生物医疗低温存储设备是一类集中存放生物制品的低温存储设备,主要用于离体器官、组织、细胞、血液和血液制品等的低温储存或转运,在疾病的临床治疗和生命科学领域的研究中发挥不可或缺的作用。
一、生物医疗低温存储设备行业特点
从技术角度而言,生物医疗低温存储设备具有较高的技术门槛,其核心技术包括制冷系统的设计、混合制冷剂的匹配以及低温换热技术、温度保持技术等,产品竞争力主要体现在以下3方面:1)超低温的可达性。通常普通及家用制冷设备采用单级制冷系统,一般最低只能达到-30℃,而生物医疗低温存储设备通过双级复叠或自复叠制冷系统,配合制冷剂的精确混合配比、换热技术的优化与控制等,从而实现对生物样本的长期可靠存储。对于生物样本库等需要长期保存的样本而言,其对存储的温度要求甚至达到-150℃~-196℃,以降低样本内的生化反应;
2)温度的均匀性。生物样本库的某一个设备则要存储多达6万份样本,要求设备每个点的温度都一致,否则会造成样品损坏;
3)长期使用的稳定性。生物医疗低温存储讲究持久、稳定,样本要存放5~10年甚至更久,且长时间保持低温,否则将导致生物样本活性降低或失效。
低温存储设备核心技术壁垒及对应产品特点
核心技术 | 功能 | 对应产品特点 |
制冷系统的设计 | 决定了产品能否匹配高效智能至指定温度区间、能否长期稳定运行以及能否具有良好的节能性,制冷剂还对产品的环保性能具有决定影响 | 超低温的可达性 |
混合制冷机的匹配 | ||
低温换热技术 | 决定了制冷效率与温度恒定性、均匀性 | 温度的均匀性 |
温度保持技术 | 提升产品存储恒温性能,决定了产品应对间歇电力供应、无电力供应场景的存储能力 | 长期使用的稳定性 |
数据来源:公开资料整理
二、生物医疗低温存储设备行业市场规模
医疗低温存储设备需求主要包括更新需求和新增需求两部分,其中更新需求来自于存量设备的定时更换,新增需求则主要来自于样本储存量的内生增长和下游应用场景的扩容,尤其伴随《生物安全法》等法律法规立法进程的完善,叠加高校、第三方检验中心等下游应用主体日益增加,未来行业整体规模有望加速增长。长期来看,物联网技术等有望不断为行业赋能。
智研咨询发布的《2020-2026年中国生物医疗低温存储设备行业市场竞争力分析及投资前景趋势报告》数据显示:2011-2018年全球生物医疗低温存储市场的复合年间增长速率为3.60%,2018年全球生物医疗低温存储的市场规模为27.47亿美元,预计以4.13%的年均复合增速增长,到2025年实现36.47亿美元的规模。
全球生物医疗低温存储销售规模(亿美元)
数据来源:公开资料整理
2018年全球生物医疗低温存储市场格局
数据来源:公开资料整理
中国医疗低温存储设备市场空间及同比增速
数据来源:公开资料整理
医疗低温储存设备的主要应用场景包括生物样本库、药品与试剂安全、血液安全、疫苗安全、第三方实验室产品等,其中生物样本库和冷藏药储存设备市场规模所占份额较高,2019年分别达到44.9%和42.6%。预计未来生物样本库和疫苗场景下储存设备份额将进一步提高,预计2027年分别有望达到50.1%和7.7%,分别较2019年提升5pct和1pct。
医疗低温储存设备应用场景占比
数据来源:公开资料整理
中国生物药品市场规模(亿元)
数据来源:公开资料整理
国内疫苗市场规模(十亿元)
数据来源:公开资料整理
国内总采浆量
数据来源:公开资料整理
二、生物医疗低温存储设备行业需求增长点
新冠疫情将生物安全推动到国家安全的高度,《生物安全法》立法进程有望加快。2018年9月,生态环境部率先表示正在积极开展对《生物安全法》(讨论稿)的研究;2019年10月,《生物安全法》(草案)首次提请全国人大常委会审议;2020年2月,中央全面深化改革委员会议明确将生物安全纳入国家安全体系,系统规划国家生物安全风险防控和治理体系建设,全面提高国家生物安全治理能力;2020年3月,高层再次表示中国将尽快推动出台生物安全法,加快构建国家生物安全法律法规体系、制度保障体系。《生物安全法》聚焦生物安全领域主要问题,既将积极应对国家生物安全挑战,构建国家生物安全体系,又将国家生物安全能力安建设纳入法律,有望推动生物样本库进入快速建设期。
《生物安全法》立法进程梳理
时间 | 政策内容 |
2018年9月 | 生态环境部对十三届全国人大一次会议第008、150号议案的答复意见中表示“制定一部生物安全法将有助于从法律层面解决我国生物安全管理领域存在的问题,对于确保生物技术健康发展、保护国民身体健康、维护国家生态安全等具有十分重要的意义。”“目前我部正在根据职责,积极开展对《生物安全法(讨论稿)》的研究。” |
2019年10月 | 我国生物安全法草案首次提请十三届全国人大常委会第十四次会议审议。草案共计七章75条,聚焦生物安全领域主要问题,重点保护我国生物资源安全,促进和保障生物技术发展,防范和禁止利用生物及生物技术侵害国家安全。 |
