一、前言導(dǎo)讀
1、結(jié)構(gòu)性心臟病概覽
結(jié)構(gòu)性心臟病是近年心血管疾病領(lǐng)域提出的一個(gè)新概念，2005年由德國(guó)法蘭克福的Horst Sievert醫(yī)生首先提出，泛指一大類先天性或獲得性的以心臟和大血管結(jié)構(gòu)異常為主要表現(xiàn)的心血管疾病，如傳統(tǒng)定義的先天性心臟病、心臟瓣膜疾病和心肌病等。
廣義的結(jié)構(gòu)性心臟病是指除原發(fā)心電疾患（因某些電生理異常而發(fā)生的VT/VF）和循環(huán)疾?。ú糠指哐獕?、穩(wěn)定性心絞痛、ACS）以外，任何心臟結(jié)構(gòu)的異常，任何與心臟和大血管結(jié)構(gòu)有關(guān)的疾病。而狹義的結(jié)構(gòu)性心臟病是指解剖異常引起的心臟結(jié)構(gòu)改變所造成的心臟的病理生理變化。包括：（1）先天性心臟?。菏议g隔缺損（VSD）、房間隔缺損（ASD）、動(dòng)脈導(dǎo)管未閉（PDA）等；（2）瓣膜?。憾獍?、三尖瓣、主動(dòng)脈瓣、肺動(dòng)脈瓣等；（3）心肌?。悍屎裥孕募〔?、擴(kuò)張型心肌病、致心律失常型右室心肌病等；（4）心肌梗塞后室間隔穿孔、室壁瘤、疤痕心肌等。
在過去十年中，結(jié)構(gòu)性心臟病的診斷及治療取得了飛速發(fā)展，成為了當(dāng)今心血管疾病領(lǐng)域的一大亮點(diǎn)，其未來發(fā)展引人矚目。
根據(jù)弗若斯特沙利文的資料顯示，被廣泛視為針對(duì)瓣膜性心臟病高度有效療法的介入式瓣膜手術(shù)在中國(guó)仍然供不應(yīng)求，用于該等手術(shù)的經(jīng)導(dǎo)管心臟瓣膜器械亦然。此問題影響了大量未能得到妥善治療的病患，也為合格并致力于改變現(xiàn)狀的醫(yī)療器械從業(yè)者帶來了可觀的商業(yè)機(jī)遇。
瓣膜性心臟病的特點(diǎn)為四個(gè)心臟瓣膜（即主動(dòng)脈瓣、二尖瓣、三尖瓣及肺動(dòng)脈瓣）中一個(gè)或多個(gè)瓣膜出現(xiàn)損傷或缺陷。在這幾個(gè)瓣膜中，主動(dòng)脈瓣控制心臟和主動(dòng)脈之間的血液流動(dòng)，從而控制通往身體其他部位的血管；二尖瓣和三尖瓣控制心房和心室之間的血液流動(dòng)；而肺動(dòng)脈瓣控制從心臟到肺的血液流動(dòng)。正常運(yùn)作的瓣膜可確保適當(dāng)?shù)难毫鲃?dòng)，但瓣膜性心臟病會(huì)導(dǎo)致瓣膜變得太窄及硬化（狹窄）而無法完全開啟，或無法完全閉合（反流）。下圖顯示了不同類型的瓣膜性心臟病。
在治療方案選擇方面，對(duì)于輕度和中度患者，一般疾病早期通過藥物治療延緩疾病的進(jìn)展。對(duì)于重度患者則需要通過手術(shù)干預(yù)，因?yàn)榘昴ば孕呐K病是一個(gè)機(jī)械性病癥，相當(dāng)于心臟這個(gè)“泵”的“閥門”壞了，僅通過藥物治療效果有限。
2、主動(dòng)脈瓣疾病介紹、治療方法及市場(chǎng)規(guī)模
主動(dòng)脈瓣疾病
1）主動(dòng)脈瓣狹窄(AS)：AS是主動(dòng)脈瓣狹窄阻礙血流從左心室到主動(dòng)脈，是一種進(jìn)展性心血管疾病。一旦出現(xiàn)癥狀，需要進(jìn)行外科換瓣術(shù)或介入換瓣術(shù)。
2）主動(dòng)脈瓣反流(AR)：AR是主動(dòng)脈瓣閉合不完全導(dǎo)致心臟舒張時(shí)血液從主動(dòng)脈倒流入左心室。AS患者也經(jīng)常伴隨AR癥狀，單純性AR患者較少。
瓣膜置換術(shù)
1）經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣膜置換術(shù)(TAVR /TAVI)：是針對(duì)主動(dòng)脈瓣膜疾病(尤其是AS)患者外科手術(shù)不耐受情況下的主要治療方法；TAVR作為一種介入治療技術(shù)，其最大特點(diǎn)是無需開胸、主要通過經(jīng)股入路完成主動(dòng)脈瓣膜置換術(shù)。
2）TAVR定義及手術(shù)過程：傳統(tǒng)開胸手術(shù)需要在全身麻醉和體外循環(huán)支持下開胸?fù)Q瓣，30%-50%的主動(dòng)脈瓣膜病患者身體無法耐受。TAVR是指通過血管/心尖作為入路，將組裝完備的人工主動(dòng)脈瓣經(jīng)導(dǎo)管置入到病變的主動(dòng)脈瓣處，在功能上完成主動(dòng)脈瓣的置換。TAVR作為一種微創(chuàng)介入治療手段，具有手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)低、高危患者耐受性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，目前已成為未來心臟瓣膜治療方法的發(fā)展趨勢(shì)。
TAVR示意圖
市場(chǎng)規(guī)模
根據(jù)弗若斯特沙利文的統(tǒng)計(jì)，中國(guó)2020年主動(dòng)脈瓣狹窄和主動(dòng)脈瓣反流的患者數(shù)分別為440萬人和390萬人，預(yù)計(jì)到2030年上述兩類疾病的患病人數(shù)將分別達(dá)到520萬人和460萬人，2020年至2025年的復(fù)合增長(zhǎng)率分別為2.2%、2.4%。
