2022年，眼科经典杂志《Cornea》回顾发现，被引次数最多的实验性研究是1995年生物羊膜（胎盘内包裹羊水的薄膜）用于眼表重建的论文。除眼科外，羊膜可应用于外伤修复、骨科等领域，堪称万金油。然而，生物羊膜在分娩后通常被当作医疗废物销毁。这样一个医疗废物，是如何逆袭登上手术台，成为最受瞩目的再生材料？
从基底膜、硬脑膜到一些重要器官，膜广泛存在于人体。天然膜材料具备高度的生物相容性和大量活性因子，除了隔离防护作用，还可以作为再生材料。
过去一百年中，人类尝试把各种生物膜用作修复再生，从皮肤、角膜到口腔，从人体到猪小肠黏膜、小牛真皮甚至鸡蛋膜。诸如猪下层黏膜等天然膜已被用作疝补片、硬脑膜、口腔膜等，孕育了正海生物、冠昊生物等上市公司。
在天然膜材料中，生物羊膜是唯一隔离两个人的人体组织。羊膜因包裹羊水而得名，是胎盘最内部的透明薄膜，与胎儿直接接触。羊膜从细胞滋养层演化而来，隔离了孕妇与胎儿，并且支持胎儿的发育，具备天然的高生物相容性与多活性因子。
羊膜的再生医学潜力在20世纪初即被发掘。1910年，Davis 第一次报道了用产妇羊膜作为外科皮肤移植的材料；随后羊膜在皮肤烧伤和皮肤溃疡的治疗、人工阴道材料、角膜重建的应用均获得成功。近五年的临床试验中，羊膜适应症集中在外伤修复、骨科及眼科领域，已有相关产品上市；在泌尿科、口腔和肿瘤领域尚属转化阶段。超过 50%的临床研究在美国完成，已有获批产品。紧随其后的中国、埃及、印度、伊朗和德国也将有更多产品获批。
1.1 眼科应用：吹尽黄沙始到金
1940 年，De Roth 首次将羊膜应用于眼部，修复结膜缺损。角结膜上皮缺损发生于烧伤、溃疡、翼状胬肉术后、表层角膜屈光术后等。传统的眼表重建采用捐献来源的角膜和自体结膜移植，存在角膜供体紧缺和自体结膜造成医源性损伤等问题。
依据经典的“XYZ假说”，眼球膜的完整依赖于再生机制，大量上皮细胞的损失与快速再生达成平衡。当出现组织缺损、角膜缘干细胞异常时，眼球的再生机制难以为继。因此，眼球膜的修复对材料的要求极高。
De Roth尝试了各种天然膜材料后，发现羊膜可能是唯一的理想再生材料：（1） 皮肤：硬质、具有颜色；（2）口腔黏膜：红色、尺寸有限；（3）阴道黏膜：验证有效，但可能会移植后收缩；（4）包皮：效果好，但患者拒绝从如此脆弱的地方移植。
而羊膜具备薄、光滑、透明、无血管等特点，与结膜最为相似，并可以大量获得。De Roth将羊膜应用在了8台手术中，结果显示在羊膜被吸收后，原缺损区域像正常角膜一样。
在此之后，开始了羊膜在眼科应用的广泛尝试。但由于认识不清，大量研究混用了胎膜、绒毛膜（羊膜免疫原性的主要来源）、羊膜，导致研究结果良莠不齐，羊膜并没有大范围铺开使用。直到1995年，Kim和Tseng成功地利用羊膜对角膜及角膜缘干细胞缺损的兔子进行移植，相关结果发表于眼科经典杂志《Cornea》，再度引发热潮。
在2022年《Cornea》回顾中提及，Kim和Tseng的这篇生物羊膜文章成为了被引次数最多的实验性研究、以及被引次数第二多的角膜文献。
临床实践中，生物羊膜可用于翼状胬肉、角膜上皮缺损、青光眼等手术。可以说传统的移植手术均可用羊膜替代或联用。
特别是翼状胬肉，国内年手术量高达150万台，通常行单纯切除术，约一半患者会复发；而联合羊膜移植术+丝裂霉素C后，复发率可降至5.8%。部分研究显示复发率略高于自体结膜移植术，但当缺损面积较大时，羊膜移植避免了大面积取用结膜造成的医源性损伤，减少瘢痕化。并且胬肉切除术后，联合自体结膜移植、羊膜移植，可降低术后炎症几率，进一步降低复发率。
生物羊膜也可用于青光眼滤过术后，用来抑制瘢痕形成。全球青光眼患病人群中，约四分之一的患者来自中国，2020年达2100万，致盲人数达到567万。青光眼常用术式为常规小梁切除术，成功率仅为11%~52%。结膜下滤过泡瘢痕化是导致青光滤过手术失败的主要原因，患者往往需要反复手术。联合羊膜移植术，将羊膜置于结膜边缘、巩膜瓣下，可利用羊膜的抗纤维化特性改善预后。
1.2 其他学科：直挂云帆济沧海
外伤修复和骨科是生物羊膜率先商业化的领域。大面积深度烧伤、难愈性溃疡如糖尿病足溃疡等修复难题，均可应用生物羊膜，促进修复，抑制瘢痕发生。
生物羊膜在体内外同样被证明具有修复骨缺损、软骨损伤和肌腱损伤的能力。肌腱损伤修复中，损伤部位缝合后包裹羊膜，可明显改善局部黏连，促进肌腱胶原纤维合成，缩短修复时间，肌腱承载力明显优于常规缝合。
