吸附树脂是一种多功能球形高聚物,通常认为被包括大孔吸附树脂和离子交换树脂两大类,广泛应用于物质分离及纯化领域,在环境保护、水处理、食品加工、医药、医疗、生物工程、化学工程等领域发挥着极其重要的作用。中国是吸附树脂的生产大国,年产量为40万吨左右,超过世界产量的1/3,每年有近30%的产量出口五大洲五十多个国家。
虽然国内树脂行业近年来得到快速发展,但由于较之西方发达国家起步晚、科研投入少等因素,致使技术水平落后,大多树脂制造商仍集中在低端技术产品(如水处理等)的生产领域,且综合实力弱,规模小,竞争者众多,利润水平低。在高端水处理(如注射或透析用水等)、医药、医疗、精细化工等领域,因为技术门槛较高,该类技术产品主要被外企(美国罗门哈斯、英国漂莱特、德国朗盛和日本三菱等)所占领。进口树脂与国产出口树脂价格差异巨大,且国内企业与国际大厂在技术、资本规模等方面仍存在差距。中国作为全球主要的生产和消费体,巨大的工业发展体量对吸附分离树脂有大量的需求,并且随着下游需求不断升级,高端吸附分离树脂的国产化仍有较大的替代空间,未来潜力无限。
应用于血液净化、药物原料和中间体的分离纯化、天然产物的提取、生物大分子物质的纯化、固相合成载体、固定化酶载体等多项生物医药领域新兴领域的功能化大孔吸附树脂和离子交换树脂作为新兴高端吸附分离树脂代表,需求广阔且市场潜力巨大,日益得到国内树脂厂商的重视。目前全国有四十多家树脂生产厂商,每年生产吸附树脂40-50万吨左右,但由于研发投入、技术实力、行业跨度等因素的影响,尚缺乏相应的级别树脂标准,各生产厂家所生产产品也良莠不齐,给下游使用单位带来巨大的生产与安全隐患。血液灌流用吸附树脂属于高端医疗技术产品,因其直接与血液接触,其质量的直接影响到患者的生命安全,亟待出台相应的产品技术标准。
血液灌流已经成为临床危重症的一种重要治疗手段,采用吸附树脂(包括大孔吸附树脂和离子交换树脂)为载体的血液净化又被成为血液灌流(HP)。血液灌流就是将患者的血液引入装有吸附树脂的灌流器中,通过吸附或交换作用,清除血液中的内、外源性毒素的一种血液净化技术。该技术已被广泛应用于尿毒症、高胆红素血症、急性中毒、免疫性疾病、病毒性疾病和高脂血症等多个领域。近十年,国内血液灌流领域的市场规模高速增长,年复合增长率约为38%,2018年的市场规模超过20亿元,并已进入全国28个省市的医保报销范围内。从销售端估计,结合其适应症,血液灌流产品在国内的理论销售空间约为600亿元,行业成长空间巨大。
血液灌流一般包括全血灌流和血浆灌流。血浆灌流(PP)是利用血浆分离技术滤出血浆,再经灌流器进行吸附。由于血液有形成分(血细胞、血小板)不与吸附介质接触,从而避免了HP对血细胞的不良反应,但血浆中的白蛋白和凝血因子仍有部分丢失。而全血灌流时血液不经过血浆分离,全血液成分直接与吸附树脂发生接触。目前在血液净化灌流中使用的吸附剂主要包括两大类,即合成高分子材料和天然高分子材料,合成高分子材料主要是指合成型吸附树脂。合成型吸附树脂以其在机械强度、化学稳定性以及孔结构和功能基团的可控性上的优势,在血液净化的应用领域正发挥着难以替代的作用。但作为血液净化用的吸附树脂必须满足在血液相容性、吸附选择性、机械强度、稳定性、耐灭菌性能等方面的特定要求。
合成树脂的生产过程一般分为聚合、功能基化、后处理(筛分、洗涤等),聚合步骤中的单体和交联剂多为苯乙烯、二乙烯苯和丙烯酸酯类等,致孔剂多为脂肪烃、芳香烃、酯类、醇类等,洗涤溶剂多为甲醇、乙醇、丙酮、石油醚等,功能基化则会引入硝基苯、1,2-二氯乙烷、胺类等有机溶剂以及酸碱等无极试剂。这些溶剂的残留释放会对灌流器产品的安全性造成影响。国内合成树脂作为血灌吸附剂,在洁净度以及性能稳定性上,同日本、美国等进口产品相比还存在着较明显的差距。
目前全国四十多家树脂生产厂商,每年为全国近十家血液灌流器生产厂商提供合成树脂100-200吨作为吸附剂,价格10-20万元/吨,较大的生产厂家有西安蓝晓、南开和成、安徽三星等,其余具备较大规模生产能力的有浙江争光、江阴苏青、东大化工等,整体产能30万吨/年以上。这其中由于规模、技术实力、行业跨度等因素的影响,只有三四家企业具有独立研发能力,其余企业代加工生产以及后处理能力也良莠不齐,这既给下游灌流器企业带来负担,也造成了血液灌流用吸附树脂技术要求的混乱。我国曾在2009年针对食品工业级吸附树脂制定了相应的国家标准,为规范我国的食品安全做出了重要贡献。而对吸附树脂安全性具有更高要求的医学领域,尚缺乏相应的标准规范,随着血液灌流技术在国内的飞速普及,有必要建立相关的标准。
综上所述,面向人民健康,血液灌流用吸附树脂在医疗领域具有重要用途,其安全性、规范性的生产、使用与监督是关系到国民生命的重大事项,因血液净化灌流技术在医疗领域属于一种新型技术,目前国内尚无相应的标准规范,严重制约了产品的发展,也给生产、经营、监督、临床应用带来了诸多风险或不安定因素。因此,为了规范市场秩序,并促进和提升现有产品的内在质量,促进吸附树脂在医疗领域的健康有序发展与应用,急需制定统一的标准。