2024年，膜材料領(lǐng)域傳來(lái)好消息:國(guó)內(nèi)首臺(tái)體外呼吸機(jī)膜材料(ECMO膜)生產(chǎn)設(shè)備成功編織出符合要求的膜材料。江南大學(xué)針織技術(shù)教育部工程研究中心與國(guó)家高性能醫(yī)療器械創(chuàng)新中心科研團(tuán)隊(duì)合作，成功研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的ECMO膜材料編織設(shè)備，預(yù)計(jì)2024年投入使用。但是過(guò)去，ECMO使用的中空纖維膜一直處于國(guó)外企業(yè)的壟斷狀態(tài)。

膜材料廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、制藥，以及ECMO、在包括血液透析器在內(nèi)的設(shè)備領(lǐng)域，這些領(lǐng)域也存在不同程度的“卡脖子”現(xiàn)象。近年來(lái)，國(guó)家政策全力支持，科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)共同努力，膜材料的R&D和制造取得了許多突破。2024年，成績(jī)特別豐碩，將成為膜技術(shù)自主研發(fā)的重要節(jié)點(diǎn)。

膜過(guò)濾創(chuàng)新企業(yè)、創(chuàng)新產(chǎn)品涌現(xiàn)

膜過(guò)濾技術(shù)貫穿于生物制藥的上下游環(huán)節(jié)。生物過(guò)濾主要分布在培養(yǎng)液過(guò)濾、氣體過(guò)濾、緩沖液過(guò)濾、澄清過(guò)濾、濃縮更換、柱前/超濾前保護(hù)過(guò)濾、病毒過(guò)濾、殺菌過(guò)濾等工段。

在生物醫(yī)藥的研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中，生物醫(yī)藥膜和過(guò)濾器作為分離純化階段不可或缺的耗材，應(yīng)用于許多場(chǎng)景，如緩沖液過(guò)濾、初步分離和濃縮、殺菌過(guò)濾、超濾、病毒過(guò)濾、細(xì)胞培養(yǎng)和獲取等。，對(duì)應(yīng)廣闊的市場(chǎng)規(guī)模。

單抗純化技術(shù)中膜過(guò)濾技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)據(jù)來(lái)源：膜科學(xué)與技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)許多致力于生命科學(xué)/生物醫(yī)藥領(lǐng)域的膜過(guò)濾公司成立于2020年左右，成長(zhǎng)迅速，受到投資機(jī)構(gòu)的青睞。從這些公司一次融資能達(dá)到1億元的情況可以看出，業(yè)界重視膜過(guò)濾技術(shù)的獨(dú)立研發(fā)；作為制藥行業(yè)的重要組成部分，過(guò)濾器和過(guò)濾膜材料可以彌補(bǔ)中國(guó)自主研發(fā)生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)。

自2023年以來(lái)，與融資膜過(guò)濾技術(shù)有關(guān)的企業(yè)，資料來(lái)源：動(dòng)脈橙數(shù)據(jù)庫(kù)

自2024年以來(lái)，各創(chuàng)新型企業(yè)紛紛推出新產(chǎn)品，涉及生命科學(xué)和制藥的每一個(gè)膜過(guò)濾階段。

部分膜過(guò)濾新產(chǎn)品自2024年以來(lái)上市，資料來(lái)源：公司公開(kāi)信息

例如，2024年，艾里奧斯連續(xù)發(fā)布了深層過(guò)濾器、深層膜堆、多系列殺菌級(jí)囊式過(guò)濾器和筒式過(guò)濾器，可用于澄清過(guò)濾、預(yù)過(guò)濾和生物醫(yī)學(xué)過(guò)程中的殺菌過(guò)濾。目前，艾里奧斯已在美國(guó)波士頓和中國(guó)上海設(shè)立過(guò)濾膜材料研發(fā)中心和過(guò)濾器產(chǎn)品研發(fā)中心，并在上海和杭州設(shè)立了兩個(gè)過(guò)濾器生產(chǎn)基地，高性能過(guò)濾膜的生產(chǎn)基地將在今年內(nèi)建成。

護(hù)理醫(yī)療還先后發(fā)布了微濾平板膜包、空心纖維濾芯、濾芯等新產(chǎn)品，以滿足醫(yī)藥行業(yè)各種澄清或濃縮工藝的過(guò)濾需求。

