科技推动产业发展 认识扩大应用范围——我国人工骨市场分析
组织工程学是应用生命科学和工程学的原理与技术，设计、构建、培育和保养活组织，研制生物替代物，以修复或重建组织器官的结构，维持或改善组织器官功能的一门新兴边缘学科。这是由Langer教授于20世纪80年代提出的。组织工程产品的构建涉及到细胞、材料，体内植胗稚婕暗矫庖摺⑿鲁麓弧⒀汗┯Α?br>神经支配、功能调节、生长发育及老化等问题。组织工程包含三个要素，即生物活性因子(生长因子)、功能细胞(种子细胞)和支架材料(载体)。通过以上三个要素，人工骨材料才能构建并实现工业化生产。
近年来，随着材料学和生物化学的发展，骨组织工程已取得了很大进展，构建组织工程化人工骨正逐步走向市场化，被骨科医生所了解、接受。目前，骨组织工程研究中应用的基质材料主要有：生物类材料、生物陶瓷类材料、聚合物类材料以及复合类材料。广意上来说，以上四种均可称为人工骨，但业内通常仅将通过组织化工程技术构建的用于小段骨缺损修复材料称为“人工骨”；而将其余三种称为“骨移植用修复人工骨”。因为后三种人工骨并非人造，只是医生将病人其他部位的自体骨或他人的骨头，甚至是非人类的动物骨取出并代用。
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■市场集中度高
统计数据显示，2000年全年美国使用骨移植材料的总病例数达到853,480例，其中整形外科病例数达到308,980，占总数的36%；脊椎融合病例数达到391,500，占46%；颔骨外科病例数为153,000，占18%。2001年，美国骨移植材料(不包括牙科市场)的市场总销售额接近6亿美元，预计到2010年骨移植材料的市场将接近12亿美元。骨移植材料已逐渐发展成为一个总销售额达数十亿美元的巨大产业，并有广阔的市场前景和良好的上升空间。
有业内权威专家用美国数据来估算我国的情况，估计我国每年骨移植手术为150万件(我国每年约有350万人因不同原因出现骨缺损)。但由于我国收入水平与美国相差巨大，而骨科手术费用又相当昂贵，大量病人并未实施手术，许多骨缺损者不得不实施截肢手术。业内人士一般认为我国全年骨浦彩质踉?0万～80万件，其中真正用到人工骨修复材料的约占1/3～1/2。我国的骨移植手术仍然以自体骨移植为主。
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受就诊习惯的影响，我国患者无论大病小病都愿意去大型医院就诊，再加上各医院有意加强特色科室的建设，使得骨移植手术大量集中于中心城市的少数医院。年均骨移植手术超过1000例以上的医院非常少，均为上海、北京、广州等地的三甲大医院，且以骨科为特色；同样是三甲大医院，如非特色科室，每年的骨移植手术数据量相差甚远。近40%的医院年均骨移植手术在100例以下，也就说绝大部分的医院每年移植手术在100例以下，平均每月不过10例。这些数据表明，我国人工骨市场的集中度相当高，占据了专科力量强的三甲医院就等于占据了市场主流。
在市场方面，目前大部分厂商均能生产出形状不同、规格不一的产品。其中，以条状、颗粒状、块状居多，也有注射型产品。只有少数国产厂商能按医院使用要求，定制出特殊形状的人工骨。当前，进入国内人工骨领域的外资企业不过十几家，国产企业数量与之基本持平。为了争夺有限的市场空间，有些进口品种的售价甚至比国产品还低。但是，在市场调查中，医生对价格的关注度要低于人工骨的强度、品牌和可吸收性等因素。出于惯性思维，部分医生对使用国产品仍心存疑虑，认为“国产品性能不够稳定，让人不放心”。
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■五类产品受关注
随着组织工程技术的不断完善，人工骨移植材料的开发、生产和临床应用日渐看好，有很好的市场前景和发展空间。人工骨移植材料具有很好的诱导成骨性、生物相容性、可降解性，为骨移植材料提供了另一选择，其原料丰富，可实现大批量生产，这一点是自体骨、同种异体骨无法比拟的，其发展前景光明。下列五种产品颇受关注：
◆生物类材料
生物类材料主要指同种异体骨和异体异种骨。两者都存在免疫原性和传播疾病隐患的问题。同种异体骨来源有限，而异种骨来源丰富、价格低廉，可降低抗原性，具有一定的开发应用前景。目前以山西奥瑞的异体骨最为畅销，他们建有较大容量的骨库，在保鲜、免疫方面做得出色。尤其在北方，各大医院均在使用该公司产品。但异种骨的免疫原性、致畸及致癌性尚有待进一步研究，这是阻止同种异体骨的大量使用的一个重要原因。
◆生物陶瓷类材料
