打造我國自主研發(fā)的“全降解鎂合金支架”
訪北京大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院生物醫(yī)用材料和組織工程中心主任奚廷斐
2016年07月01日 9:52 9581次瀏覽 來源: 生物探索 分類: 鎂資訊
2016年5月18日,素有生物材料界“奧運(yùn)會(huì)”之稱的第十屆世界生物材料大會(huì)在加拿大蒙特利爾召開。北京大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院生物醫(yī)用材料和組織工程中心主任、江蘇灃沅醫(yī)療器械有限公司總經(jīng)理奚廷斐受邀參加了此次盛會(huì),并被授予“國際生物材料科學(xué)與工程學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)Fellow”的終身榮譽(yù)稱號(hào),以表彰其在生物材料生物學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法及鎂合金冠脈支架方面做出的杰出成果。
奚廷斐研究員長(zhǎng)期從事生物材料、人工器官和組織工程的評(píng)價(jià)和標(biāo)準(zhǔn)研究,他帶領(lǐng)的全國醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)委會(huì)建立了無源醫(yī)療器械安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系,解決了與人體接觸、介入和植入體內(nèi)醫(yī)療器械安全性評(píng)價(jià)無依據(jù)的難題,為提高醫(yī)療器械質(zhì)量和保證臨床使用安全做出了重大貢獻(xiàn)。他研發(fā)的第四代冠脈支架——“新型全降解鎂合金支架”走在行業(yè)前沿。
近日,筆者有幸采訪到奚廷斐研究員,談及此次獲獎(jiǎng),他表示,這份榮譽(yù)不僅僅是對(duì)科研工作者成績(jī)的肯定,更是國際對(duì)當(dāng)下中國生物材料科學(xué)快速發(fā)展的認(rèn)可。它意味著,繼第九屆世界生物材料大會(huì)在中國成都召開之后,中國生物材料領(lǐng)域再一次在國際上大放光彩。
回顧發(fā)展:我國生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)面臨著哪些挑戰(zhàn)和機(jī)遇?
生物醫(yī)用材料是一類用于診斷、治療、修復(fù)或者替換人體組織器官或增進(jìn)其功能的一類高技術(shù)新材料。從產(chǎn)業(yè)上講,它是無源醫(yī)療器械,歸屬于醫(yī)療器械管理范疇,與有源醫(yī)療器械、診斷試劑和設(shè)備并列,占了大約40%的市場(chǎng)份額。
雖然生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)形成于上世紀(jì)80年代,但是得益于它在心血管疾病、癌癥、創(chuàng)傷等重大疾病上的治療應(yīng)用和不可替代,生物醫(yī)用材料正革新著現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)。同時(shí),因?yàn)槠渖婕安牧?、生物、醫(yī)學(xué)等多門學(xué)科,是典型的交叉學(xué)科,也是生物技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的重要組成部分。
過去,我國常規(guī)高技術(shù)生物醫(yī)用材料市場(chǎng)基本是外商壟斷,70-80%依賴于進(jìn)口。但是,近十年我國生物醫(yī)用材料發(fā)展開始逐步崛起。目前,該領(lǐng)域已初步形成以國家工程(技術(shù))研究中心、企業(yè)創(chuàng)新中心、省部級(jí)工程中心和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為核心的,包括200余個(gè)單位的生物醫(yī)用材料科技創(chuàng)新體系。
奚廷斐研究員表示,我國醫(yī)療器械行業(yè)最值得驕傲的產(chǎn)品當(dāng)屬冠狀動(dòng)脈支架。我國第一批自主研發(fā)冠脈支架上市起始于2004年。目前,以微創(chuàng)、樂普、吉威為首的11家企業(yè)生產(chǎn)該產(chǎn)品。2015年,手術(shù)量達(dá)到了56萬例,支架使用量約為80萬例,產(chǎn)值將近100億。其中,75%的支架是國產(chǎn)。而且,支架價(jià)格從最初的4萬多降至目前的8000左右。這無疑是個(gè)突破。
但是,我國生物醫(yī)用材料市場(chǎng)仍然面臨著不少挑戰(zhàn),包括產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、技術(shù)創(chuàng)新能夠不強(qiáng)、國產(chǎn)化率低、技術(shù)高端產(chǎn)品約70%仍依靠進(jìn)口等等。奚廷斐研究員強(qiáng)調(diào),這些問題都是我們未來需要奮斗的方向。我們至少需要跟隨國際先端產(chǎn)品線,把國產(chǎn)化率提上來,讓老百姓們能夠用得上在質(zhì)量、價(jià)格上都保持有優(yōu)勢(shì)的國產(chǎn)化醫(yī)療產(chǎn)品。
三大主力:論如何推進(jìn)醫(yī)療器械行業(yè)發(fā)展?
