袁鳴 劉佳琦 曲秀榮

人體隨著年紀(jì)的增長(zhǎng)易發(fā)生肌體組織和器官的病變，使得市場(chǎng)對(duì)生物材料的數(shù)量及種類的需求不斷增加，促使國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)更傾向于與生命健康相關(guān)的生物材料產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)已成為我國(guó)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)[1]。國(guó)家也陸續(xù)頒布了與生物材料產(chǎn)業(yè)相關(guān)的政策，大力發(fā)展生物制藥和醫(yī)療器械制造。

生物材料已應(yīng)用于許多方面，在眼科疾病的治療中，由于眼球的不同位置發(fā)生病變，其治療方案也有所不同。如近視可通過(guò)佩戴近視鏡或者隱形眼鏡來(lái)矯正視力，眼角膜病變也可通過(guò)角膜移植來(lái)治療。根據(jù)病因不同，目前已研發(fā)出了蓋角膜接觸鏡、人工晶狀體、人工角膜、人工眼球、人工眶骨以及人工視網(wǎng)膜等適用于人眼的生物材料。而人工視網(wǎng)膜作為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最前沿的研究之一，已經(jīng)制造出適用于人體的人工視網(wǎng)膜，但清晰度和實(shí)用性并不強(qiáng)，研究人員也在不斷嘗試新的技術(shù)與新的材料[2，3]。本文利用分析總結(jié)法，以眼科生物材料為例，結(jié)合專利申請(qǐng)量等數(shù)據(jù)，對(duì)國(guó)家生物材料相關(guān)政策中的發(fā)展重點(diǎn)進(jìn)行分析，總結(jié)了對(duì)地方生物材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的幾點(diǎn)有力途徑。

1 國(guó)家生物材料產(chǎn)業(yè)的相關(guān)政策

自“十一五”以來(lái)，我國(guó)生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展得到了政策的大力支持（表1），不同階段生物產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域也有略有不同，生物材料的創(chuàng)新性發(fā)展越來(lái)越突出。

“十一五”時(shí)期，可持續(xù)發(fā)展的資源和環(huán)境壓力日益加劇，為全面建設(shè)小康社會(huì)，推進(jìn)工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，在2007年，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“國(guó)家發(fā)改委”）編制了《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃》，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，重點(diǎn)研發(fā)新型疫苗、診斷試劑、生物技術(shù)藥物、小分子藥，加快發(fā)展生物醫(yī)學(xué)材料等[4]。在鼓勵(lì)創(chuàng)新方面，充分發(fā)揮企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新主體的作用，鼓勵(lì)企業(yè)、高校和科研機(jī)構(gòu)共同建設(shè)實(shí)驗(yàn)室、研究中心等創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)。并建立健全生物技術(shù)成果轉(zhuǎn)化和認(rèn)證機(jī)制，加速創(chuàng)新成果的產(chǎn)業(yè)化。

2009年我國(guó)生物產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá)到約1.4萬(wàn)億元，其中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值為1 0381億元，生物制造約1 800億元。2010年我國(guó)生物產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超過(guò)1.5萬(wàn)億元。

“十二五”期間，為促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，構(gòu)建國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)，規(guī)劃指出把戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)培育發(fā)展成為我國(guó)先導(dǎo)性、支柱性的產(chǎn)業(yè)，加快培育和發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)。

2012年6月，第九次世界生物材料大會(huì)在成都舉行，標(biāo)志著我國(guó)生物材料產(chǎn)業(yè)步入全新的階段。經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)生物醫(yī)用材料市場(chǎng)以高達(dá)30%左右的復(fù)合增長(zhǎng)率持續(xù)增長(zhǎng)，遠(yuǎn)高于國(guó)際市場(chǎng)的15%。2010年銷售額約100億美元，到2015年總銷售額已接近200億美元，占同期國(guó)際市場(chǎng)的7%左右，但高端產(chǎn)品的70%以上仍然依靠進(jìn)口。生物材料市場(chǎng)的飛速增長(zhǎng)，為《中國(guó)制造2025》的提出奠定了基礎(chǔ)[5，6]。

“十三五”期間，大力發(fā)展生物技術(shù)、精準(zhǔn)醫(yī)療，提升新興產(chǎn)業(yè)的支撐作用，著重研發(fā)納米生物醫(yī)用材料、納米藥物等，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)體系。

