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國産“新冠肺炎救生神器”誕生:體積小，價格美(měi)。

自主研發的(de)體外膜肺氧合裝置ECMO上市後，其重量和(hé)價格有望比進口産品降低80%。

在抗擊新冠肺炎疫情的(de)戰鬥中，體外膜肺氧合設備(ECMO)大(dà)展身手，被稱爲危重患者的(de)“救命神器”。近期，中國科研人(rén)員(yuán)自主研發的(de)ECMO進入臨床階段，在國内主要醫療器械自主研發方面取得(de)突破。有望打破該設備長(cháng)期依賴進口、價格昂貴的(de)局面，推動ECMO向基層醫院普及，讓更多(duō)患者受益。..個(gè)ECMO是如何在中國發展起來(lái)的(de)？新華每日電訊記者..采訪核心科研團隊成員(yuán)，揭開幕後故事。

五年磨一劍，國内ECMO“小人(rén)有大(dà)能”

一個(gè)小于0.5平方米的(de)“小方塊”連接著(zhe)幾根特制導管，整體重量隻有6公斤——這(zhè)是中國制造的(de)..個(gè)ECMO的(de)簡單樸素的(de)“真身體”。

但是不要低估這(zhè)套設備。不僅核心部件由中國自主研發，而且比進口同類設備體積小、重量輕得(de)多(duō)。它們适用(yòng)于便攜式移動，尤其适用(yòng)于緊急救援中的(de)緊急運輸。

ECMO，俗稱“人(rén)工肺”，是**上.**的(de)生命支持技術之一。其重要功能之一是爲急性或重度心肺衰竭患者提供體外呼吸和(hé)循環，爲搶救赢得(de)寶貴時(shí)間。醫生從鬼門關“抓人(rén)”是“救命神器”。

2020年新冠肺炎疫情爆發後，随著(zhe)重症患者數量的(de)不斷增加，ECMO的(de)數量嚴重不足。有一段時(shí)間，ECMO在**很多(duō)地方緊急出動支援武漢。

但這(zhè)種重要的(de)醫療設備在國内長(cháng)期依賴進口，設備和(hé)耗材成本較高(gāo)。業内經常有一個(gè)比喻“ECMO年輪，黃(huáng)金值兩千”。目前，中國沒有ECMO的(de)制造商，中國有400多(duō)台ECMO設備是從國外進口的(de)。在**範圍内，ECMO市場(chǎng)基本上被美(měi)國和(hé)德國的(de)幾家制造商壟斷。

現在，這(zhè)種局面終于開始被打破。近日，由四川大(dà)學**生物(wù)醫學材料工程技術研究中心、Xi交通(tōng)大(dà)學..附屬醫院、Xi交通(tōng)大(dà)學機械工程學院聯合研發的(de)國産ECMO，成功應用(yòng)于臨床，實現了(le)國内該技術領域從0到1的(de)突破。

在四川大(dà)學**生物(wù)醫學材料工程技術研究中心，記者見到了(le)國内ECMO研發的(de)部分(fēn)核心團隊成員(yuán)。這(zhè)個(gè)R&D團隊由中國工程院..院士張興東帶領。整個(gè)團隊隻有20人(rén)，其中很多(duō)都是年輕人(rén)。

記者在現場(chǎng)看到，一場(chǎng)ECMO内部研討(tǎo)會正在舉行。中間有兩個(gè)人(rén)正在熱(rè)烈討(tǎo)論。其中一位是四川大(dà)學**生物(wù)醫學材料工程技術研究中心主任王運兵(bīng)(國内..ECMO·R&D的(de)總設計師)，另一位是Xi交通(tōng)大(dà)學附屬醫院心血管外科副主任技師王靖宇。“我們兩個(gè)經常討(tǎo)論這(zhè)件事，很快(kuài)就吵了(le)起來(lái)。”王運兵(bīng)笑(xiào)著(zhe)說道。

記者在現場(chǎng)看到，與進口設備的(de)“大(dà)家夥”相比，這(zhè)款中國自主研發的(de)ECMO非常小巧，重量是進口設備的(de)五分(fēn)之一，體積更小，攜帶方便，可(kě)以放入一個(gè)20英寸的(de)行李箱中，直接帶上飛(fēi)機。

