国际医疗器械设计与制造技术展览会

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2023年6月1-3日 | 苏州国际博览中心B1-E1号馆

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医疗设备展行研||人工血管技术究竟那里“卡脖子” ?

2022-07-20

人造血管又叫做人工血管,通常是用涤纶、聚四氟乙烯、聚氨酯等物质通过针织、编织或者机织的方式制作而成,通常会用在严重狭窄或者闭塞性血管疾病中,人造血管仿真度比较高,并且长时间使用并不会发生退化、破裂、膨胀等现象,并且人造血管与人体血液相容性比较好,并不会出现排斥的反应。

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我国人工血管高度依赖进口
疫情让产品卡脖子了

最近不少媒体都有报道,因为疫情的原因,人工血管的物流供应链断了。人工血管产品从疫情开始一直到现在都较为紧缺。业内人士指出,此次人工血管产品紧缺的原因主要是受到供应链的影响。迈柯唯关闭美国生产线,将工厂移至法国。但是这项工作所耗费的时间超过了预期的时间,所以企业计划的库存基本耗尽,从而导致市场出现缺货。

人工血管主要应用在冠状动脉疾病、静脉疾病、动-静脉瘘、终末期肾脏疾病、心血管疾病等领域。在我国,随着人口老龄化进程加快,国内相关患者数量不断增加,人工血管市场需求不断增加。而我国人工血管现在基本全依靠进口,并没有可替代的国产品牌。

医疗设备展Medtec China了解到,在国际市场上,迈柯唯、泰尔茂等国外企业凭借技术、研发、品牌以及规模等优势占据全球人造血管市场主要份额。这两家企业合计市场占比达到90%左右。

在中国,人工血管市场完全由外资品牌把控,其中迈柯唯占据了70%的市场份额,泰尔茂把控市场份额20%,剩余的10%由戈尔公司等品牌瓜分。

2020年,国内人造血管市场规模50亿元左右,占全球市场22.12%。进口人造血管售价在1万-4万元之间,直径越小,费用越高,同等长度的4mm内径人造血管费用大约是8mm的2-3倍,使用长度也会直接影响费用。

目前国内市场仍由外资企业占据主导地位,但我国多家企业正在努力攻克人工血管的研发难题,正在新材料和新技术上不断取得突破,多家企业已进入临床、审批等阶段。人工血管行业的未来发展前景非常好,需求量庞大,国产替代空间广阔。

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国内人造血管革新性大事件盘点
1. 孙氏手术?

作为我国心血管外科完成手术例数最多、病种最全的专家之一,上海德达医院院长、北京安贞医院心脏外科中心主任孙立忠2020年做过300多例主动脉夹层手术,人造血管用量得到厂家优先保供,但他手里人工血管备货一度不到10根……

心脉医疗成名作Cronus术中支架,就是与孙立忠教授合作研发的,运用四分支人造血管+支架型象鼻术,即“孙氏手术”治疗A型主动脉夹层已成为行业金标准。


孙氏手术的画面:病人的血液引流到体外循环机中,心脏停止跳动,体温降到22℃左右。孙立忠需要往病人的降主动脉真腔内植入支架,再用四分支人造血管替换病人的主动脉弓,再对血管进行吻合。

2. 人工血管领域国内大事件盘点

2022年6月,海迈医疗完成数千万天使轮融资,由华方资本独家投资,本次海迈医疗融资将主要用于早期团队搭建以及位于苏州工业园区桑田岛科创园的组织工程与再生医学实验室建设。

• 海迈医疗于2021年9月成立,是一家组织工程与再生医学技术平台公司。公司早期专注于开发和生产同种异体小口径组织工程血管,适用于慢性肾衰透析血管通路建立、下肢动脉外伤血管替代、下肢动脉粥样硬化及冠心病搭桥术。

2021年4月,领博生物获数千万元Pre-A轮融资,由博行资本投资,本轮融资将用于公司生物型人工血管的临床前研究及新产品的研发。

• 领博生物创立于2019年,专注于研发可替代、可修复人类组织与器官的组织工程再生材料产品。据介绍,领博生物的首款人工血管产品将应用于血液透析患者动静脉造瘘AVG手术,未来该人工血管还将有望拓展应用到其他血管疾病治疗中。

2020年12月,全球首例三层仿生结构人造血管(杨森生物)用于巨大腹主动脉瘤切除并人造血管置换手术在阜外医院顺利完成。

• 杨森生物是正大集团旗下以创新型聚氨酯原材料为底层技术,创新研发人工血管等心血管领域高端医疗器械的硬科技企业。杨森生物自主研发的全球首创聚氨酯复合材料三层仿生结构人造血管,是目前国内唯一、国际领先的仿人体自身动脉结构的人造血管,已获批国家创新医疗器械绿色审批通道,主要应用于心脏搭桥、动静脉造瘘以及周围血管疾病领域。2020年进入临床试验,预计2024年上市。

