中國醫(yī)藥化工網(wǎng) 10月28日 訊 在2013年6月一個(gè)紀(jì)念全球首個(gè)旋轉(zhuǎn)式人工心臟發(fā)明25周年的酒會(huì)上，專注人工心臟開發(fā)的蘇州同心醫(yī)療器械公司創(chuàng)始人陳琛遇到了68歲的人工心臟植入者碧文斯（Joe Ann Bivins）。碧文斯在2005年出現(xiàn)嚴(yán)重心力衰竭，奄奄一息。
幸運(yùn)的是，美國密西根大學(xué)的醫(yī)生對她進(jìn)行了人工心臟的移植手術(shù)。此后幾年，碧文斯重獲新生，她稱自己的生活幾乎與普通人并無二致。這顆由全球最大人工心臟公司索羅技術(shù)（Thoratec Corporation）制造的滑動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)式人工心臟那時(shí)已在碧文斯體內(nèi)工作近8年。直至去年初去世，碧文斯創(chuàng)造了單一人工心臟延續(xù)生命時(shí)間最久的世界紀(jì)錄。“每每遇到這樣的病人，我都備受鼓舞。”陳琛說。
2014年，同心醫(yī)療發(fā)布了號稱全球體積最小的磁懸浮式人工心臟。“這毫無疑問是我見過的最好的人工心臟。”被美國人工器官學(xué)會(huì)譽(yù)為“旋轉(zhuǎn)式人工心臟之父”的萬普勒（Richard Wampler）博士如此評價(jià)。
這個(gè)外觀與人體心臟毫無相似之處的精密智能設(shè)備實(shí)際上是一個(gè)可以替代心臟功能的心室輔助裝置，大小近似扁平的高爾夫球。它相當(dāng)于一個(gè)微型高功率血泵，安裝在受損心臟的旁側(cè)，通過制造一個(gè)新的旁路，讓血液繞過受損心臟，從而替代人體心臟的“泵”功能。“心臟是人體最重要的組織器官，但由于功能單一且無須進(jìn)行復(fù)雜的化學(xué)交換，所以它可能也是最容易制造的組織器官之一。”陳琛說。
心臟病是全球第二大致命性疾病，而心力衰竭（簡稱心衰）是心臟遭受嚴(yán)重?fù)p壞后的癥狀。全球大約有超過2,000萬病人遭受心衰威脅，其中每年因心衰死亡的人數(shù)超過700萬，約100萬極度嚴(yán)重的心衰患者需要進(jìn)行心臟移植手術(shù)。
然而，移植他人的活體心臟不僅代價(jià)極其高昂，手術(shù)難度大、風(fēng)險(xiǎn)極高，而且深受供體不足的限制。即使在心臟移植手術(shù)實(shí)施最多的美國，2014年也僅完成2,000多例的心臟移植手術(shù)，在中國僅200多例。正因?yàn)槿绱?，人工心臟的市場尚處于發(fā)展早期，前景廣闊。
從上世紀(jì)50年代開始，科學(xué)家便展開在人工心臟方面的探索研究。“如果不是肯尼迪總統(tǒng)搞登月計(jì)劃，人工心臟發(fā)展至今可能已經(jīng)普及了。”陳琛半開玩笑地說。人工心臟的開發(fā)思路源于手術(shù)時(shí)采用的體外循環(huán)設(shè)備心肺機(jī)，如果將心肺機(jī)做得足夠小，那么它就是人工心臟。
第一代人工心臟完全以模仿人體心臟收縮的方式來實(shí)現(xiàn)血液循環(huán)，但外形笨重而體積巨大得猶如傳統(tǒng)的軍用水壺，安裝時(shí)不得不在人體腹腔中擠出一塊空間放置，通過長長的導(dǎo)管穿過腹部隔肌與人體胸腔內(nèi)的心臟主動(dòng)脈連接。但即便如此，它的誕生仍然創(chuàng)造了很多生命奇跡。“你無法想象心衰病人命若游絲的痛苦，但他們換上在外人看來笨重的人工心臟后甚至可以去滑雪。”陳琛說。
上世紀(jì)70年代，萬普勒博士受到工業(yè)泵啟發(fā)，將旋轉(zhuǎn)泵引入人工心臟。這一創(chuàng)新讓人工心臟的體積大大縮減，它可以直接置入人體胸腔，是人工心臟發(fā)展歷程中的一次跨越，索羅公司也因此做出了創(chuàng)造延續(xù)生命時(shí)間最長奇跡的人工心臟HeartMate II。“這就像發(fā)明飛機(jī)的過程，此前人們總是在模仿鳥類，希望扇動(dòng)翅膀起飛，而后來他們才發(fā)現(xiàn)利用速度產(chǎn)生的升力才是讓飛機(jī)起飛的最佳方案。”陳琛說。
