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前研 | 微创时代, 介入式人工心脏实现创新突破

前研 | 微创时代, 介入式人工心脏实现创新突破

2023-09-05

引言

「前沿动向,持续关注」 ——微创领域的创新突破✨ pVAD介入式人工心脏🫀

前言

近日,介入式人工心脏领域动态不断。深圳核心医疗CorVad®介入式心室辅助系统临床试验启动、心擎医疗介入式人工心脏NyokAssist®获美国FDA突破性设备认定(国内首个获此认定的介入式人工心脏),都使行业目光持续关注人工心脏领域。在动脉网发布的投资界关注的5大热点创新领域中,介入式人工心脏作为热点赛道位列第一。本篇就从人工心脏定义、临床应用、研发进度、落地难点等展开,带大家了解这个领域。

心力衰竭---心脏疾病发展的终末阶段

心力衰竭,五年死亡率高达30-70%,被称为“心血管病领域最后的战场”。据国家心血管病中心发布的《中国心血管健康与疾病报告2022》统计,我国心血管疾病患病人数约为3.3亿人,其中心衰患者约890万人。心脏辅助装置(VAD)已逐渐成为治疗终末期心衰的重要手段。

据ReportLinker数据,预计2025年全球心力衰竭治疗器械市场规模达140亿美元,未来发展潜力巨大。人工心脏作为国际指南推荐的心衰标准化治疗方式之一,是通过机械或生物机械手段部分或完全替代自然心脏提供泵血功能,按植入方式可分为外科植入式和介入式。部分人工心脏产品已进入创新器械特别审查绿色通道。


全球人工心脏市场中,外资品牌雅培和美敦力占据约90%市场份额,而国内普及率不高,行业处于起步阶段。目前已有4款国产植入式左心室辅助装置(LVAD)获NMPA批准上市,来自重庆永仁心、苏州同心、航天泰心、深圳核心。

       △国内已获批的4款植入式人工心脏(来源:NMPA)

 
介入式人工心脏

Percutaneous Ventricular Assist Device,pVAD

相较于永久植入式心室辅助装置难度大、费用高,推广较困难,介入式人工心脏技术的出现打破了这一困境,近年国际市场上出现了不需开胸、创伤小、并发症少、操作简单的临时微创介入式心室辅助装置,可用于数量更多(占比95%)的早期、进展期心衰患者。pVAD,即经皮置入心室辅助装置,是将小型血泵经皮以介入方式(股动脉等)置入心室,增加血液流量,增强血液灌注,减少心肌氧耗,在短期内帮助急性心衰患者增强心脏泵血功能,适用于常规治疗效果欠佳的急性心肌炎、合并休克的心肌病、顽固性心衰、AMI所致的心源性休克、高危PCI围术期支持等。

市场研发情况

pVAD作为心血管急危重症救治的生命支持技术,备受械企及资本市场关注。但尽管心肌梗死、PCI手术在我国每年开展超百万例,市场空间巨大,目前国内尚无认证批准的pVAD产品,仅Abiomed研发的Impella是全球唯一获得美国FDA批准的经皮心脏泵技术。

Abiomed公司是强生在2022年以166亿美元收购的纳斯达克上市公司,据官网介绍,Impella人工心脏是世界上最小的人工心脏,在安全性和有效性上FDA给予了Impella最高等级的认可,Impella系列共6款产品上市,已累计应用超25万例患者。但在7月18日, FDA对Abiomed分公司发出几个月以来的第2个一级召回,也使行业重新审视此类产品带来的严重伤害或死亡的使用风险。

 

介入式人工心脏是高技术、高门槛赛道,国内有少数创新企业布局。其中,心恒睿医疗、核心医疗、通灵仿生、心岭迈德、晟视科技、心擎医疗、丰凯利医疗等企业不仅在资本寒冬期逆势完成融资,且相关产品推进顺利,进展极快。

 
介入式人工心脏-国内厂家研发进度

研发落地有多难?

pVAD技术研发需要集成多学科技术,涉及临床医学、基础医学、生物学、流体力学、机械、电子、控制和材料等多个领域,对相关技术细节研发具有极高的要求。动脉网指出,介入式人工心脏为患者保驾护航的关键,在于植入体内的一个4-5毫米的电机驱动叶轮,以每分钟40000多次进行转动,为患者提供足够的循环流量支持,而介入式人工心脏研发的难点之一,就是如何保持这个叶轮数亿、数十亿、数百亿次的稳定运转。这对产品的微电机设计、驱动以及密封等技术提出了更高要求,各企业需考虑产品结构设计、凝血和溶血风险、并发症风险、术后管理要求等问题。

 

 

是否满足临床需求?

……

1)更长的临床支持时间(说明溶血效果更好),时间是否能超过30天,甚至达到一年以上。

2)更小的尺寸,尺寸是否能降到与IABP(7.5Fr-8Fr)一样,甚至更小。

3)更好的血流动力学,每分钟能否提供超过5升的血液流量。

 

选择何种研发技术路线?

介入式人工心脏的技术路线主要分为2种:体内电机技术和体外电机技术,目前大多企业采用体内电机技术,体外电机介入心脏泵的安全性、可靠性尚未得到较好的临床验证及领域专家认可。

 

●电机内置技术路线

电机内置仍是主流,采取电机内置路线的介入式人工心脏产品,传动距离更短,振动更小,因而此类介入式人工心脏产品对心肌和心脏瓣膜的损伤更小,流体更稳定,产生的涡流少,对于血细胞的破坏小,溶血和组织损伤风险低。不过,由于电机置于体内,其产品尺寸也更大。最需解决的是微型电机技术,微型电机需要植入患者体内,对尺寸、功率、材料选择等有极高要求。

●电机外置技术路线

对电机无特殊要求,但需要解决柔性传动轴、可折叠叶轮等技术难题。柔性传动轴需要在远距离、有弯曲段的情况下,确保能量传输效率;可折叠叶轮则需在一定尺寸的情况下,确保其能够在体内展开,并稳定地进行工作。

 

2022年6月30日,中国医学科学院阜外医院院长胡盛寿院士在《心室辅助装置治疗心力衰竭现状和未来思考》论文中指出,“由于国内该技术整体仍处于临床推广阶段,需要进一步推动医工结合、药监部门、卫生主管部门和保险多方面力量联合,积极参与和制定国际/国内行业标准,突破关键技术,创新支付和保障模式,从而造福更多终末期心衰患者。”

结语

心脏是生命的引擎,引擎决定了生命的质量。作为多种心血管疾病的最终转归,心力衰竭是目前唯一一种患病率、发病率、和死亡率均逐年增长的心血管疾病,人工心脏领域中,介入式人工心脏或将成为下一个风口,未来十年也将是心衰器械发展的黄金十年,期待国内医工转化步伐提速,产品尽早落地惠及临床,我们也将持续关注创新和高端医疗器械发展动向。

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