2020年7月,京新药业(002020)从武汉麦迪领科引进一款应用于急性主动脉夹层A 型手术的产品一体化人工大血管,项目总投资约为5000万元,据称是对“孙氏手术”的改进,可避免因深低温停循环导致的脑部和肝肾并发症,降低术后死亡率。

• 京新药业成立于1990年,是一家集研发、生产、销售于一体的医药上市公司。据公司2020年年报,“一体化人工大血管”已在动物实验准备和GMP建设中。

2019年4月,VASOLINE人造血管(百优达生命科技)在北京安贞医院完成首例临床植入,由孙立忠团队完成。

• 百优达生命科技成立于2015年,专注于人造血管等植入类医疗器械的研发和生产。VASOLINE人造血管采用聚酯纤维编织而成,涂覆有可降解生物材料,用于动脉的替换、修补和旁路手术。VASOLINE人造血管于2021年年底进入国家药监局创新医疗器械特别审查申请名单,最快今年获批上市。

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龙头外企大事件盘点

预计到2026年,全球合成人工血管市场价值将从2021年的2.968亿美元增至3.194亿美元。在 2021年和2026年的预测年份,全球合成人工血管市场蓄势待发 注册复合年增长率为5.7%。

全球合成血管市场仍将由北美主导。到2026年底,北美的估值将达到1.209亿美元。生物材料的不断研究和开发、技术进步和快速吸收、完善的诊断程序和报销政策预计将在预测期内推动该市场的增长。与此同时,欧洲将出现显着的增长速度,因为该地区有相当大的老龄化人口,他们可能需要合成血管,因为肾衰竭、主动脉疾病和其他健康问题会出现并发症。

1. 迈柯唯

2020年3月,迈柯唯召回双绒编织人造血管,原因是收到人造血管分支的吻合处在术中渗血的投诉,术中渗血可能会导致手术推迟,但不会影响手术进程及结果。之后在2021年7月,迈柯唯因为产品包装和内部产品不符再次召回人造血管。

2022年5月,迈柯唯母公司洁定集团(GETINGE)宣布,公司在2020年投入了300万欧元提高其位于法国La Ciotat人造血管工厂的产能,用于提高向客户的交付能力。针对于中国市场,预计2022年的全年交货量将比2021年增加50%,达到全年3万条血管的交付。

• 迈柯唯的人工血管业务是在收购中发展起来的,一次是在2008年收购波士顿科学的心血管外科业务,一次是在2009年收购Datascope集团。

• 迈柯唯的人工血管是一款丝素蛋白浸渍涂层多孔针织涤纶血管,丝素蛋白是一种高生物相容性、可降解和无毒性的天然蛋白,常用于手术缝线。采用丝素蛋白浸渍涂层的人工血管可操控性好,植入过程时不易漏血。同时丝素蛋白浸渍涂层人工血管植入后,患者的排异反应较轻,而且能促进内皮细胞贴附和生长。此外,迈柯唯的人工血管产品在编织技术上做了一次升级,不同于传统的编织工艺,采用锁扣编织技术,提高了产品的稳定性和抗拉强度。

2. 泰尔茂

从上个世纪90年代起,泰尔茂在中国先后成立了 泰尔茂医疗产品(杭州)有限公司、长春泰尔茂医疗用具有限公司、泰尔茂医疗产品(上海)有限公司及其下属的北京、广州、成都、沈阳、武汉、杭州分公司以及泰尔茂(中国)投资有限公司。

2018年,泰尔茂收购易生科技,正式宣布加入支架市场,丰富并完善扩大了其在心血管介入领域的产品线。

2021年11月,泰尔茂在第四次参加中国国际进口博览会,首次展示了迄今国内外径最小的冠脉微导管HighTrack,这是今年泰尔茂本土化创新产品的代表作之一。HighTrack直径仅为1.5Fr(不到0.5mm),由于外径小,它将更加适用于冠脉动脉性完全闭塞病变的逆向治疗。此外,不对称编织和头端柔软的设计,除了提供足够的支撑力外,还能确保微导管能够轻易的通过细小迂曲的的远端血管而不发生弯折。这款冠脉微导管是参考中国临床医生的使用习惯后设计完成,能有效助力医生更好更快的处理冠脉病变血管。

• 泰尔茂以体温计起家,1921年由日本近代医学之父、诺奖提名日本第一人北里柴三郎创立。泰尓茂2002 年收购英国 Vascutek,开启人造血管事业,2007 年收购 Kohler Chemine GmbH 组织心脏瓣膜部门,扩大人造血管业务。

