洞察 | 生物醫(yī)用材料市場概況及其在3D打印中的應(yīng)用

生物材料的發(fā)展綜合體現(xiàn)了材料學(xué),、生物學(xué),、醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域科學(xué)與工程技術(shù)的水平。同時,，生物再生材料產(chǎn)業(yè)作為材料科學(xué),、生物技術(shù)、臨床醫(yī)學(xué)的前沿和重點發(fā)展領(lǐng)域,，以及整個生物醫(yī)學(xué)工程的基礎(chǔ),，已發(fā)展為整個經(jīng)濟體系中最具活力的產(chǎn)業(yè)之一。

定義與分類
生物醫(yī)用材料是一類用于診斷,、治療,、修復(fù)、替換人體組織,、器官或增進其功能的新型高科技材料,。根據(jù)中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會的定義與分類，生物醫(yī)用材料可根據(jù)材料的性質(zhì),、來源,、用途等不同維度進行分類。

生物醫(yī)用材料分類

來源：正海生物招股說明書

近年來,，可降解高分子材料,、納米材料、組織工程材料等新材料逐漸應(yīng)用在醫(yī)用領(lǐng)域,，為眾多疾病的治療提供了新的方向,。生物醫(yī)用材料及植入器械的研究和產(chǎn)業(yè)化也是醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的熱點，其發(fā)展和應(yīng)用促生出了再生醫(yī)學(xué)這一新學(xué)科,，其產(chǎn)品主要由干細胞,、以生物材料為支架的組織工程化組織和器官、以及可供移植的生物組織和器官構(gòu)成,，包括口腔修復(fù)膜,、骨修復(fù)材料、硬腦（脊）膜補片,、人工角膜等,。

獲批創(chuàng)新醫(yī)療器械中的生物醫(yī)用材料相關(guān)產(chǎn)品

來源：火石創(chuàng)造整

市場規(guī)模與趨勢
作為一種低原材料消耗、低能耗,、高技術(shù)附加值的新興產(chǎn)業(yè),，近二十年來全球生物醫(yī)用材料市場持續(xù)增長。根據(jù)麥姆斯咨詢,，2016年全球生物醫(yī)用材料市場規(guī)模約為709億美元,，預(yù)計2021年將達到1491.7億美元,，2016~2021年復(fù)合年增長率為16%，遠高于全球醫(yī)療器械市場規(guī)模8%的增長率,。

我國在“十三五”期間出臺的《國家“十三五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》,、《“十三五”生物技術(shù)創(chuàng)新專項規(guī)劃》以及《“十三五”生物產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》中，都將生物醫(yī)用材料及相關(guān)產(chǎn)品列為重點發(fā)展領(lǐng)域,，鼓勵其產(chǎn)品創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化,。據(jù)統(tǒng)計，2010年我國生物醫(yī)用材料市場規(guī)模約670億元,，發(fā)展到2016年增長至1730億元,，增長了158.21%，近年來增速呈加快趨勢,，年增長率達20%,，高于全球增長率，十年內(nèi)我國有望成長為世界第二大生物醫(yī)用材料市場,。

典型企業(yè)
1.冠昊生物
簡介：廣東冠昊生物科技股份有限公司是一家從事再生醫(yī)學(xué)材料及再生型醫(yī)用植入器械研發(fā),、生產(chǎn)及銷售的高科技企業(yè)。生物材料是公司三大板塊之一,，已建成動物源性醫(yī)用生物材料技術(shù)平臺,。

主要產(chǎn)品：目前公司擁有國內(nèi)外專利百余項，已上市的主要產(chǎn)品有生物型硬腦(脊)膜補片,、B型硬腦膜補片、胸普外科修補膜,、無菌生物護創(chuàng)膜,、艾瑞歐乳房補片、優(yōu)得清脫細胞角膜植片,，其中生物型硬腦(脊)膜補片在上市后以優(yōu)異的性能迅速占領(lǐng)國內(nèi)硬腦膜補片市場,，超越強生、貝朗等進口產(chǎn)品位居國內(nèi)市場占有率第一,；優(yōu)得清脫細胞角膜植片采用全球首創(chuàng)的技術(shù),，是世界上唯一以脫盲復(fù)明為主要療效指標的產(chǎn)品。

外延式擴張：為了深化布局眼科領(lǐng)域,，冠昊生物收購了珠海祥樂100%股權(quán),，后者先后引進了美國愛銳人工晶體和愛舒明人工晶體。

2.正海生物
簡介：煙臺正海生物科技股份有限公司立足于再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,，專注于再生醫(yī)學(xué)相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化,，主營業(yè)務(wù)為生物再生材料的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售,。

