從0到1 叩開「心門」的漫長攻堅 浙大二院團隊自主研發系列心血管植入器械

2025年06月01日07:42:05 健康 1020

潮新聞 記者 林曉暉 通訊員 魯青 來鑫萍 潘盈盈

心臟,是人體最精密的「泵房」,不同的瓣膜分隔心房與心室,形成關鍵的「閥門」,控制血流進出。心臟瓣膜疾病意味着這些「門」開合失常,傳統治療需要外科開胸手術,對高齡或體弱患者無異於生死考驗。

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不開刀,可以通過介入方式來修復瓣膜。但是,要在跳動的心臟內,讓一枚精密的金屬夾穿越血管迷宮,在方寸之間完成毫米級夾合操作,這對器械性能和操作精度有着極致的要求——很長一段時間裏,中國的心臟瓣膜器械依賴國外進口,成了一道「卡脖子」難題。

不久前,令人振奮的消息傳來:由經血管植入器械全國重點實驗室自主創研的心臟瓣膜器械——DragonFly經導管二尖瓣緣對緣修復系統在歐洲完成多例確證性臨床入組,獲得國際廣泛認可。

「從仿製到原創,從國產替代到技術上實現了部分領跑。」實驗室主任、中國科學院院士、浙江大學醫學院附屬第二醫院黨委書記王建安回憶,「這是一場『從0到1』的漫長攻堅。」

在經血管植入器械全國重點實驗室里,陳列着這台在二尖瓣疾病治療領域最尖端的操作器械。它由體外和體內兩部分系統組成,在體外系統操控下,兩支夾臂和薄薄的瓣膜經由導管進入心臟區域,就像一個訂書機,將原本關不攏的二尖瓣固定。

這一完全由中國自主研發的產品,就是從這裡,走向德國、加拿大、意大利、阿根廷等10多個國家的手術台。

植入性醫療器械如同「生命之盾」,植入人體替代特定臟器功能,並長期留在體內支持、維持生命,質量優劣直接關係到患者生命安全。

在這條全球競逐的賽道上,「國字頭」的產品要受到國際認可並非易事。為此,一種近乎偏執的精細改良貫穿了整個研發歷程。

「兩個目標最為關鍵——『更精準』,最大程度降低手術風險;『操作更簡便』,讓更多的醫生會用。」團隊主要負責人、浙大二院心腦血管病院區副院長劉先寶教授告訴記者。

「看到這顆『小球』了嗎?」他指向夾臂間的位置,「這個看似不起眼的球狀物,幫了大忙。」

劉先寶說,這是國產瓣膜器械最大的創新突破之一。過去使用國外器械手術時,醫生們發現夾臂的角度難以精準把控,夾得太緊,容易出現瓣葉損傷。「這顆被稱為中央封堵網的小球極富彈性,作為夾臂之間的緩衝地帶,有效降低了夾臂張力對心臟瓣葉的損傷。」

每一次優化改良,背後都是不計其數的實驗。團隊主要成員、青年醫生朱齊豐補充道:「除了『小球』,我們還增加了另一個調控面,設計多軸調彎系統,利用工程學的原理和技巧實現了『無極自鎖』——夾臂在0°到45°範圍內各個角度都能鎖住。」

對此,王建安有個形象的比喻:「國外的器械就像手動擋的車,我們的就像自動擋的,醫生更容易上手,也能幫助到更多患者。」

這些充滿想像力、顛覆性的理念革新,都來自臨床。

浙大二院心臟瓣膜團隊的手術室里,常常可以看到一個神奇的景象,一群工程師和醫生圍着手術台熱烈討論——這就是團隊的「工程師跟台」制度。從事心臟瓣膜器械和技術研發的是一個上百人的團隊,涉及材料、信息、工程等各類專業,有基礎研究人員、醫生,也有企業的工程師。為了熟悉人體解剖結構,工程師們「跟」着觀摩了一場又一場手術;醫生們也「跑」企業,團隊建立起經血管植入器械產教融合創新平台,讓學生在成長過程中充分積累工程知識。

深度融合的醫工交叉下,器械產品在迭代,介入技術也在持續改良。

多年以來,團隊研發出我國首個可回收、可精準定位的經導管人工主動脈瓣膜;根據國人主動脈瓣鈣化較重、二葉瓣畸形比例相對較高等實際特點,他們在國際上首次提出「杭州方案」,有效提高手術的安全性和成功率;在公認最為棘手的三尖瓣膜疾病領域,團隊率先成功完成了經股靜脈三尖瓣緣對緣修復手術……

「接觸的病人越多,了解病人的疾苦越透徹,就越能感受到醫學的有限,唯有創新、再創新,絲毫不敢鬆懈。」王建安說。

15年前,王建安組建起這支心臟瓣膜團隊,一步一腳印,在「空白區」探索前行,從主動脈瓣到二尖瓣、三尖瓣,形成了覆蓋全心臟瓣膜的國產器械體系。

2023年,經血管植入器械全國重點實驗室獲科技部正式發文成立,這也是國家唯一以植入器械為代表的全國重點實驗室。站在新起點上,團隊將目光投向更前沿的領域——

團隊提出新的設想:能不能用人工智能的方法輔助器械設計與應用?王建安院士、胡新央教授帶領團隊開啟了探索:利用AI技術無創傷、全自動地測定冠脈血流,精準評估冠心病患者是否需要植入支架。這一系列研究已取得重大進展,在美國心臟病學會年會和《柳葉刀》雜誌同步公布和發表。

未來,習得海量數據的人工智能能夠模擬植入手術、輔助器械設計。心臟瓣膜器械將朝着更長壽命、可置換、調控更精準的方向升級。

創新的「心跳」永不停歇,帶來更多生機與可能。

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