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生物陶瓷类材料很多，主要由钙、磷元素组成，它们是人类骨组织的主要无机成分。试验中显示出良好的生物相容性，植入骨断端易形成骨性结合。常用的有生物降解陶瓷，如磷酸三钙(TCP)等，和生物活性陶瓷，如羟基磷灰石(HA)、生物活性玻璃陶瓷(BGC)、双相钙磷陶瓷(HA/TCP)等。
生物陶瓷材料用于骨组织工程细胞生物支架材料效果肯定，并且单纯的多孔羟基磷灰石和生物活性玻璃已在临床上应用并未发现明显的不良反应。但该材料由于脆性较大和很快被吸收仍不尽如人意。
◆聚合物类材料
人工合成可降解聚合物主要有聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚原酸酯(POE)、聚乙内酯(PCL)、聚羟丁酯(PHB)及其共聚物等。组织工程常用的是聚孔酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)及其共聚物。虽然聚合类材料显示了良好的成骨效应，但其缺点明显，临床使用受限。
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◆复合类材料
将碱性无机陶瓷类物质，如碳酸钙、碳酸氢钠和钙羟基磷灰石等，引人到人工合成聚合物中，可代偿聚合物降解引起的pH值不降，有助于防止无菌性炎症的发生，同时合成聚合物如PLA有助于改善陶瓷类材料的脆性。目前，国内有数量不多的厂商研制生产该类材料，虽已推向了市场，但在临床上使用推广的问题始终未解决，销量不大。
◆纳米仿生骨支架
早在1999年，国外研究人员就采用层压和缠绕的技术获得纳米羟基磷灰石胶原复合骨支架，并在骨支架上种植成骨细胞，体外培养及植入体内后证实成骨细胞在骨支架上生长良好，从而修复了骨缺损。
在我国，清华大学的崔福斋教授研究的纳米人工骨材料于2004年成功获得国家食品药品监督管理局的认证，正式进入国内市场。此外，四川大学相关机构也研制成功纳米材料。但由于骨科医生对人工骨的认识还不普及，广泛应用于临床还需要一段时间。
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■未来有赖技术进步
骨组织工程研究虽然取得了长足进步，但无论是基础研究还是临床应用方面仍然存在诸多问题，主要体现在：组织工程骨临床应用种子细胞的获取和诱导转化技术流程的建立；仿生化、智能化骨组织工程用生物材料的制备；组织工程骨的临床应用许可问题；组织工程骨临床应用安全性评价。另外，目前人工骨在承重、大段骨缺的修复方面，还存在着较大的不足。因此，到人工骨市场真正“火起来”尚需时日。
加强人工骨的研发，需注意以下几个方面：
围绕临床应用、产业化开发进行基础研究。种子细胞、生物材料、组织构建和临床应用是骨组织工程研究的四大重要组成部分，相辅相成、不可分割。组织工程学与某些领域理论性研究不同，其研究目标、最终目的的实现在于临床应用及产品的产业化。
组织工程骨组织的构建须由单一、简单的方式向仿生化、智能化方式转变。在骨组织工程研究的早期，众多学者采用“单一的种子细胞+生物材料”的方法构建出组织工程骨组织，并在小动物骨缺损修复的实验中取得成功。这些成果证实了组织工程技术的可行性和巨大的临床应用前景，但同时也表现出这种单一、简单构建方式的不足，其所构建的骨组织体积、形态、生物学表现等与生理状态下有极大的不同，不能满足临床应用的实际需要。因此，采用仿生化、智能化构建已成为研究的热点。
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骨组织工程产品的临床应用安全性评价与标准化是组织工程临床应用和产业化所必经的重要阶段，目前从总体上看国内外对组织工程产品还没有完善的、整体的管理办法及评价方法。这就严重制约了组织工程产品的临床应用与产业化发展。未来这方面工作还有待加强。
在我国上海、成都以及西安等地相继成立了不同类型的组织工程企业。从总体上看，当前成立的组织工程企业、公司绝大多数以较为成熟的替代型、修补型生物材料为主要产品，还不是真正意义上的组织工程产品，仅仅是组织工程产品的雏形。如何尽快将科研成果转化为生产力，如何建立组织工程研究全新的产、学、研管理和现代化高科技企业的运行模式等许多问题均值得进一步深入探讨。而企业的早期介入和市场化管理运作模式对于组织工程的产业化是非常必要的。企业从研究的早期就开始介入，从资金分配、研究方向、进度等各方面均按企业化模式进行管理，研究人员则紧密围绕临床应用及产品产业化而开展对应的研究工作，形成研究人员与企业的有机结合。
