1. 精密醫用導管簡介

精密醫用導管是連通人體內外的管腔制品的總稱，有金屬、塑料、橡膠等不同材料產品，在排液、灌流、投藥、采血、傳輸血液、通過感應元件檢測生物體狀況、輔助導入其它醫療器具等方面作為通路被廣泛應用。

精密醫用導管具有尺寸微小、形狀復雜、幾何精度要求高、衛生指標高、生化穩定性高等特點。醫用導管的生產難度很大，常規的塑料設備不能滿足其生產要求。醫用導管種類繁多，材料各異，受生產設備和配套生產工藝技術的制約。

開發精密醫用導管生產技術和設備對于此類制品的國產化、降低成本、提高人民的健康水平具有極其重要的意義。精密醫用導管生產技術和設備在我國有著廣泛的市場前景，不僅會帶來顯著的經濟效益，同時有利于提高國民的健康水平，帶來巨大的社會效益。

精密醫用導管工藝開發流程：

2. 全球精密醫用導管發展狀況

從美國巴特公司(C. R. Bard)1934年首先在美國市場推出世界上第一根球囊導尿管(Foley Catheter)開始，醫用導管工業開始起步。醫用導管的開發與臨床醫學的發展相輔相成，密不可分。翻開導管工業史，幾乎每一種導管都是醫生發明的，或者說醫生的發明直接孵化了醫用導管工業的誕生和為導管工業提供了新的市場。

以介入導管為例，球囊導尿管是Foley醫生發明后轉讓給巴特公司的；熱稀釋漂浮導管(Swan-Ganz導管)1970年誕生于美國明尼蘇達Maya Clinic兩位醫生Swan和Ganz手中；經皮冠狀動脈球囊成型導管(PTCA導管)是瑞士醫生Gruentzig發明并進行世界上第一例PTCA手術；瑞典醫生Seldienger發明的被譽為介入醫學里程碑之一的經導絲穿刺法直接導致了介入導管工業一個新的門類—導絲工業的問世。

導管工業的發展壯大，直接促進了介入醫學的發展和普及。1978年美國巴特公司買下PTCA的知識產權后，用了不到一年時間也就是1979年即開始批量生產，然后在1980年推出全世界第一根PTCA導引導管(Guide Catheter)，1982年發明并生產PTCA導絲。至此，PTCA開始大規模普及，到1990年，全球PTCA每年已經超過10萬例，到上世紀末，全球更是達到每年100萬例。

隨著社會和經濟的發展，人們的生活水平不斷提高，臨床對導管不斷提出更高的要求，需要導管工業不斷創新以滿足臨床的需要。隨著導管診療技術的發展，醫用導管在臨床的應用日趨發展，需求量也不斷增加。據不完全統計，目前世界上僅泌尿外科應用的導管就有六大類一百二十余種，用于心血管、腦血管、腫瘤等疾病診治的導管也有一百余種。統計資料表明，僅美國每年各種導管產值已超過20億美元。

據Allied Market Research研究公開數據，全球醫用導管市場預期在2020年將達到425億美元，2014年至2020年年均增長率為7.5%。增長的動力主要來自微創手術增長需求，以及心血管疾病、糖尿病和泌尿系統疾病的增加，而且很多診斷也需要導管。

據統計，心血管介入導管占據醫用導管最大的份額，達到40%左右。在所有的醫用導管中，泌尿系統導管增長最快，預計年復增長率達8.2%。其中北美是醫用導管的最大消耗地區，2020年預計達到160億美元，2014年至2020年年復增長率預計達到5.5%。亞洲是增長最快的地區，年復增長率達到8.8%，主要得益于印度和中國的快速增長。

 全球介入導管市場呈現出三個特點  ：市場保持穩健增長；市場仍然主要集中在北美、歐洲、日本等發達國家和地區；新興市場高速增長，成為拉動全球介入導管市場增長的重要驅動力。

介入導管市場規模與各地區的人口總數、醫療保障水平、人均醫療支出、醫療技術及服務水平等因素密切相關。目前，介入導管市場仍然主要集中在北美、歐洲、日本等發達國家和地區。據相關統計數據，2014年度僅心血管介入醫療器械國際市場規模就為30-90億美元，按出廠價計算為10-15億美元，占全球市場的百分比超過80%，年復合增長率約為9.9%。國內市場規模超過30億人民幣，按出廠價約為8-10億人民幣，年復合增長率約為38.1%，占全球市場不到20%。

3. 中國精密醫用導管發展狀況

中國導管工業的歷史可以追溯到上世紀50年代，當時和歐美國家并沒有太大的距離。生產一些諸如橡膠導尿管、胃管、鼻飼管之類的簡單導管，在質量、品種方面都比較接近。中國和西方導管工業開始拉開距離，是在20世紀70年代。那時介入醫學剛剛開始進入它的發展階段，歐美國家導管行業的有識之士敏捷地感覺到介入醫學將會是一個前途無限的事業，因此非常迅速地將傳統的導管行業的重點轉向介入導管方面，很快介入導管就成為導管行業的一個最主要的組成部分，并使導管行業成為醫療器械的一個重要門類。