2、二尖瓣疾病介紹、治療方法及市場(chǎng)規(guī)模
二尖瓣反流
二尖瓣常見疾病為二尖瓣反流(MR)及二尖瓣狹窄(MS)， 其中二尖瓣反流是一種可由多種病因?qū)е?、以收縮期血流由左心室反流至心房為特征的瓣膜性心臟病。MR患者占所有二尖瓣反流疾病患者65%，約占所有心臟瓣膜疾病的50%，未經(jīng)治療的MR患者1年和5年死亡率分別為20%和50%。
二尖瓣反流主要包括 DMR(原發(fā)性二尖瓣反流)和 FMR(功能性二尖瓣反流)：其中FMR占MR總數(shù)的3/4。在臨床診療指南中依據(jù) Carpentier分型，根據(jù)二尖瓣活動(dòng)度將MR分為TypeI(正常)、TypeII(過度)和TypeIII(受限)。
經(jīng)導(dǎo)管二尖瓣修復(fù)及置換
1.經(jīng)導(dǎo)管二尖瓣修復(fù)術(shù)(TMVr)
根據(jù)技術(shù)原理可以分為以下幾類:
1）經(jīng)導(dǎo)管緣對(duì)緣二尖瓣修復(fù)術(shù)(TEER)，代表產(chǎn)品包括MitraClip和PASCAL系統(tǒng);
2）經(jīng)導(dǎo)管間接二尖瓣環(huán)成形術(shù)(Carillon系統(tǒng));
3）經(jīng)導(dǎo)管二尖瓣人工腱索的置入(NeoChord);
4）經(jīng)導(dǎo)管直接瓣環(huán)成形術(shù)(Cardioband系統(tǒng)和Mitralign)。
2.經(jīng)導(dǎo)管二尖瓣置換術(shù)(TMVR)
類似TAVR，經(jīng)外周血管或者經(jīng)心尖途徑，將人工瓣膜錨定在二尖瓣的病變位置。
縱覽全球二尖瓣修復(fù)/置換治療領(lǐng)域，TEER是最早實(shí)現(xiàn)廣泛商業(yè)化植入的技術(shù)。
經(jīng)導(dǎo)管二尖瓣治療技術(shù)匯總?cè)缦聢D所示：
市場(chǎng)規(guī)模
中國(guó)中度至重度二尖瓣反流患病數(shù)由2016年的980人增加至2020年的1080萬人，2016年至2020年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為2.5%。該數(shù)字預(yù)計(jì)將于2025年達(dá)到1210萬人 ，2020年至2025年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為2.3%。
3、三尖瓣疾病介紹、治療方法及市場(chǎng)規(guī)模
三尖瓣反流(TR)
三尖瓣反流是指右心室收縮期間血液從右心室回流到右心房。復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院14萬例超聲數(shù)據(jù)研究顯示，我國(guó)中度和重度的TR檢出率分別為2.22%和1.39%;重度TR患者1年死亡率36%，5年死亡率約接近50%。
經(jīng)導(dǎo)管三尖瓣置換/修復(fù)術(shù)(TTVR/r)
原理類似TMVR，經(jīng)導(dǎo)管三尖瓣介入治療主要分為置換和修復(fù)兩大類。
三尖瓣介入修復(fù)與介入置換
市場(chǎng)規(guī)模
中國(guó)的三尖瓣反流患病數(shù)于2020年達(dá)到920萬人，預(yù)計(jì)將在2025年達(dá)到90萬人，2020年至2025年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為1.5%。
4、肺動(dòng)脈瓣疾病介紹及治療方法
肺動(dòng)脈瓣狹窄
肺動(dòng)脈瓣發(fā)育異常而引起的肺動(dòng)脈瓣開放受限，可單獨(dú)存在，常是復(fù)雜心血管畸形的組成部分。肺動(dòng)脈狹窄開放受限后，從肺動(dòng)脈瓣流向肺動(dòng)脈的血流減少?gòu)亩饳C(jī)體缺氧。過多的血流淤積于右室，造成右心前負(fù)荷增加，右房、右室增大從而引起右心功能不全。
介入治療
1.經(jīng)皮球囊肺動(dòng)脈瓣成形術(shù)（把狹窄的瓣膜口用球囊擴(kuò)開）：?jiǎn)渭冃苑蝿?dòng)脈瓣中度至重度狹窄首選治療方法。
2.經(jīng)皮肺動(dòng)脈瓣植入術(shù)（置入一個(gè)新的肺動(dòng)脈瓣瓣膜）：適用于法洛四聯(lián)癥術(shù)后肺動(dòng)脈瓣反流需再次干預(yù)，進(jìn)行性或嚴(yán)重右室擴(kuò)大，中重度右心功能不全，三尖瓣重度反流。
關(guān)于高分子瓣膜
人工心臟瓣膜是一種用于治療心臟瓣膜疾病或缺損心臟的植介入醫(yī)療器械，通過置換人體心臟內(nèi)發(fā)生病變的瓣膜，可使患者重建血液循環(huán)動(dòng)力功能，在心血管治療領(lǐng)域具有重要作用。高分子瓣膜是一種由高分子材料制成、能夠更好治療心臟瓣膜病的創(chuàng)新器械。其中，高分子材料是一種由大量重復(fù)單元組成的大分子化合物，具有較高的強(qiáng)度和耐用性。
