肌肤就会显现松弛、皱纹、干燥、粗糙、毛孔粗大、暗淡、色斑、乳房下垂等衰老现象。世界胶原蛋白之父布兰特（J·brandt）博士断言：“皮肤的衰老过程，就是胶原蛋白流失的过程。”大量的科学研究证实，由于月经、生育等生理条件的影响，女性在18—50岁之间胶原蛋白流失量是男人的2．5倍。
在医学上的应用
胶原蛋白具有非抗原性、生物降解性、生物兼容性、生物吸收性、不具毒性、与生物活性物质协同作用、止血、可转化成不同形式、生物降解的可调性等优异的特性，使其在医学上可广为应用，且效果非常好，其中最主要的应用领域是生医材料。所谓生医材料是把材料科学与生物医学结合，研究并制造出用以取代人体器官或组织的器材，现针对下列数项胶原蛋白的应用，略加说明。
以胶原蛋白做为伤口的敷料，可使血液凝固，具有止血功能，未来在此一方面的开发潜力无限。这种伤口敷料，主要是基于胶原蛋白能够与伤口紧密结合，并入新生组织当中，并做为细胞生长时的基质。研究显示，胶原蛋白创伤覆盖材，对伤口的治疗具有下列优点：伤口较清洁、减缓细菌感染现象、减少伤口流脓、增加肉芽组织的形成、愈合的伤口不会产生收缩、协助压力褥疮伤口的愈合，不致产生免疫反应。
胶原蛋白和血小板作用会产生凝血现象，具有止血功能。因此，欲把胶原蛋白植入生物体内时，须先把凝血现象消除。一般认为胶原蛋白经过化学修饰后，便能去除这种凝血现象，如将肝素结合在胶原蛋白表面，即可做为植入生物体内的生医材料之用。
胶原蛋白可以做为一些软组织的替代物，如肌腱、韧带等。不过，至今仍有免疫性现象发生及机械强度差异等问题，有待克服。
骨组织有时因为受伤或肿瘤而造成骨缺陷，可以使用经过修饰的胶原蛋白及氢氧基磷灰石做为填补剂。
在伤口愈合的阶段，胶原蛋白是在皮肤组织修复与重组过程中，发挥协助功能的重要细胞间质。由于纤维细胞会随着结缔组织间质移动，而胶原蛋白纤维可以协助纤维细胞聚集，故可使用胶原蛋白绵做为形成胶原蛋白立体结构的模板，帮助组织的修复。此外，把动物结缔组织中的胶原蛋白成分去除后，处理成溶液状，再经由细孔喷嘴抽成丝，凝固后即得到可被组织吸收的手术缝线。
药物传输系统包括两个机能层面，一为释出的控制，另一为目标导向。药物传输系统由四个单元所组成：药物、药物释出模式（药物贮藏部、释出控制部、能源、释出孔）、覆膜以及治疗程序。其中覆膜是非常重要的部分，因为它与身体组织直接接触，所以适当的材料选择就变得相当重要。胶原蛋白的生物兼容性及可降解性无疑使它成为一种良好的生医材料，目前已应用在多种药物上。
在美容上的应用
高纯度、低过敏的胶原蛋白，经由整形外科技术注射到皮肤的皱纹及凹洞中做为填补材料，可消除恼人的皱纹及松垮的轮廓。惟胶原蛋白会在人体自然的生理状况下慢慢代谢掉，因此平均每半年至两年需再注射胶原蛋白，经济成本非一般人所能接受。
屏除广告上林林总总的诉求，专家们对胶原蛋白在化妆品上的应用，充其量认为只是一种高级的保湿剂，具有保持水分的功效罢了，并没有其它特别的地方，甚至认为有些功效是被夸大神奇了。这种质疑来自于胶原蛋白本身是分子量非常大的蛋白质，若没有经过适当的处理，它无法穿过人体皮肤。也就是说，使用含一般胶原蛋白的产品，仅止于具有良好的保湿效果，其实皮肤是无法吸收未经处理过的大分子量胶原蛋白的。
但是近来学界对它在化妆品上的应用，已开始有不同的看法出现。根据研究显示，外加的第一型胶原蛋白，碳端位置的五个氨基酸短链：Lya-Thr-Thr-Lys-Ser（离胺酸－酥胺酸－酥胺酸－离胺酸－丝胺酸）可促进皮肤第一型、第三型胶原蛋白合成及纤维母细胞的生成，具抗老化及除皱的效果。体外纤维母细胞培养测试则显示，添加氨基酸短链测试组较未添加氨基酸的对照组，可增加达 320％ 的胶原蛋白合成。
此外，它也会促进第四型胶原蛋白的合成，如果添加的浓度达 2％ 时，会使得 GAG 产量提升 267％，GAG 是一种具有重复双糖的线性高分子葡萄糖胺聚合糖如透明质酸之属，是细胞外间质中的重要成分。第一型胶原蛋白也证实具有抗自由基的作用，可保护细胞免受氧化，有抗老化的效用。
因此，胶原蛋白是否真正高贵不贵，抑或只是噱头，仍有待正反双方数据的证明。
在保健食品上的应用
化妆品产业界的专家认为，胶原蛋白具有减少皱纹的功效，不论是内服、外用、注射都值得重视。因此对老化压力日增的现代人来说，粘度较低，而且没有膳食纤维水合后会膨胀的物理性质的胶原蛋白，可说是保有青春外貌的好选择。
基本上依「缺什么、吃什么」、「营养补充」、及「减少从饮食中所摄取胶原蛋白被破坏的速率」等三种概念，从饮食中摄取胶原蛋白，就已足够。
由于构成骨胳中骨质的主要蛋白质成分，在缺乏胶原蛋白的情况下，不易固定钙质，使得骨胳中的钙质逐渐流失，减低骨质密度，终至产生骨质疏松症。临床迹象显示，口服第二型胶原蛋白，可明显改善风湿性关节炎并减轻其疼痛，显见胶原蛋白能有效改善关节病及骨质疏松症。此外，胶原蛋白也能够强化关节软骨在运动摩擦时的润滑度，降低关节炎的发生率，避免关节退化症提早到来。
除对关节方面有明显的生理活性外，第二型胶原蛋白也具有心血管保护剂的功能。研究显示，第二型胶原蛋白含有 14.2％的软骨素硫酸盐，这是一种天然的蛋白糖，具有抗血栓及抗凝血的作用，可避免血块产生，防止血管阻塞，同时也能有效地降低胆固醇及脂肪含量，所以富含软骨素硫酸盐的第二型胶原蛋白，也对于心血管疾病有预防及治疗的效果。
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