同時(shí)，賽普過(guò)濾、艾里奧斯等企業(yè)的膜過(guò)濾產(chǎn)品通過(guò)了FDA DMF Ⅱ類(lèi)備案。

美國(guó)DMF（Drug Master File）它是FDA建立的一個(gè)非公開(kāi)信息系統(tǒng)，用于幫助藥品制造商和供應(yīng)商選擇和共享藥品。DMF文檔用于介紹制造商的基本信息、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)方法、生產(chǎn)工藝和設(shè)備描述、質(zhì)量控制和質(zhì)量控制。

原材料供應(yīng)商將所需的技術(shù)內(nèi)容以DMF文檔的形式直接交給FDA備案，并獲得備案號(hào)。藥品申請(qǐng)人在申請(qǐng)過(guò)程中可以直接使用DMF備案號(hào)代替需要提供相關(guān)原材料和輔助材料的具體信息，大大縮短了審查和評(píng)估時(shí)間。

換句話說(shuō)，如果藥企使用上述備案產(chǎn)品，可以直接引用該備案材料，有利于縮短申請(qǐng)過(guò)程中相關(guān)材料的準(zhǔn)備時(shí)間和審核周期。

膜過(guò)濾技術(shù)已經(jīng)跨越了新材料和生物醫(yī)藥在中國(guó)制造2025戰(zhàn)略中的兩個(gè)領(lǐng)域。隨著國(guó)內(nèi)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展和生物制造時(shí)代的到來(lái)，膜過(guò)濾技術(shù)作為生物技術(shù)下游的核心之一，具有可觀的市場(chǎng)前景。在資本、技術(shù)、市場(chǎng)等諸多因素的推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)公司已經(jīng)獲得了生物技術(shù)的各種膜過(guò)濾產(chǎn)品。

除了病毒在“塔尖”上的過(guò)濾，已有企業(yè)出海。

隨著工業(yè)化的深入發(fā)展，生物醫(yī)藥等其他領(lǐng)域的病毒安全標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，需要一種不會(huì)造成蛋白質(zhì)變性的制備方法來(lái)去除/滅活病毒，從而提高生產(chǎn)中的病毒安全性。除病毒過(guò)濾作為一種常用的病毒清除方法，在過(guò)濾設(shè)備內(nèi)部過(guò)濾膜的影響下，可以在不造成蛋白質(zhì)變性的情況下對(duì)病毒進(jìn)行過(guò)濾，尤其是對(duì)于消除過(guò)程中具有高耐受性的非脂包膜病毒，從而保證生產(chǎn)中的病毒安全。

除了病毒過(guò)濾膜，它是一種具有復(fù)雜孔結(jié)構(gòu)的高聚物膜，旨在為20nm以上的病毒顆粒提供高度截流，同時(shí)允許較小的產(chǎn)物分子自由通過(guò)。由于病毒和分子需要高度的選擇性來(lái)區(qū)分大小相近，并且需要在高通量條件下運(yùn)行，在過(guò)濾膜中，除了病毒濾膜成為技術(shù)含量最高的產(chǎn)品之一，也是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的核心耗材。

多年來(lái)，Merck一直是世界上唯一的技術(shù)門(mén)檻。、Asahi、Pall和其他外國(guó)公司可以穩(wěn)定供應(yīng)。2020年，由于新冠肺炎疫情，疫苗生產(chǎn)所需的高端過(guò)濾膜需求激增，國(guó)內(nèi)一度出現(xiàn)供不應(yīng)求。面臨著高檔膜材“卡脖子”的局面，國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)傾注了除病毒濾膜的研究、開(kāi)發(fā)、制造和應(yīng)用。

根據(jù)公司的公開(kāi)信息，

2020年9月，科百特自主研發(fā)制造的Viruclearuclear VF上市，打破了國(guó)外企業(yè)除了病毒產(chǎn)品的壟斷局面。

2022年5月，除病毒過(guò)濾器外，賽普過(guò)濾的Valpha系列上市，并提供PES(改良聚醚)和RC(再生纖維素)兩種除病毒過(guò)濾器。

九齡科技Guidling除病毒過(guò)濾器于2022年7月上市，經(jīng)特殊處理后，可大大增加過(guò)濾載量，防止病毒過(guò)濾器堵塞。

此后，除病毒過(guò)濾技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)高頻持續(xù)。

資料來(lái)源：國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局自2023年以來(lái)除病毒過(guò)濾膜的發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)狀況：