今年52歲的陳琛出生于江蘇南京，自幼希望學(xué)醫(yī)，但卻因?yàn)轶w檢時(shí)被查出色弱，被限制報(bào)考醫(yī)學(xué)專業(yè)，最后不得不選擇清華大學(xué)熱力學(xué)專業(yè)。本科畢業(yè)后，陳琛仍沒有放棄轉(zhuǎn)向與醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè)的希望。他蒙混過關(guān)地通過了辨色力檢查，并如愿以償進(jìn)入成都科技大學(xué)（后并入四川大學(xué)）攻讀生物力學(xué)研究生。
但陳琛很快發(fā)現(xiàn)，研究血液在血管中如何流動(dòng)的生物力學(xué)并非自己理想中的專業(yè)：“我們時(shí)常在研究一些紙上談兵的理論，甚至連課題都是假象出來的，成果也只為發(fā)表論文而已。”取得博士學(xué)位后，陳琛加入南京理工大學(xué)任教。
上世紀(jì)90年代，陳琛被派往日本東京大學(xué)做訪問學(xué)者。這次訪學(xué)讓陳琛第一次接觸人工心臟，但他卻沒有因此踏上這條道路。東京大學(xué)的井街宏教授是日本著名的人工心臟研究專家，陳琛加入了他的實(shí)驗(yàn)室。井街宏教授潛心研究的是全人工心臟，也就是通過手術(shù)把病人的受損心臟取出后，替換一個(gè)全機(jī)械的人工心臟。
然而，全人工心臟只能作為等候供體的心臟移植病人的短期過度性解決方案，絕大多數(shù)心衰患者并沒有替換心臟的需求。“我覺得這種過度性產(chǎn)品終將淘汰，沒有商業(yè)前途，于是決定放棄。”陳琛說。離開東京大學(xué)，他轉(zhuǎn)到日本另一所大學(xué)開始又一個(gè)新專業(yè)——磁懸浮軸承方向的研究。
正當(dāng)陳琛一次次轉(zhuǎn)換專業(yè)，對未來舉棋不定時(shí)，1999年美國加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的教授帕登（Brad Paden）找到他，并邀請他加入自己創(chuàng)辦的創(chuàng)業(yè)企業(yè)，共同開發(fā)磁懸浮式人工心臟。與日本教授所研究的完全替換的全人工心臟截然不同，在美國進(jìn)入商業(yè)化進(jìn)程的人工心臟幾乎都是以長期置于人體為目的的心臟輔助裝置。
“心衰病人只是大部分心肌受損，仍然有相當(dāng)一部分肌肉可以工作；大量案例證明，受損的人工心臟具有自我修復(fù)能力，只要給它們‘休息’時(shí)間，它們很可能重新煥發(fā)生機(jī)。”陳琛解釋。
對美國有著諸多向往的陳琛決定加入美國的創(chuàng)業(yè)公司。在看重商業(yè)應(yīng)用前景的陳琛看來，更大的吸引力源于美國人工心臟市場商業(yè)化發(fā)展的領(lǐng)先進(jìn)程。那時(shí)第一代人工心臟已經(jīng)獲美國FDA批準(zhǔn)投入商業(yè)市場，萬勒普教授提出的第二代旋轉(zhuǎn)式人工心臟也已經(jīng)出現(xiàn)，而磁懸浮人工心臟的探索則是新一代技術(shù)的方向。
雖然第二代滑動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)人工心臟相對于第一代人工心臟產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，但卻增加了患者血栓和凝血機(jī)制損傷的風(fēng)險(xiǎn)。
