石化企業(yè)發(fā)展醫(yī)用高分子材料機(jī)遇研究

蔣 也

（中國(guó)石化集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司，北京 100029）

當(dāng)前中國(guó)社會(huì)老齡化趨勢(shì)明顯，面臨未富先老局面，全社會(huì)對(duì)健康需求的關(guān)注度越來越高，醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)成為新一輪投資熱點(diǎn)賽道，百度、阿里、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)巨頭也紛紛跨界入局醫(yī)療器械市場(chǎng)。在新冠疫情背景下，預(yù)灌封注射器和體外膜肺氧合（ECMO）等醫(yī)用材料短期緊缺，極大凸顯了醫(yī)用高分子材料在維護(hù)國(guó)家醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)鏈安全方面的重大意義。

近年來，國(guó)家極力鼓勵(lì)醫(yī)用材料的發(fā)展，陸續(xù)出臺(tái)了《“健康中國(guó)2030”規(guī)劃綱要》《醫(yī)療器械優(yōu)先審批程序》《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2019年版）》和《2035年遠(yuǎn)景綱要》等政策，充分彰顯了國(guó)家對(duì)于醫(yī)療健康領(lǐng)域的高度重視和前瞻布局。特別是步入后疫情時(shí)代，國(guó)際社會(huì)“去全球化”趨勢(shì)明顯，醫(yī)用高分子材料將迎來新的發(fā)展機(jī)遇期。

1 醫(yī)用高分子材料發(fā)展?fàn)顩r及特點(diǎn)

1.1 醫(yī)用高分子材料定義及范圍

醫(yī)用高分子材料是由高分子化合物基體與添加劑構(gòu)成，是臨床應(yīng)用最廣泛的一類生物醫(yī)用材料，約占生物醫(yī)用材料市場(chǎng)規(guī)?？偭康?0%。具有準(zhǔn)入門檻高、戰(zhàn)略價(jià)值高、產(chǎn)品利潤(rùn)高的特點(diǎn)。主要用于醫(yī)用耗材和植入物等醫(yī)療器械生產(chǎn)，極少數(shù)醫(yī)用高分子材料被用作藥物控釋載體。

基于醫(yī)用高分子材料的成分屬性差異，將其分類（見表1）。

表1 醫(yī)用高分子材料分類

1.2 中國(guó)醫(yī)用高分子材料市場(chǎng)概況

中國(guó)醫(yī)用高分子材料[1-2]產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)80年代，至今已初具規(guī)模，目前市場(chǎng)參與者多為中小企業(yè)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以低值耗材為主，大部分醫(yī)用高分子材料依賴進(jìn)口，自給率不到30%，國(guó)產(chǎn)替代空間較大?？v觀中國(guó)醫(yī)用高分子材料市場(chǎng)，顯著呈現(xiàn)“市場(chǎng)空間較大、需求緊迫度高、供給側(cè)較薄弱”的特點(diǎn)。

根據(jù)工業(yè)產(chǎn)值統(tǒng)計(jì)，2015-2020年中國(guó)醫(yī)用高分子材料行業(yè)市場(chǎng)產(chǎn)值從580.8億元增長(zhǎng)到1 301.4億元（見圖1），年均復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）為17.5%，預(yù)計(jì)到2025年市場(chǎng)產(chǎn)值將達(dá)到2 000億元左右。

圖1 2015-2020年中國(guó)醫(yī)用高分子材料行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模

1）市場(chǎng)空間較大

根據(jù)EvaluteMedTech數(shù)據(jù)顯示，2020年全球醫(yī)用高分子材料用量為800萬噸，其中中國(guó)用量180萬噸，接近全球醫(yī)用高分子材料總消耗量的23%，但中國(guó)人均消耗醫(yī)用高分子材料僅1.28千克，低于全球均值1.33千克，對(duì)比于美國(guó)人均消耗醫(yī)用高分子材料9.69千克，可以推測(cè)未來中國(guó)在醫(yī)用高分子材料消耗上仍具有較大增長(zhǎng)潛力。

未來5年，在政策支持、技術(shù)革新、人口老齡化、醫(yī)療消費(fèi)增加等因素影響下，中國(guó)醫(yī)用高分子材料行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2025年中國(guó)醫(yī)用高分子材料用量將達(dá)到200萬噸。

