深度研究報告:生物眼角膜行業

「核心觀點」

1.市場規模:被嚴重低估,人工眼角膜市場已超千億

  • 中國角膜盲患者有500萬人,每年新增角膜替換的患者呈現10萬人增加的趨勢,市場規模達1500億,但是造成由於是供體不足手術量只有5000例每年,造成市場規模被嚴重低估。

2.行業痛點聚焦兩大難題:供體嚴重不夠和技術不成熟

  • 從2015年1月1日起,中國全面停止使用非自願死囚器官,自願捐獻成為器官移植的唯一渠道。國內外自願捐獻的眼角膜是目前角膜供給的主要來源,但需求只被滿足千分之一,供需比例之低在醫療行業少有。
  • 目前人工角膜中只有脫細胞豬角膜基質適合臨床部分需求並已經上市,但適應症範圍太窄,只適用於板層角膜移植手術。同時,豬角膜產品縫合到患者眼球以後,會經歷一個蛋白質吸水後的水腫過程,變成乳白色,是造成角膜移植手術後脫盲率低的最大原因。

3.投資機會

  • 藍海市場,技術實現突破的產品有望成為獨角獸。

1.人工眼角膜產品行業概述

1.1. 人工眼角膜概述

1.1.1. 人工眼角膜的定義

人工角膜是用醫用高分子材料製成的類似人體角膜的產品,人工角膜一般包括光學鏡柱和周邊支架兩部分。目前雖然已經有多種人工角膜應用於臨床,但其材料均達不到理想要求,並且併發症較多,目前一般只作為最後的選擇。最近人工生物角膜的問世使人工眼角膜應用更為廣泛,人工生物角膜一般採用異種生物角膜,經過特殊工藝處理,去除了角膜中的細胞、雜蛋白、多糖等物質的抗原性,保留了天然角膜基質膠原蛋白結構,所以生物相容性好,生物安全性高,能與周圍組織快速整合,並隨著自身細胞的遷入改建,移植角膜逐漸透明,從而改善患者視力。

人工角膜

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1.1.2. 人工眼角膜發展歷史

人工角膜發展歷程

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1.1.3. 人工眼角膜的分類

市面上的人工角膜分成兩大類,一類是非自制工程學人工角膜,另一類是組織工程學人工角膜;其中第一類主要是以光學鏡柱構成,其常用材料有聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、硅凝膠、玻璃等;周邊支架常用材料有陶瓷、氟碳聚合物、羥基磷灰石、生物材料、聚四氟乙烯等。另一類主要以生物組織作為原材料,也叫生物眼角膜,常見的有豬,魚鱗和人體皮膚等。

人工眼角膜分類

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豬生物膜移植前後變化情況

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1.1.4. 生物眼角膜的生產工藝

以魚鱗為原材料

柏登生醫以魚鱗來源的第一型膠原蛋白(Type I Collagen)。經化學,物理以及生物處理構出與人類眼角膜相似,擁有規則排列的層狀結構和透明度的眼角膜。(詳見公司業務主要技術和應用)

以豬角膜為生產加工原料

取新鮮的豬眼球,用環切手術的方法去除角膜,之後通過去細胞化和組織固定的方法提高力學和結構穩定性。

豬角膜的生產製造工藝

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備註:去細胞化和組織固定為核心技術

1.2. 組織移植的政策和法規

食藥監總局系將食品安全辦、食品藥品監管局、質檢總局的生產環節食品安全監督管理、工商總局的流通環節食品安全監督等職責加以整合組建而成,主要負責藥品、醫療器械、化妝品和消費環節食品安全的監督管理和該行業有關政策有:

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1.3.1. 眼球解剖結構

一、眼球分成眼球壁和眼內容物兩部分:眼球壁:分外層(又稱纖維膜:分角膜和鞏膜2部分)、中層(又稱血管膜:分虹膜、睫狀體和脈絡膜3部分)、內層(稱視網膜:分視網膜虹膜部、視網膜睫狀體部和視網膜脈絡膜部3部分)。眼內容物包括房水、晶狀體和玻璃體。

