美敦力11亿美元收购大失败 ，国内资本依然重押，人工心脏路在何方

2021年6月，美敦力宣布停止销售旗下人工心脏HVAD产品，并通知所有医生停止植入新的HVAD产品。

消息一出引起行业震动，人工心脏这个新兴的市场一直由美敦力和雅培两大巨头主导，而今美敦力的退市意味着经过数年角逐后，美敦力落败，拱手将人工心脏市场让与雅培。

美敦力和雅培两大巨头的人工心脏之争进入尾声，但现有的市场格局并非终局，人工心脏全球市场竞逐才刚刚开始。

在美敦力陷入投诉召回困境退出市场之时，中国多家人工心脏企业正在快速壮大。

近期，国内多家人工心脏企业获得了顶尖资本的加持。2021年6月，维梧资本数千万美元战略重组永仁心；同心医疗此前完成多轮融资，核心医疗也曾完成亿元级融资；研发体外人工心脏的心擎医疗也曾获得北极光创投超亿元投资。

人工心脏俨然已是当下心血管领域中最火热的赛道之一。为什么在巨头美敦力大撤退的背景下，全球顶尖的资本依然持续押注这一领域？美敦力的撤退将如何影响全球人工心脏研发格局？动脉网（微信号：vcbeat）采访了多位人工心脏业内人士，梳理了行业发展关键。

对于大多数人来说，人工心脏还是一个充满科幻感的词，但其实受到临床和产业高度关注的人工心脏并非字面意义上的以一颗机械人工心脏完全替代人类心脏。

人工心脏分为两种类型，一种是完全人工心脏（TAH），另一种是左心室辅助装备（VAD）。TAH 是一种植入在患有双心室心力衰竭或左右心室功能障碍患者体内的医疗器械。这种病理仅占心力衰竭患者的 5% 至 30%，其余为左心衰竭。美敦力、雅培获批上市的产品也都是LVAD产品。（注：以下本文提及的人工心脏均为左心室辅助装置（LVAD））

人工心脏的基本原理是为心力衰竭的左心室安装一个与外部电源连接的泵，心脏泵中高速旋转的转子会将血液泵到左心室中，补充原有心脏无法提供的那部分心输出量。 

人工心脏由植入体内的泵，体外的模块化传动系统、系统控制器、电池组成。本次美敦力HeartWare HVAD召回的直接导火索就是其控制器问题，HeartWare在更换了一批控制器后导致泵无法初始启动、重启或者在泵停止后重启延迟。

而更深层次的原因则是一直以来美敦力的HVAD产品在市场上就处于弱势，HVAD产品遭遇多次严重召回。雅培的HeartMate3上市后，美敦力的HVAD销量遭遇断崖式下跌。

美敦力CEO Geoff Martha表示：“一项新的数据分析显示，HeartWare HVAD 与雅培的类似设备相比具有更高的中风率和死亡率，这是影响美敦力产品退市的主要原因。”

雅培的HeartMate3胜在何处？

雅培HeartMate3和美敦力HVAD的最大不同在于两者泵内转子悬浮的技术不同，这也是雅培HeartMate3可以实现更低中风率和死亡率的关键。美敦力的人工心脏采用的是液力悬浮技术，而雅培采用的是全磁悬浮技术。

国际上人工心脏技术研发始于上世纪50年代，在泵内转子的驱动技术中，迄今共经历了三代技术路线的演变创新与发展：搏动式VAD、机械轴承式VAD、悬浮式VAD。

悬浮式人工心脏没有轴承接触点，减少对于血液的破坏。但美敦力和雅培的路线并不存在代际差别，液力悬浮和磁悬浮都是悬浮式人工心脏。这两者有何不同？

心擎医疗创始人徐博翎博士告诉动脉网：“液力悬浮是利用血液的流动产生支撑力，支撑人工心脏泵内叶轮的稳定运行，让人工心脏的转子悬浮在腔体之间，不和腔壁产生任何接触。液力悬浮本质上是依赖物体的旋转产生浮力，所以它是一种被动的悬浮力。”

液力悬浮最大的优势是结构简单，不需要额外的装置去控制，所以产品的装置更小，功耗发热也会更低。但是为了达到足够的支撑力，叶轮间隙不能非常大，同时对血液的流速也有一定要求，才能保证叶轮长期稳定的运行。轴承间隙小了带来的问题是有一个剪切度产生剪切力，对血液产生破坏。

