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心臟瓣膜介入創(chuàng)新醫(yī)療器械現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析

嘉峪檢測網(wǎng)        2025-06-25 08:46

心臟通過收縮和舒張為全身的血液循環(huán)提供動力。心臟瓣膜在心臟收縮和舒張過程中起到單向閥的作用,使血液在心臟的室腔中向一個方向流動。瓣膜性心臟病是4個心臟瓣膜(主動脈瓣、肺動脈瓣、二尖瓣及三尖瓣)出現(xiàn)損傷或缺陷引起的疾病[1-2]。全球約有2.09億名心臟瓣膜病患者,目前瓣膜性心臟病已經(jīng)成為全球第三大心血管疾病,其發(fā)病率僅次于冠狀動脈疾病和高血壓。我國心臟瓣膜病患者約有2500萬人[3],其中65歲以上人群患病率高達(dá)11%。對于65歲以上心臟瓣膜病患者來說,外科手術(shù)的風(fēng)險高,使用介入手段治療的優(yōu)勢明顯。

心臟瓣膜介入創(chuàng)新醫(yī)療器械是指采用新技術(shù)、新材料或具有新的適用范圍,通過介入方式治療心臟瓣膜病的醫(yī)療器械。本文對國內(nèi)外心臟瓣膜介入治療產(chǎn)品的發(fā)展動態(tài)進(jìn)行了梳理,分析了當(dāng)前面臨的問題和挑戰(zhàn);對進(jìn)入國家藥品監(jiān)督管理局創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審查程序的心臟瓣膜介入治療產(chǎn)品區(qū)域分布和類型分布進(jìn)行了總結(jié);對未來心臟瓣膜介入治療新技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行了展望,并從監(jiān)管角度提出了促進(jìn)相關(guān)新技術(shù)應(yīng)用的建議。

 

1、心臟瓣膜介入治療產(chǎn)品發(fā)展動態(tài)分析

 

根據(jù)治療部位的不同,可以將心臟瓣膜介入治療產(chǎn)品分為主動脈瓣介入治療產(chǎn)品、肺動脈瓣介入治療產(chǎn)品、二尖瓣介入治療產(chǎn)品和三尖瓣介入治療產(chǎn)品4個類別,下面分別展開闡述。

1.1 主動脈瓣介入治療產(chǎn)品

介入主動脈瓣膜是國內(nèi)最早獲批上市的心臟瓣膜介入治療產(chǎn)品。2017年,首個國產(chǎn)介入主動脈瓣膜(啟明醫(yī)療,經(jīng)皮介入人工心臟瓣膜系統(tǒng),國械注準(zhǔn)20173460680)獲批上市。同年,全球首個適用于主動脈狹窄和主動脈關(guān)閉不全患者的介入主動脈瓣膜(杰成醫(yī)療,介入人工生物心臟瓣膜,國械注準(zhǔn)20173460698)獲批上市[4]。截至2023年年底,國內(nèi)已批準(zhǔn)上市9款介入主動脈瓣膜。