鼓膜穿孔中，耳内镜线下生物羊膜移植行鼓膜穿孔修补术，避免自体取材创伤与瘢痕，具有手术短，出血少等优点。其他领域如鼻泪管重建、神经吻合修复、子宫内膜修复等均可应用羊膜。
羊膜是人体最厚的膜之一，是一种无神经、肌肉和淋巴管的半透明膜状组织，主要由羊膜上皮细胞、羊膜间充质干细胞和成纤维细胞组成。羊膜自外向内，可分为上皮细胞层、基底膜、致密层、纤维细胞层及海绵层五个部分。
透明、无血管使羊膜适合移植；丰富的胶原纤维保证了抗拉力；基底层丰富的半桥粒以及复杂的胶原网络使上皮细胞易于生长及粘附；羊膜表面的迷路管道系统使其易于进行物质交换；作为同种异体材料，不表达HLA-A,B,C，DR，抗原性极低，可避免免疫排斥反应。
由于独特的组织学结构、繁多的活性因子，羊膜能够促进上皮形成，抑制炎症和新生血管、抑制纤维化。
组织工程技术包括3个要素，即生长因子、种子细胞和支架材料。在细胞层面，羊膜富含羊膜上皮干细胞（AEC）和羊膜间充质干细胞（AMSCs），这些细胞具有高度可塑性，显示多向分化潜能，并且在移植后没有致瘤风险。加之丰富的细胞因子，独特的组织结构，羊膜是理想的再生材料。
3.1 商品羊膜：寻求贴近新鲜状态的处理方式
生物羊膜取自捐赠的胎盘，剖宫产后将羊膜从绒毛膜上分离，经清洗、灭菌，可得新鲜羊膜。新鲜（或冷藏）羊膜能够最大程度保留各种天然胶原及活性因子成分，因此临床使用效果较好。
院内自制羊膜由于灭活方式简单，且缺少质检措施，临床使用存在感染风险。临床亟需贴近新鲜羊膜、更安全、标准化的羊膜商品，挑战主要来自于确保灭菌、贴近新鲜状态的处理和储存技术。
目前羊膜的储存方法主要包括冻干和冷冻保存。冻干是将羊膜在在 -50至-80°C下快速冷冻，然后使用冷冻干燥机在高真空下干燥。通过升华提取组织中存在的水，以将水含量降低至5-10%。冷冻保存是将羊膜保存在DMEM︰甘油按1：1比例配制的保存液中，并于-80℃冰箱中冻存，有效期为1至2年。
冻干羊膜虽然具有室温储存和运输的优势，由于冻干、脱细胞等工艺影响，临床效果与新鲜羊膜差之甚远。不仅损失了大量有效成分，还容易造成蛋白质变性、羊膜各种理化性能降低，直接导致羊膜在手术中易撕裂，需要反复更换，延长手术时间；术后炎症反应强烈，羊膜容易快速降解、脱落。因此冻干羊膜主要应用于对活性因子、组织结构要求较低的伤口护理、骨科领域，商品化羊膜公司以MIMEDX（NASDAQ:MDXG)）为代表，国内以瑞济生物为主。
冷冻保存的商品羊膜以TissueTech为代表，但由于长期深低温保存成本较高，并且其工艺未对羊膜进行灭菌和病毒灭活处理，无法大规模推广。眼科领域，美国仍以自制羊膜为主。
3.2 临床市场：亟需创新产品破局
据Apollo Research Reports调研，2022年全球生物羊膜市场规模达到32.6亿美元。主要应用于伤口修复、骨科及眼科。未来羊膜作为高性能再生医学材料可拓展至数十个领域，惠及亿万患者。
事实上，尽管临床证据充足，受限于冻干羊膜的劣势，羊膜手术渗透率仍然极低。并且，现有羊膜手术仍大量使用院内自行剥制的新鲜羊膜或甘油保存羊膜。
在美国，自 2000 年以来，据《公共卫生服务法》第361条条款，针对自体来源、最小化处理和同源使用的组织细胞产品（HCT / P），无需上市审批，仅需备案。非同源使用的组织细胞产品，则适用第351条，按照医疗耗材进行临床试验。羊膜产品应用于眼表，利用羊膜和眼球膜的高度相似性产生作用，属于同源用途，无需审批。而用于伤口修复、骨科，更多利用的是羊膜活性因子而不是组织结构本身，因此不属于同源用途。
FDA的审批豁免，导致了高度分散的眼科用羊膜市场，FDA登记的羊膜产品高达930种。因此，伤口修复、骨科成为MIMEDX等头部公司重点发力的领域。MIMEDX产品主要针对糖尿病足溃疡等难愈合伤口修复、手术伤口护理以及足底筋膜炎、跟腱炎和膝骨关节炎。
羊膜产品属于组织和细胞产品，海外产品无法进入中国。在我国，2020年才有第一个接近新鲜状态的羊膜商品获批。此前，国内仅有冻干羊膜，因此羊膜手术以院内自制为主。为了保证手术效果，部分医生使用自制羊膜，需要在院内处理胎盘。由于自制产品缺乏收费路径，在承担感染风险的同时，医生缺乏有效激励，羊膜手术渗透困难。
羊膜的推广，受限于冻干工艺。市场亟需创新的商品羊膜，完成临床价值与商业价值的统一：
（1） 湿态羊膜：在安全前提下，最大程度保留羊膜的组织结构、活性因子，将是羊膜大规模推广的首要条件。特别是在眼科领域，冻干羊膜有效性与新鲜羊膜支付难困境，需要创新的湿态羊膜破局。
