探秘研发「世界首个经心尖二尖瓣夹合器」背后的故事
当医生们走上器械研发路,打破进口垄断,与国内别的企业同台竞赛,最终摘得某一领域创新器械国产首个的「桂冠」——这样的路,怎么走?
在二尖瓣反流(MR)治疗领域,复旦大学附属中山医院(下文简称「中山医院」)开展的两台手术具有跨时代意义。
一台是2012年开展的国内第一台二尖瓣夹合术(MitraClip)手术;另一台是2018年开展的全球首例经导管二尖瓣夹合术(ValveClamp)的人体手术。
复旦大学附属中山医院心内科主任医师潘文志对健康界表示,2012年,葛均波院士带着他和周达新主任完成了上述国内第一台手术。
当时刚毕业3年的潘文志颇为震撼,因为在他脑海及之前的教科书里,心脏瓣膜坏了,只可以通过外科手术开胸,将心脏剖开、使心脏暂停,暂时使用体外循环系统,手术结束后再将心脏复跳。
那天,潘文志猛地发现原来不开刀,通过微创介入,就像做心脏支架一样,从血管进去就可以把二尖瓣修复了,且效果很好。
但也存在很多问题,比如路径复杂,操作难度大。那台手术做了3个小时才放进去第一个夹子,本来计划放二个夹子,但病人年纪很大,支撑不了放第二个夹子的时间,只放了一个。
有没有更好的办法?第一台手术结束后,葛均波院士拉着潘文志说,这个器械目前全世界只有一个,且国产处于空白,进口器械价格高达30万,中国患者又很多....「原来只想改良器械,却生生变成了发明」,由此,从小酷爱动手,擅于运用弹弓、风筝、木头、橡皮筋等制作各种机关的潘文志,首次有了自己研发器械的想法。
二尖瓣反流(MR)是最常见的心脏瓣膜疾病,发病率为主动脉瓣狭窄 (AS) 的 10 倍。在我国,60 岁以上 MR 患病率达 13.4%,需治疗的 MR(≥ 3 级)达 1000 万人,但实际进行二尖瓣外科手术的患者每年仅 4 万人。
而后的几年间,研发器械的进度处于停滞,潘文志不知道从哪里突破,直到2016年才有了眉目。
第一次动物实验成功后的那天晚上,潘文志开车回家,车窗开着,车内放着一首鲁宾斯坦的舞曲,声音开到近乎最大,风打到潘文志脸上,但他的脸却格外烫,直到泪流满面。潘文志回忆,那天是他几十年来第一次情不自禁流泪,几年间,项目组的同事下班就去做动物实验,他那天知道,他们就要成功了。
2023年9月,ValveClamp获批上市,这是首个获批上市的国产二尖瓣反流介入器械,目前已在多国使用。为了解更多背后的故事,健康界专访世界首个经心尖二尖瓣夹合器ValveClamp第一发明人潘文志,和他聊了聊医疗创新激励、创新器械商业化、创新与价格平衡等问题。
潘文志:2012年,葛均波院士带着我和周达新主任做了一台二尖瓣介入手术,当时使用的是一款进口器械。当时没毕业几年的我,跟着一起做完手术后颇为震撼,我在脑海里以及之前学习的教科书里,包括医疗习惯中,二尖瓣反流的治疗就是要开刀。
突然有一天发现原来不开刀,通过微创介入,就像做心脏支架一样,从血管进去就可以把二尖瓣修了,且效果很好,不仅颠覆了我的认知,也让我认识到未来是个很好的方向。
当时葛均波院士对我说,这个器械目前全世界只有一种,国产没有这样的器械,且进口器械价格极为昂贵,一套器械近30万,中国那么多病人,我们是否能自己去研发这样的器械?我听后顿时觉得这是个艰巨且巨大的任务。
为什么艰巨?因为这里面很复杂,据我所知,当时国内不但有很多医生,还有很多器械厂家,都已在筹备、准备动手研发这样一款器械。我们临床医生不是专门做研发的,且器械实际上很复杂且精细,大约有一百多个零部件;制造工艺也异常复杂,很多部件甚至达到了手表级别的精密度。
此外,器械的研发,我们肯定不能去1:1抄袭国外,这样就失去了创新的意义。这中间我想了几年,都没想好如何去突破,有时候就想,放弃得了,不搞了。
后来,有同行专门打电话来问我,听说你们几年前做了个微创手术,我这有个病人,你们还做吗?给你们介绍过去。
直到2016年,我去援滇,在云南的日子里,接触了外科,且相对空闲,葛均波院士也交待我去云南的时候,有空多琢磨,做出一些事情来。
有一天,在从上海到云南的飞机上,飞行期间手机没信号,我就在纸上比划,想出了个大致的设计。一落地我就拉着葛均波院士与周达新主任商量,在葛院士的指导下,修改了几个版本,然后找相关研发团队、组建攻关团队,做出样品。
从2016年开始研发,一直到2023年拿到获批上市,我们用了七年。这七年发生了很多故事,各种挫折,其实还是挺曲折的。
健康界:2020年医师节当天,您发社交平台提到「TAVR smile」并配了张图,「TAVR smile」的出现意味着什么?