根據(jù)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的專(zhuān)利公告，自2023年以來(lái)，除病毒過(guò)濾膜相關(guān)專(zhuān)利密集獲得授權(quán)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2023年共有7項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)，2024年數(shù)量再創(chuàng)新高，僅上半年就有7項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)；此外，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局還授權(quán)了除病毒過(guò)濾相關(guān)的多項(xiàng)新型實(shí)用專(zhuān)利。

綜上所述，除了病毒過(guò)濾膜的自主研發(fā)能力，還掌握在科百特、賽普過(guò)濾、九齡科技等少數(shù)公司手中，新增公司很少。同時(shí)，具備R&D能力的企業(yè)繼續(xù)進(jìn)行技術(shù)迭代，升級(jí)和優(yōu)化濾膜及相關(guān)組件的技術(shù)，提高產(chǎn)品的過(guò)濾性能和穩(wěn)定性，以適應(yīng)各種應(yīng)用領(lǐng)域。

自首款除病毒過(guò)濾產(chǎn)品上市以來(lái)，科百特已經(jīng)推出了聚醚。（PES）和再生纖維素（RC）材料多型除病毒過(guò)濾產(chǎn)品，用戶端可根據(jù)藥液狀況、應(yīng)用領(lǐng)域等進(jìn)行檢測(cè)選型。

賽普過(guò)濾器還推出了即用型囊式除病毒過(guò)濾器、新一代再生纖維素除病毒過(guò)濾器等。

同時(shí)，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品在市場(chǎng)開(kāi)發(fā)方面也取得了顯著成效，甚至走向海外。

例如，截至2024年4月，科百特已有15多位客戶使用科百特Viruclear系列除病毒過(guò)濾器，完成了2000-10000L發(fā)醇規(guī)模的多批次生產(chǎn)。與此同時(shí)，科百特仍在不斷開(kāi)拓海外市場(chǎng)，目前已與美國(guó)、日本、澳大利亞、中東歐、印度等地區(qū)的許多醫(yī)藥用戶建立了除病毒過(guò)濾領(lǐng)域的溝通和聯(lián)系。

醫(yī)療器械關(guān)鍵膜材料，已實(shí)現(xiàn)自主開(kāi)發(fā)

膜材料也廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械領(lǐng)域。

“十四五”醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提出，要攻關(guān)先進(jìn)基礎(chǔ)材料。切實(shí)攻關(guān)體外膜肺氧合機(jī)用中空纖維膜，血液凈化設(shè)備用透析膜。

2023年，工業(yè)和信息化部和國(guó)家美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局聯(lián)合啟動(dòng)了生物醫(yī)用材料創(chuàng)新任務(wù)，重點(diǎn)關(guān)注高分子材料、金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料三個(gè)關(guān)鍵方向，包括血液透析器、體外膜肺氧合機(jī)等醫(yī)療器械的高分子材料，包括血液透析膜的聚合物。（PSU）、聚醚砜（PES），聚4-羥基-1-戊烯用于氧合膜。（PMP）。

這種膜材料在醫(yī)療器械中起著重要的作用，尤其是在透析膜、氧合膜等重要領(lǐng)域。

透析膜和氧合膜材料攻關(guān)項(xiàng)目《生物醫(yī)用材料創(chuàng)新任務(wù)揭榜(第一批)入圍揭榜單位》，資料來(lái)源:工業(yè)和信息化部

氧合膜研發(fā)突破，距應(yīng)用僅一步之遙。

2023年1月4日，漢諾醫(yī)療自主研發(fā)國(guó)內(nèi)首套套體外膜肺氧合系統(tǒng)（ECMO）獲批上市后，中國(guó)成為繼美國(guó)、德國(guó)、意大利之后第四個(gè)具有ECMO技術(shù)產(chǎn)業(yè)化能力的中國(guó)。自國(guó)內(nèi)首套ECMO整機(jī)系統(tǒng)問(wèn)世以來(lái)，已在國(guó)內(nèi)數(shù)百家醫(yī)院進(jìn)行臨床治療，已完成數(shù)百名患者的治療，上機(jī)時(shí)間超過(guò)數(shù)萬(wàn)小時(shí)。

