【医疗器械蓝皮书】我国胶原蛋白类医疗器械现状及发展趋势

医疗器械蓝皮书 行业发展蓝皮书 2023-12-31

【编者按】 医疗器械蓝皮书《中国医疗器械行业发展报告（2023）》由中国药品监督管理研究会研创，社会科学文献出版社出版。王宝亭、耿鸿武主编，于清明、蒋海洪、李强、卢忠副主编；田玲、李浩等三十五位编委；共35篇报告，9月1日上市出版。本文为报告的节选。

【作 者】 郭学平，华熙生物科技股份有限公司，首席科学家，研究员，博士；付杰，华熙生物科技股份有限公司/北京益而康生物工程有限公司，总经理助理/董事，高级工程师，硕士；任霞，华熙生物科技股份有限公司，技术BD，高级工程师，硕士

【摘要】 胶原蛋白类医疗器械在外科、骨科、口腔科、医疗美容等医疗器械市场中应用已较为广泛，按原料来源不同，可分为动物胶原蛋白医疗器械和重组胶原蛋白医疗器械。2022年外科用动物胶原蛋白医疗器械市场规模持续扩大，骨科市场正在稳步上升，口腔科市场正在快速增长，医美领域市场较为平稳，神经外科等市场尚小，未来有一定的成长空间。2022年敷料用重组胶原蛋白医疗器械市场规模快速增长，有多家企业正在医美市场布局。未来，随着提取工艺的发展及组织工程技术的提升，动物胶原蛋白医疗器械将向脊髓损伤修复、子宫内膜修复、老龄化组织器官退行性病变、出生缺陷修复等更多再生修复的应用领域发展；随着对胶原蛋白功能和序列的深入研究，在实现功能化重组胶原蛋白规模化生产的基础上，更多细分市场也将逐渐迎来越来越广泛的应用。

【关键词】 动物胶原蛋白 重组胶原蛋白 止血海绵 人工骨 医美注射 组织工程材料

胶原蛋白是人体组织器官的主要结构蛋白，约占人体总蛋白质的30-40%，广泛分布于骨骼、软骨、肌肉、肌腱、韧带、血管和皮肤等组织和器官中，在细胞增殖/分化、组织发育等方面发挥着重要作用，生物相容性及可降解性良好，在医疗器械中用途广泛。

商业化制备的胶原蛋白，根据来源不同可分为动物胶原蛋白（以下简称“动物胶原”）与重组胶原蛋白（以下简称“重组胶原”），动物胶原因供应有限、较高免疫原性及潜在病毒风险，限制了其在医疗器械中更大规模的应用。近年来，随着合成生物学技术的发展，重组胶原因可通过发酵大规模量产及低免疫源性的特点被越来越多的研发机构及企业所重视。

现阶段，动物胶原在医疗器械中的应用仍占主导地位。自1976年美国将胶原蛋白列为医疗器械后，动物胶原已被广泛用于普通外科、骨科、牙科、神经外科及医美等临床领域，但至今无重组胶原的医疗器械获FDA批准。在中国，动物胶原医疗器械同样应用广泛，虽有重组胶原医疗器械获批，但其应用领域较单一，主要集中在敷料产品。

一 动物胶原医疗器械的行业现状

动物胶原医疗器械的胶原蛋白原料最常使用Ⅰ型和Ⅲ型。动物胶原医疗器械采用的原料主要来自牛和猪，国内仅1款鱼源的医美敷料于2015年获批。相比牛源和猪源，鱼源胶原蛋白无致病源、污染少，无文化和宗教敏感性，但较难溯源。

动物胶原医疗器械在国外已有很长的使用历史，且应用领域广泛。以美国为例，动物胶原作为医疗器械已有超过40年的使用历史，产品涵盖口腔科、普通外科、眼科、整形外科、骨科、神经科等。国外动物胶原医疗器械的生产企业主要有Geistlich、Collagen Matrix和Integra等公司，其产品均覆盖骨科、口腔科、神经外科等。动物胶原医疗器械在国内已有近20年的使用历史，该类产品目前主要在外科、骨科、口腔科、医疗美容等应用领域使用最为广泛。国内动物胶原医疗器械有益而康生物、创尔生物、奥精医疗、正海生物、双美生物、贝迪生物、湃生生物等几十家生产企业，各企业的布局领域有所不同。