正是因?yàn)獒t(yī)療器械,特別是生物醫(yī)用材料直接關(guān)系著使用者的生命安全,所以對(duì)其發(fā)展,無論是基礎(chǔ)研究還是臨床轉(zhuǎn)化都需要注重產(chǎn)業(yè)的安全性和有效性。那么,如何健康有序地推進(jìn)這一行業(yè)的發(fā)展呢?奚廷斐研究員從國家、科研和企業(yè)三個(gè)方面進(jìn)行了闡述:
首先,一個(gè)行業(yè)的發(fā)展需要國家政策作支撐,同時(shí)也需要相關(guān)規(guī)章制度對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理。只有國家做出強(qiáng)力支持和引導(dǎo),醫(yī)療器械行業(yè)才能有肥沃的土壤成長(zhǎng)。
其次,科技界必須在該領(lǐng)域發(fā)揮主力作用。科研人員致力于前瞻性研究,在產(chǎn)品的創(chuàng)新性保持優(yōu)勢(shì),才能有競(jìng)爭(zhēng)能力。這既是責(zé)任,也是壓力。
最后,企業(yè)對(duì)醫(yī)療器械行業(yè)的投入需要加大。“十三五”規(guī)劃將“生物醫(yī)用材料研發(fā)與組織器官修復(fù)替代”重點(diǎn)專項(xiàng)中企業(yè)的配比提高至1:3,這意味著國家投入1000萬,企業(yè)就需要投入3000萬,目的是推動(dòng)技術(shù)的轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
老生常談:“科技成果轉(zhuǎn)化能力低”怎么破?
生物醫(yī)用材料的研究已經(jīng)從跟蹤、仿制朝著自主創(chuàng)新的方向轉(zhuǎn)變,在一些領(lǐng)域甚至于已經(jīng)進(jìn)入國際領(lǐng)先水平,但是卻面臨著轉(zhuǎn)化能力低的尷尬現(xiàn)狀。80%-90%的研究成果被滯留在實(shí)驗(yàn)室。
奚廷斐研究員認(rèn)為造成這種困境的原因有二:第一個(gè)是科技成果本身還不成熟,它距離實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還有一定缺陷和問題。當(dāng)一個(gè)成果完成實(shí)驗(yàn)室研究階段后,它距離產(chǎn)業(yè)化還有一個(gè)關(guān)鍵過程,即中試階段。這一關(guān)鍵過程常常被科研人員忽視;第二個(gè)因素是受到各種制度的限制,科研開創(chuàng)者與企業(yè)之間存在政策、條文制約。
但是,隨著《中華人民共和國促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化法》、《促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化行動(dòng)方案》等規(guī)章制度的下發(fā)公示,科技成果轉(zhuǎn)化的暖風(fēng)開始吹起。國務(wù)院總理李克強(qiáng)在包括科技創(chuàng)新大會(huì)在內(nèi)的多次重要會(huì)議上強(qiáng)調(diào)了科技創(chuàng)新力度、加快科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化等重要方針。奚廷斐研究員表示,這一問題正在逐漸解決,我們需要有信心。
選擇創(chuàng)業(yè):成立灃沅的初衷是什么?
2015年,奚廷斐研究員作為執(zhí)行董事兼總經(jīng)理創(chuàng)辦了江蘇灃沅醫(yī)療器械有限公司。是什么契機(jī)讓他從學(xué)者轉(zhuǎn)變?yōu)樯倘??奚廷斐研究員直言是因?yàn)?ldquo;新型全降解鎂合金支架”。
縱覽血管介入領(lǐng)域發(fā)展,先后共經(jīng)歷了4次變革:球囊擴(kuò)張血管成形(PTCA)、金屬裸支架(BMS)、藥物洗脫支架(DES)和生物全降解支架(BDS)。作為“第4代技術(shù)創(chuàng)新”,全降解支架是一類能夠在體內(nèi)提供一段時(shí)間機(jī)械支撐并自行降解的新型產(chǎn)品,主要包括聚合物支架和鎂合金支架。
包括雅培、強(qiáng)生、Igaki Medical在在內(nèi)的多家企業(yè)都在研發(fā)全降解高分子聚合物支架,其應(yīng)用的材料主要是聚乳酸,以雅培的Absorb BVS為主,該產(chǎn)品具有生物相容性,可以在植入2年后逐漸降解,已于2011年成為首個(gè)CE認(rèn)證的生物全降解支架,并在2016年年初通過FDA審評(píng)。同時(shí),德國Biotronik GmbH公司研發(fā)的鎂合金全降解支架DERAMS在2016年獲得CE認(rèn)證,確立了第4代冠脈支架的國際認(rèn)可度,市場(chǎng)布局已經(jīng)展開。
在這樣的情勢(shì)下,奚廷斐研究員強(qiáng)調(diào),未來3-5年是全降解鎂合金支架搶占先機(jī)融入市場(chǎng)的關(guān)鍵時(shí)間,中國自主創(chuàng)新的步伐需要加快。這也是他選擇創(chuàng)業(yè)的初衷,秉承“以創(chuàng)新求發(fā)展”的理念,致力于全降解冠脈支架及心腦血管醫(yī)療器械研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。
自主創(chuàng)新:新型“全降解鎂合金支架”的優(yōu)勢(shì)在哪里?
