產(chǎn)品技術(shù)曲線是基于醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)，分別對(duì)國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)、專利庫(kù)與研究文獻(xiàn)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析建立的數(shù)據(jù)模型與評(píng)價(jià)體系，評(píng)估細(xì)分領(lǐng)域的產(chǎn)品與技術(shù)的成熟度及其所處的發(fā)展階段，旨在為科研機(jī)構(gòu)、研發(fā)企業(yè)、投資機(jī)構(gòu)等提供技術(shù)評(píng)價(jià)的客觀數(shù)據(jù)支撐。

　　2020年6月，眾成醫(yī)械研究院發(fā)布了2020年中國(guó)骨科植入產(chǎn)品技術(shù)曲線。目前骨科植入產(chǎn)品技術(shù)曲線點(diǎn)位共計(jì)40個(gè)以上，涵蓋35類產(chǎn)品，30余種材料及關(guān)鍵技術(shù)。產(chǎn)品技術(shù)曲線上的點(diǎn)位區(qū)間分別代表著不同關(guān)鍵要素與市場(chǎng)方向。例如種子期的關(guān)鍵要素是"科技創(chuàng)新"，該階段技術(shù)成熟度偏低，市場(chǎng)上暫無(wú)相應(yīng)產(chǎn)品，是打造高精尖國(guó)產(chǎn)品牌的長(zhǎng)跑賽道；推薦科研機(jī)構(gòu)、研發(fā)企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注（見(jiàn)表1）。

表1 成熟度區(qū)間的特征說(shuō)明

　　植入類耗材領(lǐng)域的研究人員往往聚焦于課題本身，包括材料的合成、改性以及動(dòng)物試驗(yàn)、臨床試驗(yàn)等，對(duì)于市面上產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)展、注冊(cè)情況等缺乏客觀的信息來(lái)源。而產(chǎn)品技術(shù)曲線能為研究機(jī)構(gòu)、研發(fā)企業(yè)提供直觀的定位，并解析各項(xiàng)產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展前景、研究進(jìn)展、產(chǎn)品現(xiàn)狀、創(chuàng)新趨勢(shì)等。本文以種子期-可吸收鎂合金產(chǎn)品為例，重點(diǎn)介紹產(chǎn)品技術(shù)曲線在科技創(chuàng)新方面的應(yīng)用。

　　醫(yī)用鎂合金的發(fā)展前景

　　可吸收鎂合金由于具有良好的可吸收性和生物相容性，具有可控的腐蝕速率，能促進(jìn)成骨，并可在骨愈合后自行降解消失等特點(diǎn)，被譽(yù)為"革命性的金屬生物材料"。

　　臨床廣泛使用的骨科固定器械材料以鈦合金、不銹鋼等惰性金屬為主，存在需要二次手術(shù)取出或永久保存在體內(nèi)的問(wèn)題，例如，治療骨折使用的傳統(tǒng)鋼釘，長(zhǎng)期存留在體內(nèi)會(huì)因腐蝕導(dǎo)致有害金屬離子溶出，引發(fā)人體過(guò)敏，病愈后需通過(guò)二次手術(shù)將其取出。而現(xiàn)有可降解吸收材料（如聚乳酸、羥基磷灰石等）力學(xué)性能較差，無(wú)法對(duì)承受較大載荷骨創(chuàng)傷部位進(jìn)行有效固定，應(yīng)用范圍有限。

　　可吸收鎂合金骨科產(chǎn)品不僅能在骨組織完成修復(fù)和再生過(guò)程后自行降解，降解產(chǎn)物鎂離子是人體必需元素，能促進(jìn)骨組織愈合，也避免了需要二次手術(shù)取出帶來(lái)的痛苦和經(jīng)濟(jì)壓力，臨床推廣便利，市場(chǎng)前景巨大，可適用于不同骨折內(nèi)固定的各種結(jié)構(gòu)形式骨釘、骨板等新產(chǎn)品。同時(shí)，鎂合金與人體骨骼密度最為接近（鎂合金密度約為1.7g/cm3、人體骨骼密度約為1.75g/cm3），此外鎂合金的彈性模量約為45GPa，也接近于人體骨骼（10~40GPa），能有效地緩解甚至避免"應(yīng)力遮擋效應(yīng)"。