组织工程学研究是一个不断发展、完善的过程，在不同的时期有不同研究重点。当前我国组织工程研究正处于一个关键时期，只有紧密围绕组织工程的临床应用、产业化开发这一目标和中心，将基础研究、临床应用和产品开发有机结合，才能继续保持我国在国际组织工程研究领域的独特优势和地位，真正体现出组织工程巨大的社会效益和经济价值。
文/黄凯 温歆雅, 百拇医药(黄凯；温歆雅)
近年来，随着材料学和生物化学的发展，骨组织工程已取得了很大进展，构建组织工程化人工骨正逐步走向市场化，被骨科医生所了解、接受。目前，骨组织工程研究中应用的基质材料主要有：生物类材料、生物陶瓷类材料、聚合物类材料以及复合类材料。广意上来说，以上四种均可称为人工骨，但业内通常仅将通过组织化工程技术构建的用于小段骨缺损修复材料称为“人工骨”；而将其余三种称为“骨移植用修复人工骨”。因为后三种人工骨并非人造，只是医生将病人其他部位的自体骨或他人的骨头，甚至是非人类的动物骨取出并代用。
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■市场集中度高
统计数据显示，2000年全年美国使用骨移植材料的总病例数达到853,480例，其中整形外科病例数达到308,980，占总数的36%；脊椎融合病例数达到391,500，占46%；颔骨外科病例数为153,000，占18%。2001年，美国骨移植材料(不包括牙科市场)的市场总销售额接近6亿美元，预计到2010年骨移植材料的市场将接近12亿美元。骨移植材料已逐渐发展成为一个总销售额达数十亿美元的巨大产业，并有广阔的市场前景和良好的上升空间。
有业内权威专家用美国数据来估算我国的情况，估计我国每年骨移植手术为150万件(我国每年约有350万人因不同原因出现骨缺损)。但由于我国收入水平与美国相差巨大，而骨科手术费用又相当昂贵，大量病人并未实施手术，许多骨缺损者不得不实施截肢手术。业内人士一般认为我国全年骨浦彩质踉?0万～80万件，其中真正用到人工骨修复材料的约占1/3～1/2。我国的骨移植手术仍然以自体骨移植为主。
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受就诊习惯的影响，我国患者无论大病小病都愿意去大型医院就诊，再加上各医院有意加强特色科室的建设，使得骨移植手术大量集中于中心城市的少数医院。年均骨移植手术超过1000例以上的医院非常少，均为上海、北京、广州等地的三甲大医院，且以骨科为特色；同样是三甲大医院，如非特色科室，每年的骨移植手术数据量相差甚远。近40%的医院年均骨移植手术在100例以下，也就说绝大部分的医院每年移植手术在100例以下，平均每月不过10例。这些数据表明，我国人工骨市场的集中度相当高，占据了专科力量强的三甲医院就等于占据了市场主流。
在市场方面，目前大部分厂商均能生产出形状不同、规格不一的产品。其中，以条状、颗粒状、块状居多，也有注射型产品。只有少数国产厂商能按医院使用要求，定制出特殊形状的人工骨。当前，进入国内人工骨领域的外资企业不过十几家，国产企业数量与之基本持平。为了争夺有限的市场空间，有些进口品种的售价甚至比国产品还低。但是，在市场调查中，医生对价格的关注度要低于人工骨的强度、品牌和可吸收性等因素。出于惯性思维，部分医生对使用国产品仍心存疑虑，认为“国产品性能不够稳定，让人不放心”。
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■五类产品受关注
随着组织工程技术的不断完善，人工骨移植材料的开发、生产和临床应用日渐看好，有很好的市场前景和发展空间。人工骨移植材料具有很好的诱导成骨性、生物相容性、可降解性，为骨移植材料提供了另一选择，其原料丰富，可实现大批量生产，这一点是自体骨、同种异体骨无法比拟的，其发展前景光明。下列五种产品颇受关注：
◆生物类材料
生物类材料主要指同种异体骨和异体异种骨。两者都存在免疫原性和传播疾病隐患的问题。同种异体骨来源有限，而异种骨来源丰富、价格低廉，可降低抗原性，具有一定的开发应用前景。目前以山西奥瑞的异体骨最为畅销，他们建有较大容量的骨库，在保鲜、免疫方面做得出色。尤其在北方，各大医院均在使用该公司产品。但异种骨的免疫原性、致畸及致癌性尚有待进一步研究，这是阻止同种异体骨的大量使用的一个重要原因。
◆生物陶瓷类材料
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生物陶瓷类材料很多，主要由钙、磷元素组成，它们是人类骨组织的主要无机成分。试验中显示出良好的生物相容性，植入骨断端易形成骨性结合。常用的有生物降解陶瓷，如磷酸三钙(TCP)等，和生物活性陶瓷，如羟基磷灰石(HA)、生物活性玻璃陶瓷(BGC)、双相钙磷陶瓷(HA/TCP)等。