（2） 羊膜镜：生物羊膜在眼部的临床应用依赖于手术缝合。无缝线固定能够减少医生的上手难度、减少缝线刺激。类似隐形眼镜的羊膜镜，成为免缝可佩戴的创新方案。除翼状胬肉外，羊膜镜可以应用于不经过清创/激光治疗角膜切除术的场景，在门诊完成摘戴。一定程度上也缓解了DRGs/DIP改革下，住院手术的支付压力。
（3） 微粉羊膜：MIMEDX率先探索了微粉形式的羊膜（AmnioFix Injectable）。羊膜微粉经生理盐水配制可注射使用，主要针对足底筋膜炎、跟腱炎和骨关节炎。目前筋膜炎三期临床已完成，跟腱炎进入三期临床，骨关节炎预计将在2022年启动三期临床。
国内生物羊膜代表公司
成立于2014年的广州瑞泰生物是一家专注于眼科和再生医学的创新器械公司。产品线涵盖眼表、青光眼、屈光不正，挖掘眼科高值耗材机会，填补市场空白。公司拥有国内首个获批上市的生物湿态羊膜，利用安全高效的处理工艺配合独家开发的保存液，打造出活性接近新鲜羊膜的生物羊膜，保存有效期长达3年。公司从再生医学切入，打造眼科创新器械平台，主要产品还包括羊膜迭代产品羊膜镜、巩膜镜、青光眼微支架等。
江西瑞济生物（新三板：835940）成立于2002年，是一家立足于再生医学及生命健康产业，集生产、研发、销售为一体的国家高新技术企业。主要产品包括眼科冻干羊膜、骨科冻干羊膜、羊膜泪道修复支架等。瑞济生物以人羊膜为依托，利用自身强大的研发团队，联合国内知名大学、研究所及医院合作完成羊膜系列产品的生产和研发。
广州悦清再生医学科技有限公司成立于2015年，是一家立足于眼科再生医学，以核心专利技术为基石，专业从事眼表治疗及修复、视光调整、干眼调节等各类眼科医疗器械研发、生产及销售为一体的高科技企业。产品包括生物角膜、生物羊膜及眼科手术器械。
资料来源：
1. 膜生物材料及在组织工程中的应用：“引导膜再生理论”的展望
2. Update review on five top clinical applications of human amniotic membrane in regenerative medicine
3. Transforming ocular surface stem cell research into successful clinical practice
4. 羊膜在眼科临床工作中的应用进展
5. Plastic Repair of Conjunctival Defects with Fetal Membranes
6. Comment on “Cornea Classic Article: Kim JC and Tseng SCG: Transplantation of Preserved Amniotic Membrane for Surface Reconstruction in Severely Damaged Rabbit Corneas”
7. Amniotic Membrane Grafts to Reduce Pterygium Recurrence
8. Device‐modified trabeculectomy for glaucoma
9. 兆科眼科招股书
10. Recurrent Pterygium: A Review
11. 人羊膜在骨科领域的研究进展
12. Applications of the amniotic membrane in tissue engineering and regeneration: the hundred-year challenge
13. Human Amniotic Membrane: A review on tissue engineering, application, and storage
14. Amniotic membrane in ophthalmology: properties, preparation, storage and indications for grafting—a review
15. HUMAN CELL AND TISSUE ESTABLISHMENT REGISTRATION
16. Amniotic Membrane and Amniotic Fluid Injections for Non Ophthalmic Applications – CAM 701149
17. 瑞济生物官网
18. 瑞泰生物官网