• 泰尔茂已经形成三家公司、七个业务部门的业务布局,主要是心脏和血管公司、综合医院公司以及血液和细胞技术公司,其中,心脏和血管公司(Cardiac and Vascular Company)是泰尔茂目前的主力业务公司。

3. 戈尔医疗

美国戈尔公司主要做的就是小血管。该公司在 1969 年发现了 ePTFE 材料,这种材料如今广泛使用在医疗、纺织、石油、航空航天等许多领域,戈尔公司也成为ePTFE行业的绝对龙头。

2021年8月,戈尔医疗在2021年血管外科学会年会上,宣布了使用 GORE EXCLUDER Iliac Branch Endoprosthesis进行髂动脉瘤血管内修复 (N = 63) 的五年临床结果。研究结果证实了治疗主动脉和髂动脉瘤的安全性、有效性和持久性。

• GORE EXCLUDER Iliac Branch Endoprosthesis 于 2016 年 获FDA批准,是美国首个获批的现成主动脉分支装置,也是唯一适用于髂总动脉血管内治疗的装置 动脉瘤或主动脉瘤。

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人工血管的临床应用与技术壁垒

据行内人说,人工血管制造涉及几十道工序,纺织技术和胶原涂层都有难以突破的技术壁垒。即使在国外,目前使用的人工血管技术,也是到90年代中期才开始成型。

1. 血管的结构

人体动脉血管由内膜,中膜和外膜三层结构组成。不同口径和部位的血管,每层的厚度不同。其中内膜直接与血液接触,由附着于基底膜的结缔组织床上的内皮细胞构成。内皮细胞层可以阻止凝血和补体因子的活化,并抑制白细胞和血小板的粘附。此外还参与血管收缩扩张,生长和血管重塑的调节。中膜是血管壁的中间层,主要由平滑肌细胞(SMC)组成,还有弹性组织层和少量胶原蛋白。中膜层有助于血管抵抗由血流和腔内压力的生理脉动引起的重复扩张和收缩。外膜层由疏松结缔组织组成,以成纤维细胞为主,当血管受损伤吋,成纤维细胞具有修复外膜的能力。

在这三层中,中膜层平滑肌细胞、胶原蛋白和弹性蛋白纤维主要承担了保证血管的机械强度和弹性的功能。

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2. 人工血管哪里卡脖子?

人造血管需具备良好的生物相容性、力学性能及顺应性,移植入人体内需抗血栓抗凝血及良好的远期通畅率。工艺复杂,既要克服涂层抗原性,又要保持一定生物强度,既要有柔韧性,还要有可操作性,易于缝合,不能漏血。涉及材料工程、生物工程、医学与纺织工程,需要各个学科人才突破行业间的隔阂。

目前,应用涤纶、聚四氟乙烯、天然真丝等人造材料制备的大、中口径人工血管已经应用于临床,主要用于大血管置换术、血管旁路移植术、血液透析血管通道的建立,并取得了满意的效果。但迄今为止,还没有人工小口径(直径< 6 mm)血管上市。而小口径人工血管可用于替换外周血管、心脏搭桥,还能用于建立动静脉瘘,临床应用面比较广泛,目前仍没有成功商业化的主要原因是受到制作材料限制。医用材料作为 医疗设备展Medtec China的强势品类,现场将有来自韦恩堡、庄信万丰贵金属、田中贵金属(上海)、ELGILOY特种金属、三铃制线、江阴佩尔等企业前来参展,据公开资料显示,全球范围内仅有3款组织工程小口径人工血管进入临床试验阶段。

我国生产的聚四氟乙烯(PTFE)大部分为通用型,质量不高,属于中低端产品。在高端产品膨体聚四氟乙烯(ePTFE)方面与西方发达国家仍有较大差距,ePTFE人造血管、医用缝线和心脏补片在国内尚无大规模工业化产品问世,主要依赖进口,价格较为昂贵。

对于小口径血管产品的研究是公司以及高校科研的重点及难点:用于小口径人造血管的聚氨酯类材料、用于血管组织工程基布的具有良好生物性能的可降解材料,发展水平落后,材料自身的血液相容性及抗凝血性能不佳,当与血液接触后会不同程度的产生纤维蛋白和血小板沉积,造成管腔狭窄,血管闭塞;由于小血管系统中血流速度慢、血压低,而这些非降解材料无法支持内皮细胞的黏附和生长,人工血管植入体内后不能尽快内皮化,造成血管狭窄、栓塞发生,小口径人工血管的远期通畅率无法保证。

来源:思宇MedTech