二、眼的附屬器包括眼眶、眼瞼、結膜、淚器和眼外肌。

眼球解剖結構

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1.3.2. 角膜解剖結構

角膜是眼睛前段一層透明薄膜,角膜完全透明,由內向外分別為內皮細胞層,後彈力層,基質層,前彈力層,上皮細胞層。上皮細胞層抵抗細菌和毒素入侵,損傷後可再生;前彈力層為上皮細胞附著的基礎,損傷後不可再生;基質層佔角膜厚度的90%,是角膜的主要部分,在剝離手術中可以很容易分離;後彈力層是一層極有抵抗力的透明薄膜,損傷後可再生;內皮細胞層是單層六角形扁平細胞,損傷後不可再生,功能是使基質層處在脫水狀態而保持透明其中脫盲關鍵:而能否脫盲,關鍵就在於內皮細胞層的生理作用,生物角膜植入眼球后,內皮細胞層經歷了吸水後的水腫變成乳白色,然後內皮泵會泵出水分,將生物角膜脫水,經歷了吸水—脫水之後,如果生物角膜材料本身的組織力學強度不夠,將難以恢復無色透明的狀態,也就無法實現脫盲。

角膜的解剖結構

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以豬角膜為例,豬角膜值片縫合到患者眼球以後,會經歷一個蛋白質吸水後的水腫過程,所以會變成乳白色;而後受體角膜的最內層,也就是內皮細胞層能夠將生物角膜中的水分吸走,生物角膜會逐漸恢復原來的無色透明狀態。但是在實際應用時會出現無法恢復透明或者是再渾濁問題主要是植入膠原蛋白與宿主蛋白衝突,進而導致蛋白層面瘢痕。從本質上來說,還是動物源性材料(豬角膜)膠原蛋白結構和人角膜不完全一樣所致。

某豬角膜產品

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2.角膜疾病概述

2.1 中國角膜疾病發病概況

2.1.1 中國角膜疾病患者存量和增量

從開展角膜移植手術量較大各眼科中心來看,單純皰疹病毒性角膜炎、細菌和真菌性角膜炎等感染性角膜炎是我們目前接受角膜移植的主要手術適應證。據世界衛生組織2010年《視力殘疾全球數據報告》顯示,中國共有盲人824.8萬人。2006年《第二次全國殘疾人抽樣調查統計結果》表明因角膜病致盲患者約400萬人,85%的角膜盲源自感染性角膜病,每年新發的感染性角膜病致盲患者超過10萬,其中約200萬可以通過角膜移植手術復明,但每年施行的角膜移植手術例數為5000例主要原因是供體來源不足。

角膜感染疾病分類

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角膜疾病誘發原因分類

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2.2.1 角膜病以及診斷流程

1.真菌性角膜炎是致病性真菌感染引起的一種致盲性角膜病,在我國居感染性角膜病致盲率的首位。該病主要與植物外傷有關同時本病有明顯的致病危險因素,多與植物性眼外傷、配戴角膜接觸鏡、長期應用免疫抑制劑或糖皮質激素以及患慢性眼表損傷性疾病有關

2.單純皰疹病毒性角膜炎是病毒性角膜炎中最多見的一種,近年還有增多趨勢。常發生於感冒、急性扁桃腺炎、上呼吸道感染、瘧疾等熱性病後。任何年齡均可發生。原發感染多發生於6個月~2歲嬰幼兒或年輕人。約70~90%成年人血清中可查到抗體。一般為單眼發病,少數可雙眼同時或先後發病。