瓣膜發(fā)展趨勢(shì)來看，從最早的機(jī)械瓣(A-C:包括雙葉瓣、斜碟瓣 、球籠瓣)，到生物瓣(D-F)再到最新的介入瓣(G、H)，心臟瓣膜經(jīng)歷了三代技術(shù)革新。置入機(jī)械瓣后需終生進(jìn)行抗凝治療，且有血栓及出血風(fēng)險(xiǎn)；生物瓣膜其有較好的生物相容性，只需短期抗凝，血流動(dòng)力學(xué)性能更為優(yōu)良，但容易出現(xiàn)鈣化、破損以及撕裂等問題。評(píng)價(jià)生物瓣膜最重要的兩個(gè)指標(biāo):良好的耐久性和優(yōu)異的血流動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)。
傳統(tǒng)瓣膜對(duì)比
隨著研究不斷深入，高分子材料瓣膜出現(xiàn)在臨床上?；诟叻肿硬牧系陌昴ぜ瘷C(jī)械瓣和生物瓣二者的優(yōu)勢(shì)于一身，既具備優(yōu)異的耐疲勞特性，又有極好的血液相容性。與傳統(tǒng)機(jī)械瓣和生物瓣相比，高分子心臟瓣膜的使用壽命長(zhǎng)，可以達(dá)到25年左右，而且與生物心包瓣膜一樣，高分子瓣膜無需終生抗凝，也不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械瓣膜的噪音，具有零鈣化、低凝血、高生物相容性的優(yōu)點(diǎn)。
高分子瓣膜脈動(dòng)流影像
伴隨材料科學(xué)在該應(yīng)用領(lǐng)域的突破，高分子（Polymer）瓣膜材料的自動(dòng)化生產(chǎn)不僅彌補(bǔ)了動(dòng)物心包瓣膜能效的不足，并能走出手工縫合時(shí)代，極大降低材料及制造成本，提到產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。同時(shí)在體外模擬實(shí)驗(yàn)中，結(jié)果顯示高分子（Polymer）瓣膜使用壽命比傳統(tǒng)牛心包瓣膜更長(zhǎng)久（達(dá)20~25年）。認(rèn)為未來三到五年，具備高分子瓣膜制備能力的TAVR公司會(huì)成為行業(yè)翹楚。
近十年來開發(fā)的用于外科開胸手術(shù)的聚合瓣膜（SVR）和用于經(jīng)導(dǎo)管瓣膜置換術(shù)的聚合瓣膜（TVR）
高分子多聚合物瓣膜的研發(fā)難度很高。經(jīng)過全球科學(xué)家、臨床醫(yī)生和材料學(xué)家數(shù)十年探究和反復(fù)驗(yàn)證，直到近幾年才取得突破并制作出達(dá)到臨床要求的高分子多聚合物瓣膜。目前全球范圍內(nèi)來說，僅有少數(shù)企業(yè)掌握高分子瓣膜技術(shù)，并且暫無上市的產(chǎn)品。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)正在進(jìn)行高分子瓣膜研發(fā)的企業(yè)有：以心醫(yī)療、心通醫(yī)療、先健科技、啟明醫(yī)療、心銳醫(yī)療、沛嘉醫(yī)療、心嶺邁德等。
二、醫(yī)療器械產(chǎn)品解析
1 、LifePolymer
Foldax公司
Tria采用Foldax開發(fā)的革命性的聚合物材料----LifePolymer制成，是目前高分子心臟瓣膜進(jìn)展最快的高分子瓣膜產(chǎn)品。Tria由聚合物瓣葉、聚醚醚酮（PEEK）支架和聚四氟乙烯（PTFE）縫合環(huán)構(gòu)成，是一個(gè)真正意義上100%由合成聚合物制作而成的人工心臟瓣膜。離體測(cè)試結(jié)果顯示，Tria外科瓣可使用約35年，優(yōu)于如今生物瓣的平均使用壽命。
該瓣膜有一個(gè)帶瓣膜的自擴(kuò)張鎳鈦合金框架和一個(gè)10毫米的密封套。尺寸為27毫米的經(jīng)導(dǎo)管Tria瓣膜已通過臺(tái)架測(cè)試，并在加速疲勞測(cè)試中顯示出1億次循環(huán)。平均梯度為3.6 mmHg，EOA為2.9 cm2。
Tria產(chǎn)品圖
Tria TVR瓣膜也已經(jīng)在體內(nèi)進(jìn)行了研究。該裝置通過 CPB 植入主動(dòng)脈位置。通過升主動(dòng)脈輸送瓣膜，并對(duì)其進(jìn)行定位以評(píng)估瓣膜在體內(nèi)的有效性。結(jié)果顯示了可輸送性，良好的血液動(dòng)力學(xué)，30天后沒有表面纖維蛋白、血栓或纖維化，袖口愈合良好，90天后瓣葉干凈。目前，Tria正在進(jìn)行更大規(guī)模的臨床研究。此外，F(xiàn)oldax公司的二尖瓣手術(shù)瓣膜和經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換術(shù)（TAVR）也將陸續(xù)進(jìn)入臨床階段。
將LifePolymer與專利設(shè)計(jì)相結(jié)合，開發(fā)出無需應(yīng)用動(dòng)物組織的長(zhǎng)效心臟瓣膜；可用于經(jīng)導(dǎo)管置換或外科手術(shù)替代病變的心臟瓣膜；旨在減少或消除終身抗凝藥物的需求并優(yōu)化血流動(dòng)力學(xué)和有效的開口面積。LifePolymer材料具有較強(qiáng)的耐久性，無動(dòng)物組織潛在的瘋牛病傳染問題，部分性能優(yōu)于生物瓣膜，如優(yōu)異組織相容性、優(yōu)異機(jī)械性能、長(zhǎng)期使用壽命。
