心臟瓣膜是心臟的基礎結構,嚴重的瓣膜病變會導致死亡。現今,對于心臟瓣膜疾病的治療主要是采用人工心臟瓣膜替換,即以瓣膜假體來取代病變瓣膜。理想的人工心臟瓣膜無需抗凝治療,而且具有優異的流體動力學性能和長期耐用性,并可以適應不同類型的患者。
以往的人工心臟瓣膜經常使用金屬材料或生物材料。機械金屬瓣膜的缺點是必須顧及血液抗凝,而生物瓣膜的缺點是使用壽命太短,且加工縫合要求很高,無法剪裁成一些特殊的形狀。既然金屬材料與生物材料未能實現理想的人工瓣膜性能,那么人們就將目光投向了合成高分子材料。
高分子多聚合物(polymer)瓣膜更容易加工剪裁,在體外模擬實驗中顯示出比傳統牛心包瓣膜更久的使用壽命。脈動流測試顯示,多聚合物瓣膜的使用壽命長達25年,而且與生物心包瓣膜一樣無需終生抗凝,也不會產生機械瓣膜的噪音,具有零鈣化、低凝血、高生物相容性的優點。
常見的高分子材料有聚四氟乙烯類高分子瓣膜、聚對苯二甲酸乙二醋瓣膜、聚氨酯類高分子瓣膜等。考慮到單一材料的性能劣勢,人們又研制出經過材料改性的復合高分子瓣膜:比如各向異性PEGDA/PET-PA6復合材料瓣葉、木質纖維素纖維/聚氨酯復合材料瓣葉。
高分子多聚合物瓣膜的研發難度很高。經過全球科學家、臨床醫生和材料學家數十年探究和反復驗證,我們直到近幾年才取得突破并制作出達到臨床要求的高分子多聚合物瓣膜。目前,世界上掌握這種核心技術的企業依然不多。據不完全統計,國內正在進行高分子瓣膜研發的企業有:以心醫療、心通醫療、先健科技、啟明醫療、心銳醫療、沛嘉醫療、心嶺邁德等。
高分子瓣膜脈動流影像
其中,蘇州心嶺邁德自主研發的高分子主動脈外科瓣膜(PoliaValve)在今年初成功完成了首例國產高分子外科瓣膜的正式動物實驗。經過多輪設計迭代和充分設計驗證,該公司的高分子外科瓣膜具有不亞于生物瓣膜的流體力學性能、耐疲勞性能,以及遠遠領先于生物瓣膜的抗鈣化性能。例如,在90天小鼠皮下鈣化實驗中,其高分子主動脈外科瓣膜鈣化結晶數量是常見生物瓣膜的1/3。
心嶺邁德的高分子主動脈外科瓣膜PoliaValve
此外,心嶺邁德還是國內首家采用機器人自動化生產高分子瓣膜的企業。該公司的瓣膜材料浸沾成型、烘干和測厚均由機器人完成。相比于人工操作,機器人可實現智能化、高精度、高質量、大規模應用,降低成本,消除手工生產的不可控性。此次手術的成功意味著心嶺邁德的國產高分子外科瓣膜向前邁出一大步,站上了全球心臟瓣膜領域第一梯隊。
同樣是今年初,廈門大學附屬心血管病醫院完成了Polymer TAVR---SIKELIA??高分子經股主動脈瓣介入置換系統的臨床試驗植入。Polymer TAVR SIKELIA??是上海以心醫療自主研發的高分子材料瓣膜,相比傳統的動物心包瓣葉材料,該產品具有零鈣化、低凝血、高生物相容性的優點,植入后理論壽命能達到20-25年。該瓣膜還擁有預裝、全可回收的特性,其100%可回收的產品特性極大保證了病人手術過程中的安全性。以心醫療的高分子瓣膜產品為TAVR治療提供了一種新的選擇,具有良好的應用前景,進一步說明我國心血管醫療器械企業正在該領域引領全球創新。
今年3月,著重于高分子聚合物瓣膜的蘇州心銳醫療完成千萬元Pre-A輪融資,募集資金將主要用于核心產品的推進、人才引進以及新產品的開發。心銳醫療的高分子聚合物瓣膜從材料合成到構型設計均為自研,瓣膜的核心材料此前已完成第三方檢測,材料核心性能處全球領先水平。該公司的產品在血流動力學(如EOA、滲漏性能等)、耐疲勞特性等方面優于傳統主流瓣膜產品。當前,心銳醫療已有多款聚合物瓣膜產品在平行推進。
現今,高分子多聚合物瓣膜若要在臨床上得到廣泛應用,還需很長時間來驗證。復旦大學附屬中山醫院心內科潘文志教授表示:“更多問題有待長期研究來回答,比如這種瓣膜的壽命到底有多長,是否有并發癥等等。但首例人體植入已經證明,高分子瓣膜材料這個概念是可行的。”