潘文志:这个还蛮有意思的。因为我做完手术后,发现屏幕上有个图。我们做TAVR手术,要放一个起搏器,起搏器的导线上有两个电极,这样就形成两个点。此外,还要放置一个导丝,这个导丝会塑形成一个圆圈和一个半圆,在我们达到一定角度后,就形成了笑脸。
当时一看,这个图很有艺术感,我们在手术时,捕捉到这个艺术感的瞬间,我就将这个命名为「TAVR smile」;后来大家在讲课的时候会拿出来,包括在手术时,同事也会说,又出现「TAVR smile」了,还是挺开心的。
还有一张图也很有名。2018年我们组团去以色列的创新大会,当时我在以色列的沙滩上写下「CCI,细细爱」,后来我们CCI俱乐部的PPT通常以这张图结尾。
健康界:从中国心脏瓣膜治疗发展之路,也往往能洞悉医疗器械创新的发展路径。您作为行业的见证者与亲历者,请您来聊一聊临床治疗方法的变化,是怎么样影响医疗器械创新路径的?
潘文志:其实,临床创新和医疗器械创新是相辅相成、相互促进的过程。比如,以心脏瓣膜来说,原来的理念是大开刀,整个胸骨都剖开,然后再做瓣膜手术。胸部剖开后,要解决一些问题,需要一些配套的器械,比如体外循环机、胸骨的牵开器(用于撑开胸骨)、缝合线等,就催生了这些医疗器械的创新。
后来发现用小伤口就能够完全满足手术需求,也就会催生一些新的医疗器械,比如胸腔镜、钳子、剪刀、钩子等与之配套的设备。
而到现在的介入瓣膜技术,不必开胸,也不必让心脏停跳,需要的是瓣膜的置换、修复、以及影像的一些设备、器械。
健康界:您曾说「一个器械成功的功劳,原始创意只占2%」,除了原始创意还需要什么?
潘文志:可能很多人有误解,觉得医生写了个专利或创意,然后医工转化成功了就可以占很大功劳,比如最终想占70%甚至更多的功劳,其实并非如此。
一个器械的产生,要经历「九九八十一难」,原始创意可能还占不到第一难,所以你不能有占大多数成果的心态。
你的创意想要到实际落地、上市,还需要很多步骤。比如,需要有工程师团队给你做样品,样品后需要有动物试验、临床试验。
除了做样品的工程师,还要有质量工程师,把控研发生产的质量,还需要法规、市场、临床部门;后期还有运营部、资本等的链接与介入。
一个项目从头到尾,想出idea的人只是第一步,实际后面还需要配套300多人一起攻坚,经历六到七年,还要消耗大几千万上亿的钱才能把东西做出来。做出来后你要面临市场的推广、同行的竞争,所以总的来看,初始创意不到2%。
健康界:您之前去美国参观了著名医学创新中心Biodesign,您觉得中外的创新环境有什么异同?
