先有醫(yī)療器械巨頭微創(chuàng)醫(yī)療以9.23億的收購Hemovent公司，將ECMO系統(tǒng)納入囊中，再有西安交通大學第一附屬醫(yī)院聯(lián)合研發(fā)的國產(chǎn)ECMO設備進入臨床階段，成功突破國產(chǎn)空白。新冠疫情爆發(fā)之前，ECMO領域一直處于“無名”狀態(tài)，產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)少，資本市場也少有人碰，多數(shù)參與者也僅停留在生產(chǎn)ECMO零部件的階段。我國一直在著力突破高精尖技術難題，為何始終無法解決這個領域的卡脖子現(xiàn)狀？首款國產(chǎn)ECMO設備進臨床，是否為這個行業(yè)的國產(chǎn)化開了一個好頭？動脈網(wǎng)將從ECMO的技術難點、國內(nèi)外市場參與者、未來發(fā)展方向出發(fā)，揭開ECMO的“神秘面紗”。
一場新冠肺炎疫情，將“救命神器”ECMO帶入了普通人的視線。
2020年1月，武漢大學中南醫(yī)院首次運用ECMO，成功救治一位重癥新冠肺炎患者。在2020年8月，一位使用ECMO輔助支持長達111天的新冠肺炎患者康復出院，這是全球使用ECMO時間最長的新冠肺炎患者。2020年，我國ECMO輔助例數(shù)為6937例，較2019年的6526例增加了6.3％。我國ECMO輔助例數(shù) 數(shù)據(jù)來源：《2020年中國體外生命支持發(fā)展現(xiàn)狀》作為ICU病房“起死回生”的代表，ECMO真有這么神奇？ECMO，體外膜肺氧合，又稱“人工心肺”，是一種維持人體臟器組織氧合血供的新型心肺支持技術。ECMO能暫時替代患者的心臟和肺部，其原理是把靜脈血引出體外，讓血液和氧氣充分氧合后，再泵回體內(nèi)，可在患者呼吸衰竭、心臟驟停等情況下減輕其心肺負擔。依據(jù)管路的回流，ECMO可分為兩種模式，即靜脈-動脈VA-ECMO和靜脈-靜脈VV-ECMO。其中，VV-ECMO是將血液從中心靜脈引出氧合后，再由中心靜脈輸入，僅有氣體交換的功能，適用于ARDS（急性呼吸窘迫綜合征）、病毒性肺炎等引起的嚴重呼吸衰竭。而VA-EMCO是將血液從中心靜脈引出氧合后，從動脈泵入，同時提供呼吸和循環(huán)支持，適用于心肌炎引起的心源性休克等。雖然ECMO此前一直“籍籍無名”，但該技術出現(xiàn)的時間并不短，早在1953年Gibbon就曾自制人工心肺機，將體外循環(huán)技術首次用于臨床心臟瓣膜手術并取得成功。在重癥醫(yī)學領域流傳著一句話：ECMO一響，黃金萬兩。粗略估計，ECMO整機成本在一百萬左右，開機費6萬元，每天的運行成本在1萬元起步。ECMO運行，貴在耗材。一整套耗材包括離心泵頭、管道和膜肺等，價格在4萬到6萬元不等，而且一旦發(fā)生血栓或血漿滲漏，就需要整套更換。由于治療費用高、治療難度大，ECMO市場一直發(fā)展較緩慢，應用率并不高。2018年，全球ECMO市場規(guī)模約為2.7億美元。截至2018年底，我國ECMO數(shù)量僅有400余臺。心擎醫(yī)療的陳陽博士介紹：“2020年我國有500家ECMO中心，但ECMO運行需要一個有資質(zhì)的團隊，而且需要病例的經(jīng)驗累積。因此，一些中心可能一年開展的ECMO例數(shù)也不足20例。如果發(fā)生如新冠肺炎一般的重大公共衛(wèi)生事件，大量患者的治療還是高度依賴經(jīng)驗豐富的大中心?！?/span>在疫情爆發(fā)時，我國僅有400多臺ECMO設備，全省各地馳援武漢的醫(yī)療隊都自帶ECMO設備。在近80臺ECMO設備在武漢投入使用后，該市危重癥患者病亡率出現(xiàn)明顯下降趨勢。其實，ECMO只是用來救命，并不能針對疾病本身提供治療。對于急性心肌梗死、急性肺栓塞、重癥肺炎伴呼吸衰竭和術后急性心肺功能不全和器官移植術后等多種急危重癥患者而言，ECMO只是暫時“續(xù)命”的手段。