2）需求緊迫度高

中國(guó)醫(yī)用高分子材料的對(duì)外依存度普遍維持在60%以上，80%高端醫(yī)療設(shè)備市場(chǎng)被歐美日等跨國(guó)公司壟斷。近年來由于我國(guó)與歐美國(guó)家貿(mào)易沖突加劇，僅醫(yī)用超高分子量聚乙烯（UHMWPE）一種材料就曾多次被提價(jià)20%～50%，中國(guó)醫(yī)療行業(yè)亟需在醫(yī)用高分子材料上實(shí)現(xiàn)突破，確保醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展的安全性和獨(dú)立性。在新冠疫情期間，快速檢測(cè)抗體試紙、呼吸機(jī)和ECMO等醫(yī)療用品的一時(shí)緊缺，也再次暴露了我國(guó)醫(yī)用高分子材料自主研發(fā)能力弱的短板，在一定程度上影響了抗疫救援。發(fā)展醫(yī)用高分子材料對(duì)當(dāng)前中國(guó)而言刻不容緩。

3）供給側(cè)較薄弱

由于醫(yī)用高分子材料具有一定的技術(shù)壁壘，產(chǎn)業(yè)的地區(qū)集聚性和個(gè)體集中性較為明顯。全球大型的醫(yī)用高分子材料生產(chǎn)和制品廠商均主要分布在歐美和日本（見圖2），并在各自的上、中游企業(yè)之間建立了較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)協(xié)同效益，形成了強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。

圖2 醫(yī)用高分子材料產(chǎn)業(yè)鏈

中國(guó)是全球醫(yī)用高分子材料消費(fèi)的重點(diǎn)區(qū)域之一，但上游原材料企業(yè)供給能力較為薄弱，以低端產(chǎn)能為主，未能與中游企業(yè)建立良性促進(jìn)發(fā)展關(guān)系，導(dǎo)致中國(guó)醫(yī)用高分子產(chǎn)業(yè)整體利潤(rùn)空間壓縮，企業(yè)發(fā)展受發(fā)達(dá)國(guó)家鉗制。

1.3 國(guó)內(nèi)外石油化工企業(yè)布局情況

國(guó)際石油化工公司主要聚焦上游原材料生產(chǎn)和中游醫(yī)療器械生產(chǎn)研發(fā)布局，呈現(xiàn)“產(chǎn)品系列化、品類多元化、鏈條一體化”的特點(diǎn)。無論是國(guó)際石油公司或是化工公司大多都各自形成了醫(yī)用材料系列甚至是獨(dú)立品牌，如杜邦成立了醫(yī)用有機(jī)硅品牌Liveo?等；國(guó)際石油公司傾向關(guān)注上游醫(yī)用原材料的生產(chǎn)，基本都具備生產(chǎn)醫(yī)用PP和PE的能力，各家公司也會(huì)根據(jù)自身產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)擴(kuò)展旗下醫(yī)用材料版圖；國(guó)際化工巨頭在醫(yī)用材料布局實(shí)力顯著，涉及到的醫(yī)用復(fù)合材料和深加工高價(jià)值材料更多，也更加傾向于構(gòu)建從醫(yī)用材料到醫(yī)用制品的生產(chǎn)體系（見表2）。

表2 國(guó)內(nèi)外石油化工巨頭醫(yī)用材料布局

國(guó)內(nèi)大型石油化工公司主要處于醫(yī)用高分子材料產(chǎn)業(yè)鏈上游，其中，中國(guó)石化在醫(yī)用材料領(lǐng)域布局較多，如表3所示。但國(guó)內(nèi)石油化工企業(yè)多以生產(chǎn)醫(yī)用聚烯烴為主，同質(zhì)化明顯，低值耗材領(lǐng)域逐步實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代，高價(jià)值產(chǎn)品布局不足。

表3 中國(guó)石化醫(yī)用材料布局

2 重點(diǎn)醫(yī)用高分子材料發(fā)展研究

2.1 醫(yī)用高分子材料發(fā)展趨勢(shì)

1）熱門領(lǐng)域持續(xù)增長(zhǎng)。伴隨治療技術(shù)和醫(yī)療消費(fèi)需求升級(jí)，骨科植入、血管介入、眼科、血液凈化等成為醫(yī)療熱門領(lǐng)域[3-4]（見圖3）。醫(yī)用高分子材料在以上應(yīng)用領(lǐng)域需求占比較高，考慮到人口老齡化等因素，預(yù)計(jì)未來市場(chǎng)增速均高于10%，具有較好市場(chǎng)前景。

