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國產替代空間巨大!醫用化工新材料前景可期

發布時間:2021-07-13

消息來源:化工新材料


抗疫大片《中國·醫生》以全景的方式展現了抗擊新冠疫情一線廣大醫務工作者浴血奮戰、爭分奪秒地同新冠疫情進行搏斗的場景。最終,他們取得了疫情阻擊戰的勝利。在此次抗疫戰爭中,醫用化工新材料功不可沒。

一、醫用化工新材料簡介

化工新材料相比傳統材料具有更加優異的性能,在醫療領域具有廣闊的市場空間。醫用化工新材料是發展最快的新興材料產業之一,主要包括超高分子量聚乙烯、鹵化丁基橡膠、硅橡膠、聚氨酯及其嵌段共聚物、尼龍、聚烯烴、聚碳酸酯、聚醚、聚砜、聚丙烯酸酯、聚乳酸、聚醚醚酮、聚四氟乙烯、聚乙烯醇等。
總體來說,我國醫用化工新材料缺口較大,其中超高分子量聚乙烯、聚砜、聚乳酸、硅橡膠、鹵化丁基橡膠、聚碳酸酯、高端聚丙烯等產品的對外依存度達到50%以上,國產替代空間十分可觀。

二、部分醫用化工新材料發展概況

1.超高分子量聚乙烯

在醫療衛生領域,超高分子量聚乙烯可用于關節材料、組織支架、牙托材料、醫用移植物和整形健合、醫用手套等,它的生物相容性和耐久性都較好,不會引起過敏。目前,國內超高分子量聚乙烯的用量超過4000噸,其中75%為進口產品,國內供應也主要為外資企業。

全球超高分子量聚乙烯市場主要由德國塞拉尼斯、Beaskem、荷蘭DSM和日本三井化學等國外企業所占據。我國本土生產企業主要有河南沃森、上海聯樂化工、特佳勁、九江中科鑫星、齊魯石化等少數幾家,目前我國產能約12.8萬噸(含塞拉尼斯南京工廠),市場集中度較高,但受技術限制、本土產品以中低端產品為主。

2.鹵化丁基橡膠

在醫療衛生領域,鹵化丁基橡膠是醫藥瓶塞和密封件材料的主要選擇。醫藥用瓶塞是直接與藥品相接觸的密封包裝用特殊橡膠制品,其性能和質量直接影響到藥品的有效性、安全性、質量穩定性及使用方便性。鹵化丁基橡膠不但透氣率低,而且還有優良的耐氧化、耐酸堿、耐熱和耐化學破壞的性能。使用鹵化丁基橡膠瓶塞后,除制藥廠可商化分裝工藝,改用開口鋁蓋,取消封蠟和降低成本外,還可方便注射使用。
目前,國內醫用鹵化丁基橡膠年用量約3萬噸,部分產品依賴進口。

3.硅橡膠

硅橡膠無味無毒,高低溫環境下仍原有的強度和彈性,還有良好的電絕緣性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性、防霉性、化學穩定性等,特別是還具有生理惰性,不會導致凝血的突出特性,因此在現代醫學中發揮了作用。多種硅橡膠醫療用品已經廣泛應用于防噪聲耳塞、胎頭吸引器、人造血管、鼓膜計。此外還有硅橡膠人造氣管、人造肺、人造骨、硅橡膠十二指腸管等。
在醫療衛生領域,目前國內硅橡膠用量約10萬噸,部分依賴進口。

4.聚砜

在醫療衛生領域,聚砜因其高透明性、耐熱水、耐蒸汽、耐乙醇以及衛生性等特點,被用于制作防毒面具、接觸眼鏡片的消毒器、內視鏡零件、人工心臟瓣膜、人工假牙等,此外,聚醚砜可制成人工呼吸器、血壓檢查管、注射器等。
目前,國內幾家生產聚砜樹脂的企業大都還處于中試生產階段,僅威海帕斯砜新材料有限公司、山東津蘭特種聚合物有限公司建設了千噸級聚砜生產裝置。近年來,我國高端聚砜樹脂一直處于供不應求的狀態,尤其是醫用聚砜樹脂,市場缺口巨大,高度依賴進口。

5.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)