介入主動脈瓣膜一般由瓣葉、瓣架、瓣裙及縫合線構(gòu)成。按照瓣架擴(kuò)張方式的不同,介入主動脈瓣膜可分為球擴(kuò)式主動脈瓣膜和自膨式主動脈瓣膜兩種[5]。與自膨式主動脈瓣膜相比,球擴(kuò)式主動脈瓣膜釋放球囊時相對可控,對心臟結(jié)構(gòu)的破壞較小,但對原生瓣膜的圓度要求較高。陳埡亮等[6]對在經(jīng)導(dǎo)管主動脈瓣置換術(shù)中應(yīng)用球擴(kuò)式主動脈瓣膜與自膨式主動脈瓣膜的臨床長期預(yù)后及瓣膜耐久性進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明,球擴(kuò)式主動脈瓣膜與自膨式主動脈瓣膜的長期全因死亡率的差異無統(tǒng)計學(xué)意義,但球擴(kuò)式主動脈瓣膜的長期結(jié)構(gòu)性惡化發(fā)生率相對較高,耐久性相對較差,這可能與球囊釋放時不適當(dāng)?shù)臄U(kuò)張有關(guān)。自膨式主動脈瓣膜和球擴(kuò)式主動脈瓣膜在臨床上的長期使用效果需進(jìn)一步研究驗證。目前已上市的經(jīng)導(dǎo)管主動脈瓣膜大多來源于動物組織(如牛心包、豬心包),并經(jīng)過戊二醛交聯(lián)處理。這類生物瓣膜耐久性差,醛類交聯(lián)處理可能會導(dǎo)致瓣膜出現(xiàn)進(jìn)行性鈣化。目前關(guān)于瓣膜材質(zhì)的研發(fā)主要有兩個方向[7]:一是干式瓣膜,采用非醛交聯(lián)劑對瓣葉進(jìn)行生物處理和超低溫真空凍干處理,可干式儲存,簡化術(shù)前操作,減少醛基殘留;二是高分子瓣膜,利用高分子材料代替生物材料制作瓣膜,提高瓣膜的耐久性和生物相容性。JENNEY等[8]研究了一種用硅氧烷基聚氨酯材料制成瓣葉的心臟瓣膜,并對瓣膜的機(jī)械性能、生物相容性、毒理學(xué)、體外血栓形成和兔皮下植入穩(wěn)定性等進(jìn)行了研究,證實了硅氧烷基聚氨酯材料的生物安全性。該瓣膜的一年臨床結(jié)果[9]表明,有效開口面積和跨瓣膜壓差均得到改善。ROTMAN等[10]將一種經(jīng)交聯(lián)改性苯乙烯聚合物用于制作瓣膜。體外試驗結(jié)果顯示,該瓣膜具有良好的血液相容性和抗鈣化性沉積。除瓣膜本身外,輸送系統(tǒng)對手術(shù)的成功也具有重要影響。近年來出現(xiàn)了可回收、可重新定位的主動脈瓣膜輸送系統(tǒng),在手術(shù)中可實現(xiàn)多次回收,降低了手術(shù)操作難度,從而縮短了醫(yī)師的學(xué)習(xí)曲線[11]。

在行經(jīng)導(dǎo)管主動脈瓣膜置換術(shù)前,對瓣膜嚴(yán)重鈣化的患者進(jìn)行非植入式瓣葉修復(fù),以提升瓣膜介入治療的遠(yuǎn)期效果,將成為治療主動脈瓣狹窄的研究方向之一。例如,基于血管內(nèi)沖擊波技術(shù)對原生瓣膜鈣化病變進(jìn)行松解[12],通過經(jīng)導(dǎo)管機(jī)械裝置對原生瓣膜鈣化病變部位進(jìn)行壓刻,使瓣膜恢復(fù)彈性[13-14]。

1.2 肺動脈瓣介入治療產(chǎn)品

肺動脈瓣連接右心室和肺動脈。在治療引起肺動脈瓣反流的疾病時,通常以降低肺動脈高壓為主,只有在重建右心室流出道時才需要置換肺動脈瓣。介入肺動脈瓣膜與介入主動脈瓣膜的結(jié)構(gòu)類似。2022年7月,首個國產(chǎn)肺動脈瓣介入治療產(chǎn)品上市(啟明醫(yī)療,經(jīng)導(dǎo)管人工肺動脈瓣膜系統(tǒng),國械注準(zhǔn)20223130862)。肺動脈瓣狹窄大多數(shù)是出生缺陷所致,其治療方式一般為球囊瓣膜成形術(shù),使用生物瓣膜置換肺動脈瓣[15]的情況較為少見。因此,肺動脈瓣介入治療產(chǎn)品的相關(guān)研究較少。

1.3 二尖瓣介入治療產(chǎn)品

2023年9月,首個國產(chǎn)介入二尖瓣夾系統(tǒng)(捍宇醫(yī)療,二尖瓣夾系統(tǒng),國械注準(zhǔn) 20233131292)獲批上市。截至2023年年底,國內(nèi)已批準(zhǔn)上市4款二尖瓣介入治療產(chǎn)品。