表1 动物胶原主要生产企业总览

数据来源：各公司官方数据

据NMPA数据，截止2022年12月31日，动物胶原器械共获批94个（不含试剂盒），其中Ⅲ类器械80个、Ⅱ类器械14个。与美国相比，我国管理类别更高，多数为Ⅲ类器械，普通外科产品占比最高，如表1所示。2022年首次注册的产品12款，其中Ⅲ类器械8个，涵盖普通外科、骨科、口腔科、皮肤科/医疗美容和心血管科；2022年初获批的4个Ⅱ类器械均是皮肤科/医疗美容用敷料。

表2 国内动物胶原医疗器械注册情况

* 爱贝芙含牛胶原蛋白，但起效主成分为 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA） 微球。** 益而康生物的人工骨，除人体骨组织缺损外，也用于口腔科骨缺损。† 奥林巴斯可吸收创口材料即用于外科创面修复，也用于口腔软组织修复；博特生物胶原膜用于普通外科，也用于医美和神经外科缺损修复。†† 本文统计范围仅限由胶原蛋白制备的医疗器械，未含明胶产品及脱细胞基质产品。 数据来源：NMPA官方数据

1、普通外科

动物胶原具有聚集/活化/凝结血小板的功能，在普通外科主要用于局部快速止血，多采用止血敷料形式。除止血作用外，动物胶原还可发挥促进愈合、预防疤痕及修复组织缺损的作用。生产企业主要有益而康生物、创尔生物、贝迪生物、沛奇隆生物等。奥精医疗也在开发止血海绵，现已完成临床研究。

除止血海绵外，动物胶原在外科领域的产品还有人工真皮和缝合线。动物胶原人工真皮也被用于全层皮肤缺损的修复和重建，主要采用膜片的形式。动物胶原缝合线既有高强度，又有可吸收性，不易损伤组织。

动物胶原在普通外科的用量将伴随外科手术市场增长不断扩大。2022年全球胶原蛋白海绵市场规模约为15亿元，北美占有超过45%的市场份额，中国和欧洲共占有超过35%的市场份额，中国市场规模约为2亿元；预计2029年全球市场规模将达到23亿元，2023-2029年复合增长率为6.2%[2]。

2、骨科

动物胶原在骨科领域的应用主要是人工骨及软骨修复。动物胶原被广泛用于人工骨。添加类似骨无机组分的其他材料，可改善胶原基质的力学性能、孔隙度、结构稳定性、成骨特性等[3]。动物胶原支架在软骨组织工程中也具有募集干细胞和促进干细胞成软骨分化的作用，被用于软骨组织重建和早期修复[4]。

目前已有5款动物胶原的人工骨获批，生产企业主要有益而康生物、奥精医疗、正海生物等。此外，动物胶原基质的软骨诱导性材料也在开发中，用于治疗创伤、退变导致的局灶性膝关节软骨缺损等，该产品即将启动临床研究。

2021年我国骨缺损修复材料市场规模为33.9亿元，预计2023年有望增加至53.4亿元，年复合增速达26%；假设人工骨修复材料市占率达到54.49%（美国2017年的水平），则人工骨修复材料市场规模达到29亿元[5]。

3、口腔科

动物胶原在口腔科主要被用于口腔粘膜等软组织缺损的修复，以及牙槽骨、颅颌面等硬组织缺损的填充修复，多为修复膜及骨填充材料。应用动物胶原海绵可使口腔术后残腔基本保持原有形态，动物胶原、或与其他骨科材料联合使用，也已成为克服牙槽嵴萎缩的理想方案。这类产品的生产企业主要有益而康生物、正海生物、奥精医疗等。创尔生物还有两款新产品在研，口腔创面修复产品已结束临床试验，胶原复合材料尚处于开发中。2022年，国内还有用于种植牙术后周围组织增量、下牙槽软组织术中保护等的产品正在开展临床研究[6]。