到20世紀80年代，歐美國家的介入導管工業已經發展到相當規模，更有一些企業如美國波士頓科學、美敦力、Cordis、庫克等公司發展成為全球性的跨國公司，但是我國由于政治運動的影響，介入導管行業幾乎還是一塊未開墾的處女地。全國范圍內基本上沒有介入導管的研制、生產。

當時我國的介入醫學也剛剛起步，臨床上涉及的介入醫學范圍還比較狹窄，主要是介入放射科的血管造影和一些相對簡單的介入治療，人們傳統的介入醫學概念基本局限于介入放射，使用的產品幾乎全部從國外進口，不但供貨極其不便，而且價格高得離譜。據廣州幾家大醫院的資料，80年代初期在廣州市場一根普通的造影導管售價高達五、六百元人民幣，一套雙腔中心靜脈導管組的售價比原產國美國高出三四倍。

改革開放以后，特別是從80年代中期開始，我國介入醫學開始進入快速發展時期，其明顯標志是不但介入醫學在臨床的應用范圍大大拓寬，而且在介入醫學一些高精尖領域也取得了令人矚目的成績，但是我國介入導管工業卻嚴重滯后于介入醫學的發展。

根據產業研究報告網發布的《2013-2017年中國醫療器械市場運行態勢及投資戰略咨詢報告》，2010年中國僅僅冠脈支架市場規模就約73.4億元，以球囊導管、導管、導絲等組成的手術配套器械市場規模為31.1億元，兩者市場規模比例約為7：3。但是，在球囊導管、導管、導絲等組成的手術配套器械市場，受技術限制，中國國產化率不到20%，基本依賴進口，整個市場主要被強生Cordis、美敦力、波士頓科學等外資品牌占據。

近年來，中國介入導管企業在研發能力、資本規模和品牌影響力等方面顯著提高，依靠價格和渠道優勢逐步搶占市場，而外資企業通過投資建設中國本土工廠，或通過合資、收購的方式加大進入中國市場的力度。目前，在介入導管特別是高端介入導管行業，雖然外資企業占據大部分，但是國內企業增速明顯，行業整體發展迅速，競爭格局也在快速轉變。

隨著國內企業多年的發展和積累，部分企業已經具備了較強的技術研發能力和產品制造實力，雖然在技術上與國際企業差距略大，但在國際市場上也逐步形成了良好的口碑和品牌。特別是一些如樂普、微創醫療這些技術力量雄厚的企業，已經在國際市場上占有了一定的份額，國外銷售已經成為這些企業銷售收入的重要構成部分。

我國對高端醫用導管的需求旺盛，只是國內尚缺乏相關技術所以大多采取進口方式，未來隨著國內產品升級國內企業也可能漸漸分羹部分高端市場。

此外，中低端醫用導管將受益于國內醫療需求增長，對醫療器械的需求相應較大，我國中低端醫用導管等基礎醫療器械的需求也將持續增長。國內企業在國內中低端醫用導管市場占據較大市場份額，其中廣州維力醫療器械股份有限公司、河南駝人醫療器械集團有限公司在氣管插管、留置導尿管等醫用導管領域的產量和銷量較大。未來隨著國內規模較大公司的綜合實力進一步提升，市場集中度將會進一步提高。 

4. 原材料

醫用導管材料多種多樣，用于醫用塑料制品的有機高分子材料就不下數十種，以其不同的性能用在不同用途的產品上。生物醫學材料，指的是一類有特殊性能、特種功能、用于人體器官、外科修復、理療康復、診斷、檢查治療疾患等醫學保健領域而對人體組織、血液不致產生不良影響的材料。

醫用塑料是具有一定生物相容性的合成高分子材料 。從導管制造的歷史來看: 凡能被用于制成管狀制品的材料幾乎都被使用過，這些材料包括：硅橡膠、聚氨酯及其嵌段共聚物，聚四氟乙烯，聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯，聚對苯二甲酸乙二醇酯、尼龍、ABS、聚碳酸酯等。

表1和表2為導管特性及其對材料的要求，表－2列出了導管種類、使用部位、留置時間及所用材料。

     表1  導管基本特性及對材料的要求 

  表2   導管的種類及使用的材料

（注：PTCA－經皮穿刺冠狀動脈腔內成形術）

· 熱塑性聚氨酯（TPU）

TPU是線性聚合物的一個重要家族。TPU由二元異氰酸和二元醇縮聚而成。該類材料有許多特殊的性能；寬的反應組分可使其產生許多不同的產品。所有的TPU結構中都包括硬段和彈性軟段。具有高玻璃化溫度的硬段在彈性網絡中起到交聯鍵的作用；柔性段部分具有低的玻璃化溫度，是網絡中的彈性分支。在環境溫度下，線性聚氨酯具有彈性；在更高的溫度下，鍵會斷裂，材料具有塑性，因此叫作熱塑性彈性體。

