深度研究报告:生物眼角膜行业

「核心观点」

1.市场规模:被严重低估,人工眼角膜市场已超千亿

  • 中国角膜盲患者有500万人,每年新增角膜替换的患者呈现10万人增加的趋势,市场规模达1500亿,但是造成由于是供体不足手术量只有5000例每年,造成市场规模被严重低估。

2.行业痛点聚焦两大难题:供体严重不够和技术不成熟

  • 从2015年1月1日起,中国全面停止使用非自愿死囚器官,自愿捐献成为器官移植的唯一渠道。国内外自愿捐献的眼角膜是目前角膜供给的主要来源,但需求只被满足千分之一,供需比例之低在医疗行业少有。
  • 目前人工角膜中只有脱细胞猪角膜基质适合临床部分需求并已经上市,但适应症范围太窄,只适用于板层角膜移植手术。同时,猪角膜产品缝合到患者眼球以后,会经历一个蛋白质吸水后的水肿过程,变成乳白色,是造成角膜移植手术后脱盲率低的最大原因。

3.投资机会

  • 蓝海市场,技术实现突破的产品有望成为独角兽。

1.人工眼角膜产品行业概述

1.1. 人工眼角膜概述

1.1.1. 人工眼角膜的定义

人工角膜是用医用高分子材料制成的类似人体角膜的产品,人工角膜一般包括光学镜柱和周边支架两部分。目前虽然已经有多种人工角膜应用于临床,但其材料均达不到理想要求,并且并发症较多,目前一般只作为最后的选择。最近人工生物角膜的问世使人工眼角膜应用更为广泛,人工生物角膜一般采用异种生物角膜,经过特殊工艺处理,去除了角膜中的细胞、杂蛋白、多糖等物质的抗原性,保留了天然角膜基质胶原蛋白结构,所以生物相容性好,生物安全性高,能与周围组织快速整合,并随着自身细胞的迁入改建,移植角膜逐渐透明,从而改善患者视力。

人工角膜

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1.1.2. 人工眼角膜发展历史

人工角膜发展历程

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1.1.3. 人工眼角膜的分类

市面上的人工角膜分成两大类,一类是非自制工程学人工角膜,另一类是组织工程学人工角膜;其中第一类主要是以光学镜柱构成,其常用材料有聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、硅凝胶、玻璃等;周边支架常用材料有陶瓷、氟碳聚合物、羟基磷灰石、生物材料、聚四氟乙烯等。另一类主要以生物组织作为原材料,也叫生物眼角膜,常见的有猪,鱼鳞和人体皮肤等。

人工眼角膜分类

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猪生物膜移植前后变化情况

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1.1.4. 生物眼角膜的生产工艺

以鱼鳞为原材料

柏登生医以鱼鳞来源的第一型胶原蛋白(Type I Collagen)。经化学,物理以及生物处理构出与人类眼角膜相似,拥有规则排列的层状结构和透明度的眼角膜。(详见公司业务主要技术和应用)

以猪角膜为生产加工原料

取新鲜的猪眼球,用环切手术的方法去除角膜,之后通过去细胞化和组织固定的方法提高力学和结构稳定性。

猪角膜的生产制造工艺

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备注:去细胞化和组织固定为核心技术

1.2. 组织移植的政策和法规

食药监总局系将食品安全办、食品药品监管局、质检总局的生产环节食品安全监督管理、工商总局的流通环节食品安全监督等职责加以整合组建而成,主要负责药品、医疗器械、化妆品和消费环节食品安全的监督管理和该行业有关政策有:

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1.3.1. 眼球解剖结构

一、眼球分成眼球壁和眼内容物两部分:眼球壁:分外层(又称纤维膜:分角膜和巩膜2部分)、中层(又称血管膜:分虹膜、睫状体和脉络膜3部分)、内层(称视网膜:分视网膜虹膜部、视网膜睫状体部和视网膜脉络膜部3部分)。眼内容物包括房水、晶状体和玻璃体。

二、眼的附属器包括眼眶、眼睑、结膜、泪器和眼外肌。

眼球解剖结构

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1.3.2. 角膜解剖结构

角膜是眼睛前段一层透明薄膜,角膜完全透明,由内向外分别为内皮细胞层,后弹力层,基质层,前弹力层,上皮细胞层。上皮细胞层抵抗细菌和毒素入侵,损伤后可再生;前弹力层为上皮细胞附着的基础,损伤后不可再生;基质层占角膜厚度的90%,是角膜的主要部分,在剥离手术中可以很容易分离;后弹力层是一层极有抵抗力的透明薄膜,损伤后可再生;内皮细胞层是单层六角形扁平细胞,损伤后不可再生,功能是使基质层处在脱水状态而保持透明其中脱盲关键:而能否脱盲,关键就在于内皮细胞层的生理作用,生物角膜植入眼球后,内皮细胞层经历了吸水后的水肿变成乳白色,然后内皮泵会泵出水分,将生物角膜脱水,经历了吸水—脱水之后,如果生物角膜材料本身的组织力学强度不够,将难以恢复无色透明的状态,也就无法实现脱盲。