主要產(chǎn)品：公司目前擁有軟組織修復(fù)材料和硬組織修復(fù)材料兩大系列產(chǎn)品,，臨床應(yīng)用涵蓋口腔科、頭頸外科、神經(jīng)外科等領(lǐng)域,，市場占有率持續(xù)穩(wěn)居行業(yè)前列,。其中，口腔修復(fù)膜和生物膜是最主要的兩類產(chǎn)品,，2017年營收分別為8671萬元和8631萬元,，合計占總營收的94.66%。

正海生物在銷產(chǎn)品

來源：正海生物2017年年度報告

3.微創(chuàng)醫(yī)療
簡介：微創(chuàng)醫(yī)療科學(xué)有限公司是一家創(chuàng)新型高端醫(yī)療器械集團,，總部位于上海張江,，在上海、蘇州,、嘉興,、東莞、美國孟菲斯,、法國巴黎近郊,、意大利米蘭近郊和多米尼加共和國等地均建有主要生產(chǎn)（研發(fā)）基地。

主要產(chǎn)品：微創(chuàng)醫(yī)療已上市產(chǎn)品約300個,，覆蓋心血管介入及結(jié)構(gòu)性心臟病醫(yī)療,、心臟節(jié)律管理及電生理醫(yī)療、骨科植入與修復(fù),、大動脈及外周血管介入,、神經(jīng)介入及腦科學(xué)、糖尿病及內(nèi)分泌管理,、泌尿及婦女健康,、外科手術(shù)、醫(yī)療機器人與人工智能等十大業(yè)務(wù)集群,，市場占有率均位居世界前五,。

創(chuàng)新產(chǎn)品：截至2018年12月，微創(chuàng)醫(yī)療及其子公司已有14個產(chǎn)品進入國家創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批程序,，其中已有4個產(chǎn)品獲批,。

微創(chuàng)醫(yī)療已獲批的創(chuàng)新醫(yī)療器械

來源：火石創(chuàng)造整理

生物醫(yī)用材料與3D打印
針對器官修復(fù)等新技術(shù)的發(fā)展需要，3D打印成為了生物技術(shù)和材料技術(shù)融合的典范,。但是在現(xiàn)階段,，3D打印材料的瓶頸制約著3D打印技術(shù)的發(fā)展，生物醫(yī)用材料的3D打印尤其困難,，需要考慮材料的強度,、安全性、生物相容性,、組織工程材料的可降解等,，目前用于3D打印的生物醫(yī)用材料主要有金屬,、陶瓷、聚合物,、生物墨水等,，其特點是分布范圍較廣，但是種類極少,。

醫(yī)用金屬材料  目前用于生物醫(yī)學(xué)打印的金屬材料主要有鈦合金,、鈷鉻合金、不銹鋼和鋁合金等,。隨著納米3D打印技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,，納米粉末打印材料逐漸成為研究的熱點，金屬粉末在3D打印粉末市場中也占據(jù)了重要位置,。

醫(yī)用無機非金屬材料  主要包括生物陶瓷,、生物玻璃、氧化物及磷酸鈣陶瓷和醫(yī)用碳素材料,。其中,，生物陶瓷又包括磷酸鈣、磷酸二正硅酸鈣,、雙相磷酸鈣,、硅酸鈣／β-磷酸三鈣等材質(zhì)，目前僅用于骨等硬組織打印,。生物玻璃良好的生物活性和降解性使其在骨組織工程領(lǐng)域同樣有廣泛應(yīng)用,。

醫(yī)用高分子材料  醫(yī)用高分子打印材料具有非常優(yōu)異的加工性能，適用于熔融沉積打印和紫外光固化打印等多種打印模式,，目前尋找具有主動誘導(dǎo),、刺激人體損傷組織再生修復(fù)的一類生物活性材料已成為醫(yī)用高分子材料研究領(lǐng)域的熱點。

復(fù)合生物材料  與單一組分或結(jié)構(gòu)的生物材料相比,，復(fù)合生物材料的性能具有可調(diào)性，各組分既能保持性能的相對獨立性,，又能優(yōu)化配置,，大大改善單一材料應(yīng)用的不足。

生物墨水  醫(yī)用水凝膠,、生物交聯(lián)劑和活細胞共同組成了生物3D打印所需的“生物墨水”,，目前已經(jīng)有研究人員利用3D生物打印技術(shù)和生物墨水打印出人體耳廓等活體組織，但材料與調(diào)節(jié)細胞有序地組合,、器官內(nèi)部血管構(gòu)建,、神經(jīng)系統(tǒng)構(gòu)建的生長因子相容等困難，使得3D打印復(fù)雜器官的實現(xiàn)仍有很大距離,。

來源：火石創(chuàng)造

加油！加油,！