你知道嗎？在全世界范圍內(nèi)，心血管疾病已成為威脅人類健康的“第一殺手”！
心血管疾病因其高發(fā)病率和高死亡率已成為全球范圍內(nèi)重大公共衛(wèi)生問(wèn)題?！吨袊?guó)心血管健康與疾病報(bào)告2021》顯示，我國(guó)心血管病人數(shù)達(dá)到3.3億，每5例死亡中就有2例死于心血管病。我國(guó)正面臨人口老齡化和代謝危險(xiǎn)因素持續(xù)流行的雙重壓力，心血管病負(fù)擔(dān)仍將持續(xù)增加。
人工血管：心血管疾病重要的微創(chuàng)介入器械
冠心病和外周血管疾病是動(dòng)脈最常見(jiàn)的疾病之一。心血管疾病比較嚴(yán)重的患者，血管旁路移植術(shù)是冠心病和外周血管疾病目前治療的重要手段。臨床手術(shù)使用的橋血管多取自患者自身，因自身血管來(lái)源十分有限，且會(huì)帶來(lái)二次創(chuàng)傷。因此，臨床上需要大量的人工血管作為移植替代物。
由于血液容易凝固在人工血管內(nèi)壁，如果人工血管太細(xì)就容易堵塞，這一直是開(kāi)發(fā)人工血管的難題。小口徑人工血管一直是心血管植介入器械領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)的研究方向之一，也是制約我國(guó)創(chuàng)新醫(yī)療器械發(fā)展的關(guān)鍵難題之一。
百優(yōu)達(dá)人工血管
人工血管是許多嚴(yán)重狹窄或閉塞性血管的替代品，多以尼龍、滌綸(Dacron)、聚四氟乙稀(PTFE)等合成材料人工制造，適用于全身各處的血管轉(zhuǎn)流術(shù)，大、中口徑人工血管用于臨床已取得滿意的效果。
根據(jù)目前應(yīng)用的情況，人工血管的應(yīng)用主要集中在以下三個(gè)方面：
（1）血管置換：主動(dòng)脈夾層、動(dòng)脈瘤切除、血管病變、外傷導(dǎo)致的血管破裂等；
（2）血管搭橋：冠心病，胸、腹、骼、下肢動(dòng)脈硬化、狹窄；靜脈萎縮等；
（3）血液透析造瘺：腎病患者的可反復(fù)穿刺的血液透析通路等。
人工血管發(fā)展史：小口徑人工血管已成焦點(diǎn)
人工血管的研發(fā)始于20世紀(jì)，各國(guó)研究者首先采用金屬、玻璃、聚乙烯、硅橡膠等材料制成的管狀物進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn)，但因短期內(nèi)并發(fā)腔內(nèi)血栓而未能在臨床上廣泛應(yīng)用。
1952年Voorhees首先使用維綸制成人工血管，改變了以往人工血管無(wú)通透性缺點(diǎn)，帶網(wǎng)孔的人工血管是一個(gè)巨大的改變。隨后，各國(guó)研究者研究各種材料和加工方法生產(chǎn)有空隙的人工血管并用于動(dòng)物試驗(yàn)和臨床，絕大多數(shù)是采取醫(yī)用高分子材料進(jìn)行編織。
中國(guó)在50年代末，60年代初開(kāi)始進(jìn)行研究，相繼使用尼龍(Nylon)、真絲、聚四氟乙烯等織造人工血管?，F(xiàn)在多采用滌綸(Dacron)纖維編織人工血管，己大量應(yīng)用于臨床。
盡管大口徑人工血管(內(nèi)徑>6mm)已取得了重大進(jìn)展并廣泛應(yīng)用于臨床治療，但對(duì)于小口徑人工血管(內(nèi)徑<6mm)，由于其口徑小、流速慢、血壓低、血流環(huán)境復(fù)雜而導(dǎo)致的內(nèi)皮化不足和遠(yuǎn)期通暢率差，一直是臨床上亟待解決的痛點(diǎn)問(wèn)題。
2015年11月，日本國(guó)立循環(huán)器官疾病研究中心宣布，該中心研究人員成功研制出直徑僅為0.6毫米的人工血管，有望應(yīng)用于腦和心臟的血管搭橋手術(shù)等領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外小口徑人工血管大多處于科研或臨床狀態(tài)。
市場(chǎng)需求：人工血管高度依賴進(jìn)口
據(jù)醫(yī)械查醫(yī)療器械專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)顯示，人工血管主要應(yīng)用在冠狀動(dòng)脈疾病、靜脈疾病、動(dòng)靜脈瘺、終末期腎臟疾病、心血管疾病等領(lǐng)域。在我國(guó)，隨著人口老齡化進(jìn)程加快，國(guó)內(nèi)相關(guān)患者數(shù)量不斷增加，人工血管市場(chǎng)需求不斷增加。而我國(guó)人工血管現(xiàn)在基本依靠進(jìn)口，可替代的國(guó)產(chǎn)品牌甚少。