ECMO的(de)工作原理(lǐ)是患者的(de)靜脈血通(tōng)過離心泵導出體外，通(tōng)過體外的(de)膜肺。血液經過充氧後，回到患者體内，從而維持人(rén)體器官組織的(de)供氧。每一步都至關重要，不可(kě)或缺。

然而，小尺寸的(de)國産ECMO必須實現與進口設備完全相同的(de)功能。如何實現“小人(rén)有大(dà)能”？王運兵(bīng)告訴記者，這(zhè)款國産設備看似簡單，其實包括離心泵、人(rén)工血管、膜肺、監控系統等關鍵部件，但經過數千次測試，把R&D人(rén)員(yuán)的(de)多(duō)項功能“打包”在了(le)一起。

“比如進口ECMO是一個(gè)需要芯片“大(dà)腦(nǎo)”的(de)功能操作，我們把所有的(de)功能操作統一在一個(gè)芯片“大(dà)腦(nǎo)”裏。這(zhè)個(gè)“小方塊”其實就是整個(gè)設備的(de)“超級大(dà)腦(nǎo)”，醫生可(kě)以輕松操作，在“小方塊”屏幕上給出具體的(de)指令。”王運兵(bīng)說。

爲了(le)讓整個(gè)設備更方便，R&D團隊反複試驗，将人(rén)造血管的(de)長(cháng)度比進口設備縮短了(le)30%。

重點“三寶”:“超腦(nǎo)”、抗凝塗層、磁懸浮離心泵。

“目前，通(tōng)過第三方權威評價，中國制造的(de)..台ECMO不僅在很多(duō)指标上與進口設備并列，甚至在一些關鍵指标上超越了(le)進口設備。”王運兵(bīng)說。

比如包含大(dà)部分(fēn)功能芯片的(de)“超級大(dà)腦(nǎo)”，從外觀上看隻是一個(gè)“小方塊”。這(zhè)一大(dà)膽而關鍵的(de)創新讓業内人(rén)士感到驚訝。

“大(dà)家都不認爲我們能做(zuò)到那麽小，但結果是我們真的(de)做(zuò)到了(le)。”王運兵(bīng)說。一開始，研究團隊也(yě)是摸著(zhe)石頭過河(hé)。他(tā)們首先研究了(le)ECMO工作所需的(de)關鍵功能，然後提出了(le)一個(gè)大(dà)膽的(de)想法。這(zhè)些功能可(kě)以組合在一起嗎？

根據ECMO的(de)工作原理(lǐ)，大(dà)家決定大(dà)膽嘗試。幸運的(de)是，雖然這(zhè)個(gè)研究團隊的(de)數量很少，但麻雀很小很完整。不**院士，還(hái)有臨床醫生，專注于醫用(yòng)材料的(de)R&D人(rén)員(yuán)，以及從事芯片設計的(de)人(rén)員(yuán)。

20多(duō)人(rén)一起把頭埋在實驗室裏，經過幾千年的(de)不懈研發，他(tā)們終于創造出了(le)這(zhè)個(gè)小小的(de)“超級大(dà)腦(nǎo)”。

抗凝血塗層是國内ECMO的(de)關鍵技術突破。R&D團隊經過數千次試驗，研發出.适合的(de)抗凝塗層，可(kě)以有效減少體外循環中的(de)血液流失。試驗結果表明(míng)，效果優于進口設備。

無軸磁懸浮離心泵也(yě)是一個(gè)關鍵突破。王運兵(bīng)告訴記者，該團隊研發的(de)無軸磁懸浮離心泵，流場(chǎng)分(fēn)布均勻，對(duì)血液的(de)損傷小，效率比進口設備高(gāo)20%。

長(cháng)期以來(lái)，ECMO作爲醫療器械領域的(de)“核心武器”，一直被國内很多(duō)團隊研發，甚至有的(de)團隊比王運兵(bīng)團隊更有實力、資源和(hé)财力。說實話(huà)，王運兵(bīng)和(hé)團隊成員(yuán)一開始都不确定能不能出成績，壓力也(yě)很大(dà)。

但他(tā)們從未想過放棄。“2017年，我們團隊決定開發國産ECMO。那時(shí)，ECMO還(hái)鮮爲人(rén)知，隻是因爲我們内心的(de)堅持。”王運兵(bīng)說，因爲幾次，他(tā)和(hé)他(tā)的(de)團隊成員(yuán)去醫院了(le)解情況，發現一些重症患者因爲負擔不起ECMO而不得(de)不放棄**。