ECMO設備可暫時替代人體的心肺功能，讓心肺得到充分的休息，在這過程中醫(yī)生會對患者給予全身的支持治療。等到患者心肺功能恢復到能滿足機體正常需求時，再撤掉ECMO。但目前為止，救命的需求在我國都沒有得到很好的滿足。各種原發(fā)性疾病引發(fā)的嚴重性呼吸衰竭病人是使用ECMO設備的主要群體。我國約有3.3億心血管疾病患者，而且我國是吸煙大國，慢性阻塞性肺?。–OPD）患者群體基數(shù)大。與潛在的呼吸衰竭患者相比，我國ECMO的儲備量遠遠不足，特別是在一些基層地區(qū)。康旸恒泰CEO林恒毅提出：“急救觀念未普及，ECMO技術不成熟，手術量少，醫(yī)保政策沒跟上，這是環(huán)環(huán)相扣的?！睆钠髽I(yè)角度來講，先發(fā)展ECMO技術、宣傳急救知識，才能推動整個鏈條的運轉(zhuǎn)。 ECMO站在急救領域的技術制高點，
全套系統(tǒng)的協(xié)調(diào)和穩(wěn)定是根本
ECMO為何發(fā)展緩慢，拋開社會因素，與其自身的技術難點是分不開的。
ECMO包括一整套的系統(tǒng)，主要有動力泵、管路系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、恒溫器四個部分，其中動力泵和膜肺是系統(tǒng)的核心，分別被稱為人工心臟和人工肺。動力泵是ECMO設備循環(huán)動力的來源，目前多數(shù)ECMO設備均采用新一代的離心泵，其核心是磁懸浮技術和高效葉輪的設計，需要在提高泵血效率的同時保持較好的血液相容性。而膜肺在ECMO設備中承擔最核心的血液氧合功能，其內(nèi)部由中空微孔纖維膜絲構成。當設備運行時，患者血液在中空纖維膜外表面流動，氧氣則注入膜絲內(nèi)部，血液中的二氧化碳和膜絲中的氧氣通過壓差的方式進行置換，以實現(xiàn)肺部氣體交換功能。這就要求膜肺的材料既要有良好的透氣能力，又能實現(xiàn)長效疏水。膜肺的原材料經(jīng)歷了第一代固體硅膠膜和第二代微孔中空纖維膜，目前國際上公認效果較好的是第三代PMP(聚4-甲基1-戊烯)中空纖維膜，延長了ECMO的臨床使用時間。在全球范圍內(nèi)，只有3M旗下的Membrana公司能獨家供應PMP纖維膜。此前，外界關注的重點都放在膜肺原材料壟斷上。誠然，材料的壟斷會在一定程度上限制下游企業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)，但這并不是“當務之急”。林恒毅提出，國內(nèi)企業(yè)應該把著力點放在ECMO設備的功能和穩(wěn)定性上。國產(chǎn)替代除了在價格上制造優(yōu)勢之外，還必須在臨床效果上做出差異。比如一些患者在接受ECMO治療后可能出現(xiàn)腦損傷，企業(yè)可以嘗試改進ECMO設備以避免這種情況。生產(chǎn)膜肺材料需要巨大的投資，從市場的角度看，國內(nèi)企業(yè)并不需要花費如此高的成本來取得材料的控制權。陳陽同樣認為，國內(nèi)企業(yè)應該分步走，先把下游技術攻克，再往上游原材料走?！叭澜鏓CMO廠家都面臨材料壟斷。我國ECMO技術并沒有發(fā)展成熟，相關團隊也還需要長時間磨合。目前的重點仍然是以提高膜肺氣體交換率、血液相容性等核心性能，實現(xiàn)泵肺一體化、升級系統(tǒng)便攜性為終極目標等方面的技術研發(fā)。”而且，近年來我國一直非常重視上游原材料的創(chuàng)新。在《“高端功能與智能材料”重點專項2021年度項目申報指南》中提出，面向高端醫(yī)療器械及醫(yī)療防護需求，開發(fā)‘人工肺’聚 4-甲基 1-戊烯的單體及其中空纖維膜材料。此外，由于ECMO是一整套的流體控制系統(tǒng)，底層技術之間的配合非常重要，并不是說把離心泵、膜肺、管道等模塊拼湊起來就可以用。其實ECMO設備的制造工藝并不復雜，但它軟硬一體的整合及系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性都需要嚴格的質(zhì)量管理。