推動傳統(tǒng)物質轉化為創(chuàng)新材料 ——硫酸軟骨素在醫(yī)療器械領域應用路徑探討
作為人體內(nèi)天然存在的糖胺聚糖類多糖,硫酸軟骨素廣泛分布于軟骨、皮膚、血管等,在維持人體組織結構穩(wěn)定、調控細胞微環(huán)境等方面發(fā)揮著重要作用。長期以來,我國在硫酸軟骨素原料規(guī)?;a(chǎn)領域積累了顯著優(yōu)勢。相關行業(yè)研究顯示,我國硫酸軟骨素產(chǎn)量約占全球的80%,是全球最大的硫酸軟骨素生產(chǎn)國和出口國。
然而,與原料端的產(chǎn)業(yè)規(guī)模相比,硫酸軟骨素在我國的應用高度集中于食品、保健食品及藥品領域,其作為醫(yī)療器械材料的應用價值長期未被系統(tǒng)性開發(fā)。近年來,基于對天然多糖材料屬性的認識不斷加深,我國產(chǎn)業(yè)界提出硫酸軟骨素可作為醫(yī)療器械材料進行開發(fā)、應用。行業(yè)各相關方積極推動硫酸軟骨素從傳統(tǒng)功能性成分向結構性生物材料轉變,探索構建起從原料純化、標準體系建設到最終應用的轉化路徑,為我國生物材料產(chǎn)業(yè)由規(guī)模優(yōu)勢邁向技術與體系優(yōu)勢提供了實踐參考。
重塑材料認知
在討論硫酸軟骨素能否進入醫(yī)療器械體系前,需要先討論一個更基礎的問題:一種生物大分子是否只具有單一應用屬性?
以透明質酸鈉為例,其屬于糖胺聚糖類天然多糖,已在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)多領域、多屬性應用:在藥品領域,可作為原料應用于眼用制劑、關節(jié)腔注射用制劑;在醫(yī)療器械領域,可作為植入級填充或組織支撐材料使用;在食品與化妝品領域,均可作為原料添加,發(fā)揮相應功效。
如此可見,生物大分子的應用屬性并非固定不變,而是由其使用目的、作用機制及評價體系共同界定。當某一生物大分子發(fā)揮的是結構支撐、空間占位與組織相容等功能時,其本質是一種材料;當其發(fā)揮藥理作用時,則體現(xiàn)藥品屬性。
硫酸軟骨素與透明質酸鈉同屬糖胺聚糖類多糖,二者在分子結構、組織分布及生物學功能等方面高度相似。在我國,硫酸軟骨素在藥品、食品等領域均有應用,但在醫(yī)療器械領域的應用曾長期處于“空白”狀態(tài)。這一現(xiàn)狀并非因為硫酸軟骨素缺乏作為醫(yī)療器械材料應用的潛力,更多是受歷史應用路徑及行業(yè)應用范式的影響。而這也是硫酸軟骨素進入醫(yī)療器械體系需要突破的第一道門檻。
在我國,硫酸軟骨素在醫(yī)療器械領域作為材料應用,首先由產(chǎn)業(yè)層面提出。瑞玞生物醫(yī)學(深圳)有限公司(以下簡稱瑞玞生物)首席科學家顧其勝長期從事生物材料及醫(yī)療器械轉化研究。2022年,他基于自己在透明質酸、膠原蛋白等天然高分子材料轉化中的研究經(jīng)驗,以及結合“硫酸軟骨素在人體內(nèi)是與透明質酸等多糖共同構成細胞外基質網(wǎng)絡,其功能發(fā)揮依賴于空間結構與材料形態(tài),而非單純的分子作用”這一理論,提出硫酸軟骨素具備應用于醫(yī)療器械的材料屬性。
構建轉化路徑
硫酸軟骨素進入醫(yī)療器械體系,真正的挑戰(zhàn)在于如何讓硫酸軟骨素具備應用于醫(yī)療器械的工程基礎。
長期以來,我國硫酸軟骨素產(chǎn)業(yè)主要服務于食品和保健食品市場,所用原料多以粗提或食品級純化為主,在雜質控制、結構均一性和穩(wěn)定性方面,難以滿足醫(yī)療器械對材料安全性和一致性的要求。而應用于藥品領域的硫酸軟骨素原料,也無法適配醫(yī)療器械使用要求。這曾被視為硫酸軟骨素難以進入醫(yī)療器械體系的瓶頸。
近年來,已有多家企業(yè)嘗試從源頭優(yōu)化硫酸軟骨素的生產(chǎn)工藝,建立起接近醫(yī)療器械級要求的高純化技術路徑,突破產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸,研發(fā)出醫(yī)療器械用材料硫酸軟骨素鈉。2024年,山東眾山生物科技有限公司和瑞玞生物開展合作,并完成了國內(nèi)首個“醫(yī)療器械用原料硫酸軟骨素鈉主文檔”登記。