醫用聚甲基丙烯酸甲酯具有良好的生物相容性、耐生物老化性,且易于塑形,至今仍是臨床上顱骨成形術的首選材料。此外,它還被用來胸腔充填材料、人工關節骨粘固劑以及義齒、牙托等。PMMA還是目前塑料中透光性能最好的一種,因此還可制作眼科用人工晶狀體、各種病理標本及人工器官外殼等。還可制作嬰兒保溫箱,手術、醫療儀器及用具等。
目前國內聚甲基丙烯酸甲酯約4.5萬噸用于醫療衛生領域,仍然處于長期依賴進口的局面。

6.聚乳酸

生物醫藥是聚乳酸最早開展應用的領域。聚乳酸的相容性與可降解性良好,對人體有高度安全性并可被組織吸收,加之其優良的物理機械性能,可制作一次性輸液工具、免拆型手術縫合線、藥物緩釋包裝劑、人造骨內固定材料、組織修復材料、人造皮膚等。例如,高分子量的聚乳酸有非常高的力學性能,可用于替代不銹鋼,作為新型的骨科內固定材料如骨釘、骨板等。
目前,我國聚乳酸的生產仍處于起步階段,多數生產線規模較小,用于醫療領域的更是少之又少,大部分依賴進口。

7.熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)

熱塑性聚氨酯彈性體之所以能應用于生物醫學領域,與它所具備的優異性能是分不開的。熱塑性聚氨酯彈性體具有優異的抗凝血性能、生物相容性、韌性、彈性、加工性能,此外,TPU還具有良好的耐磨性能、軟觸感、濕氣性、耐多種化學藥品性能,能采用通常的方法滅菌,暴露在X射線下性能不變。目前,TPU在醫療衛生上,特別是在制造植入人體的各種醫療用品方面有著廣泛的用途,包括人工心臟瓣膜、人工肺、骨黏合劑、人工皮膚與燒傷敷料、新增起搏器導線等。
目前,國內熱塑性聚氨酯彈性體消費量約40萬噸,醫療等高端消費領域基本被一些跨國公司主導,包括拜耳、巴斯夫、路博潤、亨斯邁等,國內熱塑性聚氨酯彈性體約2.5萬噸用于醫療衛生領域,仍有很大的進口替代空間。
8.聚碳酸酯
聚碳酸酯制品可經受蒸汽、清洗劑、加熱和大劑量輻射消毒,且不發生黃變和物理性能下降,因而被廣泛應用于人工腎血液透析設備,以及其他需要在透明、直觀條件下操作,并反復消毒的醫療設備中,如生產高壓注射器、外科手術面罩、一次性牙科用具、血液充氧品加液收集存儲器、血液分離器等。
目前,國內醫療用聚碳酸酯消費量約5萬噸,占聚碳酸酯總消費量的2%左右。在醫療用聚碳酸酯方面,科思創占據領先地位,推出了多種醫用聚碳酸酯產品,用于外科手術、腎透析、家用醫療器械以及可穿戴設備中。

三、醫用化工新材料發展建議

隨著我國人口老齡化加速、各種疾病患病率上升以及居民健康意識的逐漸提高,醫療衛生產業成為新的增長熱點,醫療需求的快速升級將帶動醫用高分子材料尤其是化工新材料飛速發展。2019年我國高端醫用化學品及材料市場規模已經達到380億元,預計到2025年其市場規模可達755億元。

化工新材料的開發與應用,為醫療衛生領域的發展做出了重要貢獻,但目前我國醫用化工新材料的開發水平仍處于低級階段,發展也很不均衡,大多數產品仍嚴重依賴于國外進口。
面對巨大的發展機遇,我國醫用化工新材料行業及相關企業,應緊緊把握行業動向,提升產品質量,加快產品升級換代,加大自主創新能力,爭創自有品牌,力爭早日進入全球領先行列。
不過,醫用化工新材料是一門新型化、綜合性的產業,涉及化工、化學、生物、藥學、醫學等多個領域,需要不同領域的產學研聯盟協同發展以及國家政策的大力支持。

四、結語

隨著我國人口老齡化加速、各種疾病患病率上升以及居民健康意識的逐漸提高,醫療衛生產業成為新的增長熱點,醫療需求的快速升級將帶動醫用高分子材料尤其是化工新材料飛速發展。然而我國醫用化工新材料的開發水平仍處于低級階段,嚴重依賴進口,國產替代還有很大的發展空間。