　　2013年，中德生物鎂合金骨科產(chǎn)品臨床前研討會(huì)上，專家們一致認(rèn)為鎂合金是與人體骨骼具有最好生物力學(xué)相容性的金屬材料，有望成為實(shí)現(xiàn)上述愿景的突破口。目前全世界醫(yī)用鎂合金研究者、以及美國(guó)FDA、中國(guó)國(guó)家藥監(jiān)局、歐盟藥監(jiān)機(jī)構(gòu)等均普遍認(rèn)為醫(yī)用鎂合金的發(fā)展已經(jīng)具備進(jìn)入臨床和實(shí)際應(yīng)用推廣階段，且部分可吸收鎂合金骨科器械已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。

　　醫(yī)用鎂合金的研究進(jìn)展

　　早在19世紀(jì)初，鎂金屬作為骨科內(nèi)植物材料用于人體治療，例如鎂金屬線用于術(shù)中結(jié)扎止血。后因?yàn)殒V金屬機(jī)械性能與人體皮質(zhì)骨相似，又有報(bào)告使用鎂合金內(nèi)植物治療骨折，但其降解速度過(guò)快以及產(chǎn)生無(wú)法處理的氫氣氣腔而導(dǎo)致治療失敗率較高，鎂合金材料作為骨科植入物的應(yīng)用隨之減少。

　　2007年，隨著材料生產(chǎn)工藝的不斷提高，有學(xué)者將鎂進(jìn)行合金化處理后，其機(jī)械性能、抗腐蝕性能等得到提高，且生物安全性未受影響，鎂合金因此再次成為骨科領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一。

　　2008年，美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)批復(fù)"革命性醫(yī)用金屬材料"工程研究中心，投資1800萬(wàn)美金用于可降解鎂合金材料及植入器件研究。

　　近十年，上海交大丁文江院士、袁廣銀教授團(tuán)隊(duì)科技攻關(guān)，成功解決了醫(yī)用鎂合金的"均勻可控降解"的國(guó)際性難題，取得了世界公認(rèn)的成果。

　　2010-2018年，全球各國(guó)對(duì)鎂合金材料進(jìn)行臨床試驗(yàn)，并取得一定的臨床進(jìn)展。不同鎂合金均有良好的治療效果，但尚無(wú)研究明確哪種治療效果最佳。目前臨床試驗(yàn)均未觀察到純鎂及鎂合金螺釘周圍估值內(nèi)及軟組織內(nèi)有大量氣體聚集，僅有少量氣體，但均在2個(gè)月內(nèi)備完全吸收。氣體量不多原因可能與螺釘體積小有關(guān)，若后期使用較多數(shù)量的螺釘或體積較大的鎂合金板或者假體時(shí)，降解過(guò)程可能產(chǎn)生大量氣體聚聚于周圍組織內(nèi)。

　　因此現(xiàn)階段鎂合金在骨科應(yīng)用中存在的主要挑戰(zhàn)仍然是如何控制合金降解速率和氣體的產(chǎn)生速度，采取主要方法是合金化和表面涂層技術(shù)。表面涂層技術(shù)，包括鈣磷陶瓷涂層（羥基磷灰石HA）、聚合物PLA涂層、氟化物涂層等，可保證骨折愈合早期不被降解，維持其內(nèi)固定作用。而新型合金化方式將具有生物相容性的稀土元素加入鎂中，降低降解速率，避免氣體聚集，并在局部持續(xù)提供一定濃度的鎂離子，提高抗菌及促骨修復(fù)效果。