2020年2月 | 中央全面深化改革委员会第十二次会议明确,要从保护人民健康、保障国家安全、维护国家长治久安的高度,把生物安全纳入国家安全体系,系统规划国家生物安全风险防控和治理体系建设,全面提高国家生物安全治理能力。要尽快推动出台生物安全法,加快构建国家生物安全法律法规体系、制度保障体系。 |
2020年3月 | 国务院联防联控机制举行新闻发布会,国防部新闻局局长、新闻发言人吴谦在发布会上指出,加强国家生物安全是各国的普遍做法,国际上对生物安全问题向来十分重视。这次疫情的发生,更加凸显了生物安全的重要性。中国将尽快推动出台生物安全法,加快构建国家生物安全法律法规体系、制度保障体系。 |
数据来源:公开资料整理
未来多群体主导的生物样本库有望带动低温存储设备需求。国内的生物样本库主要包括中华骨髓库、国家基因库等,其中中华骨髓库是国内跨越地域最广、民族多样性最丰富、规模最大的健康人血液生物银行,截至2018年底,累计入库造血干细胞数据达到265万人份,同比增加9.50%,2018年新增入库造血干细胞数量23万人份,同比增加187.5%。未来伴随高校、政府等众多群体主导的生物样本库进入大规模建设或扩建阶段,将对低温存储设备产生持续需求。尤其第三方医学检验机构目前低渗透度高成长性,有望成为未来生物样本库建设的重要力量。
中华骨髓库历年累计入库造血干细胞数量及其同比增速
数据来源:公开资料整理
国内生物低温样本库存储市场规模(亿元)
数据来源:公开资料整理
冷藏生物药销售增幅是常温生物药销售增幅的两倍,提振终端冷链物流设备需求。生物药多由各类生物大分子组成,因而需要冷藏存储,2018年FDA批准的66种新药中,29种是冷链产品,占比达到44%,预计2019年全球生物制药冷链物流市场规模为157亿美元,同比增长4.5%。预计2017-2023年全球医药销售增幅为33%,其中冷链产品销售增幅为59%,非冷链产品销售增幅为25%,对应冷藏生物药销售增幅是常温生物药销售增幅的两倍以上,势必对药品终端存储设备产生更大的需求
全球药品规模及结构(单位:十亿美元)
数据来源:公开资料整理
医院和连锁药房数量的增加以及存储设备规范化程度提高,也将对低温存储设备需求起到一定提振。截至2019年11月,全国合计医院数量23173家,近三年CAGR6.61%,其中一级医院、二级医院和三级医院分别为11014家、9478家和2681家,近三年CAGR分别为6.68%、6.48%和6.78%,而三级医院作为具有全面医疗、教学、科研能力的医疗预防技术中心,各项医疗基础设施配置比例较高,也将推动对生物医疗低温存储设备的需求。
我国各等级医院数量及同比增速(家,%)
数据来源:公开资料整理
四、生物医疗低温存储设备行业未来趋势
1.环保制冷剂应用及配套制冷系统的研发应用
制冷剂作为蒸汽压缩式制冷系统的必备工作物质,其重要性不言而喻,然而传统制冷剂破坏制冷层,并产生一定的温室效用,其应用范围也在不断受限。目前HC已经成为新型环保制冷剂的典型代表,在环保性和经济性驱动下,制冷剂及配套制冷系统的研发将是很长时间内的发展趋势。
制冷剂类型及其对环境影响和安全性
制冷剂类型 | 对臭氧层破坏 | 对温室效应加剧 | 安全性 |
CFC氯氟化碳 | 大 | 大 | 基本安全 |
HCFC氢氯氟化碳 | 小 | 较小 | 基本安全 |
HFC氢氟化碳 | 无 | 较大 | 基本安全 |
HC碳氢化合物 | 无 | 小 | 可燃,用量受限 |
数据来源:公开资料整理
2.生物医疗低温设备的自动化以及与物联网技术融合
医疗低温存储设备的定位不仅仅是存储,更多在于保障样本质量以及实现样本信息的有效管理,因而对设备的自动化程度以及样本物联网技术提出了更高的要求。以疫苗安全为例,目前生产环节信息追溯和流通环节冷链监控建设已初见成效,但在接种终端保证疫苗存储与接种安全环节仍存在不足,而通过物联网技术,疫苗存储管理和接种过程自动化程度有望提高,从而有效保障疫苗接种环节全流程安全。
生物医疗低温存储设备与互联网技术相结合的应用
序号 | 下游应用环节 | 与物联网技术相结合的作用 |
1 | 疫苗安全 | 结合物联网技术,提升疫苗存储管理和接种过程的自动化程度,减少人为的判断疏漏,是完成疫苗接种环节安全的有效方式之一。 |
2 | 血液安全 | 用血效率的提升仍需不断推进。通过物联网技术与存储设备的融合,可将分布式血液存储设备前移至临床用血科室,待使用时通过医院内部审批系统实现远程用血审批,将大大减少血液转运时间,并根据实际需求取用,提高用血效率,未使用血液可进行重新调配使用,避免浪费。 |
3 | 生物样本库 | 通过物联网技术,可实现对存储样本及相关信息的高效管理,并可建立生物样本共享平台,通过统一的标准实现样本的标准化存储,并在样本信息在各分站点间的交换使用,实现生物样本的充分使用 |
数据来源:公开资料整理