角膜的解剖结构

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以猪角膜为例,猪角膜值片缝合到患者眼球以后,会经历一个蛋白质吸水后的水肿过程,所以会变成乳白色;而后受体角膜的最内层,也就是内皮细胞层能够将生物角膜中的水分吸走,生物角膜会逐渐恢复原来的无色透明状态。但是在实际应用时会出现无法恢复透明或者是再浑浊问题主要是植入胶原蛋白与宿主蛋白冲突,进而导致蛋白层面瘢痕。从本质上来说,还是动物源性材料(猪角膜)胶原蛋白结构和人角膜不完全一样所致。

某猪角膜产品

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2.角膜疾病概述

2.1 中国角膜疾病发病概况

2.1.1 中国角膜疾病患者存量和增量

从开展角膜移植手术量较大各眼科中心来看,单纯疱疹病毒性角膜炎、细菌和真菌性角膜炎等感染性角膜炎是我们目前接受角膜移植的主要手术适应证。据世界卫生组织2010年《视力残疾全球数据报告》显示,中国共有盲人824.8万人。2006年《第二次全国残疾人抽样调查统计结果》表明因角膜病致盲患者约400万人,85%的角膜盲源自感染性角膜病,每年新发的感染性角膜病致盲患者超过10万,其中约200万可以通过角膜移植手术复明,但每年施行的角膜移植手术例数为5000例主要原因是供体来源不足。

角膜感染疾病分类

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角膜疾病诱发原因分类

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2.2.1 角膜病以及诊断流程

1.真菌性角膜炎是致病性真菌感染引起的一种致盲性角膜病,在我国居感染性角膜病致盲率的首位。该病主要与植物外伤有关同时本病有明显的致病危险因素,多与植物性眼外伤、配戴角膜接触镜、长期应用免疫抑制剂或糖皮质激素以及患慢性眼表损伤性疾病有关

2.单纯疱疹病毒性角膜炎是病毒性角膜炎中最多见的一种,近年还有增多趋势。常发生于感冒、急性扁桃腺炎、上呼吸道感染、疟疾等热性病后。任何年龄均可发生。原发感染多发生于6个月~2岁婴幼儿或年轻人。约70~90%成年人血清中可查到抗体。一般为单眼发病,少数可双眼同时或先后发病。

3.细菌性角膜炎是发展中国家角膜盲的首要原因,全球每年有100,000患者,尚无确切的发病率。细菌是角膜炎的最常见病因细菌性角膜炎是主要的致盲眼病之一。目前尚不清楚其确切发病率,美国北部的县级调查提供的资料显示从20世纪的50年代到60年代勱该地区的细菌性角膜炎勱的发病率为2/10万~11/10万。到80年代,随着角膜接触镜的广泛应用细菌性角膜炎的患者数量不断上升勱,配戴角膜接触镜勱的发病率为10/100万~30/100万在发展中国家勱细菌性角膜炎是角膜盲第1位的病因。如果根据2/10万的发病率计算,全世界每年约有10万细菌性角膜炎的患者估计已有数十万人由于细菌性角膜炎导致角膜混浊而视觉功能受到影响。

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角膜病变由炎症(主要包括感染性角膜病、角膜炎等),外伤及化学灼伤,或组织病变引起,最终改变角膜组织的透明度导致失明。角膜病变主要分为四个发展阶段:

(2)第二阶段为角膜溃疡期,主要通过用药维持,尚无修复材料应用;

(3)第三阶段角膜感染及时控制未击穿角膜,但造成角膜结构不可逆的破坏,视力下降或丧失,可以通过板层角膜移植重见光明;

(4)第四阶段感染击穿角膜,影响整个眼球,需要进行同种异体角膜全层移植手术。第三和第四阶段患者属于严重角膜疾病,也称角膜盲患者。

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2.3.角膜移植手术分类及适应症

角膜移植是利用异体的角膜组织,使患眼复明或控制角膜病变。为目前同种器官移植中成功率高的一种,是眼科中重要的复明手术之一。角膜移植手术目前主要有2种:

1.全角膜移植:是以全层(即包含所有5层)正常角膜代替病变角膜的方法。这种手术的方法是用一定直径的环钻去除有病变全层角膜,然后用同样口径或略大一些的环钻,裁取供体角膜片,用线严密地缝于患者角膜上。该手术的适应症:1、角膜瘢痕、角膜内皮细胞的功能失代偿、严重的化学伤等。2、与遗传有关的角膜病:如先天性角膜发育异常、先天性角膜混浊、角膜营养不良;常见的是颗粒状,斑块状和格子状角膜营养不良。3、圆锥角膜的完成期。4、角膜严重感染或穿孔,面临丧失眼球的危险时,应考虑穿透性角膜移植术。5、其他:如角膜破裂伤、角膜血染、角膜化学染色,角膜热灼伤,角膜透明度减低等。