至今，王運兵(bīng)還(hái)記得(de)當年看到的(de)那些無助心痛的(de)場(chǎng)景。“從那時(shí)起，我決定我們必須發展國内的(de)ECMO，不管有多(duō)困難，我們都必須克服它。因爲這(zhè)是拯救生命的(de)人(rén)生使命。”他(tā)說。

在.困難的(de)時(shí)刻，中國工程院院士、團隊負責人(rén)張興東給予了(le)大(dà)力支持。

今年83歲的(de)張興東院士不僅給予了(le)充分(fēn)的(de)指導，還(hái)盡力爲ECMO R&D隊打開了(le)一條“綠(lǜ)色通(tōng)道”。“去年疫情爆發後，張院士明(míng)确告訴我們，如果把其他(tā)事情都放下(xià)手裏，就要集中精力攻關研發。”王運兵(bīng)說，這(zhè)句話(huà)在當時(shí)給予了(le)他(tā)極大(dà)的(de)支持，向他(tā)展示了(le)老一輩科研人(rén)員(yuán)的(de)愛(ài)國情懷。

對(duì)于如此“強大(dà)”的(de)國産ECMO，上市後的(de)價格很可(kě)能隻有進口設備的(de)五分(fēn)之一。“未來(lái)，越來(lái)越多(duō)的(de)患者買得(de)起ECMO，越來(lái)越多(duō)的(de)基層醫院也(yě)将擁有ECMO。”張興東院士滿懷期待地說。

20多(duō)年的(de)科研積累“醫工結合”激發創造力

在張興東院士看來(lái)，這(zhè)個(gè)研究團隊能夠在國内衆多(duō)獨立的(de)ECMO團隊中脫穎而出，率**入臨床階段，關鍵在于擁有一支涵蓋材料、醫學、機械工程等學科的(de)跨學科、跨區(qū)域的(de)協同公關團隊，并在該領域擁有長(cháng)期豐富的(de)積累。如Xi交通(tōng)大(dà)學..附屬醫院從事ECMO臨床應用(yòng)及相關研究20餘年；四川大(dà)學**生物(wù)醫學材料工程技術研究中心作爲國内.....生物(wù)醫學材料和(hé)醫療器械科研單位，20多(duō)年來(lái)一直踐行“醫産結合”的(de)技術研發模式，在**生物(wù)醫學材料和(hé)醫療器械科學與工程領域處于..地位。

20世紀90年代以來(lái)，張興東院士帶領研究團隊攻克了(le)一個(gè)又一個(gè)**難題，種植牙、塗層人(rén)工關節等生物(wù)材料走在**前列。

2016年，張興東院士還(hái)接任**生物(wù)材料科學與工程學會聯合會主席。這(zhè)是聯合會成立以來(lái)，中國科學家..擔任主席。“我們的(de)ECMO研究團隊不是憑空而來(lái)的(de)，而是基于20多(duō)年的(de)研究積累，這(zhè)相當于站在這(zhè)個(gè)領域‘巨人(rén)’的(de)肩膀上。”王運兵(bīng)說。

“産學研一體化(huà)”的(de)研究傳統進一步加速了(le)國内ECMO的(de)研發。上世紀90年代，張興東院士帶著(zhe)R&D團隊實踐“産學研一體化(huà)”。他(tā)和(hé)他(tā)的(de)團隊創辦的(de)公司，起初注冊資本隻有50萬元，在國内生物(wù)材料領域“小而可(kě)憐”，但卻創造了(le)千萬元的(de)年産值，吸引了(le)**各地的(de)**人(rén)才。

王運兵(bīng)就是其中之一。他(tā)曾經是**多(duō)家**醫療器械公司的(de)首席科學家，研發了(le)許多(duō)**..的(de)醫療器械。但他(tā)毅然回到四川大(dà)學**生物(wù)醫學材料工程技術研究中心簡陋的(de)大(dà)樓裏，潛心科研，開發出國内..個(gè)跨學科跨區(qū)域團隊的(de)ECMO。

“作爲研究人(rén)員(yuán)，我們沒有别的(de)想法，隻想做(zuò)一些真正有意義的(de)事情，發展一些對(duì)社會有益的(de)東西。”在張興東院士眼裏，這(zhè)是研究者的(de)初心，這(zhè)個(gè)初心也(yě)流淌在王運兵(bīng)等所有R&D團隊的(de)心中。

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