5月28日，第一屆生物鎂合金材料戰(zhàn)略峰會(huì)以線上會(huì)議形式召開。會(huì)議由國家鎂合金材料工程技術(shù)研究中心、國際鎂學(xué)會(huì)、《jouranl of Magnesium Alloys》雜志主辦。會(huì)議主席由中國工程院院士潘復(fù)生、張興棟聯(lián)合擔(dān)任。他們領(lǐng)銜的“可吸收鎂合金支架”聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)在會(huì)上宣布：國產(chǎn)可吸收鎂合金支架，將于今年正式進(jìn)入臨床階段。
會(huì)議匯集了材料學(xué)、工程學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的知名專家，他們分享了我國生物鎂合金在材料研究、材料改性、材料制造、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、臨床試驗(yàn)中的最新進(jìn)展。原國家食品藥品監(jiān)督管理總局局長、原衛(wèi)生部副部長邵明立、科技部機(jī)關(guān)黨委常務(wù)副書記崔玉亭、中國科學(xué)院院士葛均波在大會(huì)中致辭。與會(huì)嘉賓圍繞生物鎂合金材料的研究和應(yīng)用展開充分交流，相關(guān)專家展示了該領(lǐng)域的最新動(dòng)態(tài)。
潘復(fù)生表示，中國是鎂資源大國、鎂合金材料研究的強(qiáng)國，也是鎂產(chǎn)品的生產(chǎn)大國。過去，我國要生產(chǎn)可吸收鎂合金支架，管材大部分依靠進(jìn)口；而現(xiàn)在涵蓋可吸收鎂合金材料生產(chǎn)、棒材粗加工、管材精加工以及支架制造的產(chǎn)業(yè)鏈全部打通落地。這是我國支架產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上的重要里程碑。
八年磨礪
突破鎂合金支架“卡脖子”技術(shù)
從材料學(xué)方面看，不銹鋼、鈦及其合金、形狀記憶合金等常見醫(yī)用金屬材料在人體內(nèi)具有生物惰性，無法降解。而鎂是人體必需的微量元素，鎂合金具有優(yōu)異的生物相容性，可以在人體內(nèi)降解，且鎂的降解產(chǎn)物無毒，在體內(nèi)不會(huì)引起炎癥和過敏反應(yīng)，過量的鎂離子也可由腎臟代謝并排出體外（經(jīng)尿液），而無累積效應(yīng)。所以，鎂合金成為非常理想的醫(yī)學(xué)植入材料，從而給支架行業(yè)帶來豐富想象空間。
葛均波說：“冠心病的介入治療發(fā)展歷史從最早的球囊擴(kuò)張發(fā)展到后續(xù)的金屬支架，再進(jìn)化到藥物洗脫支架，但藥物洗脫支架致命的缺點(diǎn)是金屬在人體內(nèi)長久存在。10年前，世界就希望研制一種可吸收支架，用來代替目前的金屬支架。遺憾的是，這么多年過去了，雖然我們?nèi)〉昧艘欢ǔ煽儯瑥淖钤缪排嗤瞥龅木廴樗嶂Ъ?，到近代研制的合金支架。但是，沒有一種支架讓我們覺得是非常理想的（材料）平臺?，F(xiàn)在看來，鎂合金會(huì)是一個(gè)非常好的平臺。希望通過鎂合金支架研究，能夠使我們在臨床上有一個(gè)好的工具，治療心臟疾病、心肌梗死、周圍血管疾病。”
目前，永久植入性支架面臨諸多問題，這已基本成為業(yè)內(nèi)共識。
首先，支架作為異物永久留存在血管內(nèi)，容易引起慢性炎癥，導(dǎo)致晚期、極晚期血栓和再狹窄；若有內(nèi)皮化延遲、或代償性血管擴(kuò)張引起支架小梁異位，可能加劇晚期血栓風(fēng)險(xiǎn)。其次，血管的自然角度和曲率、血管的搏動(dòng)和舒縮功能，均因支架的長期存在而不能恢復(fù)。
而可吸收鎂合金支架植入人體后，可逐步降解，血管也隨之逐漸恢復(fù)自然狀態(tài)和生理功能，因異物引起的血管風(fēng)險(xiǎn)顯著降低。此外，鎂合金的力學(xué)性能與骨骼相似，顯著高于聚乳酸，可設(shè)計(jì)、制造更薄的支架，促進(jìn)內(nèi)皮化。還可通過電拋光工藝對鎂合金支架進(jìn)行表面處理，減少對血流動(dòng)力學(xué)的干擾。未來，可吸收鎂合金支架有望在冠脈介入、外周介入、神經(jīng)介入等多個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用。
德國Biotronik（百多力）公司此前一直被認(rèn)為是在可吸收鎂合金冠脈支架領(lǐng)域發(fā)展最成熟的企業(yè)。該公司的Magmaris支架產(chǎn)品于2016年獲得了國際上第一個(gè)鎂合金支架CE認(rèn)證，產(chǎn)品于2018年在中國香港上市。從該公司公布的BIOSOLVE-II術(shù)后5年隨訪數(shù)據(jù)上看，靶病變失敗率（TLF）為8%，肯定的或可能的血栓為0，顯示其臨床表現(xiàn)具備優(yōu)于其他可吸收材料的潛質(zhì)。