亞太是最大的人工血管市場(chǎng)，約占55%的市場(chǎng)份額，其次是北美，約占40%的市場(chǎng)份額。進(jìn)口人工血管售價(jià)在1 -4萬(wàn)元之間，直徑越小，費(fèi)用越高，如同等長(zhǎng)度的4 mm內(nèi)徑人造血管費(fèi)用大約是8 mm的2-3倍，使用長(zhǎng)度也會(huì)直接影響費(fèi)用。
目前我國(guó)冠心病患者超過(guò)1100萬(wàn)，下肢動(dòng)脈疾病患者超過(guò)4500萬(wàn)，血液透析患者超過(guò)69萬(wàn)，需要接受血管置換治療的患者需求巨大，目前該市場(chǎng)尚是一片藍(lán)海。小口徑人工血管在臨床可用于外周血管替換、心臟搭橋、動(dòng)靜脈瘺建立等手術(shù)，具有廣闊應(yīng)用前景。相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，到2023年，中國(guó)人工血管市場(chǎng)年需求量將達(dá)到283萬(wàn)根，市場(chǎng)空間巨大。
人工血管在國(guó)內(nèi)一直被“四大家族”（邁柯唯、泰爾茂、巴德、戈?duì)枺┧鶋艛?。由于技術(shù)壟斷且“四大家族”為了滿足歐美市場(chǎng)，邁柯唯關(guān)閉美國(guó)工廠，將生產(chǎn)基地搬到法國(guó)，以及新冠疫情出現(xiàn)，導(dǎo)致產(chǎn)能下降；泰爾茂人造血管也嚴(yán)重缺貨，先后受到明膠涂層澳洲供應(yīng)商破產(chǎn)、新冠疫情沖擊。
近年來(lái)，我國(guó)人造血管市場(chǎng)需求逐漸釋放。如2011年，安貞醫(yī)院可能已是國(guó)內(nèi)使用人造血管最多的醫(yī)院，用量達(dá)600至800根。廣東省人民醫(yī)院作為南方用人造血管最多的一家醫(yī)院，2020年用量達(dá)400根左右。國(guó)內(nèi)人工血管供應(yīng)降低，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)血管緊缺。在生物型人工血管領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)與國(guó)外差距相對(duì)要小于國(guó)外主要廠家把持的傳統(tǒng)高分子血管。
邁柯唯進(jìn)口人工血管
為擴(kuò)大市場(chǎng)占有及加快交付，2022年5月，全球領(lǐng)先的人工血管制造商邁柯唯母公司潔定集團(tuán)（GETINGE）宣布，在2020年投入了300萬(wàn)歐元提高其位于法國(guó)La Ciotat人造血管工廠的產(chǎn)能，進(jìn)而提高了向客戶的交付能力。針對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)，預(yù)計(jì)2022年的全年交貨量將比2021年增加50%，達(dá)到全年3萬(wàn)條血管的交付。
人工血管進(jìn)展：新型人工血管成競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)
按照口徑大小，人工血管可分為大、中、小三種規(guī)格，通常稱10毫米以上的為大口徑，介于6-10毫米之間為中等口徑，小于6毫米是小口徑。理想的支架材料力學(xué)特性應(yīng)盡可能與天然動(dòng)脈相匹配，替代材料應(yīng)該是彈性的，機(jī)械上有耐用性，可降解以及具有良好的生物相容性。
人工血管常用材料（來(lái)源：和義廣業(yè)）
目前常見(jiàn)的人工血管制作材料主要有以下三種：
（1）天然高分子材料：天然高分子材料如膠原、明膠、海藻酸鈉、殼聚糖等，一般具有無(wú)毒、親水、細(xì)胞親和性及生物相容性好等特點(diǎn)，特別適用于制備人工血管。缺點(diǎn)是力學(xué)性能欠佳，需進(jìn)行一定處理后方可滿足人工血管的材料需求；
（2）合成高分子材料：滌綸、聚四氟乙烯（PTFE）、聚氨酯（PU）、聚己內(nèi)酯（PCL），聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）等先后被應(yīng)用于人工血管的研發(fā)。這類材料具有來(lái)源可控、質(zhì)量穩(wěn)定性高、加工簡(jiǎn)單及機(jī)械性能好等優(yōu)點(diǎn)，目前對(duì)這類材料的研究與改良是熱點(diǎn)方向；缺點(diǎn)主要是制作過(guò)程復(fù)雜，細(xì)胞在管壁上的粘附和生長(zhǎng)較慢。