近年來(lái)，我國(guó)生物經(jīng)濟(jì)規(guī)模不斷發(fā)展壯大，市場(chǎng)與投資規(guī)模逐漸增大，規(guī)模以上醫(yī)藥制造業(yè)企業(yè)利潤(rùn)總額呈上升趨勢(shì)（如圖1所示）。2021年我國(guó)醫(yī)藥工業(yè)實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入約3.37萬(wàn)億元，同比增長(zhǎng)18.7%，增速創(chuàng)近5年來(lái)新高；實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額約70 88億元，累計(jì)同比增長(zhǎng)67.3%；占全部工業(yè)增加值比例達(dá)到4.1%，比例持續(xù)上升[7]。

到2021年，“十四五”規(guī)劃頒布，明確指出要推動(dòng)生物技術(shù)和信息技術(shù)融合創(chuàng)新，加快發(fā)展生物醫(yī)藥、生物材料等產(chǎn)業(yè)，做大做強(qiáng)生物經(jīng)濟(jì)?！笆奈濉睍r(shí)期是我國(guó)開(kāi)啟全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家新征程、向第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)進(jìn)軍的第一個(gè)五年。我國(guó)已步入老齡化，生命健康需求快速增長(zhǎng)，“十四五”時(shí)期也是生物技術(shù)加速演進(jìn)、生物產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的重要時(shí)期。然而，我國(guó)產(chǎn)業(yè)政策精準(zhǔn)度不高，生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)籌謀劃尚屬空白。2022年5月10日，國(guó)家發(fā)改委印發(fā)《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》，在重大傳染病防控、重大疾病防治、新型生物藥、新型生物材料、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)影像和治療設(shè)備、核酸和重組疫苗、生物基環(huán)保材料等重點(diǎn)領(lǐng)域，建設(shè)關(guān)鍵共性生物技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)。

目前，我國(guó)生物材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有目共睹，政策的大力推動(dòng)、高新技術(shù)與人才儲(chǔ)備的支撐，為生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有利條件，也為提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力奠定基礎(chǔ)。

2 視網(wǎng)膜生物材料研究進(jìn)展

2.1 我國(guó)視網(wǎng)膜產(chǎn)業(yè)與企業(yè)現(xiàn)狀

據(jù)《世界視力報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，受人口增長(zhǎng)和老齡化綜合因素影響，未來(lái)患有眼部疾患和視力損傷總?cè)藬?shù)將顯著升高。截止至2019年，全球視力損傷或失明人數(shù)高達(dá)22億人以上，在我國(guó)眼疾患者中，近視和老花眼患者占比較大。中國(guó)盲人協(xié)會(huì)官方數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)是世界上盲人最多的國(guó)家，視力殘疾人數(shù)可以達(dá)到1731萬(wàn)。

國(guó)家重視眼健康事業(yè)的發(fā)展，“十三五”期間，大力推動(dòng)眼科疾病的防治工作[8]。眼科醫(yī)療器械市場(chǎng)規(guī)模也保持增長(zhǎng)趨勢(shì)，據(jù)統(tǒng)計(jì)2015-2019年復(fù)合增長(zhǎng)率為19.03%；2019年眼科醫(yī)療器械市場(chǎng)規(guī)模為267億元，同比增長(zhǎng)18.14%[9]。有研究表明，中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、上海交通大學(xué)、浙江諾爾康神經(jīng)電子科技有限公司在國(guó)內(nèi)人工視網(wǎng)膜專利的申請(qǐng)量排名前3。我國(guó)生物材料產(chǎn)業(yè)注重創(chuàng)新性發(fā)展，在上述的專利中，與生物材料相關(guān)的申請(qǐng)量最大，為94項(xiàng)，占到總申請(qǐng)量32%，其余為輔助性產(chǎn)品，如芯片，影像設(shè)備等。自主研發(fā)與成果產(chǎn)業(yè)化，有利于生物材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)的有效途徑[10]。

為加快人工視網(wǎng)膜研究成果的產(chǎn)業(yè)化，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院持股的高科技初創(chuàng)企業(yè)——深圳市中科先見(jiàn)醫(yī)療科技有限公司，在2018年正式成立。該公司位于深圳市龍崗區(qū)的啟迪協(xié)信產(chǎn)業(yè)園，靠近香港中文大學(xué)（深圳）。該公司與中科院成立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合深圳市的人才優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)了一批高端研發(fā)人員。同時(shí)與香港城市大學(xué)的學(xué)者進(jìn)行合作，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研的深度融合。目前，在國(guó)家科技成果《新一代高分辨率人造視網(wǎng)膜關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)》中顯示，中科先見(jiàn)醫(yī)療科技有限公司已完成126通道到1500通道的迭代，完成GMP建設(shè)，成功產(chǎn)業(yè)化，開(kāi)始進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn)。