目前，國內(nèi)尚無可吸收鎂合金支架產(chǎn)品上市。從此次會(huì)議發(fā)布成果來看，走在最前沿的是由潘復(fù)生、張興棟兩位院士領(lǐng)銜的“可吸收鎂合金支架”聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)，這個(gè)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)力量主要來自于國家鎂合金材料工程技術(shù)研究中心、國家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心、北京美中雙和醫(yī)療器械股份有限公司。
可吸收鎂合金支架的研發(fā)制造面臨三個(gè)重大挑戰(zhàn)，分別是：降解速率快且難以控制、支架的有效支撐時(shí)間和降解時(shí)間上的平衡、力學(xué)性能上的強(qiáng)度、塑性難以平衡。只有解決這三性合一問題，才能研發(fā)出臨床認(rèn)可的鎂合金產(chǎn)品。
功夫不負(fù)有心人。聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)歷時(shí)數(shù)年研發(fā)攻關(guān)，進(jìn)行了材料改性，加工工藝改進(jìn)，突破了多個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。
聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員、重慶大學(xué)副教授佘加在會(huì)議上說：“支架從生產(chǎn)到使用的過程中，首先要將其壓握到球囊上，術(shù)中由醫(yī)生送到指定位置后，再通過給球囊加壓將其撐開。在這一壓一撐的過程中，支架的形變是相當(dāng)大的，因此，支架不僅要強(qiáng)度足夠高，還要具有良好的塑性，受力應(yīng)變之后不能發(fā)生斷裂。目前，專用于心血管支架的鎂合金材料是非常稀缺的，工業(yè)鎂合金的純度低，無法滿足醫(yī)用要求。支架需要在微細(xì)管上進(jìn)行雕刻，微細(xì)管的管壁薄到只有200微米，如果合金雜質(zhì)含量高，在加工過程中就容易造成斷裂，成品率非常低。在支架研發(fā)中，鎂合金的強(qiáng)度、塑性和降解性能很難協(xié)同。植入體內(nèi)后，如何控制鎂合金支架的降解速度和降解的均勻性也是一大難點(diǎn)。”
為了解決鎂合金的純度問題，重慶大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)通過鎂合金熔體的無熔劑變溫自純化工藝，將鎂合金中的Fe含量降至10ppm。純度提高后，腐蝕速率大幅降低，耐蝕性顯著改善，為高性能醫(yī)用鎂合金制備奠定重要基礎(chǔ)。重慶大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)展了連續(xù)鍛造擠壓技術(shù)，獲得連續(xù)的累積變形，促進(jìn)再結(jié)晶，實(shí)現(xiàn)鎂合金材料錠坯的均勻化制備。
為了進(jìn)一步控制支架在體內(nèi)的降解速度，美中雙和研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)出支架復(fù)合涂層，能夠更好地調(diào)整降解時(shí)間，保證支架在一定周期內(nèi)的有效支撐。在有效控制降解速度的問題上，美中雙和團(tuán)隊(duì)通過優(yōu)化支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效分散支架應(yīng)力，使其更適合鎂合金的力學(xué)特性，并避免保護(hù)性涂層開裂。由于鎂合金在X射線下的可視性很差，所以，美中雙和在支架的頭端和尾端設(shè)置了雙顯影點(diǎn)，幫助醫(yī)生在術(shù)中對支架進(jìn)行準(zhǔn)確的定位。
聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員、北京美中雙和醫(yī)療器械股份有限公司首席科學(xué)家何福桂博士表示，這款國內(nèi)自研的支架，所用鎂合金材料已超越同行所用的材料，其中拉伸強(qiáng)度超出15.9%、延伸率也有所提高。支架小梁的厚度、寬度只有125微米，比同類產(chǎn)品更薄、更窄，但徑向支撐力反而提高了16％。體外模擬實(shí)驗(yàn)顯示，2個(gè)月后，支架的徑向支撐力仍可保持85%以上，說明綜合性降解控制方法效果優(yōu)異。從大動(dòng)物實(shí)驗(yàn)1個(gè)月、3個(gè)月、6個(gè)月、10個(gè)月的結(jié)果來看，支架植入段血管內(nèi)皮化良好、內(nèi)膜均勻、無再狹窄、無血栓。
該支架有望于年內(nèi)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。