3.細菌性角膜炎是發展中國家角膜盲的首要原因,全球每年有100,000患者,尚無確切的發病率。細菌是角膜炎的最常見病因細菌性角膜炎是主要的致盲眼病之一。目前尚不清楚其確切發病率,美國北部的縣級調查提供的資料顯示從20世紀的50年代到60年代勱該地區的細菌性角膜炎勱的發病率為2/10萬~11/10萬。到80年代,隨著角膜接觸鏡的廣泛應用細菌性角膜炎的患者數量不斷上升勱,配戴角膜接觸鏡勱的發病率為10/100萬~30/100萬在發展中國家勱細菌性角膜炎是角膜盲第1位的病因。如果根據2/10萬的發病率計算,全世界每年約有10萬細菌性角膜炎的患者估計已有數十萬人由於細菌性角膜炎導致角膜混濁而視覺功能受到影響。

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角膜病變由炎症(主要包括感染性角膜病、角膜炎等),外傷及化學灼傷,或組織病變引起,最終改變角膜組織的透明度導致失明。角膜病變主要分為四個發展階段:

(2)第二階段為角膜潰瘍期,主要通過用藥維持,尚無修復材料應用;

(3)第三階段角膜感染及時控制未擊穿角膜,但造成角膜結構不可逆的破壞,視力下降或喪失,可以通過板層角膜移植重見光明;

(4)第四階段感染擊穿角膜,影響整個眼球,需要進行同種異體角膜全層移植手術。第三和第四階段患者屬於嚴重角膜疾病,也稱角膜盲患者。

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2.3.角膜移植手術分類及適應症

角膜移植是利用異體的角膜組織,使患眼復明或控制角膜病變。為目前同種器官移植中成功率高的一種,是眼科中重要的復明手術之一。角膜移植手術目前主要有2種:

1.全角膜移植:是以全層(即包含所有5層)正常角膜代替病變角膜的方法。這種手術的方法是用一定直徑的環鑽去除有病變全層角膜,然後用同樣口徑或略大一些的環鑽,裁取供體角膜片,用線嚴密地縫於患者角膜上。該手術的適應症:1、角膜瘢痕、角膜內皮細胞的功能失代償、嚴重的化學傷等。2、與遺傳有關的角膜病:如先天性角膜發育異常、先天性角膜混濁、角膜營養不良;常見的是顆粒狀,斑塊狀和格子狀角膜營養不良。3、圓錐角膜的完成期。4、角膜嚴重感染或穿孔,面臨喪失眼球的危險時,應考慮穿透性角膜移植術。5、其他:如角膜破裂傷、角膜血染、角膜化學染色,角膜熱灼傷,角膜透明度減低等。

2.板層角膜移植:該手術是以角膜的部分組織為操作對象進行的手術,只切除有病變的角膜淺層組織,深層比較完好的角膜仍然保留作為移植床,然後取同樣大小和厚度的角膜材料,縫於患者角膜的移植床上。板層角膜成分移植,屬於眼外手術,一般不擾動眼內組織,併發症較少。板層角膜移植術適應症:1、圓錐角膜進行期及無瘢痕的早、中期。2、角膜外傷性瘢痕和多發異物。3、角膜變性和營養不良:主要應用於邊緣性角膜變性和角膜基質營養不良。4、天性角膜異常:如兒童的角膜皮樣瘤。 5、角膜化學傷。6、角膜免疫性疾病;常見為蠶蝕性角膜潰瘍。7、角膜化膿性感染。

角膜移植手術豬角膜移植前後視力對比

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豬角膜移植前後視力對比

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角膜移植手術方式

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注:後板層角膜移植術(DLEK)是近年發展起來的一種新的板層角膜移植手術,它是用健康的供體角膜後板層連同角膜內皮一起替代病變的受體角膜後板層和內皮,因此又稱深板層內皮角膜移植術(posterior lamellar keratoplasty,PLK)或內皮板層移植術(endothelial lamellar keratoplasty,ELK)

3.市場概述

3.1 中國角膜盲國情:角膜病是中國第二大致盲原因,供體嚴重不足

中國和其他國家角膜捐獻情況對比

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3.2 角膜捐獻供給不足,市場缺口巨大,市場估值可達千億規模

