像盛开的花朵，像尊贵的王冠，这就是华中科技大学附属协和医院心脏大血管外科董念国教授团队历时24年，自主研发的全球首个新型细胞化瓣膜。该项技术赋予人工瓣膜再生修复能力，突破现有技术易形成血栓、易钙化衰败、使用寿命受限等世界性难题，被同行誉为“有生命力”的心脏之“门”。
12月7日，全球首位成功接受新型细胞化肺动脉瓣置换术的先心病患儿、13岁的玥玥回到协和医院进行术后半年复查，心脏彩超显示人工肺动脉瓣功能良好。
董念国教授团队自主研发的新型细胞化人工瓣膜。通讯员陈有为 摄
与其依赖进口
不如“自己来搞”
人的心脏有4个瓣膜，它们发挥着单向阀门的作用，阻止血液回流。如果这扇门在打开和关闭的过程中出现问题，就会造成各种心脏瓣膜病。全球现有2亿人患有心脏瓣膜病，患病人群随年龄增长而增加，重症瓣膜病2年自然生存率仅50%，5年自然生存率仅20%，造成世界范围内的重大疾病负担。
目前，国际医学界解决严重心脏瓣膜病的对策为人工瓣膜置换术。在我国心脏瓣膜置换手术量同样呈持续增长。协和医院当日提供的一组数据显示，从2014年至2019年，我国手术量从6.05万例上升到7.36万例；预计到2025年，中国人工瓣膜的终端市场规模将达到61.8亿元。
人工瓣膜主要有两种，第一种是机械瓣膜，第二种是生物瓣膜。一直以来，我国临床使用的人工瓣膜材料绝大多数依靠进口，费用高昂。董念国教授介绍说，在临床使用中，不断遇到生物瓣膜和机械瓣膜带来的问题，前者因免疫反应而带来钙化、衰败问题；后者虽然耐久性好、可长期使用，但患者需长年服用抗凝药，从而带来内脏出血的巨大风险。
“一方面是依赖进口，另一方面还存在这样那样的‘痛点’，还不如我们自己来搞！”董念国教授回忆当年，道出团队24年前致力于人工瓣膜研究的初心。
专注研发
“中国人自己的人工瓣膜”
1999年，董念国开始从事心脏瓣膜替代物研究，组建协和医院心脏瓣膜研究室。
2003年，董念国团队下定决心，要研发中国人自己的人工瓣膜。根据临床需求和团队优势，明确了研发新型生物瓣膜的方向。
立项调研中，团队首先对当时临床使用的生物瓣膜存在的问题进行分析。传统的生物瓣膜主要以猪的主动脉瓣为原材料，猪源组织的植入必然会引发人体强烈的排异反应。而使用戊二醛这一化学物质“杀死”原材料上面的活性细胞，其后果就是瓣膜会出现因钙化导致的衰败，使用寿命仅10~15年，很多患者不得不面临第二次甚至第三次手术。
如何运用仿生学原理，让人工瓣膜最大程度接近于天然？既然问题都出在细胞层面，能否就从研究细胞活性及其修复再生入手？反复调研证明了设想的可行性。同年，团队在国际首次提出“生物材料细胞化提高耐久性”新理论。
好比打“怪兽”，新型细胞化瓣膜的研究不断发现问题、解决问题。同样是以猪主动脉瓣为原料，团队原创了蛋白溶解去细胞的方法，可以有效降低瓣膜材料的免疫原性，保留细胞外基质成分。团队颠覆传统的生物瓣制作工艺，建立新的生物化学交联技术体系，从根本上破解戊二醛交联引起钙化的世界难题。
24年研究终结硕果，董念国团队研发出首个新型细胞化人工瓣膜。经第三方权威机构进行生物学评价达到国家标准：“无细胞毒性、血液相容性高、无钙化。”
董念国教授团队为先心患儿玥玥植入新型细胞化人工瓣膜。通讯员陈有为 摄