同時(shí)Tria將對(duì)瓣膜加工方式帶來革命性改變，是第一個(gè)并且唯一一個(gè)機(jī)器人生產(chǎn)制造的心臟瓣膜。因此其聚合物瓣葉可以始終如一地以精確的厚度制造，并且旨在實(shí)現(xiàn)具有可預(yù)測(cè)性能的瓣膜，并與患者共度一生，其將為數(shù)以百萬計(jì)的主動(dòng)脈瓣、二尖瓣和三尖瓣疾病患者帶來更為經(jīng)濟(jì)、安全、有效的治療。
2 、Polymer Valve
Strait Access Technologies（SAT）公司
SAT研發(fā)了一款新型球擴(kuò)式主動(dòng)脈瓣聚合物瓣膜Polymer Valve——適用于風(fēng)濕性和退行性疾病患者。它是由荷蘭帝斯曼（DSM）研發(fā)的CarboSil熱塑性有機(jī)硅-聚碳酸酯-聚氨酯（TSPCU）的聚合物材料制成。
SAT Polymer Valve中空球囊放置瓣膜假體，允許血液自由血流，無需快速起搏，可通過觸覺反饋確認(rèn)手術(shù)過程中定位是否理想，并且允許批量化、自動(dòng)化生產(chǎn)。入路方式為經(jīng)心尖和經(jīng)股動(dòng)脈；有三種尺寸類型。該產(chǎn)品已受到世界心臟聯(lián)合會(huì)的支持，將在監(jiān)管部門批準(zhǔn)后啟動(dòng)臨床試驗(yàn)。
安裝在心臟支架和球囊擴(kuò)張導(dǎo)管上的新型聚氨酯心臟瓣膜
3 、STEALTH聚合物經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣、MASA瓣膜
PECA Labs公司
STEALTH聚合物經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣
賓夕法尼亞州的 PECA Labs公司研發(fā)的STEALTH聚合物經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣，超薄輸送系統(tǒng)——全聚合物小葉使輸送系統(tǒng)更纖薄，以減少血管損傷的機(jī)會(huì)；經(jīng)過臨床驗(yàn)證的聚合物材料，提供了卓越的性能和耐用性。
STEALTH聚合物經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣
（a）在CAVD主動(dòng)脈瓣模型中部署的測(cè)試瓣膜，側(cè)面和頂部視圖
（b）在復(fù)制器中安裝在匹配CAVD主動(dòng)脈上的部署瓣膜，使用x線血管造影可視化
MASA瓣膜
除STEALTH聚合物TAVR瓣膜外，PECA Labs公司還設(shè)計(jì)并完成制造了一款聚合物肺動(dòng)脈瓣——MASA瓣膜。MASA專為兒科設(shè)計(jì)，是一種用于肺動(dòng)脈瓣重建的聚合物瓣膜導(dǎo)管，該瓣膜具有專利雙葉片結(jié)構(gòu)，旨在隨著患者身體的發(fā)育同步擴(kuò)展，從而避免重復(fù)手術(shù)。
MASA 瓣膜是用于肺動(dòng)脈瓣重建的雙葉聚合物脈瓣導(dǎo)管。該瓣膜有一個(gè) ePTFE（聚四氟乙烯）導(dǎo)管和用聚丙烯縫合線固定在導(dǎo)管上的 ePTFE 瓣膜葉片。這一裝置的外導(dǎo)管表面采用彈性印刷設(shè)計(jì)，可指示瓣膜位置和血液流動(dòng)方向。MASA利用ePTFE 的材料特性和 RVOT專用閥門設(shè)計(jì)來緩解當(dāng)前肺動(dòng)脈瓣問題。
MASA獨(dú)特的ePTFE 材料制備有助于避免人體免疫反應(yīng)和瓣膜鈣化，這是生物瓣膜最為常見問題，也是瓣膜失效的主要原因。MASA采用PECA Labs專有導(dǎo)管和瓣膜小葉制成，可生產(chǎn)多種尺寸，以確保與每位患者獨(dú)特的解剖結(jié)構(gòu)相匹配。
MASA瓣膜被設(shè)計(jì)用于重建右心室流出道（RVOT）并提供功能性肺動(dòng)脈瓣。植入后，MASA 瓣膜為血液從右心室（RV）到肺動(dòng)脈（PA）提供了一條通道，而集成瓣膜有助于防止回流到右心室。這款瓣膜肺動(dòng)脈瓣導(dǎo)管適用于22歲以下患有下列先天性心臟畸形的患者，可用于右心室流出道的矯正或重建：
肺動(dòng)脈狹窄；
法洛四聯(lián)癥；
動(dòng)脈干幼稚癥；
大血管轉(zhuǎn)位；
肺動(dòng)脈閉鎖。
目前，MASA聚合物肺動(dòng)脈瓣已完成首例人體植入，患者為21個(gè)月大的嬰兒。
4 、FibraValve
哈佛大學(xué)
哈佛大學(xué)的研究人員通過創(chuàng)新的3D打印技術(shù)開發(fā)出一種名為FibraValve的兒童心臟瓣膜，以解決兒童風(fēng)濕熱所導(dǎo)致的心臟瓣膜損傷問題。這項(xiàng)突破性研究能夠在短短10分鐘內(nèi)通過聚己內(nèi)酯（PCL）和聚乳酸（PLA）等材料的組合，利用聚焦旋轉(zhuǎn)噴射紡絲（FRJS）的新方法進(jìn)行3D打印，讓瓣膜與患兒一起生長(zhǎng)，從而消除了額外的手術(shù)需求，最大限度地減少了手術(shù)并發(fā)癥和痛苦。
