文章要点聚焦:
技术突破:含镁可降解材料、组织工程生物活性蛋白、无机 - 有机复合材料三大创新方向
市场动态:国产首款含镁人工骨获批,多企业布局差异化技术路线
未来趋势:降解速率匹配、骨诱导活性、多学科交叉融合的产业发展新格局
多个专家在国内外权威医学期刊以及骨科学期刊上,表示自体骨移植存在骨来源有限、二次手术痛苦和取骨并发症等问题,而异体骨移植存在免疫排斥及潜在病源传播的风险,而人工骨材料在减少风险事件发生的同时,疗效可比肩甚至超越自体骨。
随着技术的不断突破和材料的持续创新,我国人工骨修复材料行业已经取得了显著进展。近年来,具有骨诱导性、骨传导性及良好生物相容性的复合材料人工骨及组织工程材料人工骨(生物活性人工骨)不断涌现,尤其是近两年,市场迎来了爆发式增长。
国产创新企业在技术突破方面取得了重要进展,特别是在将镁离子应用于人工骨方面。镁离子对成骨细胞的增殖和分化具有显著的促进作用,因此全球许多科研团队都在尝试将镁金属制成骨植入材料。然而,镁金属的强度较弱,降解不均匀且降解速率过快,这些特性限制了其在骨修复中的应用。
2025年5月,精诚医学自主研发的含镁可降解高分子骨修复材料获批上市,成为国内首款含镁人工骨修复产品。该产品通过超低温3D打印工艺,将镁复合入丙交酯-乙交酯共聚物和β-磷酸三钙中,形成三元复合材料。这种材料适用于四肢骨缺损的填充和修复,且不影响骨结构的稳定性。其内部具有立体仿生三维结构,高孔隙率设计便于骨组织和血管的生长。该材料可在6-9个月内完全降解,降解速率与骨再生速率相匹配,具备良好的生物相容性,有助于抑制炎症反应,并具有优异的成骨活性和骨整合性。
此外,三友医疗联合新华医院共同申报了上海市重点项目《肱骨近端骨质疏松性骨折骨缺损镁基人工骨研发与应用》,致力于研发镁基人工植骨材料与内植入物,进一步推动镁基材料在骨修复领域的应用。
组织工程是一门结合细胞生物学和材料科学的新兴学科,专注于体外或体内组织或器官的构建。组织工程材料因其良好的引导骨再生能力而备受关注。其中,重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)是一种成骨诱导蛋白,能够促进间充质干细胞分化为骨形成细胞和软骨形成细胞,从而促进骨骼和软骨的生长、发育及修复。含rhBMP-2的骨修复材料被认为是组织工程骨修复材料(活性生物人工骨)的重要组成部分。
目前,国内已有四款含rhBMP-2的骨修复材料获批上市。其中,九源基因旗下的骨优导是中国首款获准销售的含rhBMP-2骨修复材料。除了rhBMP-2,重组人骨形态发生蛋白家族中还有其他可以诱导骨形成的生物活性药物,如rhBMP-4和rhBMP-7。一些创新企业正在探索将这些生物活性药物应用于人工骨修复材料的研发中,以进一步提升材料的成骨效果和临床应用价值。
最后,复合材料持续突破,复合人工骨获批上市。复合材料由两种或两种以上材料复合而成,一般是指无机材料与高分子材料复合形成的材料,在微观结构、生物可降解性、生物活性等方面具有更优良的性能。具体来看,复合材料在微观结构上能仿生自体骨,在生物降解性上,能够控制材料的降解速率,与新骨再生匹配,在引导新骨再生的过程中被新生骨组织逐渐爬行替代,在应用范围上,除对力学支撑强度要求很高的特殊部位应用有限之外,复合材料能满足大部分的骨科、口腔、整形外科以及神经外科领域。
目前,国内已经有多家企业开始采用复合材料人工骨。例如,巨子生物构建“有机+无机”复合骨修复材料,其无机成分为羟基磷灰石颗粒,与人骨骼主要无机成分一致,有机成分为大分子多糖。该材料通过构筑羟基磷灰石颗粒宏孔和微孔,并对其表面进行特定修饰形成三维材料,为新骨形成提供支架及与之匹配的微环境。基于复合材料的优势,其可快速塑形,起到支撑作用;还可引导骨再生,加快愈合进程。
此外,市场上还出现天然骨修复材料复合其他材料,如异种骨复合透明质酸、动物源性脱细胞基质复合钙磷无机盐,这既保留天然骨修复材料的优异特性,又解决自体骨、同种异体骨的来源问题。例如,佰傲再生推出全国首款异种牛源性复合透明质酸的骨填充材料,极大的促进早期成骨;华迈医疗推出国内首个以脱细胞基质为基础的复合人工骨,具有优良的机械性能和可降解性,能在不添加任何生长因子及干细胞的前提下修复大面积缺损。
此外,奥精医疗、凭栏生物、卫达生物、迈伦医疗、复向医疗、苏生生物、诺普再生等企业也推出了创新的人工骨修复材料。
整体来看,我国人工骨修复材料行业尚未出现龙头企业,并且呈现出多技术路线、多种材料分散市场的格局。
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