在研發(fā)初期，企業(yè)就需要整體策劃模塊設計和系統(tǒng)集成，如動力泵轉(zhuǎn)速、膜肺流量控制、傳感器反饋等都是在底層的系統(tǒng)控制層面。血液流道優(yōu)化是ECMO核心的技術。在ECMO上機期間，如果出現(xiàn)血栓、溶血，會大大降低患者的存活率。技術是根本，而從臨床應用的角度出發(fā)，在我國醫(yī)療資源緊缺的情況下，ECMO的運作缺乏相關的人員儲備。在ECMO的背后，是一整支醫(yī)療團隊，通常包括外科醫(yī)生、護士、灌注師，大概需要4-6人的團隊。在ECMO的運行過程中，專家需要24小時陪護。在國家衛(wèi)健委發(fā)布的《體外膜肺氧合（ECMO）技術臨床應用管理規(guī)范》中，對醫(yī)療機構、人員、技術方面做出明確的規(guī)定。重癥醫(yī)學病情復雜，需要醫(yī)生憑借多年的經(jīng)驗和不斷學習，才能保證治療的水平。這種認知能力很難通過傳承、學習去大規(guī)模復制。如果我國要大規(guī)模發(fā)展ECMO，一方面國家要加強體系培訓，另一方面企業(yè)需要盡可能實現(xiàn)ECMO設備的智能化，通過智能監(jiān)測功能串聯(lián)整個疾病流程，縮短醫(yī)生的學習曲線，降低患者的管理難度。 我國ECMO市場長期被三巨頭壟斷，
剛剛突破國產(chǎn)空白
全球ECMO市場長期被三巨頭——邁柯唯、美敦力、LivaNova所壟斷，多數(shù)參與者都只是生產(chǎn)零部件，并沒有開發(fā)ECMO整機的能力。
邁柯唯是全球最大的手術室、ICU醫(yī)療工程和設備供應商之一，該公司的ECMO產(chǎn)品Cardiohelp系統(tǒng)是一款小型、輕量級的心肺輔助系統(tǒng)，最大的特點是便攜。Cardiohelp系統(tǒng)膜肺表面涂有Bioline涂層，具有較好的生物相容性，而且配有全套的監(jiān)測系統(tǒng)，降低了血栓和氣體阻塞的風險。該系統(tǒng)可持續(xù)使用達30天，在運行過程中很少或不需要更換套包，降低了治療成本。全球第一的醫(yī)療器械公司美敦力的ECMO系統(tǒng)擁有全新可移動LCD觸控顯示屏，2個帶有報警限值的壓力監(jiān)視器。該設備配有新式的持續(xù)充電式電池，即使在待機狀態(tài)下也能保持充電。同時，美敦力新一代的Nautilus Smart ECMO氧合器是全球唯一集成監(jiān)測功能的長效氧合器，患者無需再連接外界監(jiān)測設備。LivaNova是全球第一大體外循環(huán)企業(yè)，公司的ECMO系統(tǒng)專為便于使用而設計，系統(tǒng)控制臺功能豐富且操作簡單。LivaNova同樣關注ECMO設備的便攜性，ECMO系統(tǒng)可在幾分鐘內(nèi)準備好，方便在醫(yī)院場景下轉(zhuǎn)運。2020年4月，F(xiàn)DA發(fā)布指南，批準美敦力、LivaNova的體外心肺支持產(chǎn)品在美國用于超6小時的ECMO治療，以應對COVID-19流行病問題。三家巨頭的產(chǎn)品研發(fā)各有側(cè)重，但綜合來看，ECMO耗材的生物相容性、設備的便攜、智能化監(jiān)測等都是重點發(fā)展方向。一直以來，我國ECMO市場都處于“人少物稀”的狀態(tài)，長期被三巨頭所壟斷。我國涉及人工心肺機相關的企業(yè)包括天津匯康醫(yī)用設備有限公司、西安西京醫(yī)療用品有限公司、西安通標醫(yī)療器械有限公司、上海祥盛醫(yī)療器械廠、寧波菲拉爾醫(yī)療用品有限公司、深圳漢諾醫(yī)療集團等企業(yè)，但它們中并沒有能生產(chǎn)ECMO整機的。其中，天津匯康是第一批進入我國《新冠肺炎疫情防治急需醫(yī)學裝備目錄》中ECMO部分的國內(nèi)企業(yè)。 《新冠肺炎疫情防治急需醫(yī)學裝備目錄》入選企業(yè)可見，在所有的入選企業(yè)中，僅天津匯康一家國內(nèi)企業(yè)，而且該公司主要是生產(chǎn)ECMO輔助設備，并不涉及核心的離心泵和膜肺。