FibraValve是由長(zhǎng)纖維聚合物纖維組成的，它復(fù)制了人類心臟瓣膜的物理特性，并且具有足夠的多孔性，允許細(xì)胞滲透并用活組織代替支架
資料來源:哈佛大學(xué)威斯研究所
FibraValves是一款由可吸收材料---PLCL制造的可吸收可再生的高分子瓣膜。PLCL聚合物材料不僅可以改善FibraValve植入體內(nèi)后活細(xì)胞的滲透性，而且還能進(jìn)行生物降解。相比之前的其他組織工程瓣膜，F(xiàn)ibraValve更具彈性，并且能夠使細(xì)胞在整個(gè)支架上更均勻地分布。團(tuán)隊(duì)還對(duì)瓣膜內(nèi)部“瓣葉”的形狀進(jìn)行了優(yōu)化，以減少血液通過瓣膜返流的量。通過所有這些改進(jìn)，F(xiàn)ibraValve能夠?qū)崿F(xiàn)自我重塑，對(duì)于仍處于生長(zhǎng)階段的兒童心臟瓣膜疾病患者非常有用。
FibraValve采用了創(chuàng)新的瓣膜框架設(shè)計(jì)，通過FRJS技術(shù)結(jié)合空氣噴射流的引入，可以充滿液體聚合物，從而輕松調(diào)整最終形狀，并提高纖維在心軸上的沉積速率。最終得到的合成3D打印結(jié)構(gòu)具有網(wǎng)狀納米纖維網(wǎng)絡(luò)，可以促進(jìn)細(xì)胞的滲透和生長(zhǎng)。FRJS制備技術(shù)有點(diǎn)類似全自動(dòng)棉花糖售賣機(jī)，通過空氣射流將PLCL絲引導(dǎo)到心臟瓣膜上支架上，形成一個(gè)具有網(wǎng)狀納米纖維網(wǎng)絡(luò)的可吸收人工瓣膜。FRJS制備的FibraValve復(fù)制了人類瓣膜的物理特性，并且具有足夠的多孔性，可以讓細(xì)胞滲透并用活組織替換支架。FibraValve最終生物可吸收PLCL材料將逐漸被細(xì)胞取代，最終形成再生的心臟瓣膜。
聚合物和聚焦的氣流被強(qiáng)制通過紡絲裝置，聚合物的纖維聚集在閥形芯棒上形成纖維閥
資料來源:哈佛大學(xué)威斯研究所
根據(jù)哈佛大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)介紹FRJS制備一個(gè)人工瓣膜只需要幾分鐘，效率非常。如此高效的技術(shù)一旦臨床證實(shí)安全有效，將有望使瓣膜價(jià)格大幅下降，將真正幫助那些需要瓣膜置換的患者，并為日后開發(fā)更多定制化的植入式醫(yī)療設(shè)備提供了新思路。該研究結(jié)果為再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展鋪平了道路。
5、Triflo valve
Novostia公司
創(chuàng)新公司Novostia推出一款無需終身抗凝的機(jī)械瓣---Triflo valve。Triflo valve是一款突破性的機(jī)械瓣，由高性能生物相容材料制成，具有出色的耐磨性和抗疲勞性，能夠承受高心動(dòng)周期。解決機(jī)械瓣最大問題血栓，同時(shí)延續(xù)機(jī)械瓣最大優(yōu)點(diǎn)終身有效的使用壽命。Triflo valve特別適合用于兒童和年輕患者，改善他們的生活質(zhì)量，為他們提供一種獨(dú)特、耐用、無抗凝、無噪音的心臟瓣膜。
Triflo valve由法國(guó)心血管外科醫(yī)生Didier Lapeyre和達(dá)索航空公司陣風(fēng)飛機(jī)的聯(lián)合設(shè)計(jì)師Philippe Perrier共同設(shè)計(jì)開發(fā)，是擁有航空發(fā)動(dòng)機(jī)基因的人工瓣膜。
Triflo valve具備以下優(yōu)勢(shì)：
低血栓形成
由于其采用獨(dú)特的仿生理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，Triflo valve能夠防止傳統(tǒng)機(jī)械閥上觀察到的導(dǎo)致血栓栓塞的血液流動(dòng)誘導(dǎo)機(jī)制。已經(jīng)在幾十頭動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中被證實(shí)，植入1.5年動(dòng)物們都無需服用抗凝劑，沒有發(fā)生阻塞性血栓形成。這歸功于Triflo valve的優(yōu)異生物相容性材料和類似于天然的人類心臟瓣膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。類人體瓣膜設(shè)計(jì)，使Triflo valve不會(huì)產(chǎn)生高速回流射流，不會(huì)引發(fā)止血反應(yīng)。
經(jīng)久耐用
Triflo valve由高性能生物相容性材料制成，具有出色的耐磨性和抗疲勞性，能夠承受高心臟周期。與耐用性有限的生物瓣不同，尤其是對(duì)于年輕患者而言，瓣膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可讓任何年齡的患者終生使用，從而避免二次手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)。