生物陶瓷材料用于骨组织工程细胞生物支架材料效果肯定，并且单纯的多孔羟基磷灰石和生物活性玻璃已在临床上应用并未发现明显的不良反应。但该材料由于脆性较大和很快被吸收仍不尽如人意。
◆聚合物类材料
人工合成可降解聚合物主要有聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚原酸酯(POE)、聚乙内酯(PCL)、聚羟丁酯(PHB)及其共聚物等。组织工程常用的是聚孔酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)及其共聚物。虽然聚合类材料显示了良好的成骨效应，但其缺点明显，临床使用受限。
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◆复合类材料
将碱性无机陶瓷类物质，如碳酸钙、碳酸氢钠和钙羟基磷灰石等，引人到人工合成聚合物中，可代偿聚合物降解引起的pH值不降，有助于防止无菌性炎症的发生，同时合成聚合物如PLA有助于改善陶瓷类材料的脆性。目前，国内有数量不多的厂商研制生产该类材料，虽已推向了市场，但在临床上使用推广的问题始终未解决，销量不大。
◆纳米仿生骨支架
早在1999年，国外研究人员就采用层压和缠绕的技术获得纳米羟基磷灰石胶原复合骨支架，并在骨支架上种植成骨细胞，体外培养及植入体内后证实成骨细胞在骨支架上生长良好，从而修复了骨缺损。
在我国，清华大学的崔福斋教授研究的纳米人工骨材料于2004年成功获得国家食品药品监督管理局的认证，正式进入国内市场。此外，四川大学相关机构也研制成功纳米材料。但由于骨科医生对人工骨的认识还不普及，广泛应用于临床还需要一段时间。
, 百拇医药
■未来有赖技术进步
骨组织工程研究虽然取得了长足进步，但无论是基础研究还是临床应用方面仍然存在诸多问题，主要体现在：组织工程骨临床应用种子细胞的获取和诱导转化技术流程的建立；仿生化、智能化骨组织工程用生物材料的制备；组织工程骨的临床应用许可问题；组织工程骨临床应用安全性评价。另外，目前人工骨在承重、大段骨缺的修复方面，还存在着较大的不足。因此，到人工骨市场真正“火起来”尚需时日。
加强人工骨的研发，需注意以下几个方面：
围绕临床应用、产业化开发进行基础研究。种子细胞、生物材料、组织构建和临床应用是骨组织工程研究的四大重要组成部分，相辅相成、不可分割。组织工程学与某些领域理论性研究不同，其研究目标、最终目的的实现在于临床应用及产品的产业化。
组织工程骨组织的构建须由单一、简单的方式向仿生化、智能化方式转变。在骨组织工程研究的早期，众多学者采用“单一的种子细胞+生物材料”的方法构建出组织工程骨组织，并在小动物骨缺损修复的实验中取得成功。这些成果证实了组织工程技术的可行性和巨大的临床应用前景，但同时也表现出这种单一、简单构建方式的不足，其所构建的骨组织体积、形态、生物学表现等与生理状态下有极大的不同，不能满足临床应用的实际需要。因此，采用仿生化、智能化构建已成为研究的热点。
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骨组织工程产品的临床应用安全性评价与标准化是组织工程临床应用和产业化所必经的重要阶段，目前从总体上看国内外对组织工程产品还没有完善的、整体的管理办法及评价方法。这就严重制约了组织工程产品的临床应用与产业化发展。未来这方面工作还有待加强。
在我国上海、成都以及西安等地相继成立了不同类型的组织工程企业。从总体上看，当前成立的组织工程企业、公司绝大多数以较为成熟的替代型、修补型生物材料为主要产品，还不是真正意义上的组织工程产品，仅仅是组织工程产品的雏形。如何尽快将科研成果转化为生产力，如何建立组织工程研究全新的产、学、研管理和现代化高科技企业的运行模式等许多问题均值得进一步深入探讨。而企业的早期介入和市场化管理运作模式对于组织工程的产业化是非常必要的。企业从研究的早期就开始介入，从资金分配、研究方向、进度等各方面均按企业化模式进行管理，研究人员则紧密围绕临床应用及产品产业化而开展对应的研究工作，形成研究人员与企业的有机结合。
组织工程学研究是一个不断发展、完善的过程，在不同的时期有不同研究重点。当前我国组织工程研究正处于一个关键时期，只有紧密围绕组织工程的临床应用、产业化开发这一目标和中心，将基础研究、临床应用和产品开发有机结合，才能继续保持我国在国际组织工程研究领域的独特优势和地位，真正体现出组织工程巨大的社会效益和经济价值。
文/黄凯 温歆雅, 百拇医药(黄凯；温歆雅)