2.2 視網(wǎng)膜生物材料最新進(jìn)展

眼睛是人類獲取信息的重要途徑，眼科疾病如近視、遠(yuǎn)視、白內(nèi)障、青光眼等會(huì)嚴(yán)重影響生活品質(zhì)，生物材料能夠提供治療眼科疾病的方案，人工晶狀體、人工角膜等已大規(guī)模應(yīng)用于眼科疾病的治療[11，12]。眼睛的最外層是角膜，光線經(jīng)過(guò)角膜到達(dá)瞳孔，晶狀體位于瞳孔的下方，其形狀與凸透鏡相似，與晶狀體房水和下一層的玻璃體共同構(gòu)成眼球的屈光系統(tǒng)，玻璃體還起到支撐視網(wǎng)膜和眼球壁的作用。光線經(jīng)過(guò)折射到達(dá)視網(wǎng)膜，通過(guò)視網(wǎng)膜上各層細(xì)胞進(jìn)行復(fù)雜的神經(jīng)信息加工，經(jīng)神經(jīng)纖維將信息傳至外膝體，最后到達(dá)視覺(jué)皮層。這其中的任何一步發(fā)生病變，都會(huì)影響視力健康，甚至導(dǎo)致失明。

人工視網(wǎng)膜技術(shù)是目前生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最熱門的技術(shù)之一。它將微電子技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)相結(jié)合。通過(guò)芯片，將外界信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，可刺激視網(wǎng)膜上的神經(jīng)元正常工作。視網(wǎng)膜由不同的神經(jīng)元細(xì)胞排列組成，某一層病變導(dǎo)致失明后，植入人造視網(wǎng)膜的位置也不同。若將芯片植入到視網(wǎng)膜光感受器細(xì)胞和色素上皮細(xì)胞之間，則適用于遺傳所致，最終會(huì)變盲的視網(wǎng)膜色素病變病人。這種植入是用人工視網(wǎng)膜代替光感受器細(xì)胞的工作，將信號(hào)傳遞給雙極細(xì)胞后，利用其它正常的細(xì)胞，將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為視覺(jué)。若將電極陣列緊貼于視網(wǎng)膜的視覺(jué)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，則可直接刺激神經(jīng)節(jié)細(xì)胞產(chǎn)生視覺(jué)。

選擇什么樣的材料來(lái)制造人造視網(wǎng)膜非常重要，要求既能夠傳遞電信號(hào)，又要滿足生物相容性，且需要有柔韌性，所以人工視網(wǎng)膜技術(shù)在不斷的升級(jí)[13]。

2017年《Science》雜志發(fā)表了牛津大學(xué)的研究成果，研究人員首次合成出了軟組織視網(wǎng)膜，這種人工視網(wǎng)膜由水凝膠和生物細(xì)胞蛋白組成。這種蛋白質(zhì)為細(xì)菌視紫紅質(zhì)，與視錐細(xì)胞中的感光色素一樣，能夠與光發(fā)生反應(yīng)，能像相機(jī)一樣使用色素來(lái)檢測(cè)外部景象，且能夠產(chǎn)生電信號(hào)刺激大腦皮層，建立一個(gè)基于灰度的圖像，與視網(wǎng)膜的功能相似。這種視網(wǎng)膜全部采用生物材料，不含其他成分，具有良好的生物相容性，減少或避免了人體對(duì)植入視網(wǎng)膜的排斥作用。

2020年《Nature》雜志公布香港科技大學(xué)與美國(guó)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)共同研發(fā)出的世界第一個(gè)3D人工眼球，其性能優(yōu)良，可替代普通的仿生眼，甚至比真正的人眼視力更清晰，納米傳感器的密度可達(dá)到人眼的10倍以上。目前，該成果還在不斷改進(jìn)，未來(lái)更注重提高人工眼球的生物相容性和穩(wěn)定性。同年，一種生物混合人工視網(wǎng)膜被研制出來(lái)，這種人工視網(wǎng)膜具有布魯赫膜的機(jī)械特性的絲素蛋白膜，能夠使視網(wǎng)膜細(xì)胞附著，并在上面生長(zhǎng)上皮細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞，是一種與人體組織100%生物相容的生物材料。研究表明，這種生物雜交人工視網(wǎng)膜能夠通過(guò)在患者眼中植入健康細(xì)胞來(lái)重建受損的視網(wǎng)膜細(xì)胞，為解決年齡相關(guān)性黃斑變性提供了新思路。