安靜
由于特殊的設(shè)計(jì)，Triflo valve的功能類似于人體自身瓣膜，能夠平穩(wěn)而安靜地關(guān)閉，消除了一些使用傳統(tǒng)前機(jī)械閥門的患者感知到的“咔噠”聲。Triflo valve采用由一種新的高性能聚合物制成，可替代傳統(tǒng)的金屬、陶瓷等材料并減少聲學(xué)傳播的聲波。
出色的血流動(dòng)力學(xué)
Triflo valve憑借其三葉設(shè)計(jì)，展示了卓越的血流動(dòng)力學(xué)性能，包括小尺寸。
其獨(dú)特的設(shè)計(jì)允許無阻礙的小葉開放和最佳的血液流動(dòng)，具有低剪切應(yīng)力和通過樞軸區(qū)域的湍流
適用于任何年齡的主動(dòng)脈瓣和二尖瓣患者
Triflo valve擁有多種尺寸：
主動(dòng)脈瓣：從15毫米到27毫米
二尖瓣：從25毫米到33毫米
6、SIKELIA® Polymer TAVR
以心醫(yī)療
SIKELIA® Polymer TAVR是上海以心醫(yī)療自主研發(fā)的全球首款高分子材料瓣葉的經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換產(chǎn)品，是由自膨脹鎳鈦合金支架和由以心醫(yī)療自主研發(fā)的BioDura®高分子復(fù)合材料瓣葉組成的一體式結(jié)構(gòu)。
(A至D)產(chǎn)品形態(tài)及與周圍組織的關(guān)系
Polymer TAVR具有一系列顯著特點(diǎn)，主要涵蓋了以下八個(gè)方面：
1. 零鈣化：零鈣化是一種重要的技術(shù)創(chuàng)新，目的是解決傳統(tǒng)TAVR產(chǎn)品在使用過程中可能出現(xiàn)的瓣膜鈣化問題。傳統(tǒng)TAVR產(chǎn)品主要采用動(dòng)物心包或瓣膜組織制作瓣葉材料，然而這類組織瓣膜在長(zhǎng)時(shí)間使用后容易出現(xiàn)人工瓣膜退行性變，導(dǎo)致鈣化和瓣膜功能衰敗。這種狀況不僅影響患者的生活質(zhì)量，還可能增加手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和治療成本。早期的聚合物瓣膜工程雖然試圖解決這一問題，但由于材料本身容易鈣化，進(jìn)展相對(duì)緩慢。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，以心醫(yī)療公司推出了一種采用改進(jìn)后的聚合物復(fù)合材料制成的Polymer TAVR系統(tǒng)，從而有效避免了瓣膜鈣化的問題。
2. 低凝血：Polymer TAVR系統(tǒng)采用了一種具有創(chuàng)新性的表面涂層技術(shù)，該技術(shù)涉及在瓣葉材料表面涂覆一種特殊材料。這種材料具有降低凝血和抗血栓形成的特性。研究表明，表面修飾已經(jīng)顯示出增強(qiáng)材料表面對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的親和性，從而保護(hù)人工瓣膜免受免疫系統(tǒng)的異物反應(yīng)。
3. 高生物相容性：Polymer TAVR（經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換）系統(tǒng)的瓣葉材料在人體內(nèi)能夠較好地適應(yīng)和融合，不易產(chǎn)生排斥或不良反應(yīng)。這種特性對(duì)于人工瓣膜的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和成功率至關(guān)重要。Polymer TAVR系統(tǒng)的瓣葉材料采用高分子聚合物，這些聚合物及其表面被特別設(shè)計(jì)和優(yōu)化以提高生物相容性。當(dāng)Polymer TAVR人工瓣膜植入患者體內(nèi)，能夠更好地與周圍組織融合，減少刺激和排斥反應(yīng)。優(yōu)異的生物相容性使得人工瓣膜在患者體內(nèi)更加穩(wěn)定，有助于延長(zhǎng)瓣膜壽命并降低并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)，增加人工瓣膜的耐久性。
4. 大網(wǎng)格設(shè)計(jì)：Polymer TAVR系統(tǒng)的支架設(shè)計(jì)采用大網(wǎng)格設(shè)計(jì)，可以增加瓣膜支架的柔韌性和適應(yīng)性，大網(wǎng)孔設(shè)計(jì)使支架能更有效地適應(yīng)不同解剖結(jié)構(gòu)和病變嚴(yán)重程度的主動(dòng)脈瓣，確保安全貼合并降低瓣周漏等并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，可提高手術(shù)成功率。大網(wǎng)孔的設(shè)計(jì)還可以降低冠狀動(dòng)脈阻塞的風(fēng)險(xiǎn)，并有助于再次PCI時(shí)的冠脈通路。瓣膜支架設(shè)計(jì)中的較大網(wǎng)孔還有助于促進(jìn)人工瓣膜的最佳血流，降低支架血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)并提高整體瓣膜性能。較大的網(wǎng)孔設(shè)計(jì)可能使介入醫(yī)生在術(shù)中更易于回收和如有必要時(shí)重定位人工瓣膜（如有必要）。