一方面，血細(xì)胞因長期被軸承碾壓破碎，凝固形成血液垃圾，被沖刷到血管中就形成血栓；另一方面，為了防止血栓，二代人工心臟移植者必須長期服用抗凝劑，但這又讓病人在出血時(shí)會(huì)血流不止。“很多第二代人工心臟移植者治好了心臟，但卻因中風(fēng)或其他并發(fā)癥死亡。”陳琛解釋，“磁懸浮技術(shù)可以讓人工心臟的軸承在無接觸的空中旋轉(zhuǎn)，這就避免了對血細(xì)胞的碾壓，解決血栓問題。”
經(jīng)過三年研發(fā)，2002年陳琛加入的創(chuàng)業(yè)公司做出了完全磁懸浮式的人工心臟Levacor，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果十分滿意。人體的臨床試驗(yàn)要耗費(fèi)巨額資金，不過公司創(chuàng)始人卻無心繼續(xù)經(jīng)營這樣一家不再需要太多技術(shù)創(chuàng)新的公司，而是選擇將公司賣給了當(dāng)時(shí)在納斯達(dá)克上市、仍停留在第一代人工心臟產(chǎn)品銷售的世界心臟公司（WorldHeart Corporation），2005年陳琛作為總工程師加入世界心臟公司。
不過，參與創(chuàng)業(yè)的過程對陳琛的影響更大。“我發(fā)現(xiàn)即便是一家初創(chuàng)小公司也可以做出世界頂尖的技術(shù)。”陳琛說。
收購了Levacor磁懸浮心臟技術(shù)的世界心臟公司如獲至寶，本以為可以直接從第一代人工心臟跨越到第三代，但現(xiàn)實(shí)發(fā)展并不如想象般順利。2006年，世界心臟公司將Levacor推進(jìn)到臨床。此時(shí)，陳琛意識到了Levacor在設(shè)計(jì)方面的一個(gè)致命性缺陷——由于體積較大，這款磁懸浮心臟不得不放在腹腔。
與此同時(shí)，競爭對手哈特威爾公司（HeartWare InternationalInc.）號稱推出的液力懸浮式人工心臟可以解決血栓問題，而且體積足夠小到可以直接放入胸腔。“對于醫(yī)生來說，手術(shù)的復(fù)雜程度是決定其選擇何種產(chǎn)品的關(guān)鍵。”陳琛說。
然而，已巨資投入的世界心臟公司管理層不愿再面對這個(gè)重大的設(shè)計(jì)失誤，仍然寄希望于此前積累的渠道進(jìn)行Levacor的推廣銷售，最終公司被拖入破產(chǎn)絕境，2012年被哈特威爾公司收購。
陳琛希望做出能夠直接放入胸腔的磁懸浮人工心臟，但他知道世界心臟公司不可能做出重新設(shè)計(jì)的決策。2007年，陳琛辭職回國。第二年，他在蘇州創(chuàng)立同心醫(yī)療，他的目標(biāo)是把磁懸浮心臟做到足夠小。這是一場與世界領(lǐng)先公司的角逐，發(fā)展已有30多年的索羅技術(shù)公司當(dāng)時(shí)已經(jīng)把目光轉(zhuǎn)向磁懸浮人造心臟的開發(fā)。
左為一代博動(dòng)泵人工心臟，中為第二代滑動(dòng)軸承旋轉(zhuǎn)式人工心臟，右為第三代磁懸浮式人工心臟。
市值逾30億美元的索羅技術(shù)公司是目前是全球人工心臟行業(yè)領(lǐng)頭羊，2014年實(shí)現(xiàn)營收約4.8億美元，遠(yuǎn)超排名第二、收入約2.8億美元的哈特威爾公司；此外，索羅技術(shù)還是人工心臟領(lǐng)域上市公司中唯一保持盈利的公司。
迄今為止，索羅公司已為逾2萬心衰患者提供人工心臟設(shè)備，其中第二代人工心臟HeartMate II至今仍在市場上占據(jù)主導(dǎo)地位。2012年，索羅技術(shù)推出磁懸浮人工心臟HeartMate III概念，目前該產(chǎn)品已進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)階段。
今年8月FDA發(fā)布的一份統(tǒng)計(jì)報(bào)告證明，哈特威爾公司的液力懸浮人工心臟在引發(fā)血栓、中風(fēng)的比例并沒有比HeartMate II有所改進(jìn)；而另一方面，索羅公司的HeartMate III臨床實(shí)驗(yàn)效果卻很不錯(cuò)，這些進(jìn)一步驗(yàn)證磁懸浮人工心臟將作為人工心臟發(fā)展的趨勢性技術(shù)。