13岁先心患儿
“尝鲜”全球首个细胞化肺动脉瓣
“新型细胞化瓣膜植入体内后，自体细胞会在瓣膜材料内部生长，具有组织重塑与修复能力，不易发生钙化衰败。”董念国教授表示，上万次实验得出的数据，以及初步的临床应用，充分证实了新型瓣膜的良好效果。
心脏大血管外科尚小珂副主任医师介绍说，研究充分考虑到血液流动所带来的力学问题，新的瓣膜具有优良的生物力学性能，可以开闭自如，守好“阀门”。
12月7日，玥玥回医院复查，董念国团队前去探望，看到曾经“哭不出声，口唇和手指发紫”的孩子，如今回归健康快乐的童年，倍感欣慰。
玥玥的妈妈告诉长江日报记者，孩子1岁时被诊断出一种先天性心脏病——法洛四联症，同年接受手术治疗，但是肺动脉瓣膜病仍未解决。近年来孩子总是感觉到气短、走不动路、吃不下饭。今年5月，家人送孩子到协和医院心脏大血管外科，经检查发现，她的肺动脉瓣重度反流，造成右心室扩大近一倍，右心功能不全，急需手术。
儿童瓣膜材料选择少且无法生长，这是国际心血管领域半个世纪以来一直未解决的难题。董念国教授带领团队会诊，考虑到玥玥年龄小，现有的生物瓣膜和机械瓣膜均不合适，经过病例探讨与评估，在征得家长的同意后，决定通过微创手术，为孩子进行新型细胞化肺动脉瓣的置换。
5月29日，心脏大血管外科、超声科、麻醉科、手术室等多学科团队联合作战。董念国教授通过一根细细的介入导丝将瓣膜送入玥玥的肺动脉。安装完毕后，肺动脉瓣无反流，无瓣周漏，瓣膜置换过程仅用了5分钟。
7日，记者在协和医院看到玥玥用过的同款瓣膜，放在掌心上，好似一朵并蒂莲。心脏大血管外科史嘉玮教授介绍，瓣膜及其支撑材料本是紧紧的一束，到达瓣膜指定位置后会徐徐撑开，取代病变瓣膜，迅速“上岗”。根据不同手术方式的需要，团队设计了多款用于不同瓣膜位置的人工瓣膜。自今年以来，协和医院已经成功开展7例新型细胞化瓣膜置换术，均顺利恢复出院。
董念国教授带领团队查房，玥玥术后恢复良好。通讯员陈有为 摄
具备强大再生能力
有望与心脏“融为一体”
研发新型瓣膜是一个十分艰辛的过程。心脏大血管外科乔韡华副主任医师作为青年专家，无数次被团队薪火相传的创新精神所打动。
他说：“我们既是医生又是采购员，时常凌晨去屠宰场购买猪心脏作为瓣膜原材料，一买就是100多个。在大动物实验期间，我们把植入猪体内约半年的瓣膜取出来，看到它组织结构与天然瓣膜非常接近时，那种欣喜无以言表。”
这一项目先后获得国家自然科学基金、国家863计划以及“十四五”国家重点研发计划等国家专项经费资助。目前，新型细胞瓣膜研究已进入临床试验阶段，团队致力于将这个外来“植入者”，变成心脏家族的新成员。
董念国教授表示，新型细胞瓣膜保留了天然瓣膜的形态和三维空间结构，生物相容性较好，瓣膜表面保存了很多天然活性位点，较利于细胞黏附和生长，并且可生物降解，这些都预示着它离天然瓣膜“无限接近”。董念国教授说：“未来，人体细胞将在新瓣膜上生长，新瓣膜有望与心脏‘融为一体’，从而达到终生使用的目的。”
（长江日报记者罗兰 通讯员王继亮 聂文闻 彭锦弦）
【编辑：王戎飞】
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