液力悬浮的代表是美敦力的HeartWare。此前，美敦力在官网中提到HeartWare是全球最小的人工心脏。但在临床上，美敦力HVAD突出的问题是脑血栓的发生率较高。

另一条技术路线全磁悬浮则是通过电磁场给转子一个主动的力，以及一系列的电子电路装置，通过感测转子的位置，然后控制电磁场的力，让转子一直保持在腔体中间。

相比于液力悬浮，主动式悬浮在控制上有一个更好的动态悬浮范围。但另一方面，主动全磁悬浮需要一系列的电子电路、传感器等产品，所以它的复杂程度很高，多余的电子电路也会发热。因此主动式全磁悬浮产品的研发难点在于如何实现小型化，以及减少发热，降低功耗和成本。

总的来说，液力悬浮和磁悬浮都有其优点和各自需要解决的挑战。美敦力HVAD的退市，会让业内更加倾向于全磁悬浮路线。

不过，在此前全磁悬浮路线也曾被市场拒绝。同心医疗创始人陈琛曾经在演讲中表示，全磁悬浮技术发展经过三部曲。

在2000年以前，全磁悬浮心脏因为其血液相容性优势受到追捧；但在2000-2010年间，全磁悬浮心脏由于尺寸过大，只能置于腹腔不被临床医生接受，多家选择了全磁悬浮路线的公司也被淘汰出局。

此后，随着雅培推出HeartMate3，在中风发生率方面优于美敦力的HVAD，全磁悬浮这一路线才开始获得认可。

对于整个行业来说，美敦力的退市不仅改变了行业格局。而且也给人工心脏产品研发带来新的启示。

核心医疗技术负责人指出：“对于所有人工心脏研发企业来说，美敦力HVAD的退市带来启示是产品设计中还需要更加关心长期的血液相容性问题。在选择技术路线时，需要考虑长远的临床不良反应。最初的人工心脏产品设计是为了终末期心衰患者移植过渡使用，而今在临床中，人工心脏扮演的角色更多是长期伴随患者治疗，这对于产品设计来说，需要充分考虑长期使用的血液相容性。”

人工心脏在心脏移植供体极度稀缺的环境下为患者提供新的选择方案，对于生命的延续来说，人工心脏有着非凡的意义。

但从商业化的角度来看，高研发投入、高壁垒的人工心脏是门好生意吗？雅培和美敦力两大巨头的重金布局以及国内顶尖资本的押注或许已经给出了答案。

人工心脏这一单品背后是心血管领域中少有的百亿级赛道。

心血管是医疗器械领域最重要的市场，诞生过支架、瓣膜、电生理等多个大赛道。而心衰是心血管领域最后的战场，尽管人类几乎在心脏疾病的治疗上都取得了重大进步，但是心衰（HF）是一个例外，心衰的患病率正在上升，并且生存期仅有很小的延长。作为多种心血管疾病的最终转归，心力衰竭是目前唯一一种患病率、发病率、和死亡率均逐年增长的心血管疾病。

根据《中国心血管健康与疾病报告2019》，中国心血管病患病率处于持续上升阶段，2019年推算我国心力衰竭患者有890万。

用于慢性心力衰竭的医疗器械可细分为植入式左心室辅助装置（LVAD）、双心室起搏器、植入式心律转复除颤器（ICD）、呼吸机、体外生命支持设备等产品。对安全有效治疗的高度未满足的医疗需求以及慢性心力衰竭的日益流行预计将推动对这些设备的需求快速增长。

在晚期心力衰竭的治疗方法中，心脏移植手术是目前公认的治疗终末期心衰患者的唯一有效手段, 然而严重缺乏心脏供体这一问题极大限制了心脏移植手术的进行。

四川省人民医院心衰中心主任医师王文艳曾表示,目前我国终末期心衰患者接近100万，但心脏移植每年供给情况大约是400例到700例左右，心脏移植供体稀缺，在美国每年等待心脏移植的病人大概有6万到10万人左右，但每年完成心脏移植的患者也仅2000例左右。

作为心脏移植的替代方案，人工心脏突破了心脏移植供体的数量限制，不仅可以提供心脏移植前或恢复心脏功能的过渡治疗，更可以提供终生长期治疗。

根据美敦力和雅培已上市产品的临床应用数据来看，人工心脏的临床应用数量也较为可观。

美敦力2021财报数据显示，HVAD系统和相关组件为美敦力带来了1.41亿美元的收入。雅培的HeartMate 3于2018年上市后，占据了主要市场，迄今为止，HeartMate 3 心脏泵已为全球近 18000 名患者提供支持。

