2020年1月23日武汉封城标志着“新冠疫情”爆发,到2021年12月23日西安再度封城,新冠病毒已经伴随着人类两年有余。“后疫情时代”这个词从不断从新闻中提起,直到逐渐融入人们的生活,并改变着多个行业的格局。所谓后疫情时代,并不是我们原来想象的疫情完全消失,一切恢复如前的状况,而是疫情时起时伏,随时都可能小规模爆发,从外国外地回流以及季节性的发作,而且迁延较长时间,对各方面产生深远影响的时代。
医疗用品产业作为抗疫低值耗材用品最大的行业,疫情的每次爆发都将其一次次推到了聚光灯下,突如其来的“黑天鹅”对于医疗用品产业产生巨大冲击的同时,也带来了更多的机遇。在此期间,社会对医疗用品尤其是医用口罩等产品的需求迅速提高,使得行业发展持续保持着高昂的增长势头。
新冠疫情主要利好疫情防护、新冠诊断、新冠治疗、新冠疫苗等相关医疗器械领域。
据众成医械大数据平台统计,2020年医疗器械新增注册产品中,注册数排名前五的依次为隔离衣、一次性使用医用口罩、医用外科口罩、医用隔离面罩和医用隔离眼罩,这五类产品均为疫情防护产品。
医疗器械防疫物资主要涉及低值耗材的医用高分子耗材、卫生材料及敷料两个细分行业,2020年同比增长分别高达232%、200%。
其中,与疫情防护相关的低值耗材增长最为明显,同比增长达105.3%。疫情防护涉及的医疗器械主要包括口罩、防护服、手套等产品,目前国内疫情趋于稳定,但海外疫情仍处于水深火热,防疫物资出口需求较大。
同时,疫情暴露了国内在医疗器械高端产品和核心原材料方面的不足,进口替代仍是产业发展的主旋律。如此大的一片蓝海,如何用技术占领市场和不断驱动发展,成为各医疗用品企业亟需解决的问题。
聚乳酸赋能医疗用品行业
聚乳酸(Polylactic acid,PLA),又称聚丙交酯,是一种可完全生物降解的聚酯类高分子材料。其由乳酸缩聚制得,目前多以玉米等含淀粉生物质或秸秆纤维素为原料,发酵生产乳酸,将乳酸制备成环状二聚体丙交酯,再将丙交酯开环聚合生产聚乳酸。其不以石油为原料,只以通过植物的光合作用形成的生物质可再生资源为原料,约2吨玉米就可以生产1吨聚乳酸,约3吨玉米秸秆、麦草秸秆就可以生产1吨聚乳酸,取之不尽、用之不竭。
理论上聚乳酸制品的废弃物可被自然界中微生物分解成二氧化碳和水,二氧化碳和水通过植物光合作用,形成生物质并继续成为聚乳酸发酵的原料,因此聚乳酸是目前世界公认的环境友好材料。
生物医药行业是聚乳酸最早开展应用的领域。早在1966年,库尔卡尼等人合成了生物可降解的聚左旋乳酸(PLLA)缝合线,阐明了聚乳酸具有良好的生物相容性与生物可降解性。1976年,约尔斯等人报道了聚乳酸可广泛用作药物缓释体系载体的研究。1987年,伦斯拉格等人以四苯基锡为催化剂,制备出更高分子量的PLLA,极大改善了材料力学性能,展现了聚乳酸作为骨折内固定材料的广阔应用前景。随着科学技术的发展,聚乳酸在非织造布行业的应用也不断得到拓展,聚乳酸纤维及其制品也逐步用于医疗用品行业。
聚乳酸是新型的聚酯类材料,经过了美国FDA安全性认证,比利时VINCOTTE可堆肥降解认证,德国DIN可堆肥降解认证,国际SGS抗菌、抗螨认证,美国BPI可堆肥降解认证,国家生态纺织品质量监督检验中心抗菌、抗螨认证等多项权威认证,表明聚乳酸具有环保降解、无毒抗螨、抑菌保健、防火防湿、防过敏;亲肤以及抗紫外线等优越性能,被称为“可吃的材料”。
聚乳酸表面呈弱酸性,有极强的防螨效果和天然抑菌性,对白色念珠菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌率达到95%以上;具有阻燃性,即使燃烧但发烟量小、无黑烟、无毒气;具有防潮性,导湿快干且透气性好,特别适用于医疗及护理领域。