二尖瓣由瓣葉、瓣環(huán)、腱索和乳頭肌組成。與主動脈瓣相比,其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,因此能夠通過多種技術(shù)進(jìn)行二尖瓣修復(fù)。目前較為常見的有緣對緣修復(fù)、瓣環(huán)成形術(shù)和人工腱索植入[16]。經(jīng)導(dǎo)管緣對緣修復(fù)是目前應(yīng)用最廣泛、臨床證據(jù)最多的二尖瓣反流介入治療技術(shù),其原理是使用二尖瓣夾將二尖瓣前葉中部與后葉中部夾合,形成二孔化瓣膜。較為理想的二尖瓣夾需要具有穩(wěn)定且充足的鎖定力、良好的操作性和調(diào)彎能力,避免瓣葉損傷。MitraClip系統(tǒng)(雅培醫(yī)療)是全球臨床應(yīng)用最多的二尖瓣修復(fù)器械,MitraClip系統(tǒng)第四代產(chǎn)品已于2023年12月在我國獲批上市(經(jīng)導(dǎo)管二尖瓣夾系統(tǒng)MitraClip G4 Clip Delivery System,國械注進(jìn)20233130574)。該產(chǎn)品(見圖1)帶有瓣葉獨立夾持功能,可提高捕獲瓣葉的成功率,集成左心房壓力監(jiān)測功能,允許實時進(jìn)行血流動力學(xué)評估[17]。經(jīng)導(dǎo)管瓣環(huán)成形術(shù)是在介入條件下,通過定位錨釘將二尖瓣修復(fù)器械固定在二尖瓣環(huán)上,然后收縮二尖瓣環(huán),使瓣環(huán)直徑減小,從而達(dá)到減少二尖瓣反流的效果。該技術(shù)適用于由二尖瓣環(huán)擴(kuò)大引起的功能性二尖瓣反流。然而,在介入條件下錨定瓣環(huán)較為困難,還有可能引起冠狀動脈阻塞,因此該技術(shù)實施難度大[18]。經(jīng)導(dǎo)管人工腱索植入適用于由腱索發(fā)生結(jié)構(gòu)功能改變引起的退行性二尖瓣反流。外科植入人工腱索用于修復(fù)脫垂瓣膜已成為標(biāo)準(zhǔn)的治療方式,但在介入條件下,人工腱索植入存在植入難度大、人工腱索牽制力度和受力方向難以控制等問題。目前國內(nèi)尚無應(yīng)用瓣環(huán)成形技術(shù)和人工腱索植入技術(shù)的心臟瓣膜介入治療產(chǎn)品上市,該類產(chǎn)品在提高操作準(zhǔn)確度、縮短學(xué)習(xí)曲線、提升長期有效性、減少并發(fā)癥等方面還面臨挑戰(zhàn)。

圖1 MitraClip瓣膜夾[17] 

 Fig.1  MitraClip valve clip[17]

 

雖然從臨床應(yīng)用來看,經(jīng)導(dǎo)管二尖瓣修復(fù)產(chǎn)品表現(xiàn)出較好的可行性和安全性,但其適應(yīng)證相對有限,且術(shù)后仍無法完全抑制二尖瓣反流的發(fā)生[19]。經(jīng)導(dǎo)管二尖瓣置換產(chǎn)品可用于不適合接受修復(fù)手段治療的二尖瓣反流患者,作為經(jīng)導(dǎo)管二尖瓣修復(fù)產(chǎn)品的補(bǔ)充。二尖瓣具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和D形瓣環(huán),這給人工瓣膜的錨定和密封帶來了極大的挑戰(zhàn)[20]。目前經(jīng)導(dǎo)管二尖瓣置換產(chǎn)品的錨定可分為尾部系繩、徑向過盈、倒刺、錨定臂、環(huán)中瓣等方式[21]。Tendyne瓣膜系統(tǒng)(雅培醫(yī)療)是全球首個獲批上市的經(jīng)導(dǎo)管二尖瓣置換產(chǎn)品,其瓣膜主體(見圖2)為雙框架結(jié)構(gòu),外框架輪廓與二尖瓣環(huán)的形狀匹配,內(nèi)框架為圓形結(jié)構(gòu),瓣葉由三片豬心包材料制成,尾部用系繩連接一個墊片,墊片固定于心尖外側(cè),通過調(diào)整系繩的松緊度防止瓣膜主體移位,避免發(fā)生瓣周漏[22]。

