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(xiàn)廣大醫務(wù)工作者浴血奮戰、爭分奪秒地同新冠疫情進(jìn)行搏斗的場(chǎng)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(méi)。
一、醫用化工新材料簡(jiǎn)介
化工新材料相比傳統材料具有更加優(yōu)異的性能,在醫療領(lǐng)域具有廣闊的市場(chǎng)空間。醫用化工新材料是發(fā)展最快的新興材料產(chǎn)業(yè)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(lái)說(shuō),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(chǎn)品的對外依存度達到50%以上,國產(chǎn)替代空間十分可觀(guān)。
二、部分醫用化工新材料發(fā)展概況
1.超高分子量聚乙烯
在醫療衛生領(lǐng)域,超高分子量聚乙烯可用于關(guān)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(huì )引起過(guò)敏。目前,國內超高分子量聚乙烯的用量超過(guò)4000噸,其中75%為進(jìn)口產(chǎn)品,國內供應也主要為外資企業(yè)。
全球超高分子量聚乙烯市場(chǎng)主要由德國塞拉尼斯、Beaskem、荷蘭DSM和日本三井化學(xué)等國外企業(yè)所占據。我國本土生產(chǎn)企業(yè)主要有河南沃森、上海聯(lián)樂(lè )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(chǎn)能約12.8萬(wàn)噸(含塞拉尼斯南京工廠(chǎng)),市場(chǎng)集中度較高,但受技術(shù)限制、本土產(chǎn)品以中低端產(chǎn)品為主。
2.鹵化丁基橡膠
在醫療衛生領(lǐng)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(zhì)量直接影響到藥品的有效性、安全性、質(zhì)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(yōu)良的耐氧化、耐酸堿、耐熱和耐化學(xué)破壞的性能。使用鹵化丁基橡膠瓶塞后,除制藥廠(chǎng)可商化分裝工藝,改用開(kāi)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(wàn)噸,部分產(chǎn)品依賴(lài)進(jìn)口。
3.硅橡膠
硅橡膠無(wú)味無(wú)毒,高低溫環(huán)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(xué)穩定性等,特別是還具有生理惰性,不會(huì )導致凝血的突出特性,因此在現代醫學(xué)中發(fā)揮了作用。多種硅橡膠醫療用品已經(jīng)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(lǐng)域,目前國內硅橡膠用量約10萬(wàn)噸,部分依賴(lài)進(jìn)口。
4.聚砜
在醫療衛生領(lǐng)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(diǎn),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(chǎn)聚砜樹(shù)脂的企業(yè)大都還處于中試生產(chǎn)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(chǎn)裝置。近年來(lái),我國高端聚砜樹(shù)脂一直處于供不應求的狀態(tài),尤其是醫用聚砜樹(shù)脂,市場(chǎng)缺口巨大,高度依賴(lài)進(jìn)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(shù)的首選材料。此外,它還被用來(lái)胸腔充填材料、人工關(guān)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(shù)、醫療儀器及用具等。
目前國內聚甲基丙烯酸甲酯約4.5萬(wàn)噸用于醫療衛生領(lǐng)域,仍然處于長(cháng)期依賴(lài)進(jìn)口的局面。
6.聚乳酸
生物醫藥是聚乳酸最早開(kāi)展應用的領(lǐng)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(yōu)良的物理機械性能,可制作一次性輸液工具、免拆型手術(shù)縫合線(xiàn)、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(xué)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(chǎn)仍處于起步階段,多數生產(chǎn)線(xiàn)規模較小,用于醫療領(lǐng)域的更是少之又少,大部分依賴(lài)進(jìn)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(xué)領(lǐng)域,與它所具備的優(yōu)異性能是分不開(kāi)的。熱塑性聚氨酯彈性體具有優(yōu)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(xué)藥品性能,能采用通常的方法滅菌,暴露在X射線(xiàn)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(zhù)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(xiàn)等。
目前,國內熱塑性聚氨酯彈性體消費量約40萬(wàn)噸,醫療等高端消費領(lǐng)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(wàn)噸用于醫療衛生領(lǐng)域,仍有很大的進(jìn)口替代空間。
8.聚碳酸酯
聚碳酸酯制品可經(jīng)受蒸汽、清洗劑、加熱和大劑量輻射消毒,且不發(fā)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(guān)條件下操作,并反復消毒的醫療設備中,如生產(chǎn)高壓注射器、外科手術(shù)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(wàn)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(chuàng )占據領(lǐng)先地位,推出了多種醫用聚碳酸酯產(chǎn)品,用于外科手術(shù)、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(fā)展建議
隨著(zhù)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(chǎn)業(yè)成為新的增長(cháng)熱點(diǎn),醫療需求的快速升級將帶動(dòng)醫用高分子材料尤其是化工新材料飛速發(fā)展。2019年我國高端醫用化學(xué)品及材料市場(chǎng)規模已經(jīng)達到380億元,預計到2025年其市場(chǎng)規??蛇_755億元。
化工新材料的開(kāi)發(fā)與應用,為醫療衛生領(lǐng)域的發(fā)展做出了重要貢獻,但目前我國醫用化工新材料的開(kāi)發(fā)水平仍處于低級階段,發(fā)展也很不均衡,大多數產(chǎn)品仍嚴重依賴(lài)于國外進(jìn)口。
面對巨大的發(fā)展機遇,我國醫用化工新材料行業(yè)及相關(guān)企業(yè),應緊緊把握行業(yè)動(dòng)向,提升產(chǎn)品質(zhì)量,加快產(chǎn)品升級換代,加大自主創(chuàng )新能力,爭創(chuàng )自有品牌,力爭早日進(jìn)入全球領(lǐng)先行列。
不過(guò),醫用化工新材料是一門(mén)新型化、綜合性的產(chǎn)業(yè),涉及化工、化學(xué)、生物、藥學(xué)、醫學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域,需要不同領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟協(xié)同發(fā)展以及國家政策的大力支持。
四、結語(yǔ)
隨著(zhù)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(chǎn)業(yè)成為新的增長(cháng)熱點(diǎn),醫療需求的快速升級將帶動(dòng)醫用高分子材料尤其是化工新材料飛速發(fā)展。然而我國醫用化工新材料的開(kāi)發(fā)水平仍處于低級階段,嚴重依賴(lài)進(jìn)口,國產(chǎn)替代還有很大的發(fā)展空間。