治療冠心病、腦中風、大動脈血管瘤、房顫等疾病微創手術的成敗及患者的舒適性,與中空纖維管有密切關係。太軟,不能順利通過血管到達病變位置,並且強度不夠容易導致手術失敗;太硬,患者的舒適性降低,容易刺破血管內壁造成手術事故。作為先進的纖維材料,微創傷介入醫療中空纖維管的製備技術長期被國外公司封鎖,市場遭到壟斷,有「卡脖子」風險,國內臨床使用大量依賴進口,價格十分昂貴。
東華大學材料學院餘木火教授早在十多年前就關注到這一「軟硬兩難」的導管材料技術問題,他一心想要打破封鎖,通過與上海微創醫療器械(集團)有限公司(以下簡稱「微創集團」)中空纖維管技術中心進行產學研合作,帶領團隊對中空纖維管制備技術展開了長期系統研究,取得了系列重要進展。近日,由他主持的《微創傷介入醫療中空纖維管制備與複合增強關鍵技術及產業化》項目榮獲上海市科技進步一等獎。
據了解,目前微創介入醫療器械的全球市場規模達4000億美元,在這類醫療器械中,中空纖維管是關鍵部件,包括單腔、多層、多腔、球囊、編織複合增強、Coil複合增強等,佔器械材料成本的60-80%,市場需求量大,但國產化率不高。臨床上,對這類導管的穿越性、跟蹤性、扭控性和耐壓性要求都很高,因此製造技術難度極大。
餘木火教授帶領團隊發揮東華大學在噴絲、紡絲方面的技術優勢,系統研究了噴絲組件、熔體流動剪切膨脹拉伸等對中空纖維管的尺寸精度、強韌性、生物相容性等影響規律,實現了導管軸向和徑向強度、韌性、剛性的同步提高。
針對電生理射頻消融導管、電生理標測導管、造影導管和指引導管等需具備優異扭控性能的要求,餘木火團隊通過金屬絲界面與網格結構設計,增強了中空纖維管的界面強度,實現了對高剛性金屬絲網的精度控制,有效提高了導管扭控性能。
經過十幾年的不懈攻關,該團隊研發攻克了中空纖維管制造、尺寸精度、複合增強、球囊強韌、嵌套焊接等關鍵技術,研發200多個中空纖維管產品,建立30條生產線,率先實現了國產化,累計生產3000多萬件,支撐微創集團及旗下公司30個系列200多種微創介入醫療器械的研發與生產,建立了專門的資料庫,主要技術和產品處於國際領先水平。目前,中空纖維管產品逐步銷售到國內其它公司,用於產品開發和生產,為我國高端醫療器械跨越式發展、提升競爭力和科技進步做出重要貢獻。
談起團隊,「60後」的餘木火教授對這支由十多位「80後」組成的隊伍打了高分。這是一支高水平、專業化、敢打敢拼的「戰士」團隊,團隊始終懷著實現我國微創傷介入醫療中空纖維夢,十幾年如一日專注於中空纖維管科技攻關。李兆敏,在餘教授組裡碩士畢業後即來到微創集團工作,負責中空纖維管的技術工作,他曾多次帶著中空纖維管研發問題回學校向餘老師請教。來自生產一線的技術問題,很快成了餘教授實驗室裡的上馬課題,幾年後,李兆敏回到東華攻讀餘教授的博士。目前,他又投入到微創集團與東華聯合培養博士後階段的研究,繼續在餘教授的指導下研究中空纖維管的課題。
科學的認知與實踐的價值在該項目中得到了淋漓盡致地體現。餘木火教授還風趣地告訴記者,「微創公司裡有個車間的員工差不多都來自東華」。這是讓一個科學家和教育者感動最自豪的事。
新民晚報記者 張炯強