从0到1 叩开“心门”的漫长攻坚 浙大二院团队自主研发系列心血管植入器械

2025年06月01日07:42:05 健康 1020

潮新闻 记者 林晓晖 通讯员 鲁青 来鑫萍 潘盈盈

心脏,是人体最精密的“泵房”,不同的瓣膜分隔心房与心室,形成关键的“阀门”,控制血流进出。心脏瓣膜疾病意味着这些“门”开合失常,传统治疗需要外科开胸手术,对高龄或体弱患者无异于生死考验。

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不开刀,可以通过介入方式来修复瓣膜。但是,要在跳动的心脏内,让一枚精密的金属夹穿越血管迷宫,在方寸之间完成毫米级夹合操作,这对器械性能和操作精度有着极致的要求——很长一段时间里,中国的心脏瓣膜器械依赖国外进口,成了一道“卡脖子”难题。

不久前,令人振奋的消息传来:由经血管植入器械全国重点实验室自主创研的心脏瓣膜器械——DragonFly经导管二尖瓣缘对缘修复系统在欧洲完成多例确证性临床入组,获得国际广泛认可。

“从仿制到原创,从国产替代到技术上实现了部分领跑。”实验室主任、中国科学院院士、浙江大学医学院附属第二医院党委书记王建安回忆,“这是一场‘从0到1’的漫长攻坚。”

在经血管植入器械全国重点实验室里,陈列着这台在二尖瓣疾病治疗领域最尖端的操作器械。它由体外和体内两部分系统组成,在体外系统操控下,两支夹臂和薄薄的瓣膜经由导管进入心脏区域,就像一个订书机,将原本关不拢的二尖瓣固定。

这一完全由中国自主研发的产品,就是从这里,走向德国、加拿大、意大利、阿根廷等10多个国家的手术台。

植入性医疗器械如同“生命之盾”,植入人体替代特定脏器功能,并长期留在体内支持、维持生命,质量优劣直接关系到患者生命安全。

在这条全球竞逐的赛道上,“国字头”的产品要受到国际认可并非易事。为此,一种近乎偏执的精细改良贯穿了整个研发历程。

“两个目标最为关键——‘更精准’,最大程度降低手术风险;‘操作更简便’,让更多的医生会用。”团队主要负责人、浙大二院心脑血管病院区副院长刘先宝教授告诉记者。

“看到这颗‘小球’了吗?”他指向夹臂间的位置,“这个看似不起眼的球状物,帮了大忙。”

刘先宝说,这是国产瓣膜器械最大的创新突破之一。过去使用国外器械手术时,医生们发现夹臂的角度难以精准把控,夹得太紧,容易出现瓣叶损伤。“这颗被称为中央封堵网的小球极富弹性,作为夹臂之间的缓冲地带,有效降低了夹臂张力对心脏瓣叶的损伤。”

每一次优化改良,背后都是不计其数的实验。团队主要成员、青年医生朱齐丰补充道:“除了‘小球’,我们还增加了另一个调控面,设计多轴调弯系统,利用工程学的原理和技巧实现了‘无极自锁’——夹臂在0°到45°范围内各个角度都能锁住。”

对此,王建安有个形象的比喻:“国外的器械就像手动挡的车,我们的就像自动挡的,医生更容易上手,也能帮助到更多患者。”

这些充满想象力、颠覆性的理念革新,都来自临床。

浙大二院心脏瓣膜团队的手术室里,常常可以看到一个神奇的景象,一群工程师和医生围着手术台热烈讨论——这就是团队的“工程师跟台”制度。从事心脏瓣膜器械和技术研发的是一个上百人的团队,涉及材料、信息、工程等各类专业,有基础研究人员、医生,也有企业的工程师。为了熟悉人体解剖结构,工程师们“跟”着观摩了一场又一场手术;医生们也“跑”企业,团队建立起经血管植入器械产教融合创新平台,让学生在成长过程中充分积累工程知识。

深度融合的医工交叉下,器械产品在迭代,介入技术也在持续改良。

多年以来,团队研发出我国首个可回收、可精准定位的经导管人工主动脉瓣膜;根据国人主动脉瓣钙化较重、二叶瓣畸形比例相对较高等实际特点,他们在国际上首次提出“杭州方案”,有效提高手术的安全性和成功率;在公认最为棘手的三尖瓣膜疾病领域,团队率先成功完成了经股静脉三尖瓣缘对缘修复手术……

“接触的病人越多,了解病人的疾苦越透彻,就越能感受到医学的有限,唯有创新、再创新,丝毫不敢松懈。”王建安说。

15年前,王建安组建起这支心脏瓣膜团队,一步一脚印,在“空白区”探索前行,从主动脉瓣到二尖瓣、三尖瓣,形成了覆盖全心脏瓣膜的国产器械体系。

2023年,经血管植入器械全国重点实验室获科技部正式发文成立,这也是国家唯一以植入器械为代表的全国重点实验室。站在新起点上,团队将目光投向更前沿的领域——

团队提出新的设想:能不能用人工智能的方法辅助器械设计与应用?王建安院士、胡新央教授带领团队开启了探索:利用AI技术无创伤、全自动地测定冠脉血流,精准评估冠心病患者是否需要植入支架。这一系列研究已取得重大进展,在美国心脏病学会年会和《柳叶刀》杂志同步公布和发表。

未来,习得海量数据的人工智能能够模拟植入手术、辅助器械设计。心脏瓣膜器械将朝着更长寿命、可置换、调控更精准的方向升级。

创新的“心跳”永不停歇,带来更多生机与可能。

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