（3）動(dòng)物源脫細(xì)胞基質(zhì)材料：將同種或者異種來(lái)源的動(dòng)物血管或腸系膜，通過(guò)酶處理、超聲或離心技術(shù)處理成脫細(xì)胞基質(zhì)后，制備成組織工程人工血管。這類材料具備良好的生物相容性和機(jī)械力學(xué)性能，理想的支架結(jié)構(gòu)和形狀，但強(qiáng)度和管壁順應(yīng)性不佳。
目前，多采用滌綸（Dacron）纖維編織大口徑人工血管，且己大量應(yīng)用于臨床，但無(wú)法完全滿足小口徑人造血管的制造要求。膨體聚四氟乙烯（ePTFE）是應(yīng)用最廣泛的人造血管材料，占比接近60％，具有很好的生物相容性與抗凝性，但順應(yīng)性差，移植物通暢率僅為30％，完全不具備人體動(dòng)脈的柔韌性與彈性。聚氨酯（PU）材料具有更優(yōu)良的生物相容性，通暢率更好，可能突破小口徑人造血管的難題，但在體內(nèi)會(huì)出現(xiàn)降解和鈣化現(xiàn)象。
根據(jù)當(dāng)前人工血管的研發(fā)和應(yīng)用進(jìn)展情況，可將人工血管劃分為三代：
第一代：主要是以滌綸（Dacron）纖維、膨體聚四氟乙烯（ePTFE）、聚氨酯（PU）材料等為主要材料合成的人工血管，并帶有涂層處理，主要是大口徑人工血管，已大量應(yīng)用于臨床，主要存在易感染、不易降解、不可自體修復(fù)等問(wèn)題。
第二代：主要是使用組織工程技術(shù)制備的人工血管。這類可實(shí)現(xiàn)同種異體組織工程化，這類主要應(yīng)用于小口徑人工血管，可一定程度解決小口徑血管面臨的流速慢、內(nèi)皮化不足、遠(yuǎn)期通暢率差等痛點(diǎn)，目前已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研發(fā)的焦點(diǎn)。如新一代人造血管領(lǐng)域絕對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者Humacyte公司開(kāi)發(fā)的人類脫細(xì)胞組織工程血管，其不僅保留血管生物力學(xué)特征，同時(shí)剔除可導(dǎo)致免疫排斥反應(yīng)的成分。
第三代：主要是電子血管。2020年報(bào)道的南方科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系相關(guān)領(lǐng)域教授和中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院的相關(guān)領(lǐng)域研究者合作通過(guò)使用聚（L-丙交酯-co-ε-己內(nèi)酯）（PLC）來(lái)封裝液態(tài)金屬以制造柔性和可生物降解的電路，開(kāi)發(fā)了一種口徑僅3mm的電子血管，這種電子血管可以將柔性電子與三層血管細(xì)胞集成在一起，以模仿和超越自然血管。
電子血管（來(lái)源：Matter）
人工血管：資本熱捧、研發(fā)加速
由于人工血管產(chǎn)品屬于技術(shù)高壁壘、投入巨大，前景廣闊，資本市場(chǎng)十分關(guān)注：
2018年，血液透析領(lǐng)域企業(yè)費(fèi)森尤斯就已以1.5億美元收購(gòu)了人工血管領(lǐng)導(dǎo)者Humacyte的部分股份。2021年，費(fèi)森尤斯延長(zhǎng)合作期限，向Humacyte追加2500萬(wàn)美元的投資。
2021年4月，領(lǐng)博生物獲數(shù)千萬(wàn)元Pre-A輪融資，由博行資本投資，本輪融資將用于公司生物型人工血管的臨床前研究及新產(chǎn)品的研發(fā)。
2022年6月，海邁醫(yī)療完成數(shù)千萬(wàn)天使輪融資，由華方資本獨(dú)家投資，本次融資將主要用于早期團(tuán)隊(duì)搭建以及位于蘇州工業(yè)園區(qū)桑田島科創(chuàng)園組織工程與再生醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。
2022年8月，遠(yuǎn)大醫(yī)藥以約1億元投資海外人工血管創(chuàng)新企業(yè)Xeltis。