ASAIO（美国人工脏器协会）统计了美敦力的HVAD、雅培的HeartMate Ⅱ 以及HeartMate 3三款较为成功的人工心脏产品植入数量，截止到目前为止，临床应用案例数超过63000例。

不过从美敦力退市的前车之鉴中，可以发现人工心脏并非是门好做的生意。

当初美敦力收购HeartWare花费了11亿美元，摩根大通分析称推出这一产品还花费了美敦力8000万美元。根据美敦力2021财报，HVAD系统和相关组件为美敦力带来了1.41亿美元的收入。据此估算，人工心脏这一项目让美敦力损失不小。美敦力选择退市HVAD也是预示到人工心脏这一产品还有诸多难以解决的挑战。

美敦力人工心脏的退市也并不代表着雅培的HeartMate3取得了最后胜利，雅培的人工心脏产品也曾经历过召回。

人工心脏还有哪些产品性能需要改进？

核心医疗技术负责人表示：“现在的人工心脏设计基本朝着两个方向改进，第一是提高病人的生活质量；第二是降低不良反应。“

在降低不良反应方面，目前人工心脏所有需要解决的挑战都围绕着并发症。植入式人工心脏需要解决各项体内装置部件引起的感染、长期的血液破坏等问题，以及在长期连续流下引发的例如瓣膜的钙化、瓣膜的功能缺失等问题。

心擎医疗创始人徐博翎博士表示：“其中最为关键的就是血液相容性问题，所有血液接触式的人工器官都面临着血液的破坏问题。因为血液中有非常多的血细胞，所有人工的表面都会导致细胞的破坏、损伤反应。血液破坏会造成溶血或血栓及进一步的并发症，比如血栓导致的脑卒中，会给患者带来致命性的伤害。

血液相容性问题可以分为溶血问题和凝血问题。

溶血问题也就是血液中红细胞的破坏，红细胞的破坏会造成继发的肝肾功能破坏、病人的呼吸困难等一系列并发症。目前学术界对溶血的机制和原理都有了一定认知和研究，溶血问题也有了一定的控制。

但是目前凝血机制在科研范围内还没有很好的了解，导致目前的测试方式都相对间接，研发人员也无法100%映射其临床结果。而且凝血机制不仅受到装置影响，还受到抗凝方案设计的影响。所以凝血血栓问题是一个相对复杂的问题，往往也是人工心脏上市后大家最为关注的问题。”

除了血液相容性外，与外部器件连接的电缆造成的感染也是一大挑战。经皮电缆引起的感染受到电缆的粗细和柔顺性影响。所以现有的人工心脏设计者都在努力将电缆设计得更少、更细。

在有效解决不良反应的前提下，人工心脏的研发还需要考虑如何让产品如何与患者生活融合，有效提升患者生存质量。

现阶段的人工心脏患者需要长期携带外部器件，同时通过电缆连接外部器件，这为患者的生活带来了一定的不便。未来，人工心脏还将朝着更加小型化、便携化、稳定安全的方向设计。

在人工心脏诸多难题面前，美敦力选择退出，把这个市场让给了竞争对手雅培。人工心脏领域当下雅培一家独大。这一市场格局很有可能被来自国内的企业打破。目前，国内有多家企业布局投入人工心脏研发。人工心脏领域受到资本追捧，多家企业纷纷完成过亿元的大额融资，在临床进展方面，国内多家企业临床推进速度较快。

从技术路线上看，国内大部分企业和雅培一样选择了全磁悬浮路线，所以美敦力HVAD的退市，对于国内人工心脏企业冲击并不大，反而验证了他们早期技术路线选择的合理性。

动脉网统计了全球人工心脏领域的主要参与者及其核心性能：

重庆永仁心医疗器械公司成立于2014年，最初由重庆利龙科技产业集团与日本HI-LEX集团共同发起。永仁心的植入式左心室辅助系统EVAHEART是目前国内唯一获批的人工心脏产品，永仁心属于第三代的离心泵，是首创采用液力悬浮技术的植入式左心室辅助系统。

