转自:中国医药报
与传统机械瓣膜和生物瓣膜相比,高分子心脏瓣膜具有优异的耐疲劳性,使用寿命长,血液相容性好,患者无需长期服用抗凝药。高分子心脏瓣膜的出现有望提高患者的治疗效果和生活质量
对于严重瓣膜性心脏病患者来说,更换人工心脏瓣膜是最有效的治疗手段。
目前,临床上常用的人工心脏瓣膜根据材料可分为机械瓣膜(如以热解碳等金属材料制作)和生物瓣膜(如以猪、牛等来源的生物组织制作)。但这些材料制成的心脏瓣膜在一些方面存在限制,如生物瓣膜可能在使用一定时期后需要更换,而金属材料制成的瓣膜可能需要患者进行长期抗凝治疗。
高分子材料的引入为心脏瓣膜疾病治疗领域带来了新的选择。随着材料科学的突破,已经有创新企业研发出融合了机械瓣及生物瓣双重优势的高分子心脏瓣膜。与传统机械瓣膜和生物瓣膜相比,高分子心脏瓣膜具有优异的耐疲劳性,使用寿命长,血液相容性好,患者无需长期服用抗凝药。高分子心脏瓣膜的出现有望提高患者的治疗效果和生活质量。科研人员也在不断寻求新的高分子材料和制造技术,以进一步提高人工心脏瓣膜的性能和安全性。
种类和应用
高分子心脏瓣膜是一种人工心脏瓣膜,由高分子材料制成,用于修复或替代心脏瓣膜疾病患者的瓣膜结构,以维持正常的心脏功能。这些瓣膜具有不同的结构和特性。高分子心脏瓣膜可以根据不同的标准进行分类,常见的分类方式有以下几种。
按材料分类
聚合物瓣膜由高分子聚合物材料制成,如聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等,通常具有良好的生物相容性和机械特性。
生物活性聚合物瓣膜将高分子聚合物与生物活性物质(如药物或细胞)组合,可以促进愈合或降低血栓形成的风险。
按位置分类
二尖瓣膜用于替代或修复心脏中的二尖瓣,通常具有两个可关闭的瓣叶片。
主动脉瓣膜用于替代或修复主动脉与左心室之间的主动脉瓣。
按设计分类
机械式高分子瓣膜通常由坚固的高分子材料制成,如聚碳酸酯或聚乙烯,具有耐久性,但患者通常需要进行抗凝治疗以防止血栓形成。
生物活性高分子瓣膜瓣膜上有一层生物活性材料,通常是使用组织工程技术或药物涂层,可以降低血栓形成的风险,减少抗凝治疗的需求。
高分子心脏瓣膜的应用范围涵盖了二尖瓣替代手术、主动脉瓣替代手术等心脏瓣膜手术领域。当患者患有二尖瓣疾病,如二尖瓣狭窄或二尖瓣反流时,高分子二尖瓣膜可以用来替代受损的二尖瓣,恢复心脏的正常功能;在患者有主动脉瓣狭窄或主动脉瓣反流的情况下,用高分子主动脉瓣膜替代主动脉瓣,可以修复主动脉与左心室之间的血液流动问题。
高分子心脏瓣膜还可以根据患者的具体需要进行设计和制造,以适应不同患者的解剖结构和生理要求,为个性化治疗提供了可能。
发展历程
高分子心脏瓣膜的发展始于20世纪中叶,那时通常使用硬质聚合物材料制造瓣膜,如聚乙烯和聚四氟乙烯。这些瓣膜虽然具有一定的耐久性,但由于缺乏生物相容性,在长期使用时表现不佳。
随着对生物相容性的关注度不断提升,20世纪60年代,科学家们开始研究如何将天然或合成材料与生物材料结合,以降低瓣膜血栓形成的风险,出现了使用动物组织或动物源的材料制作的第一代生物活性瓣膜。
20世纪80年代,随着高分子材料的进一步发展,科学家们开始将高分子聚合物与生物活性物质(如药物或细胞)组合,以提高瓣膜的生物相容性和性能,降低血栓形成的风险。
随着材料科学和工程技术的不断进步,高分子心脏瓣膜的制备逐渐变得更加精确和工程化。现代的高分子心脏瓣膜可以根据患者的具体需要进行设计和制造,以适应不同的解剖结构和生理要求,包括使用3D打印技术和计算机辅助设计来创建定制的瓣膜。现代聚合物制造和改性方法的诞生,以及纳米技术的发展,促进了具有独特性能的生物材料出现,为高分子心脏瓣膜的发展奠定了基础,有助于提供更有效和个性化的治疗选择。另外,由于高分子心脏瓣膜的制作不需要手工缝制,也有望降低生产成本。
市场空间较大
据《中国心血管健康与疾病报告2022》推测,我国约有2500万例瓣膜性心脏病患者。预计随着人口老龄化的趋势,瓣膜性心脏疾病的发病率也将逐年上升。根据《2023年中国心外科手术和体外循环数据白皮书》,2023年我国开展的心脏瓣膜手术仅为88737例。我国心脏瓣膜疾病的治疗需求还未得到满足。
根据弗若斯特沙利文推测,从临床上看,我国经导管二尖瓣介入治疗市场规模预计将从2021年的3900万元增加至2025年的17.35亿元,2021年至2025年的复合年增长率为156.8%;到2030年,经导管二尖瓣介入治疗市场规模预计将达到89.43亿元。此外,2025年中国经导管三尖瓣介入治疗市场规模预计将达到8.5亿元,2023年至2025年的复合年增长率为215.2%,并将于2030年达到203.1亿元。
由此可见,我国心脏瓣膜的市场空间较大,预计未来随着经济和卫生条件的改善,以及公众健康意识的提高,我国心脏瓣膜行业有很大的发展潜力。而随着高分子材料的应用,具有高分子心脏瓣膜制备能力的公司也有望成为行业翘楚。
(思宇MedTech供稿)