2023年3月，諾一邁爾（蘇州）醫(yī)學(xué)科技有限公司宣布完成數(shù)億元B輪融資，由蘇高新金控領(lǐng)投本輪融資主要用于組織工程領(lǐng)域多個(gè)創(chuàng)新醫(yī)療器械產(chǎn)品的臨床試驗(yàn)，以及多個(gè)產(chǎn)品管線國(guó)際化戰(zhàn)略的實(shí)施。
2023年6月，毅達(dá)資本完成對(duì)江蘇百優(yōu)達(dá)生命科技有限公司C+輪投資。融資資金將用于擴(kuò)大人工血管的生產(chǎn)能力和新產(chǎn)品的臨床投入。百優(yōu)達(dá)研發(fā)的VASOLINE®人工血管已于2022年11月獲國(guó)家藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)三類醫(yī)療器械注冊(cè)證，這也是我國(guó)首款獲批并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)“人工血管”，目前百優(yōu)達(dá)人工血管的年產(chǎn)能可達(dá)到3萬(wàn)條，已在多家醫(yī)院投入使用。
人工血管技術(shù)路線：組織工程技術(shù)方興未艾
人工血管的研發(fā)應(yīng)用涉及到材料研發(fā)、制備工藝、口徑要求、技術(shù)指標(biāo)等多個(gè)方面，受限于材料的研發(fā)和生產(chǎn)等制約，國(guó)內(nèi)人工血管發(fā)展較為滯后。
常用的人工血管制備技術(shù)包括生物涂層技術(shù)、靜電紡絲技術(shù)和組織工程技術(shù)，具體對(duì)比如下表：
人工血管制備技術(shù)一般包括三個(gè)步驟:
（1）選材：首先要考慮生物相容性和生物穩(wěn)定性，如PET、膨化聚四氟乙烯（ePTFE）、PU等高分子材料
（2）紡織成型：包括機(jī)織、針織、編織、非織造、靜電紡等；
目前用機(jī)器編織的人工血管有兩種，機(jī)織和針織（又稱線圈編織）。目前普遍采用的人工血管材料為滌綸及聚四氟乙烯，大多數(shù)使用的是針織人工血管。在幾何形態(tài)方面，有直筒形，主要是較大直徑適用，以及圓錐形（減少血栓）、分叉形（動(dòng)脈連接處）等。
（3）后處理：后處理是非常重要的環(huán)節(jié)。包括緊密化、波紋化、表面涂層、功能化：（如加肝素）、包裝和滅菌等。
讓我們來(lái)看看目前最主流的第一代（ePTFE）和第二代（組織工程技術(shù)）人工血管的制備工藝對(duì)比：
膨體聚四氟乙烯（ePTFE）人工血管：
膨體聚四氟乙烯（ePTFE）是應(yīng)用最廣泛的人造血管材料，針對(duì)PTFE成型工藝通常包括：PTFE+助擠劑混合、預(yù)成型、拉伸、燒結(jié)和冷卻。每個(gè)環(huán)節(jié)的工藝設(shè)計(jì)對(duì)ePTFE的結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能均有較大的影響，原料需選用超高分子量分散聚四氟乙烯樹(shù)脂。
我國(guó)生產(chǎn)的聚四氟乙烯（PTFE）材料的人工血管大部分為通用型，質(zhì)量不高，屬于中低端產(chǎn)品，高端產(chǎn)品與西方發(fā)達(dá)國(guó)家仍有較大差距， ePTFE產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)尚無(wú)大規(guī)模工業(yè)化產(chǎn)品問(wèn)世，主要依賴進(jìn)口，價(jià)格較為昂貴。
新一代組織工程人工血管—Humacyte HAV人工血管：
Humacyte是目前新一代人造血管領(lǐng)域絕對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者， Humacyte產(chǎn)品是唯一被美國(guó)軍方大規(guī)模采購(gòu)非上市人造血管，被美國(guó)軍方大規(guī)模用于俄烏戰(zhàn)場(chǎng)，在戰(zhàn)場(chǎng)上被證實(shí)其安全和有效。其開(kāi)發(fā)的HAV是人類脫細(xì)胞組織工程血管（human acellular vessels）簡(jiǎn)稱，其不僅保留血管生物力學(xué)特征，同時(shí)剔除可導(dǎo)致免疫排斥反應(yīng)的成分，制備過(guò)程包括細(xì)胞種植、組織形成、去細(xì)胞化處理等環(huán)節(jié)。
HAV制備過(guò)程（圖片來(lái)源：Humacyte）
京公網(wǎng)安備11010802046783號(hào)
