生物实验室耗材市场及关键制造技术分析

随着生命科学相关领域的迅速发展，生命科学实验耗材产品的需求量急剧增加，从而带动该行业市场规模不断扩大。2018年全球生命科学实验耗材销售额为336.8亿美元，预计每年还将以15-20%的速度增长。它们的种类和质量不断完善和提高，向着更加方便、智能、精准、高效、实验数据管理更加系统化和数字化的方向发展。目前，国外跨国公司在关键技术及市场方面仍占主导地位，但巨大的国内外市场需求和日益增强的制造能力为我国实验耗材企业突破各种发展壁垒提供了良好的契机，为其健康快速发展创造有利的条件。

生命科学实验耗材（又称生物实验室耗材，简称生科耗材）是指生物、医药、医疗等相关学科领域科学研究、新产品开发、诊断检测等相关活动所必需的实验用品。从市场的角度，生科耗材通常与仪器设备、技术服务等归类为“生命科学工具与服务”，属于生物技术产业链的基础环节。生科耗材的研究开发和市场规模直接关系到生命科学相关领域科研活动的顺利开展和人类生活健康水平质量的提高。目前，欧美发达国家知名企业在全球生科耗材的生产和销售上仍处于垄断地位，深究其原因至少有两个，一是与该行业有关的关键技术全部或大部由国外公司垄断，二是品牌及销售渠道也均由国外公司垄断。其结果是，国外品牌占据我国95%的生科耗材市场。不过，我国生命科学领域的长足进步带动了国内生科耗材产业的蓬勃发展，专业制造公司在本世纪初涌现，经过近20年自强不息的发展历程，目前已初具规模，其产品已在高水平科学研究中使用，其质量得到广大科研工作者的认可。

一、全球生命科学实验耗材行业发展状况

1、生物技术产业受到全球普遍重视，生科耗材的需求量持续增长

生物科学是一门专门研究生命现象和活动规律的自然科学，它与人类的生存发展密切相关。现代生物技术为人类带来了美好前景和福祉，全球环境保护与生物资源的开发利用、人类健康与疾病防治、人类的生育繁殖等、以及人类衣食住行改善问题，无一不与生物技术密切相关。生物技术已成为世界科技竞争焦点，目前生物技术专利占世界专利总数近30%。生物经济将成为21世纪增长最为迅速的经济领域。许多国家纷纷把生物技术及产业发展上升为国家战略，确定为21世纪经济和科技发展的优先领域，不断加大投入力度，加速抢占生物经济制高点。如图1所示，得益于下游产业的繁荣发展，全球生科耗材的需求未来将保持高速增长。

欧美发达国家生命科学研究及其相关产业已有一百多年的发展历史，因此全球生科耗材主要市场以欧美为主。亚太地区，尤其以中国、印度和新加坡为代表的国家，随着不断增长的生物技术产业方面的新增投资，生科耗材市场增长迅速，潜力巨大。

2、欧美发达国家企业的市场供应垄断地位

从市场供应角度来看，全球生科耗材的供应商主要集中在美国、德国等欧美发达国家。以Corning、Thermo Fisher、VWR、GE Healthcare、Merck和BD为代表的国际跨国公司以其强大的研发及品牌优势长期主导着生科耗材行业的供应。

3、竞争格局

得益于欧美发达国家在生命科学领域的研究起步较早，当前生科耗材规模供应商知名品牌主要集中在欧美发达国家。伴随着新兴经济体国家的经济发展，印度的Accumax Lab Technology、韩国的SPL、中国的洁特生物等企业经过实践积累，逐步掌握了关键技术及生产工艺，研发制造能力已经接近欧美发达国家水平。由于具备价格优势，未来将逐步加入国际市场竞争。