2011年陳琛做出了小到足以放入人體胸腔的磁懸浮人工心臟同心VAD。“當(dāng)時(shí)真的很興奮，我們已經(jīng)開始做動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。”陳琛回憶說。但當(dāng)陳琛意外發(fā)現(xiàn)索羅公司也已經(jīng)做出HeartMate III開發(fā)時(shí)，他停住了腳步。
陳琛聽說索羅公司的磁懸浮產(chǎn)品比自己的尺寸更小，這令他想起當(dāng)年Levacor設(shè)計(jì)的失誤。對于是否中斷此前產(chǎn)品的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，繼續(xù)研發(fā)更小的磁懸浮心臟的問題上，同心醫(yī)療美國的顧問團(tuán)隊(duì)展開了激烈爭論。幾乎所有團(tuán)隊(duì)成員都認(rèn)為沒有可能做到更小了，但陳琛決定挑戰(zhàn)極限。2013年，陳琛口袋里放著最新研發(fā)出來的同心VAD來到索羅技術(shù)公司的展臺(tái)，他一眼判斷出自己的磁懸浮心臟更小時(shí)，終于松了口氣。
“我們遲早都將打敗目前市場上這些人工心臟的領(lǐng)導(dǎo)者。”陳琛頗為自信地說。在追求“更小”的同時(shí)，陳琛還對人工心臟與體外電源相連接的電線進(jìn)行改進(jìn)縮減，從10根減少到4根，而索羅技術(shù)的HeartMate III則有6根電線。“不要小看這個(gè)創(chuàng)新，任何一根導(dǎo)線斷裂都可能導(dǎo)致人工心臟停止運(yùn)行，而電線越少則可靠性越高。”陳琛強(qiáng)調(diào)，同心醫(yī)療因此專門申請了一項(xiàng)國際專利作為保護(hù)。
令陳琛自信的另一重原因在于成本。高昂的售價(jià)是當(dāng)前人工心臟難以普及的直接原因。在美國，一套人工心臟的平均售價(jià)達(dá)10萬美元，如果加上手術(shù)及其它相關(guān)費(fèi)用，一個(gè)患者完成整套人工心臟移植手術(shù)的費(fèi)用高達(dá)20萬美元——這一門檻對大多數(shù)病人來說難以企及。
“我們可以毫不費(fèi)力地將人工心臟的價(jià)格降低到現(xiàn)在的一半，甚至更低，”陳琛肯定地說，“這是中國企業(yè)在研發(fā)和制造方面可以發(fā)揮的優(yōu)勢，我們可以利用中國在成本方面的優(yōu)勢，反過來影響全球人工心臟市場的發(fā)展。”
由于技術(shù)以及費(fèi)用等壁壘，人工心臟迄今在中國市場仍然是一片空白，而國際廠商也因?yàn)楹罄m(xù)服務(wù)等問題遲遲不能進(jìn)入中國發(fā)展。同心醫(yī)療目前已經(jīng)在中國和美國同時(shí)展開動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。“從結(jié)果來看，實(shí)驗(yàn)令人滿意，預(yù)計(jì)明年上半年動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)束后可以進(jìn)入臨床。”陳琛透露。
然而，正因?yàn)槿斯ば呐K在中國尚未發(fā)展，想要在中國展開臨床實(shí)驗(yàn)，相關(guān)的審批程序可能是很大挑戰(zhàn)。目前，陳琛準(zhǔn)備在美國和中國同步開展臨床實(shí)驗(yàn)，他也在積極引入戰(zhàn)略投資者，希望這個(gè)全球最小的磁懸浮人工心臟早日造福大眾。“只要產(chǎn)品能走向市場，未來誰控股并不重要。”陳琛表示。
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