這一階段的工作,并非單點技術改進,而是圍繞硫酸軟骨素“材料可用性”開展的系統(tǒng)性完善工作,為后續(xù)討論硫酸軟骨素的功能評價與醫(yī)療器械具體應用奠定了基礎。
一種材料能否最終應用于醫(yī)療器械,取決于是否具備清晰、可執(zhí)行的標準與評價框架。
針對硫酸軟骨素長期缺乏醫(yī)療器械材料“身份”、無對應標準可循的問題,2024年,我國十余家企業(yè)啟動了醫(yī)療器械用硫酸軟骨素標準體系建設工作。該項工作以材料功能為核心,嘗試從純度、結構特征、穩(wěn)定性等維度,明確硫酸軟骨素作為醫(yī)療器械材料應滿足的基本要求。
此次標準體系建設的核心目標,并非服務于某一具體產(chǎn)品,而是為硫酸軟骨素進入醫(yī)療器械體系提供一個行業(yè)可共識、監(jiān)管可參考的技術支撐。
在此基礎上,相關標準建設工作加速推進?!夺t(yī)療器械用硫酸軟骨素鈉》團體標準由產(chǎn)業(yè)界與檢測機構聯(lián)合制定,系統(tǒng)梳理國內(nèi)外法規(guī)與技術要求,從材料屬性出發(fā)構建了涵蓋質量要求、檢驗方法及使用規(guī)范的技術框架,并于2024年由瑞玞生物研究院組織,經(jīng)多家機構驗證及專家評審后正式發(fā)布實施。與此同時,面向具體應用場景的“硫酸軟骨素鈉敷料”團體標準亦于2024年立項,目前已進入驗證階段。
在此過程中,該方向已逐步獲得行業(yè)關注。華熙生物科技股份有限公司、賽克賽斯生物科技股份有限公司等企業(yè)的高度關注和積極參與,推動硫酸軟骨素從原料層面的縱深研究,向醫(yī)美產(chǎn)品及以疾病治療和組織修復為目的的醫(yī)療產(chǎn)品的多場景研發(fā)延展。
明確作用邊界
需要強調的是,參照透明質酸鈉的發(fā)展路徑,將硫酸軟骨素作為醫(yī)療器械材料應用,并非完全替代其藥品應用屬性,而是在明確法律邊界的前提下,讓其在適當應用場景中發(fā)揮材料功能。
在醫(yī)療器械體系中,硫酸軟骨素的作用重點并非產(chǎn)生藥理效應,而是通過其材料屬性,發(fā)揮組織結構構建、空間支撐與微環(huán)境調控作用。這一定位,決定了醫(yī)療器械用硫酸軟骨素在產(chǎn)品設計、評價方法及監(jiān)管層面與藥品存在根本差異。
從應用現(xiàn)狀看,硫酸軟骨素在海外已形成一定的醫(yī)療器械應用基礎,相關產(chǎn)品覆蓋皮膚修復、骨科及泌尿科等多個領域。在我國,硫酸軟骨素作為核心功能材料進入醫(yī)療器械體系的系統(tǒng)性開發(fā)仍處于起步階段,整體應用尚未形成明確的技術路徑與產(chǎn)品形態(tài)。
在硫酸軟骨素作為醫(yī)療器械開發(fā)、應用的過程中,產(chǎn)業(yè)與監(jiān)管協(xié)同尤為關鍵。只有在明確作用邊界、統(tǒng)一評價標準的基礎上,硫酸軟骨素的材料屬性才能被有效開發(fā)。
綜上,硫酸軟骨素在醫(yī)療器械領域應用的探索,是我國生物材料產(chǎn)業(yè)升級過程中的一個生動實踐:依托我國硫酸軟骨素的原料優(yōu)勢,通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝、建設標準體系,推動這一傳統(tǒng)物質進入醫(yī)療器械新產(chǎn)業(yè)體系。這一過程不僅考驗技術能力,更考驗行業(yè)對材料本質與產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑的系統(tǒng)認知。因此,此種探索更應被視為一次面向未來的路徑驗證,它所回答的,不只是“某一種物質能否轉化”,更是“如何將既有的原料優(yōu)勢,轉化為可持續(xù)的材料創(chuàng)新能力”。
[作者單位:孟媛,瑞玞生物醫(yī)學(深圳)有限公司;王朋田,山東眾山生物科技有限公司;郝麗靜,華南理工大學]
(責任編輯:劉鶴)
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