潘文志:美国做得更好更成熟。虽然这些年,国内特别是上海市政府对医学创新的支持力度很大,也从每个方面发力,但和国外还是有一定差距。国外相对来说还是比较成熟,主要体现在以下几个方面:
一是专利保护方面。在专利保护和创新意识上,实际上国内很多器械多是模仿、微创新,如果较真起来,有专利侵权的风险。在国外,专利保护很严格,一系列的知识产权保护体系逼着你做真创新。
二是产业创新的配套体系。例如,对创新转化资金的支持、运作等方面的支持等。
三是国外的医工结合相对更成熟。所有的创新并非在实验室让工程师凭空造出个东西,这里面涉及各方的相互信任与磨合,在这方面,有一定差距,国内也在不断探索。
健康界:刚才您提到市场化的问题,我们大家都知道一个创新器械的落地,后续都面临商业化较难的问题,您和您的团队是否也遇到过有关问题,具体如何解决?
潘文志:我国目前对创新医疗器械商业化有一定支持。我们这一个项目,在进入产品快拿证的阶段,我就退出了。我们擅长研发、临床,后续的商业化就交给专业人做。
健康界:复旦大学附属中山医院心内科,是全国心脏病门诊量最大的医院之一。如何兼顾临床与科研?医院对于科研转化,在管理上,有哪些创新之举?如何鼓励临床医生做医学创新?
潘文志:本身我们也是科研教学医院,我们医院对想有所作为、有上进心的医生,对其科研有较高要求。即使不做器械研发,也要去做其他研究,倒不如把时间花在个人感兴趣的事情上,所以别人可能去搞细胞、养老鼠这些基础研究,我就选择把时间花在器械研发的科研上。
如何做好临床和科研时间的兼顾?我们一般是周末晚上或日常下班就去做动物实验,连续一两年都如此。
中山医院的转化政策很全面。专利转化上,医院只收20%,80%还给发明团队,费用由第一发明人来分配,这样的激励效果很大,让医生更有热情去搞转化。
负责科研转化的老师非常热情,会积极帮我们去向高校推荐,跟企业对接。后面很多工作很细碎,基本上他们把转化的这些事情全都做了,而且很高效,所以在这几年,复旦大学附属中山医院每年都能做100多个专利转化,2023年度中国医院创新转化全国排名第三。此外,我们院长对这方面很重视。
健康界:从临床视角,我们到底需要什么样的医疗创新器械?医疗器械创新需要遵循哪些法则?
第一,必须从临床痛点出发,一定是未解决某个重要的临床痛点。而且这个临床痛点必须是「硬的」临床痛点,而不是可有可无「软的」临床痛点。
第二,基于临床痛点,必须是医工结合的产物,由医生和工程师一起共同完成的。医工之间必须深度磨合,找到最大公约数。
第三,必须是化繁为简。一是医疗器械它不能太复杂,太复杂容易出故障。二是医生学习上手,学习曲线很慢,只有少数人能掌握,如果过于复杂,医生学不会就推广不起来,市场价值就不高。你研究出来了,结果卖不动,没几个医生会使用,总是出故障也不行。
健康界:您怎么样看待创新器械与价格问题?怎么样才能做到创新与价格、医疗负担的平衡?
潘文志:在医疗器械创新领域,我们确实面临着公益性与商业性平衡的复杂挑战。一方面,医疗行业固有的公益性要求不能过度市场化,以确保医疗服务的基本可及性。另一方面,创新医疗器械的研发需要市场的支持和合理的回报,以维持行业创新的持续动力。
因此,医疗器械创新在发挥其解决临床需求的公益价值的同时,也应被赋予一定的商业经济价值,通过适当的价格保护和市场回报机制,激励企业加大研发投入。
国内医疗产业的创新不仅仅可以满足国内市场的需求,还有潜力拓展至国际市场,从而在全世界内获取回报。为此,政府应当通过政策支持,为创新医疗器械提供市场准入的便利,包括在医院采购和医保支付方面给予优惠。
同时,我们应该对创新医疗器械的定义进行严格界定,提高创新性的标准,区分真正的创新与小幅度的改进。在此基础上,对创新医疗器械的支持应当有限度,避免市场饱和和资源浪费,如对某一品种只支持两三个创新产品,以确保资源的合理分配。
在价格策略上,国产创新医疗器械的定价应参考同类进口产品,但应略低于进口产品,以提供价格上的优势和增强市场竞争力。政策的制定需要政府层面的深入考虑和战略规划,以确保既能促进创新,又能维护市场的健康发展,实现公益性与商业性的有机统一。
健康界:您做医学创新医工结合多年,您认为医工交叉领域所遇到的难点和堵点在有哪些?