使用聚乳酸(PLA)一次性医用防疫及护理制品将带来行业的革命性突破,不但有利于保护生态环境,而且有利于人体健康,更有利于实现医用防疫及护理制品高质量发展,具备良好的生态效益、社会效益及经济效益。
业内权威专家致力于生物基可降解材料聚乳酸(PLA)在医疗、护理、养老等领域产品的探索,经过多年来的市场调研、技术研究及临床实验,成功推出聚乳酸(PLA)一次性医用防疫及护理制品,包括聚乳酸(PLA)口罩、帽子、鞋套、防护服、枕套、床罩、垫单、孔巾、手术包等。
聚乳酸全生物降解一次性口罩
自2020年新冠肺炎疫情以来,口罩成为生活必备的防护用品,世界范围内口罩的消耗量大增,《环境科学与技术》杂志估计,全球每月使用和丢弃1290亿个口罩和650亿个一次性手套。口罩的材料几乎都是化石基来源的塑料制品,存在自然环境下无法进行降解、回收处理难等难题,成为“后疫情”时代长期存在的环境问题,将对生物多样性、人类健康、气候问题和全球经济带来严峻的后果。
植物基全生物降解口罩,中间熔喷布层和内外无纺布层均是全生物降解的聚乳酸(PLA)材料加工而成,耳绳、鼻梁条均为生物降解,真正意义上达到口罩所有结构全生物降解。在堆肥条件下3-6个月,自然环境下掩埋1-2年即可完全分解为二氧化碳和水,在使用后能被自然界中微生物完全降解。
聚乳酸手术服
醋酸纤维易降解,自身具有一定抗菌性,横截面形状呈现Y型,无皮芯结构,表面光滑且带有明显沟槽,使醋酸纤维表面积更大,对过滤性能有一定助益。聚乳酸纤维力学性能较醋酸纤维好,横截面类似圆形,表面较为光滑。具有良好的热塑性,在一定温度下纤维之间熔融粘结可提高成品的阻隔性能,拥有良好的水扩散性,比如与棉混纺可制成吸汗速干型复合材料,所制成的非织造材料,具有良好的手感、悬垂性及回弹性,优良的卷曲性及卷曲稳定性。
因此采用醋酸纤维与聚乳酸纤维为纤维原料,发挥各自优势,互补彼此缺点,可开发一种绿色环保易降解,无后续废弃环境负担,兼顾阻隔性与舒适性,无皮肤刺激性的手术服。
手术缝合线
由于纯PLA结晶度较高、性脆,不能直接用来制作医用缝合线,往往要将其进行改性。一般是将PLA的单体乳酸(LA)与乙醇酸(GA)共聚而成,该制品已于2002年由强生(上海)医疗器材有限公司将其商品化,名为薇乔抗菌缝线(VICRYL® Plus),是当时全球第一种也是唯一的一种人工合成抗菌可吸收医用缝线。该产品具有一定的机械强度与吸收性能,可以根据伤口制成不同形状,在愈合初期具有一定强度能够帮助人体组织复位。
聚乳酸在其它医疗用品展望
2021年12月31日,工信部发布《重点新材料首批次应用示范指导目录(2021年版)》,涵盖先进基础材料、先进有色金属、先进化工材料、关键战略材料、前沿新材料五大类共304种材料。
在先进化工材料中,聚乳酸入列,应用领域生物医药及高性能医疗装备。
聚乳酸具有良好的生物相容性,对人体有高度安全性并可被组织吸收,加之其优良的物理机械性能,除了一次性医用口罩、手套、床单、护垫、药物盒、器皿之外,在体内医用材料方向也有广泛应用,如采用聚乳酸制得的可吸收螺钉、可吸收手术线,可用作人体组织修补的纤维编织物或膜材料,骨折内固定材料,眼科植入材料,组织工程支架材料等。在欧美等国已被用来替代不锈钢,作为新型的骨科内固定材料如骨钉、骨板而被大量使用,其可被人体吸收代谢的特性使病人免收了二次开刀之苦。
医用聚乳酸也可用作药物控释材料,在现代药物与剂型升级发展方面具有特殊的应用价值,如药物分子封装与缓释/控释制剂、疫苗封装、定位植入药物的缓释/控释制剂等。此外,经酶法或全细胞催化直接合成获得的生物级聚乳酸,在未来医用聚乳酸材料制造方面具有一定前景,但现有的技术水平、产品聚合度与纯度等有待进一步提升。