生物医用材料植入材料产业的上游包括生各类金属、非金属基础原材料等;下游应用行业包括生物医学工程、药学、美容整形等。
图表:生物医用材料植入材料产业链分析
资料来源:中经百汇研究中心
1、高分子材料
高分子材料又被称作聚合物材料,是以高分子化合物为基体,再加入适量其它添加剂构成,具有一定的粘弹性,是很多重复单元共价连接而成的。就目前的情形来看,高分子材料必然会向着高功能化、高性能化、复合化、精细化、智能化方向发展,因此,我国应该结合市场需求,着力研发高分子材料的种类、性能,提升技术水平。
高分子材料虽然只有不到百年的发展史,但却异军突起,凭借其良好的性能,迅速成为军事、医疗、航天、体育等多个行业的重要原材料,展望未来,作为技术革命的物质产物,以合成高分子诞生的新材料,必将对我国材料行业发展产生深远的影响。首先是高性能化,加强高分子材料的耐高温、耐腐蚀、抗老化及机械强度必然是其未来的发展重点,这对于航天、汽车、家用电器、电子信息技术行业意义非凡,可通过新的加工技术改变聚合物的聚集态结构,通过微观复合方法对高分子材料进行改性等;其次是高功能化,目前我国已经研发出导热导电的高聚物、高吸水性树脂、医用人造器官高分子材料等,并应将目光投向光致抗蚀性材料、高分子催化剂、高分子分离膜等方向;再次是智能化,所谓的智能化,就是使材料具有自主的思考能力,如预知预告性、自我诊断、自我修复、自我识别能力等,这对于我国的高分子材料研究是一次重大的挑战,如实现,将会为我国的高分子智能材料领域带来质的飞跃;最后是绿色化,高分子材料虽然在我们的生活中起着不可替代的作用,但是它带来的环境问题,也是值得我们深思的,为了实现可持续发展战略,促进绿色环保理念,应该从开发原子经济的聚合反应、选用无毒无害的原料、高分子材料的再循环利用这几个方面入手,使得绿色化理念得以实现。高分子材料作为应用最为广泛的材料之一,凭借其自身的优势,必定在未来的材料领域创造出更多价值,甚至取代传统的金属与非金属材料地位,成为奠定我国各个行业发展的物质基础。
2、复合材料
随着现代高新技术的迅猛发展,材料技术也得到飞速的发展。由于材料的使用环境越来越复杂,人们对材料的要求也越来越高。材料的复合化是未来新材料的重要发展方向。复合材料作为一种新型材料已逐渐成为21世纪的主导材料之一,与金属材料、无机非金属材料、高分子材料并称为四大材料体系。复合材料(Composites)是由两种或两种以上不同性质材料组成的多相材料。目前应用得最多也是最重要的复合材料是碳纤维复合材料。碳纤维复合材料因具有低密度、高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、热膨胀系数低和生体相容性好等优异性能,使其成为制备各种结构和功能性复合材料的重要原材料。是目前运用最为广泛的一种复合材料。“低成本、高性能、多功能”是未来复合材料的发展方向。其中,低成本制造技术是未来复合材料发展的重点。因过去主要注重复合材料的性能,较少考虑成本,但是现在越来越多的研究重点放在了降低成本上。未来复合材料发展的核心是低成本原材料、快速成形工艺技术、产品的大型化、整体化和集成化。因此,必须在复合材料的关键技术上进行重点研制和创新,结合当前实际,通过引进高新技术,学习再创新,尽快由复合材料大国转型成为复合材料强国。
3、合金材料
生物医用材料(又称生物材料或生物医学材料)是指可以植入生物体或与生物体相结合,以达到诊断、治疗(替换、修复等)生物体中组织、器官或增进其功能的一类材料。随着社会经济的发展,人们消费水平持续上升,对生活质量的要求不断提高,同时伴随我国人口老龄化进程的加速以及现代社会高能量损伤事故的增加,为生物医用材料及制品带来了巨大的市场发展空间。生物医用材料可分为生物金属与合金材料、生物无机非金属材料、生物高分子材料和生物复合材料。其中,生物金属与合金材料由于具有较高的强度和韧性、优良的抗疲劳和耐磨性、良好的生物力学性能和抗生理腐蚀性,以及优异的加工性能等特点,是人类生物医学发展史上最早用于创伤修复和矫形治疗的传统材料,在目前以及今后相当长时间内也仍会占据相当大的市场份额。生物金属与合金材料主要包括不锈钢、钴基合金、钛合金三大类。其中,医用不锈钢(如316L奥氏体不锈钢)和钴基合金(如Co-Cr合金)较早应用于临床植入,但它们普遍含有Ni、Co、Cr等元素,存在细胞毒副作用、严重致敏性等生物学问题,而且其弹性模量较高、在体液环境中耐蚀性较差,在临床上的应用呈下降趋势。钛及钛合金由于其比强度高、弹性模量低、耐腐蚀性好等特点,特别是生物相容性优异,近年来在临床生物植入材料方面获得了快速发展和应用。
图表:常用生物金属材料性能比较
资料来源:中经百汇研究中心
更多研究内容详见中经百汇编撰的《中国生物医用材料植入材料行业分析报告》,中经百汇提供行业研究报告、定制报告、可行性研究报告、商业计划书、产业规划、企业战略咨询等服务产品,另外还提供产经新闻、市场研究、产业数据服务、企业排行榜等资讯内容。