 

圖2   Tendyne瓣膜主體[22] 

 Fig.2  Main body of Tendyne valve[22]

 

1.4 三尖瓣介入治療產(chǎn)品

目前我國尚無三尖瓣介入產(chǎn)品上市。三尖瓣反流是常見的心臟瓣膜病變。長期以來,由于三尖瓣關(guān)閉不全的發(fā)病進(jìn)程緩慢、相關(guān)癥狀在左心瓣膜術(shù)后得到緩解等,三尖瓣病變?nèi)菀妆缓鲆昜23-24]。三尖瓣與二尖瓣在解剖結(jié)構(gòu)、患者疾病狀況等方面具有顯著的不同[25]。與二尖瓣相比,三尖瓣的瓣葉和腱索更薄,瓣環(huán)更軟,整體面積更大。經(jīng)股靜脈入路時,從下腔靜脈進(jìn)入右心房角度較大,增加了輸送難度。三尖瓣毗鄰竇房結(jié)、房室束等心電傳導(dǎo)組織,引起相關(guān)并發(fā)癥的風(fēng)險較高。

三尖瓣的瓣葉對合緣修復(fù)與二尖瓣緣對緣修復(fù)類似,瓣膜夾分別捕獲三尖瓣的兩個瓣葉,再將瓣膜夾閉合后釋放[26]。三尖瓣夾與二尖瓣夾的結(jié)構(gòu)類似,為適應(yīng)三尖瓣的解剖位置和結(jié)構(gòu),三尖瓣夾輸送系統(tǒng)的頭端導(dǎo)管可彎曲度更高。TriClip系統(tǒng)(雅培醫(yī)療)在MitraClip系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改進(jìn)了輸送裝置,使其更適合在右心部位操作[27],該產(chǎn)品于2020年獲得CE認(rèn)證,2024年2月獲得美國食品和藥品管理局(Food and Drug Administration, FDA)批準(zhǔn)上市。PASCAL系統(tǒng)(愛德華醫(yī)療)于2020年獲得CE認(rèn)證用于三尖瓣介入治療[28]。三尖瓣瓣環(huán)成形產(chǎn)品在錨定時需要在原生三尖瓣環(huán)上打孔和穿孔,存在損傷右冠狀動脈的可能性,對手術(shù)操作和器械的可靠性要求較高。Cardioband系統(tǒng)[29](愛德華醫(yī)療)使用螺旋形錨定器實現(xiàn)瓣環(huán)(見圖3)固定,將滌綸帶固定在原位瓣環(huán)偏外側(cè)的位置。Pasta系統(tǒng)采用跨瓣環(huán)的雙孔修復(fù)技術(shù),將兩根縫合線和小墊片依次植入三尖瓣瓣環(huán)中前部與后間隔處,通過收緊縫合線,形成雙孔形三尖瓣。該產(chǎn)品的臨床研究結(jié)果[30]顯示,雙孔修復(fù)可以減輕三尖瓣反流,但該方法可能會對三尖瓣環(huán)產(chǎn)生過大的牽拉力而導(dǎo)致治療失敗。經(jīng)導(dǎo)管三尖瓣置換相對于修復(fù)手段來說,行消除術(shù)后反流的效果較好。Evoque瓣膜(見圖4)系統(tǒng)(愛德華醫(yī)療)是全球首個獲批上市的經(jīng)導(dǎo)管三尖瓣置換產(chǎn)品,其依靠外側(cè)9個夾持體鉤住原生瓣葉,夾持體與瓣膜支架主體之間形成夾持力夾住瓣葉,達(dá)到固定瓣膜的效果[31]。該產(chǎn)品于2023年獲得CE認(rèn)證,2024年獲得FDA批準(zhǔn)上市。對于瓣膜修復(fù)失敗或原生瓣環(huán)直徑過大的患者,還可以通過三尖瓣異位置換進(jìn)行治療。該方法將經(jīng)導(dǎo)管瓣膜支架系統(tǒng)置入上腔靜脈和下腔靜脈中,從而防止心房血液反流入腔靜脈所導(dǎo)致的體循環(huán)淤血及對全身臟器造成的損傷,最終減輕右心衰竭癥狀[32]。目前,三尖瓣疾病介入治療的短期效果和長期效果的預(yù)測因素仍不明確[33],三尖瓣介入治療的臨床證據(jù)還有待完善。