我國的一片ECMO藍海中，醫(yī)院、高校、企業(yè)蓄勢待發(fā)。在ECMO創(chuàng)新領域，臨床和高校的存在感越來越強，醫(yī)工結(jié)合路徑是雙贏的手段。2020年3月，山東大學劉淑琴團隊成功開發(fā)出采用全磁懸浮技術心臟泵的ECMO樣機，具有溶血性小、流量調(diào)節(jié)方便、體積小等特點。2020年10月，該團隊與青島宇云健康管理有限公司簽署協(xié)議，邁出了ECMO進入市場的第一步。同年，西安交通大學第一附屬醫(yī)院聯(lián)合高校、企業(yè)研制出首臺具有長效穩(wěn)定抗凝涂層的國產(chǎn)ECMO設備。最終成型的產(chǎn)品重量僅6公斤左右，電池續(xù)航能力達15個小時，而且價格僅為進口設備的三分之一。他們針對ECMO設備的全血液接觸面抗凝涂層、磁懸浮離心泵、超聲流量探頭、程控監(jiān)測系統(tǒng)及膜肺，進行了深入設計和研發(fā)。在西安交大一附院的閆煬團隊看來，對各器械表面的血液接觸部位進行有效的抗凝涂層包覆，是提升ECMO經(jīng)濟性和推廣性最為直接的方法。2021年11月，西安交大一附院的ECMO設備率先進入臨床，成功救治兩名危重心血管疾病患者。再來看企業(yè)端，自研或收購是永恒不變的“基調(diào)”。結(jié)合臨床需求，為救治合并呼吸衰竭或有急救轉(zhuǎn)運需求的患者，心擎醫(yī)療在其已獲成功臨床檢驗的國內(nèi)首款體外磁懸浮人工心臟技術基礎上，開發(fā)出一款高便攜性、利于一線救治場景以及轉(zhuǎn)運便攜的ECMO系統(tǒng)。其體外人工心臟磁懸浮泵的成功研發(fā)為整個ECMO系統(tǒng)帶來更好的血液相容性。該ECMO產(chǎn)品在蘇州市科學技術局公布的《2020年度冠狀病毒感染應急防治科技專項應急專項》中獲批入庫，目前正處于臨床前研發(fā)階段。位于珠海的康旸恒泰已經(jīng)研發(fā)出整套ECMO系統(tǒng)“生磯-1000”，具有較好的耗材兼容性、穩(wěn)定性，配有神經(jīng)保護模塊，能夠在ECMO運行時針對腦部受損問題提供保護性的搶救。目前，康旸恒泰正在推進生磯-1000 ECMO的FDA認證工作。此外，收購是企業(yè)快速進入市場的方式。微創(chuàng)醫(yī)療以9.2億元收購Hemovent，該公司旗下的主要產(chǎn)品MOBYBOX System是全球首個將血泵及膜肺集成一體的ECMO系統(tǒng)，此前已獲得CE認證。由于實現(xiàn)了高度集成，該系統(tǒng)的重量不足2公斤，僅靠氣體動力驅(qū)動，既無電機也無需外接電源，能放在雙肩包中自由攜帶。功能差異化是當前的重點，便攜是未來的發(fā)展趨勢
邁柯唯的Cardiohelp強調(diào)便攜，可在多種場景下使用；Hemovent的ECMO系統(tǒng)不足2公斤；心擎醫(yī)療同樣在打造一款便攜式的ECMO設備。便攜的意義在于應用場景的拓展，把ECMO帶出ICU病房。ECMO設備面向的群體是一些急癥和重癥患者，他們需要盡快接受機器治療，上機的時間在一定程度上決定了患者的生存率。而且，我國ECMO資源分布不均，涉及到大量醫(yī)院間轉(zhuǎn)運的場景，ECMO需要滿足轉(zhuǎn)運條件，比如保證在長時間顛簸的情況下不出現(xiàn)溶血。從跨國巨頭的產(chǎn)品研發(fā)趨勢和便攜式ECMO設備的實際應用場景來看，便攜式、一體化應該會是未來國產(chǎn)ECMO設備的發(fā)展方向。為什么談到未來？這與我國ECMO市場的發(fā)展階段相關。便攜式ECMO設備由于干預時間提前，對于急性心臟驟?；颊叩膿尵纫呀?jīng)處于一線ECPR（體外心肺復蘇）的搶救流程，但是研發(fā)過程需要更高難度的集成。對于起步階段的企業(yè)來講，目前能開發(fā)出國產(chǎn)ECMO設備，保證較優(yōu)的性能和穩(wěn)定性才最重要。當然，這之中也不乏先行者，從一開始就把便攜式ECMO設備作為研發(fā)重點。綜上，國內(nèi)廠家聚焦在哪個性能上的提升并不重要，大家都從不同的角度發(fā)力，重要的是有人把性能穩(wěn)定、滿足患者需求的國產(chǎn)ECMO設備做出來。國家大力投入重癥醫(yī)學，清醒ECMO推動行業(yè)發(fā)展