潘文志:在医疗器械创新领域,医生与工程师之间的交流与合作至关重要,但目前主要存在以下难点和堵点:
首先,医生虽充满创新想法,却可能缺乏对医疗器械从概念到市场化所需经历的复杂流程的认识,同时,他们对合作的期望值可能过高,导致潜在合作伙伴因价格问题而却步。
其次,医生与企业之间有信任障碍,担心创意或商业机密的泄露,这阻碍了双方在早期阶段的有效合作。此外,缺乏健全的体制和机制来保障双方的合作,使得合作难以持续和深入。
首先,双方需要对各自的角色和贡献有客观的认识,调整期望值,以促进更实际的合作;其次,建立充分的信任是合作成功的关键,这需要双方展现出开放和诚信的态度;最后,必须建立一个有效的体制框架,为双方提供安全感,鼓励他们进行充分的交流和思想碰撞。通过这一些措施,可以打通医工交叉合作的障碍,推动医疗器械创新领域的发展,最终实现双方的共赢。
潘文志:在医疗器械创新领域,识别和解决临床需求是推动技术进步的关键。我们一定要从微创性、是否减轻痛苦、提高疗效、是否减少并发症、使用便捷性以及节约费用等多重维度去细分和识别这些需求。
同时,打破惯性思维至关重要,因为即便是长期沿用的治疗方法,也有几率存在未被充分解决的问题。
以先天性心脏病的封堵器为例,尽管这一技术已使用了数十年,但深入分析后发现,它在后期可能带来的并发症,如房颤,限制了其他治疗方法的应用。这种发现促使我们重新思考并创新,开发出可穿刺的封堵器,以解决这一临床痛点。
创新并不仅仅依赖于医生的直觉,而是需要细心体会、深入挖掘,挑战现有的诊疗方案。这要求我们对每个疗法都进行细致的审视,寻找可能的改进空间。持续的探索和改进是必要的,即使在成功研发新产品之后,总有更多的改进空间等待发掘。
潘文志:在深入参与医疗创新项目的过程中,我经历了显著的个人成长和认知提升。这一转变不仅拓宽了我的专业视野,也使我在创投界、医疗风投领域以及与研发工程师和市场化专家建立了广泛的联系,从而极大地丰富了我的社会经验和认知。
然而,这一过程也伴随着个人时间的牺牲和生活享受的减少。在忙碌和压力之下,我认识到自己失去了一些生活中美好的瞬间,以及与家人共度时光的机会。
此外,随着角色的转变和责任的增加,我的思维变得更复杂,这虽然带来了更丰富的视角,但也带来了更大的精神压力和身心疲惫。
在这个过程中,我体会到了个人成长与事业发展中一定要做出的权衡。尽管面临挑战和牺牲,但这些经历也让我更加深刻地理解了个人发展与生活平衡的重要性。
健康界:深耕医学创新多年,您认为对您的思想、工作、生活等方面有明显的变化和影响?
潘文志:我觉得影响还是挺大的。所以我很谢谢中山医院给我这样一个机会和平台,让我能做出创新。特别感谢科研处和周达新主任对我的支持和指导。
做了医疗器械研发工作后,说实话让我在行业内的名气有了很大提升。另一方面,是对我认知思维的改变,让我对整个器械研发过程有了清晰地了解,哪些医疗器械能成功,哪些器械有商业经济价值,从最初的创意到获批上市全流程,这些都是从一次次实践中学习到的。
健康界:最后我们想请您给同样从事这个医学创新,医工结合的医务工作者一些寄语。
第一、临床痛点的寻找特别的重要。只要我们细心探究,对现有的治疗方案多进行质疑和拷问,就一定能找到需要改进的地方。识别出这些痛点后,进一步分析哪些是关键的临床需求。
第二,医工交叉合作,找到比较合适的团队共同工作很重要。同时,在合作中也应放低姿态,以开放和客观的态度进行交流,这是成功合作的第一步。
第三,研发过程的心态。医疗器械研发是一个漫长的过程,需要有耐心,不急躁地逐步推进。在这样的一个过程中,即使产品还没完成,也会带来各种各样的形式的回报,如科研课题的申请、人才奖项的获得以及职称晋升等。
第四,长远的视角。对那些有信心并愿意投入的人来说,医疗器械研发是一个值得做的领域,最终会得到丰富的回报。
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