2）高端聚烯烴需求大。國(guó)內(nèi)石化企業(yè)已經(jīng)具備醫(yī)用級(jí)PP、PE和SEBS的生產(chǎn)能力，其中以醫(yī)用級(jí)PP牌號(hào)居多，但中國(guó)每年仍需大量進(jìn)口醫(yī)用PP和PE。這是因?yàn)閲?guó)內(nèi)醫(yī)用PP和PE材料主要應(yīng)用在一次性耗材上，大部分中高端醫(yī)用PP及PE市場(chǎng)仍由北歐化工、陶氏和利安德巴塞爾等國(guó)際品牌占據(jù)，未來高端聚烯烴市場(chǎng)將成為國(guó)內(nèi)石化企業(yè)必爭(zhēng)之地。

3）后疫情產(chǎn)品空間大。新冠疫情進(jìn)入常態(tài)化防控階段，疫情產(chǎn)品在政策影響之下成為鼓勵(lì)發(fā)展的明星產(chǎn)品，特別是與疫苗相關(guān)的冷鏈運(yùn)輸包裝及儲(chǔ)存材料。這些材料未來也有望應(yīng)用推廣到其他疫苗的包裝儲(chǔ)存上，進(jìn)而推動(dòng)中國(guó)疫苗包裝整體升級(jí)。

4）綠色智能影響漸增。當(dāng)前中國(guó)的“限塑令”已大面積覆蓋餐飲和包裝領(lǐng)域，并取得了較為不錯(cuò)的效果。在“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)影響之下，未來“限塑令”將滲透到更多領(lǐng)域，綠色低碳可降解的醫(yī)用高分子材料將受到政策和市場(chǎng)的青睞。與此同時(shí)，伴隨5G通信、人工智能等新一輪科技革命的發(fā)展，3D打印技術(shù)和可穿戴設(shè)備技術(shù)將在醫(yī)療領(lǐng)域具有廣闊前景，與之相關(guān)的醫(yī)用高分子材料將扮演著愈加重要的角色，高端化、專業(yè)化、綠色化和智能化對(duì)下一代醫(yī)用高分子材料的發(fā)展呈現(xiàn)影響漸增態(tài)勢(shì)。

2.2 重點(diǎn)醫(yī)用高分子材料分析

2.2.1 聚焦醫(yī)用高分子新材料

基于上述醫(yī)療應(yīng)用熱門領(lǐng)域，從供求關(guān)系、自給率、年均增速、年均價(jià)格和發(fā)展價(jià)值等五大維度，對(duì)所屬領(lǐng)域的主要材料分析篩選，進(jìn)而確定值得重點(diǎn)關(guān)注的醫(yī)用高分子新材料[5]。

1）血管介入領(lǐng)域。它是目前市場(chǎng)規(guī)模最大且預(yù)計(jì)增速最快的醫(yī)用領(lǐng)域，所使用器材主要是支架、穿刺針、擴(kuò)張器、導(dǎo)絲和導(dǎo)管等，其中必不可少、價(jià)值量高的耗材之一便是血管介入導(dǎo)管。

醫(yī)用PU材料是介入導(dǎo)管最重要的材料之一，在血管介入領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，如起搏器導(dǎo)入管和導(dǎo)線、心臟泵、心臟導(dǎo)管和導(dǎo)線、結(jié)構(gòu)性心臟器械和輸送系統(tǒng)等。中國(guó)萬華化學(xué)是世界級(jí)PU原材料龍頭之一，但中高端醫(yī)療器械所需的PU材料市場(chǎng)基本上被美國(guó)路博潤(rùn)、荷蘭帝斯曼和拜耳等化工巨頭所壟斷。

2）骨科植入領(lǐng)域。中國(guó)是全球第二大骨科植入市場(chǎng)，其中人工關(guān)節(jié)置換在骨科醫(yī)療器械領(lǐng)域占比最高，全球每年接受手術(shù)的患者超過400萬人。我國(guó)需要人工關(guān)節(jié)置換的患者約950萬人，而實(shí)際進(jìn)行置換手術(shù)僅為90萬例左右，成長(zhǎng)空間巨大。

UHMWPE是重要的高分子關(guān)節(jié)類耗材，也被廣泛用于組織支架、牙托材料和整形縫合等領(lǐng)域。目前揚(yáng)子石化、齊魯石化、燕山石化、遼陽石化和河南沃森等公司具有工業(yè)級(jí)生產(chǎn)水平，合計(jì)產(chǎn)能為13.5萬噸/年（含塞拉尼斯南京工廠）。醫(yī)用級(jí)技術(shù)主要被美國(guó)塞拉尼斯、巴西布拉斯科、荷蘭帝斯曼和三井化學(xué)等國(guó)外企業(yè)占據(jù)，由于外企的絕對(duì)壟斷，UHMWPE人工關(guān)節(jié)型材料售價(jià)200萬元/噸，高交聯(lián)抗氧化產(chǎn)品甚至達(dá)到500萬元/噸，是非醫(yī)用級(jí)價(jià)格的數(shù)百倍（約2.0萬元）。人工脊柱屬于骨科植入領(lǐng)域的第二大市場(chǎng)，其中椎間融合器是該領(lǐng)域的重要產(chǎn)品，主要由金屬鈦、PEEK和PLA等材料制成。