 

圖3   Cardioband瓣環(huán)[29] 圖片

 Fig.3  Cardioband valve ring[29]

圖4   Evoque瓣膜主體[31] 

 Fig.4  Main body of Evoque valve[31]


2、 創(chuàng)新審查情況

 

為鼓勵醫(yī)療器械的創(chuàng)新及研發(fā),國家藥品監(jiān)督管理局于2018年修訂發(fā)布了《創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審查程序》[34]。截至2023年年底,共有486款產(chǎn)品進(jìn)入創(chuàng)新審查程序,其中心臟瓣膜介入治療產(chǎn)品共43款。2021—2023年進(jìn)入創(chuàng)新審查程序和獲批上市的心臟瓣膜介入創(chuàng)新產(chǎn)品數(shù)量增長迅速(見圖5),達(dá)到27款,占總數(shù)的63%。

 

圖5   2014—2023年進(jìn)入創(chuàng)新審查程序和獲批上市的心臟瓣膜介入創(chuàng)新產(chǎn)品數(shù)量 圖片

Fig.5  The number of innovative medical devices for heart valve  intervention that entered the special review procedure and were approved from 2014 to 2023

 

2.1 心臟瓣膜介入創(chuàng)新產(chǎn)品區(qū)域分布

截至2023年底,進(jìn)入創(chuàng)新審查程序的國產(chǎn)心臟瓣膜介入創(chuàng)新產(chǎn)品共38款,主要分布在長三角區(qū)域(見圖6),其中上海、江蘇、浙江的產(chǎn)品共32款,占總數(shù)的84.2%,顯示了長三角區(qū)域在心臟瓣膜介入領(lǐng)域的研發(fā)在全國處于領(lǐng)先水平。長三角區(qū)域心臟瓣膜介入治療產(chǎn)品研發(fā)熱度高的原因主要有3個:一是長三角區(qū)域在材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢,產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈相對完備;二是長三角區(qū)域臨床資源分布密集,瓣膜疾病介入治療的臨床需求為該類產(chǎn)品的創(chuàng)新提供了源源不斷的動力,也為產(chǎn)品的臨床驗證提供了便利;三是產(chǎn)業(yè)政策的支持,各地近年來相繼出臺了一系列政策及資金支持舉措,有力推動了長三角區(qū)域醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新。

 

圖6   心臟瓣膜介入創(chuàng)新產(chǎn)品區(qū)域分布圖片

Fig.6  Regional distribution of innovative medical devices for heart valve intervention

 