目前,灃沅醫(yī)療器械有限公司的 “新型全降解鎂合金支架”已經(jīng)完成了前期研究,并在國內(nèi)進(jìn)行了首個(gè)動(dòng)物試驗(yàn)。奚廷斐研究員預(yù)期,團(tuán)隊(duì)將在今年開展大規(guī)模動(dòng)物試驗(yàn)以及第三方檢測(cè),爭(zhēng)取明年年底進(jìn)入臨床試驗(yàn)。這款擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型支架,其創(chuàng)新點(diǎn)包括:
1) 支架用新型Mg-Zn-Y-Nd合金,其中稀土含量只有德國Biotronik公司所用WE43鎂合金的1/5,并且主要為輕稀土,對(duì)身體的影響更小,同時(shí)合金具有較好的屈強(qiáng)比和拉伸強(qiáng)度,晶粒細(xì)化后合金的室溫塑性也較好,合金中的稀土析出相較少且易于控制,抗降解性能較好;
2) 鎂合金棒材加工過程采用定軸反復(fù)冷拔技術(shù)、定向變形強(qiáng)化技術(shù),克服低塑性鎂合金精密管材加工困難的問題;
3) 采用有限元分析設(shè)計(jì)支架構(gòu)型,提高了支架柔順性和支撐強(qiáng)度;
4) 在鎂合金與藥物涂層之間增加了預(yù)涂層,該涂層可顯著改善PLGA藥物涂層與鎂合金的結(jié)合力,降低鎂合金的電極電位、降低腐蝕速率,且生物相容性好。在豬冠狀動(dòng)脈植入預(yù)實(shí)驗(yàn)中,支架植入1、3、6個(gè)月后,血管通暢性良好,內(nèi)皮化情況良好,血管平滑肌增生較少,炎癥反應(yīng)不明顯。
以上表明該全降解鎂合金冠脈支架達(dá)到了國際先進(jìn)水平。已有數(shù)據(jù)顯示,鎂合金支架在材料壁厚、機(jī)械強(qiáng)度、降解速率上都表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然,對(duì)于全降解鎂合金支架的研究尚處于初始階段,我們?nèi)匀恍枰嗟难芯繑?shù)據(jù)作支撐。理想的全降解鎂合金支架需要考慮力學(xué)系數(shù)、生物相容性、降解速度等多方面性能。
奚廷斐研究員表示,灃沅醫(yī)療器械有限公司雖然屬于初創(chuàng)公司,但是擁有自己創(chuàng)新產(chǎn)品、專利,這為公司的良好發(fā)展提供了基礎(chǔ)和支撐,也為全降解鎂合金支架的國產(chǎn)化開創(chuàng)了機(jī)會(huì)和可能。
奚廷斐 簡(jiǎn)介
北京大學(xué)前沿交叉學(xué)科研究院生物醫(yī)用材料和組織工程中心主任兼博導(dǎo)、中國生物材料學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)會(huì)員代表委員會(huì)主任(相當(dāng)于副理事長(zhǎng))、中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào)副主編、教育部心血管介入治療技術(shù)與器械工程研究中心專家委員會(huì)主任委員、科技部“十三.五”重點(diǎn)專項(xiàng)“生物醫(yī)用材料和組織器官修復(fù)替代”實(shí)施方案編寫專家、國家發(fā)改委生物醫(yī)學(xué)工程專項(xiàng)專家、國家食品藥品監(jiān)督管理總局醫(yī)療器械評(píng)審專家。
責(zé)任編輯:淮金
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