奚廷斐：自主创新 打造新型“全降解镁合金支架”

2016年5月18日，素有生物材料界“奥运会”之称的第十届世界生物材料大会在加拿大蒙特利尔召开。北京大学前沿交叉学科研究院生物医用材料和组织工程中心主任、江苏沣沅医疗器械有限公司总经理奚廷斐受邀参加了此次盛会，并被授予“国际生物材料科学与工程学会联合会Fellow”的终身荣誉称号，以表彰其在生物材料生物学评价标准和方法及镁合金冠脉支架方面做出的杰出成果。

 

奚廷斐研究员长期从事生物材料、人工器官和组织工程的评价和标准研究，他带领的全国医疗器械生物学评价标委会建立了无源医疗器械安全性评价标准体系，解决了与人体接触、介入和植入体内医疗器械安全性评价无依据的难题，为提高医疗器械质量和保证临床使用安全做出了重大贡献。他研发的第四代冠脉支架——“新型全降解镁合金支架”走在行业前沿。

 

近日，采访奚廷斐研究员，谈及此次获奖，他表示，这份荣誉不仅仅是对科研工作者成绩的肯定，更是国际对当下中国生物材料科学快速发展的认可。它意味着，继第九届世界生物材料大会在中国成都召开之后，中国生物材料领域再一次在国际上大放光彩。

 

1回顾发展：我国生物医用材料产业面临着哪些挑战和机遇?

 

生物医用材料是一类用于诊断、治疗、修复或者替换人体组织器官或增进其功能的一类高技术新材料。从产业上讲，它是无源医疗器械，归属于医疗器械管理范畴，与有源医疗器械、诊断试剂和设备并列，占了大约40%的市场份额。

 

虽然生物医用材料产业形成于上世纪80年代，但是得益于它在心血管疾病、癌症、创伤等重大疾病上的治疗应用和不可替代，生物医用材料正革新着现代医疗技术。同时，因为其涉及材料、生物、医学等多门学科，是典型的交叉学科，也是生物技术和生物医学工程学科的重要组成部分。

 

过去，我国常规高技术生物医用材料市场基本是外商垄断，70-80%依赖于进口。但是，近十年我国生物医用材料发展开始逐步崛起。目前，该领域已初步形成以国家工程(技术)研究中心、企业创新中心、省部级工程中心和重点实验室为核心的，包括200余个单位的生物医用材料科技创新体系。

 

奚廷斐研究员表示，我国医疗器械行业最值得骄傲的产品当属冠状动脉支架。我国第一批自主研发冠脉支架上市起始于2004年。目前，以微创、乐普、吉威为首的11家企业生产该产品。2015年，手术量达到了56万例，支架使用量约为80万例，产值将近100亿。其中，75%的支架是国产。而且，支架价格从最初的4万多降至目前的8000左右。这无疑是个突破。

 

但是，我国生物医用材料市场仍然面临着不少挑战，包括产业规模小、技术创新能够不强、国产化率低、技术高端产品约70%仍依靠进口等等。奚廷斐研究员强调，这些问题都是我们未来需要奋斗的方向。我们至少需要跟随国际先端产品线，把国产化率提上来，让老百姓们能够用得上在质量、价格上都保持有优势的国产化医疗产品。

 

2三大主力：论如何推进医疗器械行业发展?

 

正是因为医疗器械，特别是生物医用材料直接关系着使用者的生命安全，所以对其发展，无论是基础研究还是临床转化都需要注重产业的安全性和有效性。那么，如何健康有序地推进这一行业的发展呢?奚廷斐研究员从国家、科研和企业三个方面进行了阐述：

 

首先，一个行业的发展需要国家政策作支撑，同时也需要相关规章制度对其进行标准化管理。只有国家做出强力支持和引导，医疗器械行业才能有肥沃的土壤成长。

 

其次，科技界必须在该领域发挥主力作用。科研人员致力于前瞻性研究，在产品的创新性保持优势，才能有竞争能力。这既是责任，也是压力。

 

最后，企业对医疗器械行业的投入需要加大。“十三五”规划将“生物医用材料研发与组织器官修复替代”重点专项中企业的配比提高至1:3，这意味着国家投入1000万，企业就需要投入3000万，目的是推动技术的转化、产业的发展。

 

3老生常谈：“科技成果转化能力低”怎么破?