中国口腔医疗市场正处于稳定增长阶段。 2020年我国口腔修复膜市场规模为13.5亿元，预计2025年口腔修复膜市场规模将达到41.3亿元。2020年我国口腔科骨修复市场规模约为15亿，预计2030年口腔科骨修复市场规模将达到30.7亿元。二者的潜在市场将逾70亿[7]。

4、医疗美容

国内获批的动物胶原注射剂共四款，主要生产企业为双美生物和长春博泰。双美生物还有两款产品在研，动物胶原植入剂已完成临床测试，胶原蛋白/透明质酸复合材料未来也将被用于深层注射、改善肤质。此外，动物胶原敷料也被广泛用于医美术后修复。

2021年中国胶原蛋白医美注射终端市场规模约为37亿元，占注射医美终端市场的8.7%；预测该市场规模将从2022年的51亿元增至2027年的137亿元，在注射医美终端市场的占比将提升至10.9%[8]。

动物胶原的皮肤护理医用敷料市场规模已从2017年的5亿元增至2021年的25亿元，复合增长率为49.1%，占整个皮肤护理敷料市场的9.7%；预计将从2022年的34亿元进一步增至2027年的113亿元，复合增长率为27.2%，市场占比提升至11.5%[9]。

5、神经外科

神经外科的损伤包括脑、脊髓和周围神经的损伤。动物胶原具有较高拉伸强度，低炎性和低细胞毒性反应，在单独使用或与其他材料联合使用时，可被塑造成薄片状、管状、粉末状或海绵状，用于硬(脑、脊)膜组织及周围神经的缺损修复。

脊髓损伤是一种严重的中枢神经损伤，可导致感觉和运动障碍等；且与其他组织不同，中枢神经损伤后会形成抑制神经再生的微环境，导致神经再生非常困难。脊髓损伤的治疗难点在于如何使缺损神经元再生，恢复轴突的传导功能。随着再生医学技术的发展，我国在脊髓损伤再生修复的基础研究和临床转化已走在世界前列。采用动物胶原开发的有序胶原支架（NeuroRegen®支架）可引导脊髓神经再生，已有100多例完全性脊髓损伤患者参与临床研究[10]。相信不久的将来，必将有脊髓损伤修复的系列产品上市，填补该领域的空白。

6、心血管科

动物胶原在心血管科器械中主要以涂层或海绵的形式存在，起止血作用。产品有人工血管、血管封合器及分支型术中支架系统。我国人工血管大部分依靠进口，仅一款国产器械获批（百优达生命）；血管封堵器均为进口产品；唯一的分支型术中支架系统出自微创心脉。

2020年国内人造血管市场规模达7.6亿美元，约占全球市场的21.6%，预计到2026年中国人造血管市场规模将达到9.5亿美元[11]。

动物胶原医疗器械还可用于人工晶状体等。动物胶原医疗器械在几十年的临床应用中，被证明安全、有效。随着提取工艺发展、灭菌技术提升及对原料来源的管控，动物胶原将具更广泛的用途。

二 重组胶原医疗器械的行业现状

据NMPA发布的《重组胶原生命材料命名指导原则》，我国重组胶原分为重组人胶原蛋白、重组人源化胶原蛋白、重组类胶原蛋白三类。前两者与人100%同源，具有部分三螺旋结构，其中人源化胶原蛋白只包含部分拼接或重复片段；而重组类胶原蛋白与人同源性低，仅具单螺旋结构。重组胶原与动物胶原相比，具有较低病毒污染风险和免疫原性，且组分单一、加工性能更强，可被应用于医疗器械，目前在敷料和医美注射剂中已有应用。