2.板层角膜移植:该手术是以角膜的部分组织为操作对象进行的手术,只切除有病变的角膜浅层组织,深层比较完好的角膜仍然保留作为移植床,然后取同样大小和厚度的角膜材料,缝于患者角膜的移植床上。板层角膜成分移植,属于眼外手术,一般不扰动眼内组织,并发症较少。板层角膜移植术适应症:1、圆锥角膜进行期及无瘢痕的早、中期。2、角膜外伤性瘢痕和多发异物。3、角膜变性和营养不良:主要应用于边缘性角膜变性和角膜基质营养不良。4、天性角膜异常:如儿童的角膜皮样瘤。 5、角膜化学伤。6、角膜免疫性疾病;常见为蚕蚀性角膜溃疡。7、角膜化脓性感染。

角膜移植手术猪角膜移植前后视力对比

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猪角膜移植前后视力对比

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角膜移植手术方式

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注:后板层角膜移植术(DLEK)是近年发展起来的一种新的板层角膜移植手术,它是用健康的供体角膜后板层连同角膜内皮一起替代病变的受体角膜后板层和内皮,因此又称深板层内皮角膜移植术(posterior lamellar keratoplasty,PLK)或内皮板层移植术(endothelial lamellar keratoplasty,ELK)

3.市场概述

3.1 中国角膜盲国情:角膜病是中国第二大致盲原因,供体严重不足

中国和其他国家角膜捐献情况对比

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3.2 角膜捐献供给不足,市场缺口巨大,市场估值可达千亿规模

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4. 行业痛点解读

4.1 人工眼角膜材料技术尚不成熟

材料技术仍不成熟:目前同种异体角膜捐献不足,人工角膜假体材料相容性及术后并发症高发,组织工程化角膜支架材料已有产品,但是种子细胞方面仍在研究试验当中。脱细胞猪角膜基质虽然结构和成分与天然角膜十分相似,可以作为理想的组织工程角膜的载体支架,但是适应症范围太窄,只适用于板层角膜移植手术,而且角膜缘干细胞未完全损伤的角膜病。

这制约了大部分角膜病患者的使用。同时猪角膜戏水特性导致的脱盲率低是临床应用的最大痛点。

4.2 美国市场特点造成人工角膜研发基础薄弱

4.3 市场教育有待提高

5. 竞争分析

5.1 国内竞品分析: 竞品数量少且尚不能满足市场需求

国内的竞争对手主要是猪角膜,但是由于猪角膜的脱细胞角膜不具备角膜上皮、内皮的特征,不能进行穿透性角膜移植手术,只是进行板层角膜修补用的,而板层角膜材料国内并不缺,缺少的是穿透性角膜材料。目前有一家欧洲公司-“柏登”正进入国内建厂,其以鱼鳞为原材料的角膜弥补了国内穿透行角膜材料的空白,竞争力极强,值得高度关注。

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5.2 国外竞争产品分析:排异反应大,尚不能广泛应用

国外的人工角膜主要以医用高分子材料:此类人工角膜为用透明的医用高分子材料制成的特殊光学装置,通过手术将它植入角膜组织中,以取代部分角膜瘢痕组织,而重新恢复视力的一种手术方法。由于角膜组织对人工合成材料的排异反应等问题尚未最后解决,远期效果不佳,常造成移植处的房水渗漏及移植片的脱落,故目前尚不可能广泛应用,同时国外例如美国等发达国家可以供体自给自足,所以人工角膜研发技术相对落后。

国外人工眼角膜对比

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6. 主要竞争公司分析

由于涉及企业核心商业秘密,此部分内容除了上市公司公开信息外其余竞争企业及产品不适合公开

6.1 再生医学(港股上市企业)

公司简介:中国再生医学国际有限公司是中国第一家专业从事组织工程与再生医学产品研发、生产和销售的高新技术企业,于2001年7月18日在香港联合交易所上市(股份代号:8158.HK)。中国再生医学集团的总部设在香港,在西安、深圳、苏州、天津、香港分别拥有6个现代化的生产基地。目前,中国再生医学集团共申请了海内外专利140余项,注册商标170余个,多次承担国家重大科研项目,先后两次主持制定行业标准,(参与)获得“国家科技进步一等奖”等多个奖项。中国再生医学集团业务涉及组织工程、细胞疗法、化妆品三大业务板块。生物工程角膜艾欣瞳是世界上第一个完成临床试验并上市的生物工程角膜,使我国在角膜病的再生医学研究领域走在世界前列。但是再生医学的产品临床实验是以治愈率作为实验终点,也就是说它的用途主要是角膜溃疡的修复,不具备角膜的内皮细胞层,用途有限仅能适用于板层移植,只需要47例入组,其实

并没有考虑脱盲率的问题

再生医学生物角膜产品示意图

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6.2 冠昊生物(A股上市企业)

优得清角膜产品开发基于冠昊生物的生物医学材料技术平台,2016年4月获批产品注册证,适合于药物无效需要进行板层角膜移植的感染性角膜炎患者。需要入组72例,观察半年以上无法实现穿透移植。2017年半年报显示:

2017年眼角膜的收入为310万元,平均卖出150片

优得清产品

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6.3 柏登生医(海外上市企业)

产品架构示意图

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主要产品

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