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Med·投资 | 观点 医用高分子材料的新进展
发布时间:2024-02-23        浏览量:1219        来源:本站

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关键技术发展方向

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生物降解高分子材料是当前高分子医材的重要研究方向之一。这类高分子材料的单体构成采用polylactide、polyglycolide等可水解的组分,且不会生成有毒物质。植入人体后的这类高分子器械或支架,可在一定时间内降解吸收,避免了二次手术摘除。目前生物降解高分子已广泛应用于缝合线、螺钉等医用植入材料。未来随着分子结构设计的优化,生物降解高分子材料的力学性能和降解规律将得到改善。

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仿生高分子材料则通过仿生技术和分子设计,使高分子材料模拟人体软硬组织的生物力学行为。这类高分子植入材料实现与人体骨骼、软组织的机械性能高度吻合,大大减轻了应力屏蔽效应。因此植入物与组织的生物力学适配性可以明显提高,从而减少松动、磨损等问题,提高服役寿命。
纳米复合高分子材料通过在高分子基体中均匀分散纳米填料如碳管、纳米氧化铝组分,实现对基体力学性能的增强。这种复合效应使材料综合性能优于单一高分子材料。目前,纳米增强高分子广泛应用于需高强度的医用修复和置换系统。未来随着纳米技术进步,纳米结构设计将使复合效应更加可控和优化。



02

典型应用案例

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德国BFM公司成功研发的仿生高分子材料,实现了更高的人工关节置换系统适配性。根据临床统计,采用BFM仿生高分子作为材料的人工膝关节系统,实现了95%以上的完美匹配效果。这主要归因于该材料可以准确模拟人体软骨的力学行为,具备与天然软骨相近的低模量性,可以有效缓解骨骼应力屏蔽问题。这种材料明显减少了人工膝关节运动时的不适感,也降低了松动脱位的几率。目前BFM仿生高分子已经成为多款人工关节产品的理想材料选择。
瑞士Symetis公司研发的Acurate瓣膜系统,采用了一种新型生物降解高分子材料。这种材料可在植入体内90-180天后完全分解吸收,避免了二次开胸手术的颇具风险。临床监测显示,90%以上的患者在植入Acurate瓣膜180天后,瓣膜材料已经被人体完全吸收。这种生物降解高分子使心脏瓣膜置换术后无需再进行除去手术,大大降低了患者痛苦。目前Acurate瓣膜已获得FDA批准,作为新一代心脏瓣膜系统正在推广应用。
麦克奥迪公司采用碳纳米管增强PEEK材料,用于脊柱融合器等植入系统。研究表明,0.5%浓度的CNT可以使PEEK材料的抗弯强度提高35%。这种PEEK基纳米复合材料显著提升了植入物的机械强度,使之可以承受更高的载荷。临床反馈显示,使用CNT增强PEEK材料的植入系统明显改善了融合效果,降低了植入物断裂的风险。



03

市场规模分析

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根据弗若斯特沙利文(F&S)的统计数据,2021年全球医用高分子材料的市场规模达到43亿美元。从主要种类来看,功能高分子市占率最高,约为37%;生物降解高分子和仿生高分子的份额分别约为25%和15%;其余还有天然高分子等。从区域分布来看,北美市场约占全球的40%;欧洲和亚太地区各约占30%;其他地区约占10%。
展望未来,在医疗器械轻量化和高性能需求趋势的驱动下,全球医用高分子材料市场将持续扩大。其中生物降解高分子和仿生高分子材料由于巨大应用潜力,增速将更高达到10%左右。亚太地区作为新兴市场,也将成为高分子医材增长的新引擎。



04

发展前景展望

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当前医用高分子材料正与3D打印、细胞治疗等前沿技术加速融合,这将开启广阔的应用创新空间。产业分析预测,3D打印结合高分子材料,将推动个性化定制医疗器械的发展;高分子材料与细胞治疗的结合,也将催生新型细胞外基质和细胞传递载体。
与此同时,高分子合成和加工技术的新进展也将不断催生性能更优异的医用高分子材料。未来生物降解性能更可控,力学性能更出色的高分子植入材料将持续涌现。这些创新将大大促进医疗器械研发与进步。



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