2021年，Vivo Capital（维梧资本）对永仁心人工心脏完成首期数千万美元控股收购暨战略重组。此次战略重组后，永仁心将借助维梧资本注入和资源协同投入到下一代人工心脏的研发创新、产品的临床及商业化应用、以及更多心衰治疗医疗器械产品的引进及本土化生产中。维梧资本成立于1996年，是一家领先的全球医疗健康投资公司，在全球投资了290多家上市和私有公司，在维梧资本加持后，可以预期未来永仁心也将是下一代人工心脏赛道中的重要参与者。

同心医疗成立于2008年，董事长陈琛是美国World Heart公司人工心脏Levacor的主要发明者，拥有20多年人工心脏的研发经验。

同心医疗的人工心脏产品CH-VAD采用全磁悬浮技术路线，具有完备的自主知识产权，在尺寸上小于HeartMate3，植入侵犯性更低。CH-VAD的电缆中导线数量为4根，电缆直径为3.4mm，并在美国获得专利，成为全球经皮电缆中导线最少、最细的人工心脏。目前全磁悬浮人工心脏在北京阜外医院、武汉协和医院，已完成临床试验25例。

同心医疗已完成多轮融资，在2019年曾获得蓝帆医疗亿元级战略投资。

核心医疗成立于2016年，核心医疗核心团队由中美顶尖技术专家组成，具有丰富的商业化心室辅助类人工心脏产品研发经验和高端医疗器械产品开发经验。

从技术层面上看，深圳核心医疗研发出的超小型磁悬浮人工心脏，采用更加优化的主流场和二次流场结构，磁悬浮电机设计和控制技术，以及集成一体化多冗余的非接触轴承技术，减少了血液驻留时间和微循环时间，降低血液损伤几率，血液兼容性更好，将有效提高病人生活质量，减轻患者负担。

核心医疗研发的自主知识产权产品——“超小型磁悬浮离心式人工心脏”，直径34毫米、厚度26毫米、重量约90克，对比国内外官方公布的VAD领域数据，核心医疗的产品较市场现有的磁悬浮人工心脏直径缩小了40%，重量减少了60%，是目前全球尺寸最小、重量最轻的磁悬浮人工心脏。

心擎医疗于2017年5月在苏州高新区成立，创始团队由海内外顶尖人工器官专家以及国内一流临床机构组成，创始人暨首席执行官徐博翎博士有近14年人工心脏研发经验，是国家重大人才项目青年专家、苏州大学特聘教授，同时是有近30年历史的人工心脏权威组织——国际机械循环辅助协会（ISMCS）的首位华人委员（Board Member）。

心擎医疗开发的人工心脏不同于植入式人工心脏，而是体外人工心脏，体外人工心脏（中短期体外循环辅助设备）用于进展期的急性心力衰竭患者的过渡治疗，起到中短期替代心脏功能的作用，使患者度过危险期，帮助患者康复。心擎医疗主要研发针对急性心源性休克、心脏术中循环保护、急重症器官衰竭患者等临床场景下的体外生命支持设备。公司现阶段主产品线包括微创介入式人工心脏、体外全磁悬浮人工心脏、新一代体外膜肺氧合系统(ECMO)等。其全磁悬浮体外人工心脏已推向临床。

航天泰心成立于2016年，隶属于中国航天科技集团有限公司。航天泰心主要基于五十多年来航天伺服技术的经验研发出HeartCon磁液双悬浮的人工心脏，并于2018年进入医疗器械创新审批通道。

CorWave是一家成立于2011年法国企业，它所开发的VAD产品和现有的产品最大的不同是泵内血液输送的方式不依靠旋转的转子，而是采用一种仿生设计的波浪膜，磁致动器驱动的盘状膜，在该膜上产生的波可从外向内径移动，从而将血液推向中心孔口，模仿天然心脏的搏动。这种方式区别于市场上现有的旋转式LVAD。

人工心脏是处于早期的蓝海市场，心衰疾病是全球健康的重大威胁。与心脏移植相比，人工心脏为患者提供了更大的选择范围，具有极大的临床意义。从技术路线上看，美敦力和雅培之争基本为产业明确了技术路径，心衰治疗市场将随着更多人工心脏产品上市迎来拐点。

美敦力的产品退市，一方面为行业明确了发展技术路径；同时也警示整个人工心脏行业，人工心脏这一高风险、高壁垒的产品，获批上市并非终点，它需要在临床中接受长期的检验。

参考资料：

同心医疗：替代心脏移植，人工心脏还要走多远？

花 100 万买一颗人工心脏，不是让你活到 200 岁的——爱范儿