截至目前，國(guó)內(nèi)已有三款ECMO商品獲準(zhǔn)，除漢諾醫(yī)療外，還有長(zhǎng)征醫(yī)療、賽騰醫(yī)療等商品獲準(zhǔn)。

氧合膜是ECMO系統(tǒng)的核心部件，是一種氣體交換裝置。到目前為止，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了三代產(chǎn)品:一代固體硅膠膜、二代微孔中空纖維膜、三代固體中空纖維膜。

聚4-羥基-1-戊烯是第三代氧合膜材料。（PMP）聚烯烴材料作為一種性能優(yōu)異的聚烯烴材料，具有良好的氧氣通量和氮氧選擇性、低溶出物和生物安全性等特點(diǎn)，增強(qiáng)了血液相和氣相分離，解決了血液泄漏問(wèn)題，被稱(chēng)為ECMO系統(tǒng)的最佳薄膜材料。然而，世界上只有3M公司的Membrana獨(dú)家供應(yīng)PMP薄膜。

在ECMO系統(tǒng)研發(fā)取得重大成就的同時(shí)，國(guó)內(nèi)PMP膜制備技術(shù)的研發(fā)也在緊張地進(jìn)行著。

數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，氧合器用膜制備技術(shù)專(zhuān)利狀況

根據(jù)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的公開(kāi)信息，截至目前，已有10多項(xiàng)PMP膜制備技術(shù)獲得專(zhuān)利授權(quán)。PMP膜研發(fā)不僅需要處理與氣體交換效率、氧合效應(yīng)等產(chǎn)品特性相關(guān)的問(wèn)題，還需要處理后續(xù)制造成本、生產(chǎn)效率等產(chǎn)業(yè)化相關(guān)問(wèn)題。

2024年6月，杭州費(fèi)爾新材料有限公司(科百特旗下公司)的PMP中空纖維氧合膜在國(guó)家美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局完成了醫(yī)療器械主要文件的登記，這意味著如果醫(yī)療器械申請(qǐng)人使用商品，可以通過(guò)主要文件快速申報(bào)和評(píng)估。(注:國(guó)家美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局參考國(guó)際相關(guān)要求，從2021年起實(shí)施醫(yī)療器械主要文件登記制度)

2024年3月，根據(jù)國(guó)家高性能醫(yī)療器械創(chuàng)新中心發(fā)布的消息，該中心對(duì)氧合器中空纖維膜材料進(jìn)行了技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)了膜材料的試制。

另外，由石化院牽頭的PMP材料研發(fā)項(xiàng)目也取得了重要進(jìn)展，目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出千噸級(jí)4。-MP-一個(gè)單一的PMP材料生產(chǎn)工藝包，擬建設(shè)每年1000噸的示范裝置，實(shí)現(xiàn)4000噸-MP-1單一和PMP材料工業(yè)化，解決了整個(gè)原材料和材料過(guò)程中的“卡脖子”問(wèn)題。

血液滲透，從透析器到透析膜逐一攻克

血液透析器是血液透析設(shè)備的重要組成部分，也是血液透析醫(yī)療器械中商業(yè)化技術(shù)壁壘較高的商品。

近年來(lái)，血液透析器的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加快，與進(jìn)口商品站在一半。根據(jù)國(guó)家美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局的基本信息，截至目前，已有近60臺(tái)國(guó)產(chǎn)透析器獲準(zhǔn)，涉及20多家企業(yè)。根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)分析，進(jìn)口和國(guó)內(nèi)廠商在血液透析器領(lǐng)域的份額約為50%。

在血液透析器中，血液透析膜是核心部件。雖然透析器已經(jīng)達(dá)到了較高的工業(yè)化水平，但透析膜仍然需要大量進(jìn)口，世界上只有幾家歐洲和日本企業(yè)能夠生產(chǎn)醫(yī)用級(jí)聚醚材料。