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4. 行業痛點解讀

4.1 人工眼角膜材料技術尚不成熟

材料技術仍不成熟:目前同種異體角膜捐獻不足,人工角膜假體材料相容性及術後併發症高發,組織工程化角膜支架材料已有產品,但是種子細胞方面仍在研究試驗當中。脫細胞豬角膜基質雖然結構和成分與天然角膜十分相似,可以作為理想的組織工程角膜的載體支架,但是適應症範圍太窄,只適用於板層角膜移植手術,而且角膜緣幹細胞未完全損傷的角膜病。

這制約了大部分角膜病患者的使用。同時豬角膜戲水特性導致的脫盲率低是臨床應用的最大痛點。

4.2 美國市場特點造成人工角膜研發基礎薄弱

4.3 市場教育有待提高

5. 競爭分析

5.1 國內競品分析: 競品數量少且尚不能滿足市場需求

國內的競爭對手主要是豬角膜,但是由於豬角膜的脫細胞角膜不具備角膜上皮、內皮的特徵,不能進行穿透性角膜移植手術,只是進行板層角膜修補用的,而板層角膜材料國內並不缺,缺少的是穿透性角膜材料。目前有一家歐洲公司-“柏登”正進入國內建廠,其以魚鱗為原材料的角膜彌補了國內穿透行角膜材料的空白,競爭力極強,值得高度關注。

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5.2 國外競爭產品分析:排異反應大,尚不能廣泛應用

國外的人工角膜主要以醫用高分子材料:此類人工角膜為用透明的醫用高分子材料製成的特殊光學裝置,通過手術將它植入角膜組織中,以取代部分角膜瘢痕組織,而重新恢復視力的一種手術方法。由於角膜組織對人工合成材料的排異反應等問題尚未最後解決,遠期效果不佳,常造成移植處的房水滲漏及移植片的脫落,故目前尚不可能廣泛應用,同時國外例如美國等發達國家可以供體自給自足,所以人工角膜研發技術相對落後。

國外人工眼角膜對比

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6. 主要競爭公司分析

由於涉及企業核心商業秘密,此部分內容除了上市公司公開信息外其餘競爭企業及產品不適合公開

6.1 再生醫學(港股上市企業)

公司簡介:中國再生醫學國際有限公司是中國第一家專業從事組織工程與再生醫學產品研發、生產和銷售的高新技術企業,於2001年7月18日在香港聯合交易所上市(股份代號:8158.HK)。中國再生醫學集團的總部設在香港,在西安、深圳、蘇州、天津、香港分別擁有6個現代化的生產基地。目前,中國再生醫學集團共申請了海內外專利140餘項,註冊商標170餘個,多次承擔國家重大科研項目,先後兩次主持制定行業標準,(參與)獲得“國家科技進步一等獎”等多個獎項。中國再生醫學集團業務涉及組織工程、細胞療法、化妝品三大業務板塊。生物工程角膜艾欣瞳是世界上第一個完成臨床試驗並上市的生物工程角膜,使我國在角膜病的再生醫學研究領域走在世界前列。但是再生醫學的產品臨床實驗是以治癒率作為實驗終點,也就是說它的用途主要是角膜潰瘍的修復,不具備角膜的內皮細胞層,用途有限僅能適用於板層移植,只需要47例入組,其實

並沒有考慮脫盲率的問題

再生醫學生物角膜產品示意圖

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6.2 冠昊生物(A股上市企業)

優得清角膜產品開發基於冠昊生物的生物醫學材料技術平臺,2016年4月獲批產品註冊證,適合於藥物無效需要進行板層角膜移植的感染性角膜炎患者。需要入組72例,觀察半年以上無法實現穿透移植。2017年半年報顯示:

2017年眼角膜的收入為310萬元,平均賣出150片

優得清產品

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6.3 柏登生醫(海外上市企業)

產品架構示意圖

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主要產品

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