5. 記憶合金絲鉚接結(jié)構(gòu)：Polymer TAVR系統(tǒng)的支架采用具有形狀記憶和超彈性特性的記憶合金絲鉚接結(jié)構(gòu)，可以適應(yīng)不同的主動(dòng)脈瓣解剖形態(tài)，并保持鉚接連接的完整性及其功能，提高手術(shù)成功率。
6. 連合對(duì)齊：Polymer TAVR系統(tǒng)的獨(dú)特設(shè)計(jì)使其易于與原生瓣葉連合對(duì)齊（commissural alignment），將原生主動(dòng)脈瓣瓣葉連合（即交界）與Polymer TAVR人工瓣膜交界進(jìn)行對(duì)齊，并遠(yuǎn)離冠狀動(dòng)脈開口，有助于TAVR后PCI的冠脈通路等。
7. 預(yù)裝、完全可回收：Polymer TAVR系統(tǒng)的人工瓣膜具有預(yù)裝載、完全可回收的特性，可以大大減少手術(shù)時(shí)間和手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。
8. 良好耐久性：Polymer TAVR系統(tǒng)的瓣膜使用壽命可達(dá)20-25年，是傳統(tǒng)TAVR產(chǎn)品使用壽命的兩倍以上，耐久性良好。
(A)活體透視顯示主動(dòng)脈根部。(B)鈣化主動(dòng)脈瓣處球囊膨脹。(C)傳遞系統(tǒng)。(D)將參考點(diǎn)與正位環(huán)空對(duì)齊后，逐漸展開瓣膜。(E)確認(rèn)瓣膜位置和冠狀動(dòng)脈血流量。(F)完成閥門部署。(G)即刻血管造影顯示中度瓣膜周圍滲漏。(H) 15分鐘后瓣周滲漏減少至輕度。
SIKELIA® Polymer TAVR產(chǎn)品植入后理論壽命能達(dá)到20-25年，因此適合更年輕的病人，大大擴(kuò)展了同類產(chǎn)品的適用人群范圍。同時(shí)從生產(chǎn)工藝上，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)，顯著降低了原材料和制造成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。隨著Polymer TAVR系統(tǒng)在臨床應(yīng)用的不斷推廣，有望改善更多患者的生活質(zhì)量，為全球瓣膜領(lǐng)域開創(chuàng)新篇章。
7、TaurusApex
沛嘉醫(yī)療
TaurusApex是沛嘉醫(yī)療獨(dú)立研發(fā)的第四代介入瓣膜產(chǎn)品，使用自研的高分子纖維編織物作為瓣葉材料。通過模仿自體瓣葉結(jié)構(gòu)（5層疏水結(jié)構(gòu)）設(shè)計(jì)了多層復(fù)合材料，采用超細(xì)高強(qiáng)高分子纖維編織纖維層，兼具優(yōu)異的機(jī)械性能和類似天然瓣葉的各向異性。與傳統(tǒng)的牛心包材料相比，TaurusApex的厚度可減少80%，耐久性顯著提升，在2億次疲勞測(cè)試后各血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)基本保持不變，瓣葉并無明顯使用痕跡。
根據(jù)沛嘉在研發(fā)公開日介紹， TaurusApex主要致力于解決生物瓣的不足（例如壽命短）：
整個(gè)工藝過程解決了動(dòng)物源材料人工篩選的不確定性，減少了縫制過程的手工操作。TaurusApex的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，使建立批量化生產(chǎn)能力、降低生產(chǎn)成本成為可能，與動(dòng)物源材料相比具有性能上的高度一致性，并在關(guān)鍵性能上實(shí)現(xiàn)按需調(diào)整，將帶領(lǐng)介入瓣膜產(chǎn)品走出“手工縫瓣”的歷史階段。TaurusApex瓣葉厚度比傳統(tǒng)牛心包瓣葉的厚度大幅降低，更符合經(jīng)血管人工瓣膜產(chǎn)品的要求，有望獲得更為優(yōu)異的臨床結(jié)果和術(shù)者使用體驗(yàn)。
TaurusApex仿生復(fù)合編織結(jié)構(gòu)
人體自體主動(dòng)脈瓣葉由5層疏水組織構(gòu)成（包括表層、纖維層、海綿層、心室層、表層 ），而生物瓣采用動(dòng)物心包，由纖維層和外膜層構(gòu)成。TaurusApex設(shè)計(jì)模仿人體自體瓣葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用多層復(fù)合材料。這與國(guó)外標(biāo)桿企業(yè)Foldax產(chǎn)品TRIA的瓣葉不同，TRIA的瓣葉只有單層聚氨酯材料，通過反復(fù)浸涂成型。
