守護心臟安全——經導管主動脈瓣置換技術

上海科技獎勵研究成果科普化特別報道

文/吳苡婷

《上?？萍紙蟆犯呒売浾?，中國科技新聞學會科技傳播理論研究專委會理事。

隨著醫療技術迅猛發展，中國人的平均壽命不斷延長，百歲老人的數量越來越多。然而，老年人的健康之路上有一大攔路虎——心臟主動脈瓣的老化和狹窄，它是造成老年人猝死的常見原因之一。

經導管主動脈瓣置換技術（TAVR）被視為心臟治療領域的第三次革命，具有微創、住院時間短、恢復快的優點。復旦大學附屬中山醫院葛均波院士、周達新教授團隊根據我國患者的特點，設計研發了適用于高鈣化及二葉瓣患者的我國首個TAVR瓣膜Venus-A，大大延長了患者的壽命。

老化的瓣膜該如何拯救

瓣膜是人或某些動物的器官中可以開閉的膜狀結構，一生開、關超過60億次。人的心臟內有4個瓣膜，即連結左心室和主動脈的主動脈瓣、連結右心室和肺動脈的肺動脈瓣、連結左心房和左心室的二尖瓣以及連結右心房和右心室的三尖瓣。它們均起單向閥門的作用，使血液只能從一個方向流向另一個方向而不會倒流。

“心臟瓣膜每天都在辛勤地工作，如果一個人活到80歲，差不多經歷了30億次心跳。心臟跳動時，瓣膜會呈現‘開’和‘關’兩種狀態。30億次心跳就意味60億次運動?！?周達新介紹說。隨著年齡的增長，心臟瓣膜會出現老化，鈣鹽沉淀造成心臟主動脈瓣變得狹窄。正常的人主動脈瓣口面積是4~6厘米2，如果主動脈瓣狹窄到1.0厘米2以下，心臟就有可能發生衰竭。在某一節點，可能會出現嚴重的低血壓，發生頭暈、胸痛、暈厥，甚至心源性猝死。

據統計，大于75歲的人群中，心臟瓣膜病的發病率為13.2%；80歲以上的人群中，心臟瓣膜病的發病率在20%以上。心臟瓣膜病對人體的健康及壽命的危害程度很大，患者出現癥狀后若不進行治療，生存期只有2~3年。隨著中國老齡化社會的進程加速，心臟瓣膜病的發病人數還會大幅增加。

心臟瓣膜病是一種物理結構性改變，藥物難以起效，只有采用物理方式（如手術治療）才能進行根本性糾治。目前尚無明確有效的藥物可以預防該病。傳統的心臟瓣膜修復、置換治療需要進行開胸手術，經歷心臟停搏，對一些高齡、身體虛弱、合并其他多種疾病的患者而言，風險大、死亡率高。一半以上的老年人由于身體虛弱、合并其他基礎疾病而無法耐受外科手術。

1989年，丹麥一位年輕醫生完成第一例豬經導管主動脈瓣植入。2002年，阿蘭·克里比爾教授在法國完成全球首例經皮主動脈瓣植入術，開啟瓣膜疾病介入治療新紀元。2010年，在葛均波院士的帶領下，復旦大學附屬中山醫院率先在國內開展TAVR手術。

量身定制主動脈瓣膜

中國人的主動脈瓣的老化狀況與西方人群有很大不同。

周達新介紹：“正常的人主動脈瓣有3個葉片，有一部分群體的主動脈瓣是先天性二葉瓣。中國人先天性二葉瓣的比例要大大高于西方人群，二葉瓣在主動脈瓣老化和狹窄患者中占50%，明顯高于西方的5%?！?/p>

此外，中西方患者的主動脈瓣的鈣化程度不同。西方主要為典型的輕中度鈣化的三葉式主動脈瓣患者，而在我國，主動脈瓣狹窄患者二葉式比例高、主動脈瓣的鈣化程度高、風濕性患者比例高。

團隊與啟明醫療器械股份有限公司合作研發了首個適用于我國患者特點的TAVR瓣膜，逐漸摸索高位釋放、小一號瓣膜使用、小球囊擴張等原創性手術策略，并先后制定5個TAVR 中國技術規范，建立了針對我國患者特點的綜合技術體系。針對亞洲人股動脈比西方人細的特點，團隊在亞洲范圍率先開展經頸動脈TAVR手術。

TAVR瓣膜（圖片來源：啟明醫療器械股份有限公司）

TAVR瓣膜只有10多克，對人體毫無負擔。術前，它被壓成一條線。它通過動脈進入人體，到主動脈瓣的位置會自動打開，直接卡在心臟組織上。它打開以后會立刻工作。值得一提的是，如果TAVR瓣膜失效，可以再放置新的瓣膜，繼續工作?！癟AVR瓣膜的制作十分復雜。需要選取優質的牛心包或者豬心包，在無菌環境中先對其進行特殊處理，再進行裁剪和縫制，同時加入具有記憶功能的鈦合金材料。瓣膜支架需要進行激光雕刻。另外，瓣膜要求冷鏈運輸。” 周達新說。TAVR瓣膜具有高徑向支撐力，在瓣葉及高鈣化病變情況下，瓣膜支架仍能很好地打開；其收腰設計可減少冠脈阻塞風險；首創的黃金標記點，易于術中瓣膜定位。2015年，團隊牽頭完成《經導管主動脈瓣置換術中國專家共識》，之后又完成《2020年TAVR中國專家共識》，在國際上率先將低危患者列入TAVR相對適應證，較歐美的相關指南領先。

周達新教授（左四）團隊

全球首創自膨脹肺動脈瓣膜

基于Venus -A的相關技術，團隊和啟明醫療器械股份有限公司合作研發了適合RVOT 擴大術后的自膨脹肺動脈瓣膜Venus-P，為法洛氏四聯癥、嚴重肺動脈瓣反流、有自體右心室流出道的先心病術后患者帶來了痊愈的希望。2016年，團隊牽頭完成中國第一部《肺動脈瓣膜專家建議》。2022年7月，Venus-P獲中國國家藥品監督管理局和歐盟批準上市。

自膨脹肺動脈瓣膜Venus-P的雙喇叭口設計能防止移位，可應對各種復雜的心臟結構。團隊完成的經導管肺動脈瓣置換手術已有幾百例，手術效果可持續10年以上。

目前，自膨脹肺動脈瓣膜Venus-P產品及技術已推廣至全球43個國家。

本文相關成果“經導管主、肺動脈瓣置換技術的創新和體系的建立”榮獲2023年上海市科技進步獎一等獎。

更多“上海科技進步獎”關文章

▲《從自行車車輪到“飄浮”的體育場屋蓋》

▲《你好，充當模式動物的猴子們》

▲《讓失去的時光重現光彩——真實世界視頻智能增強技術》

點擊圖片訂閱

2025年《科學畫報》