3 建議

在國(guó)家政策的指導(dǎo)下，各地區(qū)快速發(fā)展生物材料產(chǎn)業(yè)、開(kāi)辟新的應(yīng)用途徑、擴(kuò)大市場(chǎng)規(guī)模的同時(shí)，也要注重產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)管、市場(chǎng)的調(diào)控等方面，基于此總結(jié)出了以下幾點(diǎn)可行途徑：

一是制定相關(guān)的產(chǎn)教融合政策。以國(guó)家政策為依托，結(jié)合地區(qū)的人才政策，注重相關(guān)人才的培養(yǎng)，牢固高校與企業(yè)的鏈接，有利于科技與人才貯備的發(fā)展，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，挑戰(zhàn)自我的新動(dòng)力。如：廈門大學(xué)與養(yǎng)生堂公司的合作始于1999年，近20年的經(jīng)營(yíng)合作，二者已形成了良好的產(chǎn)學(xué)研模式，如研究成果知識(shí)產(chǎn)權(quán)由雙方共享，共建實(shí)驗(yàn)室條件設(shè)施的免費(fèi)使用權(quán)和技術(shù)人員培訓(xùn)、培養(yǎng)服務(wù)等。2017年11月，首個(gè)國(guó)產(chǎn)二價(jià)宮頸癌疫苗提交上市申請(qǐng)，該疫苗由廈門大學(xué)研制，養(yǎng)生堂旗下廈門萬(wàn)泰滄海生物技術(shù)有限公司承接轉(zhuǎn)化，并在國(guó)內(nèi)率先完成了三期臨床試驗(yàn)。此次合作是“校企合作，共同成長(zhǎng)”良性循環(huán)的體現(xiàn)[14]。

二是加大監(jiān)管力度，促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化。生物材料產(chǎn)品的高安全性關(guān)乎人民的健康生活，國(guó)家在支持鼓勵(lì)生物材料科技創(chuàng)新的同時(shí)，也應(yīng)注重產(chǎn)品的監(jiān)管。制定相應(yīng)的法律法規(guī)，形成完善的質(zhì)量管理體系，有助于生物材料產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。國(guó)家藥監(jiān)局相繼發(fā)布的有關(guān)醫(yī)療器械制造行業(yè)方面的法律法規(guī)和審評(píng)審批的相關(guān)政策，都為自主創(chuàng)新成果的發(fā)展提供有利條件。

三是地方發(fā)展應(yīng)因地制宜。由于地理位置不同，產(chǎn)業(yè)分布不同，各地重點(diǎn)發(fā)展生物材料的類別也有些許不同。政府發(fā)布的工作文件具有指導(dǎo)意義，應(yīng)在此基礎(chǔ)上，發(fā)展有特色的產(chǎn)業(yè)。各省市應(yīng)結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)，如地理優(yōu)勢(shì)、資源優(yōu)勢(shì)、人才優(yōu)勢(shì)等，大力發(fā)展符合自身的生物材料子產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)生物材料產(chǎn)業(yè)的多品種發(fā)展，以及高新技術(shù)的革新。如吉林省的長(zhǎng)白山為生物材料產(chǎn)業(yè)提供豐富的原材料，而福建省港口眾多，進(jìn)出口便利，能夠吸引外資，大力發(fā)展高新技術(shù)材料。2省內(nèi)多所高校與研究中心為生物材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供人才儲(chǔ)備與高新技術(shù)支持。

4 結(jié)語(yǔ)

生物材料產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新性發(fā)展有益于人類健康，自主研發(fā)創(chuàng)新性生物材料，是我國(guó)目前大力發(fā)展的主要方向。地方政府應(yīng)因地制宜，結(jié)合政府出臺(tái)相應(yīng)產(chǎn)業(yè)政策和人才政策，選擇性的開(kāi)發(fā)原材料產(chǎn)品或研究高新技術(shù)產(chǎn)品，做到協(xié)調(diào)發(fā)展。

10.19599/j.issn.1008-892x.2022.03.008

致謝：感謝教育部學(xué)校規(guī)劃建設(shè)發(fā)展中心基金項(xiàng)目（CSDP20LF7A210）的支持。

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