二、我国生命科学实验耗材市场概况

1、我国生命科学实验耗材市场规模

我国生命科学领域研究相对欧美国家起步较晚，国内生科耗材只占全球市场份额的一小部分。但是，中国市场正以庞大的人口基数与快速增长的生物医药需求逐渐成为生科耗材的新兴市场，可以预测，未来几年中国生科耗材规模将呈爆发性增长（图2）。

2016年，我国一次性生科耗材的市场容量为160.6亿元人民币，2018年增长为231.26亿元人民币，预测未来每年增长率为20%。

2、我国生命科学实验耗材生产企业现状

2018年我国一次性生科耗材的市场容量约为231.26亿元人民币（约35亿美元），约95%左右为进口国际知名品牌。

随着我国经济的快速发展以及生命技术产业的欣欣向荣，专业的实验室耗材生产供应商应运而生。目前，国内生科耗材生产企业主要集中在长三角和珠三角地区；不过，大部分企业生产规模偏小，生产工艺略显粗糙，自主研发能力差，产品质量参差不齐，行业集中度较低。

应该看到的是，经过多年的市场历练和竞争，以广州洁特生物过滤股份有限公司为代表的少数几家企业脱颖而出，成长为我国生科耗材供应商中的领先企业，在技术水平和产品品质方面达到国际先进水平。这些企业顺应国际耗材水平的发展趋势，不断提升研发与自主设计能力，强化对市场和客户需求的考察与跟踪，逐步缩小了与国际知名品牌商的差距。部分企业还依托自有品牌直接与国际品牌展开竞争。

三、生命科学实验耗材制造的关键技术

1、高分子材料表面改性技术

高分子材料由于具有良好的性能而广泛地应用于包括生物医学在内的诸多行业。聚苯乙烯优异的防潮性、耐腐蚀、耐老化性以及高透明度和无毒性使之成为制造一次性细胞体外培养容器加工制造的主要材料。但生命科学的快速发展对高分子材料的表面性能如浸润性、粘附性、生物相容性、电学性能、阻燃性等提出了更高的要求。因此，对高分材料表面进行改性处理，使其物理性能和化学性能以及生物相容性满足科技发展对材料性能的使用要求，成为材料学研究的重要课题。

目前在生命科学领域，通常需要高分子材料表面具备亲水、疏水、温度敏感响应等特性，来赋予材料生物兼容性，从而来适应生物医药行业的发展需求。生命科学领域常用的高分子材料表面改性技术主要有等离子体处理、等离子体接枝聚合、温敏材料接枝聚合改性技术。

表1 高分子材料改性技术在生物实验室耗材技术和产品研发中的作用

2、细胞培养装置的产品发展

传统的二维细胞培养装置包括细胞培养板、瓶、皿等，培养面积小，单次培养收获细胞较少。常用的较大规模的850ml细胞培养瓶单次收获细胞约1X107个，培养大量细胞需要反复操作，耗时耗力，以细胞治疗领域为例，用于细胞治疗的回输细胞数量通常为4X107/KG，按照一个成年人体重50KG，一次治疗约需要细胞的数量为2X109个，850ml细胞培养瓶需要反复多次培养200瓶左右。开发研究一次性大规模细胞培养装置，实现体外细胞培养的产业化及规模化，具有很高的开创性的意义和极高的市场前景。

康宁、GE公司赛多利斯及广州洁特生物等生物实验室耗材领域的众多企业近几年相继开发了多款大规模细胞培养装置，如“细胞工厂”、WAVA生物反应器、高通量细胞培养器及“Cell Box Plus”等。

近年来，传统二维细胞培养技术在细胞获取的数量和细胞的质量上都无法满足科研、临床、生物医药工业发展需求。细胞3D培养技术相关行业，例如培养装置、培养支架、培养基等细分领域新技术、产品不断涌现。

表2 常用大规模细胞培养装置及三维细胞培养装置特点及应用

我国生物实验室耗材企业经历多年的实践积累，在耗材材料改进和装置设计方面均掌握了先进的技术并成功实现产业化。

注：

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