重组胶原的研究到规模化生产历经30余年，已知的重组胶原蛋白表达系统主要有微生物、植物、动物，其中大肠杆菌、毕赤酵母为规模化生产的主要表达系统，比如国内华熙生物、巨子生物、锦波生物、创建医疗及江苏吴中等重组胶原均已实现规模化生产，逐步完善从原料到终端的产品升级的过程。而以色列的CollPlant通过*草烟**实现了Ⅰ型重组胶原的规模化生产，Jellatech新开发了由哺乳动物成纤维细胞中生产的具有三螺旋结构的全长功能性I型胶原蛋白。从类型上看，Ⅰ、Ⅲ型重组胶原具研究和生产最为普遍，随着重组技术不断成熟，Ⅱ型、Ⅶ型、ⅩⅦ型及其他稀有型胶原蛋白的研究逐渐增多。

表3 重组胶原生产企业总览

数据来源：各公司官方数据

我国重组胶原的总产量已处于世界领先地位，国家高度重视重组胶原产业的基础研究和医疗器械应用的创新发展。2022年，相关支持性政策及标准陆续发布（如表3），并积极规划其在多领域的应用。

表4 2022年我国重组蛋白相关政策及标准

截止2022年12月31日，重组胶原医疗器械共获批267个，以创面敷料为主（如表4）。2021年，第一款用于医美填充的冻干纤维获批；2022年，大量敷料类产品获批。随着对重组胶原的深入研究，国内外还有多家企业正在开发用于慢性创面、泌尿科、医美注射等多个领域的重组胶原器械[12]。比如，国内多家企业研究领域集中于外科、骨科、口腔科、妇产科、生殖科及医美等领域医疗器械中的应用，比如骨修复材料、可吸收生物膜、应用于多领域的冻干纤维、口腔用重组人源化胶原蛋白、医美注射剂。而国外企业主要研究其在再生医学、组织工程等领域的应用，比如3D打印*体器人官**、医美注射剂，而重组胶原人工角膜已处于临床阶段。

表5 国内以重组胶原未主要成分的医疗器械注册情况

数据来源：NMPA官方数据

敷料市场是重组胶原蛋白的主要应用领域。重组胶原用于皮肤护理的医用敷料市场规模已从2017年的4亿元增至2021年的48亿元，复合增长率为86.1%，占皮肤护理医用敷料市场18.5%；预计将从2022年的72亿元进一步增至2027年的255亿元，复合增长率为28.8%，市场占比提升至26.1%[13]。

三 未来发展趋势

（一）动物胶原的发展趋势

动物胶原已成为重要的再生医学材料。2022年动物胶原器械注册的临床研究有8项[14]，口腔科7项，是主要关注点。此外，动物胶原也已出现在脊髓损伤修复、子宫内膜损伤修复、老龄化组织器官退行性疾病（如：关节损伤、眼底黄斑变性等）治疗、出生缺陷修复、再生医美等方向的研究中[15]。

随着再生医学关键技术的不断突破，进一步推动组织器官修复乃至体外制造成为可能，在未来再生医学的众多临床场景下动物胶原医疗器械也将具有更广泛的应用。

（二）重组胶原的发展趋势

目前，构建重组质粒、获得工程宿主细胞大量表达的目标胶原蛋白、监测胶原蛋白的高密度发酵和纯化等仍是行业面临的技术难题。未来，随着对胶原蛋白功能及序列的研究更深入，可根据终端产品需求设计材料的基因序列，材料功效和特性也将获得更多科学实验和临床数据支撑，并实现功能化重组胶原的规模化生产。随着各企业的纷纷入局及医疗器械产品的不断开发，重组胶原市场规模增速将继续领先，产品在主要细分市场中的将持续提升。