重癥醫(yī)學在全國醫(yī)療體系內(nèi)下沉，是一個必然趨勢。20世紀70年代末，我國重癥醫(yī)學逐漸建立起來。尤其是自20世紀90年代以來，全國各地重癥醫(yī)學迅速發(fā)展。2017年，重癥醫(yī)學科成為國家財政150億“疑難病癥診治能力提升工程”四個重點支持方向之一。目前，各大城市的中心醫(yī)院、縣級醫(yī)院，甚至部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院，都有了自己獨立的重癥醫(yī)學科。國家大力投入重癥醫(yī)學，為ECMO的運行儲備人才。ECMO的發(fā)展在一定程度上取決于醫(yī)院的重癥醫(yī)學團隊以及跨科室協(xié)作的成熟度。而重癥醫(yī)學有一個天然屬性，從誕生初始就是一整個醫(yī)學團隊打配合。同時，近年來臨床提倡清醒ECMO，強調(diào)在患者有自主意識、能進行自主呼吸時，越早上ECMO越好。ICU病房的診斷風格與常規(guī)科室不同，如呼吸內(nèi)科、心內(nèi)科等科室的醫(yī)生是針對患者的某個癥狀去診斷，但送到ICU的患者病情已經(jīng)比較嚴重，需要快速采取治療。因此醫(yī)生需要預判病情，盡早上ECMO。清醒ECMO能避免與鎮(zhèn)靜、氣管插管和機械通氣相關的副作用，可提高患者的生存質(zhì)量，可推動臨床上ECMO的應用。ECMO臨時納入醫(yī)?；鹬Ц斗秶?，國產(chǎn)設備有望降低治療費用
在我國，ECMO相關費用并不在醫(yī)保報銷范圍內(nèi)。2020年1月，國家財政部和醫(yī)保局聯(lián)合印發(fā)《關于做好新型冠狀病毒感染的肺炎疫情醫(yī)療保障的緊急通知》，提出“患者使用的符合衛(wèi)生健康部門制定的新型冠狀病毒感染肺炎診療方案的藥品和醫(yī)療服務項目，可臨時性納入醫(yī)保基金支付范圍”。而就在這條規(guī)定發(fā)布的前一天，一名來自湖北黃岡的孕婦因ECMO上機費用高昂，選擇了放棄治療。一周上10萬的治療費用，仍然是橫亙在多數(shù)患者面前的一道難關。同時，在商保層面，部分保險明確將ECMO費用納入到住院醫(yī)療費用報銷范圍內(nèi)。一些醫(yī)療保險把人工器官納入賠付范圍，但關于ECMO是否屬于人工器官的爭論一直沒有停止。在費用層面上，國產(chǎn)企業(yè)通過降低生產(chǎn)成本，降低耗材損耗量，可降低ECMO的整體治療費用。如本次進入臨床的西安交大一附院ECMO設備，價格僅為進口設備的三分之一。正如前文所述，ECMO技術普及、國產(chǎn)品牌出現(xiàn)、人才培養(yǎng)、醫(yī)保覆蓋是一條閉環(huán)，隨著前面三個環(huán)節(jié)打通，我國對重癥醫(yī)學、急救事業(yè)的關注加強，醫(yī)?？赡芤矔饾u覆蓋ECMO相關支出。疫情常態(tài)化下，我國ECMO市場的增長逐漸放緩，但臨床和企業(yè)對ECMO的熱情并沒有散去。這是重癥醫(yī)學的根本，防范于未然。非典之后，新冠肺炎疫情再次點明了ECMO設備的重要性。在疫情高峰期，醫(yī)療資源緊缺，沒有額外的資源去支持ECMO的研發(fā)與臨床應用，現(xiàn)在正是發(fā)展ECMO的好時機。我們只需給足耐心，等待更多的國產(chǎn)器械企業(yè)開出創(chuàng)新果實。參考資料：
《中國ECMO產(chǎn)業(yè)被卡脖子的背后》——全球技術地圖《重癥醫(yī)學的歷史和現(xiàn)狀》——安慶市科學技術協(xié)會《2020年中國體外生命支持發(fā)展現(xiàn)狀》——中國醫(yī)師協(xié)會體外生命支持專業(yè)委員會《“ECMO”緊急大馳援——一切為了重癥患者的救治》——新華社
文章來源：動脈網(wǎng)