TaurusApex采用多層仿生復(fù)合編織結(jié)構(gòu)，更接近人體自體瓣葉性能，在耐久性能和抗撕裂，抗磨損等方面表現(xiàn)更優(yōu)。為此沛嘉開發(fā)了一系列的技術(shù)和評(píng)價(jià)方法以達(dá)成這些設(shè)計(jì)目標(biāo)。
纖維各層間結(jié)合強(qiáng)度評(píng)價(jià)
根據(jù)TaurusApex實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，與傳統(tǒng)牛心包材料相比，高分子瓣葉材料斷裂力提高至少2-5倍，可以大大提高耐久性能；縫合斷裂力提高約70%，可提高耐久性能。除了革命性的高分子瓣的研發(fā)外，在生物材料上，公司還有非醛交聯(lián)技術(shù)加持，聚焦耐久性的提升。
8、PoliaValve
心嶺邁德
心嶺邁德的高分子主動(dòng)脈外科瓣膜（PoliaValve）目前已在國(guó)內(nèi)率先完成首例國(guó)產(chǎn)高分子外科瓣膜的正式動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，占據(jù)了領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：PoliaValve植入后，瓣膜有效開口面積（EOA）、跨瓣壓差等指標(biāo)均不遜色于傳統(tǒng)生物瓣膜。
經(jīng)過多輪設(shè)計(jì)迭代和充分設(shè)計(jì)驗(yàn)證，心嶺邁德的高分子外科瓣膜具有不亞于生物瓣膜的流體力學(xué)性能、耐疲勞性能，以及遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于生物瓣膜的抗鈣化性能。例如，在90天小鼠皮下鈣化實(shí)驗(yàn)中，其高分子主動(dòng)脈外科瓣膜鈣化結(jié)晶數(shù)量是常見生物瓣膜的1/3。
心嶺邁德還是國(guó)內(nèi)首家采用機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)高分子瓣膜的企業(yè)。其中，瓣膜材料浸沾成型、烘干和測(cè)厚均由機(jī)器人完成。相比于人工操作，機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)智能化、高精度、高質(zhì)量、大規(guī)模應(yīng)用，降低成本，消除手工生產(chǎn)的不可控性。
在結(jié)構(gòu)性心臟病領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)生物瓣組織抗鈣化技術(shù)仍需追趕海外領(lǐng)先技術(shù)，心嶺邁德應(yīng)用自主研發(fā)的創(chuàng)新型高分子材料帶來的技術(shù)突破，有望實(shí)現(xiàn)我國(guó)在該領(lǐng)域的跨越式極速發(fā)展。心嶺邁德的高分子外科瓣膜是材料合成和加工技術(shù)的驗(yàn)證平臺(tái)。充分驗(yàn)證后，高分子主動(dòng)脈介入瓣膜也會(huì)進(jìn)入開發(fā)設(shè)計(jì)階段。
9、PoliaValve
心銳醫(yī)療
蘇州心銳醫(yī)療科技有限公司是國(guó)內(nèi)從事高分子瓣膜研發(fā)的企業(yè)，堅(jiān)持從源頭創(chuàng)新，聚合物瓣膜從材料合成到構(gòu)型設(shè)計(jì)均為自主研發(fā)，該公司自主研發(fā)的聚合物瓣膜在血流動(dòng)力學(xué)（如EOA、滲漏性能等）、耐疲勞特性等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)主流瓣膜產(chǎn)品。
心銳醫(yī)療的聚合物瓣膜的材料經(jīng)第三方檢測(cè)，關(guān)鍵性能與全球領(lǐng)先的高分子瓣膜企業(yè)Foldax公司基本一致，完全能夠滿足心臟瓣膜的使用需求。同時(shí)，心銳醫(yī)療在瓣葉結(jié)構(gòu)上創(chuàng)新，使其在瓣膜有效開口面積、滲漏性能等血流動(dòng)力學(xué)方面優(yōu)于傳統(tǒng)主流瓣膜產(chǎn)品。
從高分子瓣膜的核心要素看，心銳醫(yī)療在高分子材料、瓣葉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面均處于全球領(lǐng)先水平。基于心銳醫(yī)療的軟硬件優(yōu)勢(shì)，已布局的高分子外科主動(dòng)脈瓣、二尖瓣以及介入主動(dòng)脈瓣。預(yù)計(jì)今年年底或明年年初將進(jìn)入臨床。
參考資料： 醫(yī)林研究院、《高分子瓣膜研究報(bào)告》、醫(yī)心、MEDTF、以心醫(yī)療、智慧醫(yī)械、我愛瓣膜、動(dòng)脈網(wǎng)、美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)雜志、醫(yī)械知識(shí)產(chǎn)權(quán)等。
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