（完）

附：2023医疗器械蓝皮书目录概览

序言 ----------邵明立

前言 ----------王宝亭 耿鸿武

Ⅰ总报告

B1 2022年我国医疗器械行业发展状况及2023年展望 ----王宝亭 耿鸿武

一 我国医疗器械行业为新冠肺炎疫情防控做出重大贡献

二 我国医疗器械行业继续健康稳步发展

三 监管法规体系更加完善，监管科学研究不断深入

四 日常监管更加精准，安全有效得到更好保障

五 2023年我国医疗器械行业将继续保持健康发展势头

Ⅱ政策篇

B2 2022年我国医疗器械审批制度改革进展与展望——张浩

B3 2022年我国医疗器械监督管理工作进展与展望——赵彬

B4 2022年我国医疗器械不良事件监测概况——岳相辉

B5 2022年我国医用耗材集中采购开展情况和趋势----耿鸿武 戴斌 叶小芳

B6 2022年我国医疗器械行业政策文件发布情况分析报告———刘强 耿伯瑄

Ⅲ行业篇

B7 2022年我国医疗器械进出口贸易现状及发展趋势——罗福洲 张正阳

B82022年我国医疗器械产业创新状况及发展趋势——李丹荣

B92022年我国医疗器械产业园区现状及发展趋势 ——宋广征 殷美园 何丽红

B102022年我国骨科植入物行业现状及发展趋势—— 许书富 李仁耀

B11 2022年我国新冠病毒核酸居家自测技术的进展与应用趋势——康可人 陈 飞 应乐

B122022年我国医疗器械电生理行业现状及发展趋势——冯 萍 张小华 高进年

B13 2022年我国围产监护及产后康复医疗器械行业现状及发展趋势——包 静 章 鸿 姚秋实

B142022年我国医疗激光市场现状及发展趋势——张敬申 王晓宏 殷静静

B152022我国国产CT球管市场状况及发展趋势——谷胜栋 潘 奕 唐志宏

B16 2022年我国胶原蛋白类医疗器械现状及发展趋势——郭学平 付 杰 任 霞

B17 2022年我国植入式眼科医疗器械现状及发展趋势——王天放 阙 敏

B182022年我国器官保存液行业现状及发展趋势——游可为 王文刚 刘嘉馨

B192022年我国高通量基因测序行业现状及发展趋势——赵陆洋 包原野 冯晨晨

B202022年我国医疗器械合同研发组织现状及未来展望——彭沂非 张 俊 李 伟

Ⅳ区域篇

B21 2022年粤港澳大湾区医疗器械行业发展现状及展望——朱茗茵

B22 2022年浙江省医疗器械行业发展现状及展望 ——郑 建 黄芝香 钱文文

B23 2022年陕西省医疗器械行业发展现状及展望 ——于清明 韩 刚 张素秦

B24 2022年四川省医疗器械行业发展现状及展望 ——石保社 张明华 袁 鹏

B25 2022年江苏省苏州市医疗器械行业发展现状及展望——张苏华 殷建国 陶敬泓

V实践篇

B26 高端医疗器械产业集群培育路径探索——蔡翘梧 钟 蔚 张晓华

B27 基于数字化技术的医疗设备使用评价探讨——周 君 行 辰 山其君

B28 医疗器械安全公众满意度方法构建与实践研究——袁 博 苏辅芸 吴桂萍

B29 医疗器械供应链管理项目建设实践及展望——龚翼华 岳海龙 段振玉

B30 医疗器械质量管理体系标准升级及新国标实施探讨——常 佳 李朝晖

B31 医疗机构体外诊断试剂规范采购的实践与经验——张 平 朱子寒

B32 医疗器械注册人备案人制度下注册自检的实践与应用——孔 亮 陈 俊 陈 涛

VI借鉴篇

B34美国FDA创新医疗器械上市及监管政策分析——尚 炜

B33东盟地区医疗器械监管及法规分析——张培茗 张天逸 程云章

B35以色列医疗器械行业特色发展对我国的启示——王 昕 郝世超

Ⅶ附录

附录1 2022年我国医疗器械行业重要法规文件--------编委会

附录2 英文摘要-------编委会

医疗器械蓝皮书责任声明

（一）本文经本皮书主编授权发布。

（二）本文仅代表皮书报告作者（或课题组）观点，不代表作者（或课题组）所在单位立场。

（三）任何媒体或个人未经专家同意不得以专家名义发布此内容。

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