　　醫(yī)用鎂合金的產(chǎn)品現(xiàn)狀

　　目前，我國(guó)的可降解金屬研究與國(guó)際同步且水平相當(dāng)，特別是可降解鎂合金的設(shè)計(jì)與制備、表面改性、降解行為、生物相容性等方面已開(kāi)展了大量的探索研究工作并已開(kāi)始進(jìn)入臨床應(yīng)用研究階段；除此之外，我國(guó)還率先在國(guó)際上開(kāi)展了可降解金屬的臨床試驗(yàn)研究（目前僅有德國(guó)、中國(guó)和韓國(guó)）的國(guó)家。

　　雖然國(guó)內(nèi)暫時(shí)沒(méi)有鎂合金植入物注冊(cè)產(chǎn)品，但宜安科技研發(fā)的鎂骨釘已于2020年5月通過(guò)歐盟醫(yī)療器械考核，取得CE認(rèn)證，并已開(kāi)展美國(guó)FDA注冊(cè)申請(qǐng)，藉此推動(dòng)同類產(chǎn)品在海外市場(chǎng)投放。在可期的2-3年時(shí)間里，鎂骨釘將迎來(lái)技術(shù)轉(zhuǎn)化的風(fēng)口而正式進(jìn)入市場(chǎng)化階段。

　　從我國(guó)鎂骨釘產(chǎn)品的發(fā)展歷程看，早在2009年，宜安科技在香港生產(chǎn)力促進(jìn)中心的支助下，與重慶大學(xué)共同研制了99.999%高純鎂制備方法。同年，通過(guò)與多所高校、研究院合作，宜安科技還建立了省級(jí)輕合金工程技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心。在此之后，宜安科技與中國(guó)科學(xué)院金屬研究所主任楊柯教授及其團(tuán)隊(duì)合作，開(kāi)發(fā)生物可降解鎂合金骨科植入物產(chǎn)品，又聚集了德國(guó)、香港中文大學(xué)、北京大學(xué)等優(yōu)勢(shì)單位的研究力量，以宜安科技為依托單位，成功申請(qǐng)廣東省創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目。2014年公司申請(qǐng)的"可降解鎂骨內(nèi)固定螺釘"產(chǎn)品已經(jīng)通過(guò)創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批申請(qǐng)審查,正在中國(guó)食品藥品檢定研究院進(jìn)行注冊(cè)型式檢驗(yàn)。2015年醫(yī)用鎂合金產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成立，也開(kāi)始研究鎂釘及推進(jìn)國(guó)家藥監(jiān)局注冊(cè)申報(bào)，并于2019年7月12日正式獲得臨床試驗(yàn)批件。預(yù)計(jì)可降解鎂骨內(nèi)固定螺釘將于2021年在國(guó)內(nèi)注冊(cè)上市，并填補(bǔ)市場(chǎng)空白，擁有超過(guò)100億元的市場(chǎng)空間。

　　醫(yī)用鎂合金的創(chuàng)新趨勢(shì)

　　醫(yī)用鎂合金骨科類產(chǎn)品經(jīng)過(guò)數(shù)十年的艱辛探索，終于在鎂骨釘產(chǎn)品上有突破性進(jìn)展成果。2020年7月16日，國(guó)家藥監(jiān)局醫(yī)療器械技術(shù)評(píng)審中心啟動(dòng)編制"可降解鎂金屬骨科植入物注冊(cè)技術(shù)審查指導(dǎo)原則"，將加快醫(yī)用鎂合金在骨科植入領(lǐng)域的產(chǎn)品注冊(cè)上市。然而，骨板、脊柱類、關(guān)節(jié)類等方向上的應(yīng)用任重而道遠(yuǎn)，如何通過(guò)調(diào)控鎂合金結(jié)構(gòu)與組成、優(yōu)化表面處理方法來(lái)控制降解速率，解決緩解氫氣聚集問(wèn)題是未來(lái)研發(fā)創(chuàng)新的突破點(diǎn)。

　　此外，醫(yī)用鎂合金在心血管支架、齒科等醫(yī)用耗材領(lǐng)域的應(yīng)用研究也在逐步推進(jìn)，在可期的未來(lái)，醫(yī)用鎂合金在非承重部位的固定植入物領(lǐng)域?qū)⑷�面替代不銹鋼和鈦合金。（眾成醫(yī)械研究院）