PEEK在3種材質(zhì)中應(yīng)用比例最高，是3D打印人工器官的重要材料。2020年中國(guó)生產(chǎn)產(chǎn)能為1 500噸/年，占全球總產(chǎn)能的13%，國(guó)內(nèi)主要廠商為吉林中研高分子材料、長(zhǎng)春吉大特塑工程研究、浙江鵬孚隆新材料和山東浩然特塑股份，以生產(chǎn)中低端產(chǎn)品為主。PEEK骨科植入材料基本被英國(guó)威格斯、比利時(shí)索爾維、德國(guó)贏創(chuàng)等行業(yè)巨頭壟斷，我國(guó)暫無通過認(rèn)證的企業(yè)。

PLA由于良好的可降解吸收性，作為椎間融合器使用能夠避免二次手術(shù)，在臨床應(yīng)用中很受追捧，此外PLA在骨科內(nèi)固定材料、手術(shù)縫合線、眼科材料和藥物控制釋放等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，除縫合線國(guó)產(chǎn)率已達(dá)50%，其他醫(yī)用領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)化均低于30%。圣博碼生物是中國(guó)唯一具備規(guī)?；a(chǎn)醫(yī)用級(jí)聚乳酸類高分子材料企業(yè)，產(chǎn)能達(dá)到10噸/年，主要用于Ⅰ類醫(yī)療器械領(lǐng)域。高價(jià)值植入材料主要進(jìn)口廠家為荷蘭科碧恩-普拉克（道達(dá)爾持有股份）、德國(guó)贏創(chuàng)、德國(guó)勃林格殷格翰等。

3）眼科領(lǐng)域。根據(jù)Frost & Sullivan統(tǒng)計(jì)，中國(guó)主要眼疾患者人數(shù)遠(yuǎn)多于美國(guó)，但眼科高值醫(yī)用耗材市場(chǎng)規(guī)模僅為全球的1/8，眼科材料領(lǐng)域增長(zhǎng)潛力強(qiáng)大。

PMMA由于良好的透光性在眼科領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如硬質(zhì)晶狀體、角膜鏡、義眼片等，是應(yīng)用最廣的眼科材料之一。此外，PMMA還大量應(yīng)用在骨水泥、透析膜、人工器官外殼等領(lǐng)域。PMMA全球產(chǎn)能主要集中在西歐、美國(guó)和日本地區(qū)，醫(yī)用級(jí)技術(shù)主要掌握在德國(guó)贏創(chuàng)、美國(guó)盛禧奧、日本旭化成等公司手中，中國(guó)暫無企業(yè)實(shí)現(xiàn)醫(yī)用級(jí)PMMA量產(chǎn)。目前國(guó)內(nèi)通用級(jí)PMMA產(chǎn)能約84萬噸/年，代表性企業(yè)有蘇州雙象和萬華化學(xué)等，進(jìn)口量約20萬噸/年。

4）血液凈化領(lǐng)域。血透是血液凈化的主要醫(yī)療手段。包括透析器、透析管路、透析液及其他附件，其中透析器中的透析膜與透析質(zhì)量有著巨大關(guān)系。市場(chǎng)上主流的血液透析膜是聚砜膜，我國(guó)從事透析膜生產(chǎn)的企業(yè)有山東威高集團(tuán)、廣州貝恩醫(yī)療和廣東寶萊特等公司，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品約占我國(guó)血液透析膜市場(chǎng)份額的40%，但核心技術(shù)及原材料仍源于國(guó)外。

PSU是一類耐高溫以及高機(jī)械強(qiáng)度的工程塑料，2020年中國(guó)PSU產(chǎn)能為8 000噸/年，實(shí)際產(chǎn)量?jī)H1 700噸，由于國(guó)產(chǎn)PSU穩(wěn)定性差，醫(yī)用級(jí)產(chǎn)品嚴(yán)重依賴進(jìn)口，全球性PSU類塑料生產(chǎn)商有德國(guó)巴斯夫、比利時(shí)索爾維和日本住友，其中索爾維和巴斯夫兩大品牌占據(jù)中國(guó)PSU市場(chǎng)80%以上的市場(chǎng)份額。