使用TPU作為醫用導管的優點是：硬度范圍寬，卲氏硬度從75A至75D，具有很好的生物相容性；在承受低應力負荷時,它有良好的延伸性和耐翹曲性；顯著的撕裂強度；優異的耐磨性；具有溶接性、易于裝配；導管的耐彎折性好，具有透明性。但TPU的耐水解性較差，不適于蒸汽消毒，加工后數小時內發粘，加工有一定的困難。目前TPU在我國正處于研制過程中,還未得到推廣應用。

·尼龍、聚四氟乙烯及其合金

尼龍（PA）、聚四氟乙烯（PTFE）以及PA和聚氨酯（PU）或其它材料的合金則是生產高級介入導管的首選原料,這類導管加工難度較大,而附加值也極高。如PTCA導管,加工難度大,每支價格在1 萬元以上。PTFE除具有結晶度高、摩擦系數很小、耐熱性好、化學穩定性高,強酸強堿和各種有機溶劑均不與其作用等優點之外；在醫用上,還有其獨特性能,如良好的生物相容性、血適應性，對人體的生理無損害,植入體內無不良反應,可以高溫消毒等。

所以PTFE在生物醫學工程上應用廣泛。在眾多的氟塑料中,以四氟乙烯與乙烯共聚物(F40)和聚全氟乙丙烯(F46)最為常用。氟塑料表面原本無抗血栓性,當接觸血液后,會在其表面形成一層穩定的抗血栓膜,從而誘發出血管內皮細胞,形成一層光滑的生物層,使原本無抗血栓特性的高分子材料,得到了天然的抗血栓性。

· 硅橡膠

硅橡膠的優點是耐高熱、耐老化, 可高壓蒸氣消毒; 抗腐蝕; 與人體組織及血液相容; 有一定的抗凝作用, 可作緩釋藥物的載體; 無毒無味。可見它是制造靜脈導管的理想材料, 但是單純的硅膠管本身無抗菌和抗凝血作用。

· 聚碳酸酯

聚碳酸酯（PC）是一種完全透明的無定形聚合物；玻璃化溫度為148℃。盡管不同等級PC的機械性能相近，不同等級有不同的熔體流動速率，會影響加工性。PC的透明性、沖擊強度、耐熱性（<140℃）及剛度都很好，且具有熔接性，易于裝配。但摩擦系數低，加工有一定困難。

·聚乙烯

高密度和低密度聚乙烯（HDPE和LDPE）的化學穩定性高，摩擦系數低（特別是HDPE），生物相容性高，抗沖強度高，由于材料性能和來源廣泛廉價,已在醫用塑料制品中得到極為廣泛的應用。但聚乙烯的耐高溫性較差（低于60℃），不易粘接，易蠕變，彈性差，不透明。

· 聚氯乙烯

聚氯乙烯（PVC） 有良好的耐化學藥品性、力學性能和電性能，但其耐光和熱穩定性差。PVC 是制造一次性醫用導管的常用材料，由于PVC 的熔點與分解溫度非常接近，而且它的玻璃化溫度較高，材料硬度大，,加工成型困難，因此，一般都在PVC 樹脂中添加增塑劑及其它助劑以降低熔點與玻璃化溫度，提高材料的柔韌性，以便加工成各種導管。

近期研究表明，一些PVC 制成的導管特別是一些介入導管生物相容性較差，影響生物相容性的主要因素是增塑劑的遷移與溶出物的毒性。遷移與溶出的多少主要還是取決于配方和制備工藝，其中增塑劑選擇尤為重要。目前， 在加工中仍以鄰苯二甲酸二辛酯(DOP) 作為主增塑劑。但DOP 為低分子物質,容易遷移析出。DOP 增塑的PVC 用于醫用導管或容器，因DOP 易析出而混入藥液或血液中，將導致DOP 隨藥液或血液進入人體。為了保障PVC 醫用塑料的衛生安全性，國外正在開發毒性比DOP 更低、遷移析出性比DOP 更小的新型增塑劑，其中包括衛生性好的檸檬酸酯類、摩爾質量較高的聚酯類及其它高分子增塑劑 。

我國已可以生產醫用級PVC、PE、PA等樹脂，但醫用級PTFE、TPU、PC等樹脂受多方面因素制約，還主要依賴進口。由于國內醫用級樹脂的需求總量還比較小，所以國內各樹脂生產廠家目前對生產這類專用樹脂的積極性不高。盡管，醫用級樹脂比通用級樹脂要高20％以上，進口的醫用級樹脂可能還會更高。但由于精密醫用導管的價格一般是原材料價格的數十倍至數百倍，所以樹脂價格的提高是基本可以忽略的因素。