從市場數(shù)據(jù)看，雖然我國的PCI手術(shù)已經(jīng)達(dá)到百萬例級別，但就每百萬人口的手術(shù)數(shù)量而言，根據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)，按經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療手術(shù)數(shù)量計(jì)，中國每百萬人口手術(shù)數(shù)量729臺，美國為2951臺，中國經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療器械市場仍然擁有巨大潛力?？晌罩Ъ艿氖褂昧恳恢痹谠鲩L，預(yù)計(jì)中國可吸收支架產(chǎn)品市場將保持高速增長。
可吸收鎂合金
在醫(yī)用領(lǐng)域前景可觀
除了支架開發(fā)，鎂基產(chǎn)品憑借良好的生物相容性在其他領(lǐng)域也受到廣泛關(guān)注。在會(huì)議現(xiàn)場，全國多地的專家分享了有關(guān)鎂合金材料醫(yī)學(xué)應(yīng)用的進(jìn)展。除了可吸收支架外，骨科植入物的開發(fā)是鎂合金材料在國內(nèi)研究較多的領(lǐng)域。
中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授余琨說：“在可降解金屬材料中，鎂合金的應(yīng)用越來越廣泛，但鎂應(yīng)用的主要問題在于降解的速度太快，所以如何控制鎂的降解非常重要。我們做了鎂基復(fù)合材料，通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對于骨缺損的修復(fù)，效果非常明顯，可以很快地保證骨缺損修復(fù)和完善。”
重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院、骨與軟組織腫瘤科主任陳亮，分享了骨腫瘤治療中鎂合金應(yīng)用的現(xiàn)狀與發(fā)展展望。他表示：“鎂合金材料在骨組織工程中的應(yīng)用研究較多，但是在骨腫瘤治療方面，目前僅有一些少量的基礎(chǔ)研究，臨床研究以及大動(dòng)物實(shí)驗(yàn)現(xiàn)在基本上是空白。由于鎂基材料具有良好的生物相容性、骨傳導(dǎo)性和骨整合性，如果未來結(jié)合其他核心材料，鎂基材料在機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕性以及在粒子釋放速度可控性等方面能夠有所突破，未來，鎂基合金材料在骨腫瘤治療方面將非常有前景。”
西南大學(xué)教授郭勝峰分享了可吸收鎂合金作用于骨修復(fù)的研究。他表示，相比于傳統(tǒng)骨修復(fù)材料，鎂合金的可吸收性避免了二次手術(shù)，且鎂合金的生物力學(xué)相容性好，機(jī)械性能與骨組織接近，可有效避免應(yīng)力遮擋效應(yīng)。鎂合金還具有骨誘導(dǎo)性，因?yàn)殒V離子有誘導(dǎo)新骨生成的作用。
在眼科領(lǐng)域，重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院眼科副主任醫(yī)師、醫(yī)學(xué)博士李翔驥分享了涂層鎂可吸收材料應(yīng)用于青光眼引流手術(shù)的研究。該研究發(fā)現(xiàn)，涂層鎂基材料生物相容性較好，涂層鎂基材料對人Tenon囊成纖維細(xì)胞（HTCFs）毒性較小，還可以抑制HTCFs的增殖。
此外，在鎂合金在口腔、腸道吻合器、眼眶病、輸尿管支架等領(lǐng)域，國內(nèi)也在開展相關(guān)研究并取得一定進(jìn)展，未來有望帶來像可吸收鎂合金支架一樣的革命性產(chǎn)品。
邵明立在會(huì)上表示：“我國醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)在幾十年的發(fā)展中從無到有、從小到大，形成了能夠基本滿足中國人民健康需求和醫(yī)療需要的相對完整的體系。但坦率地講，我國醫(yī)療器械行業(yè)發(fā)展仍然處于攻堅(jiān)和轉(zhuǎn)型的階段。由于技術(shù)壁壘、發(fā)展基礎(chǔ)、研發(fā)體系、基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展等多方面的因素，我們還面臨著諸多‘卡脖子’的問題。而從某種意義上講，材料是醫(yī)療器械創(chuàng)新的基礎(chǔ)。作為‘21世紀(jì)綠色材料’的鎂合金，在各個(gè)領(lǐng)域都有著巨大市場。”
崔玉亭表示：“我國‘十四五’科技創(chuàng)新規(guī)劃，將全降解血管支架等高端醫(yī)療裝備產(chǎn)品、高端合金復(fù)合材料、氫能儲能等新能源聚合產(chǎn)品被列為研發(fā)和支持的重點(diǎn)。建議相關(guān)企業(yè)和科研院所整合產(chǎn)學(xué)研各方力量、建立健全鎂合金產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈。在鎂合金相關(guān)的新興和交叉學(xué)科方向，要進(jìn)行原始性創(chuàng)新和技術(shù)上的突破。”
值得慶幸的是，在第一屆生物鎂合金材料戰(zhàn)略峰會(huì)上，我們已經(jīng)看到了材料創(chuàng)新突破的星星之火。