5）疫苗配套領(lǐng)域。我國(guó)雖實(shí)現(xiàn)了新冠疫苗自主開發(fā)，預(yù)計(jì)年產(chǎn)量突破30億支，但疫苗瓶材料中性硅硼玻璃生產(chǎn)技術(shù)完全依賴于進(jìn)口，考慮到國(guó)家疫苗產(chǎn)業(yè)鏈整體安全，發(fā)展疫苗瓶材料勢(shì)在必行。相比于中性硅硼玻璃，醫(yī)用級(jí)COC/COP材料無論是在物化性，還是短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)能擴(kuò)充速度都極具優(yōu)勢(shì)，引發(fā)了中外各國(guó)的研究熱潮。它主要應(yīng)用在造影劑用器械、疫苗容器、微量滴定容器和醫(yī)學(xué)反應(yīng)檢測(cè)等方向。從全球范圍來看，日本是COC/COP的主要供應(yīng)地，主要生產(chǎn)企業(yè)有瑞翁、寶理和三井等，合計(jì)產(chǎn)能約8.5萬噸/年，平均單價(jià)在20萬元/噸。

目前我國(guó)國(guó)藥和科興的新冠疫苗都使用0.5 mL預(yù)灌封注射器，由聚戊二烯橡膠、中性硅硼玻璃、HIIR和PP等醫(yī)用材料組成，其中中性硅硼玻璃為主要材料。倘若中國(guó)產(chǎn)出的新冠疫苗瓶均由COC/COP替代，將消耗COC/COP約7 500噸/年，伴隨國(guó)產(chǎn)帶來的需求增加，預(yù)計(jì)實(shí)際醫(yī)用消耗將超過1萬噸/年。

2.2.2 深耕醫(yī)用優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域

國(guó)外化工企業(yè)生產(chǎn)的醫(yī)用聚丙烯主要應(yīng)用在包裝材料、實(shí)驗(yàn)器具和高端醫(yī)療器械等方向，如耐輻照特性的PP、茂金屬PP等材料都是值得開發(fā)挖掘的產(chǎn)品，主要牌號(hào)有北歐化工BormedTD109CF（醫(yī)用專用熱封料）、ExxonMobil Achieve系列等。此外還可以進(jìn)行產(chǎn)品類別拓展，特別是高密度聚乙烯在醫(yī)用硬包裝（藥瓶、瓶蓋）、人工器官和矯形外科修補(bǔ)材料上具有較大應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)性較好，主要牌號(hào)有利安德巴塞爾Purell PE GF4750等。

3 建議

一是采取靈活化布局方式。既要提升企業(yè)內(nèi)部的自主研發(fā)能力，鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)加快突破緊缺型醫(yī)用高分子材料的研發(fā)瓶頸；又要瞄準(zhǔn)國(guó)內(nèi)外中小型醫(yī)用高分子材料生產(chǎn)及研發(fā)企業(yè)，考慮資本和技術(shù)介入，培育潛力型醫(yī)用領(lǐng)域企業(yè)；還要加緊同醫(yī)療器械企業(yè)和醫(yī)院的合作，建立從“產(chǎn)”到“用”的國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈。

二是運(yùn)用多元化布局理念。投資醫(yī)用高分子材料公司不能局限于上游原材料生產(chǎn)企業(yè)，也要關(guān)注到中游的醫(yī)療器械企業(yè)，不能只關(guān)注傳統(tǒng)醫(yī)療器械公司，考慮到未來醫(yī)用高分子材料發(fā)展趨勢(shì)，要關(guān)注創(chuàng)新型醫(yī)療器械企業(yè)，如3D增材制造企業(yè)、可穿戴醫(yī)療設(shè)備企業(yè)等。

三是加速系列化產(chǎn)品發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)醫(yī)用材料布局較為零散，尚未形成系列化產(chǎn)品，建議規(guī)?；l(fā)展，增強(qiáng)市場(chǎng)對(duì)國(guó)產(chǎn)醫(yī)用材料的感知度。

四是構(gòu)建規(guī)范化機(jī)制標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)標(biāo)國(guó)際先進(jìn)醫(yī)用高分子材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，建立醫(yī)用高分子材料生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟，規(guī)范統(tǒng)一中國(guó)醫(yī)用高分子材料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)向世界標(biāo)準(zhǔn)融合。

五是搭建聯(lián)盟化研發(fā)平臺(tái)。聯(lián)合醫(yī)衛(wèi)行業(yè)的相關(guān)龍頭企業(yè)，共同搭建全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，建設(shè)醫(yī)用高分子材料創(chuàng)新研發(fā)平臺(tái)，聚力推動(dòng)緊缺型高技術(shù)含量醫(yī)用材料開發(fā)。