目前，除了工業(yè)和信息化部和國(guó)家美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局聯(lián)合推進(jìn)醫(yī)療、健帆生物等公司在醫(yī)用聚醚和醫(yī)用聚醚領(lǐng)域的研發(fā)項(xiàng)目外，更多的龍頭企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了血液透膜的自主開(kāi)發(fā)，并已應(yīng)用于血液透膜產(chǎn)品。根據(jù)企業(yè)公開(kāi)信息統(tǒng)計(jì)，已獲得血液透析器批準(zhǔn)的20多家企業(yè)中，約30%具備了透析膜自主開(kāi)發(fā)制造的能力。

根據(jù)威高血凈招股書(shū)，企業(yè)掌握了血液透析器的關(guān)鍵制膜技術(shù)和生產(chǎn)工藝，是國(guó)內(nèi)最早擁有中空纖維膜納米外壁孔結(jié)構(gòu)測(cè)量等關(guān)鍵技術(shù)的廠家之一，也是國(guó)內(nèi)最早擁有中空纖維膜納米外壁孔結(jié)構(gòu)測(cè)量等關(guān)鍵技術(shù)的廠家。

蘇州君康成立于2012年，曾從德國(guó)引進(jìn)透析膜紡紗生產(chǎn)線和封裝生產(chǎn)線。在形成了一個(gè)由德國(guó)技術(shù)專(zhuān)家、國(guó)內(nèi)知名大學(xué)教授和內(nèi)部R&D團(tuán)隊(duì)組成的R&D制造體系后，逐步研究自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的透析膜制備技術(shù)，成為國(guó)內(nèi)第一家大規(guī)模生產(chǎn)聚醚膜的公司。

2020年，寶萊特收購(gòu)蘇州君康后，借助蘇州君康透析膜的獨(dú)立研發(fā)能力，完善了自己在血液行業(yè)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的布局。

2021年，三鑫醫(yī)療完成了中空纖維血液透析膜自主紡紗制備的大規(guī)模生產(chǎn)。是業(yè)內(nèi)較早使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備自主紡紗制備透析膜并大規(guī)模生產(chǎn)的公司。

山外山也投入了透析膜的自主開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)幾年的積累和實(shí)踐，特別是16條中空纖維膜紡紗試驗(yàn)生產(chǎn)線的應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)，在紡紗技術(shù)上取得了許多突破。

總的來(lái)說(shuō)，業(yè)內(nèi)R&D實(shí)力雄厚的公司不斷優(yōu)化安全指標(biāo)控制技術(shù)，提高產(chǎn)品自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，保證中空纖維膜在生物相容性、可瀝濾物控制、溶質(zhì)去除率、超濾率等方面的性能保持穩(wěn)定。在臨床應(yīng)用中，中空纖維膜與進(jìn)口商品相媲美。

工業(yè)化已經(jīng)邁出了重要的一步

萬(wàn)事開(kāi)頭難，這句話用來(lái)形容攻克“卡脖子”技術(shù)的過(guò)程再合適不過(guò)了。

目前，許多國(guó)內(nèi)公司都在努力提供薄膜材料的安全性。與進(jìn)口產(chǎn)品相比，它們?cè)谑袌?chǎng)上占有一席之地，性能相近或更好，產(chǎn)品交付速度更快，性價(jià)比更高。

也有從業(yè)者指出，部分國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品在穩(wěn)定生產(chǎn)、驗(yàn)證體系、性能穩(wěn)定性等方面與進(jìn)口商品仍有較大差距。大型設(shè)備展上最擁擠的展位通常是少數(shù)，一些國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品展位冷清。即便如此，我們也應(yīng)該看到，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從0到1突破的公司，從未停止過(guò)深入研發(fā)、不斷迭代的步伐；與此同時(shí)，更多的企業(yè)在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)上投資成本，以自主創(chuàng)新為核心任務(wù)目標(biāo)。

無(wú)論如何，已經(jīng)邁出的第一步，就是未來(lái)坦途的開(kāi)始。

參考資料

江南大學(xué)：國(guó)內(nèi)第一臺(tái)！體外呼吸機(jī)（ECMO）江南造膜材料編織裝備！

膜技術(shù)：膜技術(shù)在單克隆抗體分離純化中的應(yīng)用研究進(jìn)展

中國(guó)石油新聞：好消息！實(shí)現(xiàn)醫(yī)療材料產(chǎn)業(yè)化的重大突破！

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