 

生物医用材料的研究已经从跟踪、仿制朝着自主创新的方向转变，在一些领域甚至于已经进入国际领先水平，但是却面临着转化能力低的尴尬现状。80%-90%的研究成果被滞留在实验室。

 

奚廷斐研究员认为造成这种困境的原因有二：第一个是科技成果本身还不成熟，它距离实现产业化还有一定缺陷和问题。当一个成果完成实验室研究阶段后，它距离产业化还有一个关键过程，即中试阶段。这一关键过程常常被科研人员忽视;第二个因素是受到各种制度的限制，科研开创者与企业之间存在政策、条文制约。

 

但是，随着《中华人民共和国促进科技成果转化法》、《促进科技成果转移转化行动方案》等规章制度的下发公示，科技成果转化的暖风开始吹起。国务院总理李克强在包括科技创新大会在内的多次重要会议上强调了科技创新力度、加快科技成果转移转化等重要方针。奚廷斐研究员表示，这一问题正在逐渐解决，我们需要有信心。

 

4选择创业：成立沣沅的初衷是什么?

 

2015年，奚廷斐研究员作为执行董事兼总经理创办了江苏沣沅医疗器械有限公司。是什么契机让他从学者转变为商人?奚廷斐研究员直言是因为“新型全降解镁合金支架”。

 

纵览血管介入领域发展，先后共经历了4次变革：球囊扩张血管成形(PTCA)、金属裸支架(BMS)、药物洗脱支架(DES)和生物全降解支架(BDS)。作为“第4代技术创新”，全降解支架是一类能够在体内提供一段时间机械支撑并自行降解的新型产品，主要包括聚合物支架和镁合金支架。

 

包括雅培、强生、Igaki Medical在在内的多家企业都在研发全降解高分子聚合物支架，其应用的材料主要是聚乳酸，以雅培的Absorb BVS为主，该产品具有生物相容性，可以在植入2年后逐渐降解，已于2011年成为首个CE认证的生物全降解支架，并在2016年年初通过FDA审评。同时，德国Biotronik GmbH公司研发的镁合金全降解支架DERAMS在2016年获得CE认证，确立了第4代冠脉支架的国际认可度，市场布局已经展开。

 

在这样的情势下，奚廷斐研究员强调，未来3-5年是全降解镁合金支架抢占先机融入市场的关键时间，中国自主创新的步伐需要加快。这也是他选择创业的初衷，秉承“以创新求发展”的理念，致力于全降解冠脉支架及心脑血管医疗器械研发和产业化。

 

5自主创新：新型“全降解镁合金支架”的优势在哪里?

 

目前，沣沅医疗器械有限公司的 “新型全降解镁合金支架”已经完成了前期研究，并在国内进行了首个动物试验。奚廷斐研究员预期，团队将在今年开展大规模动物试验以及第三方检测，争取明年年底进入临床试验。这款拥有自主知识产权的新型支架，其创新点包括：

 

1) 支架用新型Mg-Zn-Y-Nd合金，其中稀土含量只有德国Biotronik公司所用WE43镁合金的1/5，并且主要为轻稀土，对身体的影响更小，同时合金具有较好的屈强比和拉伸强度，晶粒细化后合金的室温塑性也较好，合金中的稀土析出相较少且易于控制，抗降解性能较好；

 

2) 镁合金棒材加工过程采用定轴反复冷拔技术、定向变形强化技术，克服低塑性镁合金精密管材加工困难的问题；

 

3) 采用有限元分析设计支架构型，提高了支架柔顺性和支撑强度；

 

4) 在镁合金与药物涂层之间增加了预涂层，该涂层可显著改善PLGA药物涂层与镁合金的结合力，降低镁合金的电极电位、降低腐蚀速率，且生物相容性好。在猪冠状动脉植入预实验中，支架植入1、3、6个月后，血管通畅性良好，内皮化情况良好，血管平滑肌增生较少，炎症反应不明显。

 

以上表明该全降解镁合金冠脉支架达到了国际先进水平。已有数据显示，镁合金支架在材料壁厚、机械强度、降解速率上都表现出明显优势。当然，对于全降解镁合金支架的研究尚处于初始阶段，我们仍然需要更多的研究数据作支撑。理想的全降解镁合金支架需要考虑力学系数、生物相容性、降解速度等多方面性能。

 

奚廷斐研究员表示，沣沅医疗器械有限公司虽然属于初创公司，但是拥有自己创新产品、专利，这为公司的良好发展提供了基础和支撑，也为全降解镁合金支架的国产化开创了机会和可能。

 

奚廷斐简介

 

北京大学前沿交叉学科研究院生物医用材料和组织工程中心主任兼博导、中国生物材料学会副理事长、中国生物医学工程学会会员代表委员会主任(相当于副理事长)、中国生物医学工程学报副主编、教育部心血管介入治疗技术与器械工程研究中心专家委员会主任委员、科技部“十三.五”重点专项“生物医用材料和组织器官修复替代”实施方案编写专家、国家发改委生物医学工程专项专家、国家食品药品监督管理总局医疗器械评审专家。