2.2 心臟瓣膜介入創(chuàng)新產(chǎn)品類型分布

從進(jìn)入創(chuàng)新審查程序的產(chǎn)品類型分布來看,截至2023年年底,主動脈瓣置換產(chǎn)品共16款,二尖瓣修復(fù)產(chǎn)品共15款,兩者合計占總數(shù)的72%,是心臟瓣膜介入產(chǎn)品研發(fā)較為集中的領(lǐng)域。目前尚無主動脈瓣和肺動脈瓣相關(guān)修復(fù)產(chǎn)品進(jìn)入創(chuàng)新審查程序。2021—2023年有15款二尖瓣/三尖瓣修復(fù)產(chǎn)品進(jìn)入創(chuàng)新審查程序,顯示二尖瓣/三尖瓣瓣膜修復(fù)產(chǎn)品是近年來國內(nèi)熱度較高的研發(fā)領(lǐng)域。原因主要有兩個:一是全球經(jīng)導(dǎo)管瓣膜修復(fù)產(chǎn)品較為成熟,已普遍應(yīng)用于臨床,顯示出良好的應(yīng)用價值;二是經(jīng)導(dǎo)管瓣膜修復(fù)較置換而言,手術(shù)操作更加方便,相比外科手術(shù)治療,患者預(yù)后更好。

 

3、小結(jié)

 

當(dāng)前,心臟瓣膜介入治療領(lǐng)域處于快速發(fā)展階段,心臟瓣膜介入治療手術(shù)創(chuàng)傷小、恢復(fù)快,并且手術(shù)風(fēng)險大幅降低,是未來人工心臟瓣膜發(fā)展的重要方向。我國心臟瓣膜介入治療研究起步較晚,但近年來發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。據(jù)統(tǒng)計,國內(nèi)處于研發(fā)階段的瓣膜介入器械已有數(shù)十款,并陸續(xù)進(jìn)入臨床研究階段。隨著干瓣技術(shù)、抗鈣化技術(shù)、高分子材料技術(shù)等新技術(shù)的不斷發(fā)展,可以預(yù)見,心臟瓣膜介入治療的適應(yīng)證將進(jìn)一步擴(kuò)展,心臟瓣膜介入治療將得到普及。以提高耐久性為主要目的的主動脈瓣膜將成為未來重要的研發(fā)方向。通過瓣膜夾修復(fù)仍然是二尖瓣、三尖瓣介入治療的主要方式,經(jīng)導(dǎo)管二尖瓣、三尖瓣的瓣環(huán)成形和人工腱索修復(fù)方法的手術(shù)可操作性、安全性、學(xué)習(xí)曲線等方面的問題有待解決。經(jīng)導(dǎo)管二尖瓣、三尖瓣置換有望突破瓣膜錨定、密封等技術(shù)難點進(jìn)入臨床應(yīng)用,給醫(yī)師和患者帶來更多選擇。

心臟瓣膜介入治療產(chǎn)品的加速涌現(xiàn),給這類產(chǎn)品的上市前監(jiān)管帶來了挑戰(zhàn)。筆者認(rèn)為,可以從以下幾個方面提高科學(xué)審評能力,促進(jìn)心臟瓣膜介入治療新技術(shù)的推廣和應(yīng)用。一是完善心臟瓣膜介入治療產(chǎn)品的注冊審查指導(dǎo)原則。指導(dǎo)原則作為醫(yī)療器械技術(shù)審評的新工具、新方法、新標(biāo)準(zhǔn),可以加快已上市瓣膜介入治療產(chǎn)品形成指導(dǎo)原則,為企業(yè)進(jìn)行該類產(chǎn)品的驗證確認(rèn)工作提供有力的參考。二是對心臟瓣膜介入治療產(chǎn)品進(jìn)行分類組團(tuán)輔導(dǎo)。對于已進(jìn)入創(chuàng)新審查程序但尚未上市的心臟瓣膜介入治療產(chǎn)品,按照產(chǎn)品的治療部位進(jìn)行分組,通過研討、專家交流等方式,著力探討解決心臟瓣膜介入治療產(chǎn)品的共性問題及疑難問題。三是建立重點產(chǎn)品溝通指導(dǎo)機(jī)制,作為創(chuàng)新審查程序的有益補(bǔ)充。對于尚不滿足創(chuàng)新審查條件,但具有關(guān)鍵技術(shù)或材料,能夠體現(xiàn)一定臨床應(yīng)用價值的心臟瓣膜介入治療產(chǎn)品,審評提前介入,通過研審聯(lián)動,加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。

圖片

 

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來源:中國醫(yī)療器械雜志

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