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卵圆孔未闭的医学机制 医疗技术及流行病学研究

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  • 2026-02-27 08:40
  • 来源:网络
  • 赵奢   阅读量:5681   会员投稿

卵圆孔未闭的医学机制、治疗技术及流行病学研究

卵圆孔未闭(Patent Foramen Ovale, PFO)是成人最常见的先天性心脏结构异常,在普通人群中发生率约为25%,即每4个成年人中约1人存在该情况 。本研究系统分析了卵圆孔未闭导致顽固性偏头痛和不明原因脑卒中的发病机制,探讨了传统金属封堵器与全降解封堵器在临床应用中的优劣势对比,研究了不同年龄段和人群的流行病学特征,并梳理了全降解封堵器从研发到临床应用的发展历程。

研究发现,卵圆孔未闭通过反常栓塞机制和血管活性物质假说导致相关疾病,隐源性脑卒中患者中卵圆孔未闭发生率达40%-50%,偏头痛患者中PFO发生率是健康对照组的3.19倍 。在治疗技术方面,传统镍钛合金封堵器具有长期安全性验证的优势,但存在永久留存体内的潜在风险;全降解封堵器采用聚对二氧环己酮(PDO)和聚乳酸(PLLA)材料,可在24个月内完全降解,临床效果不劣于传统封堵器。

流行病学研究显示,卵圆孔未闭患病率随年龄增长呈下降趋势,从30岁前的34.3%降至80岁以上的20.2%,男女比例约为1:1,亚洲人群患病率略低于欧美人群 。全降解封堵器的研发成功标志着中国在心血管介入器械领域实现了从"跟跑"到"领跑"的历史性跨越,2025年相关研究成果首次发表在国际顶级期刊JAMA上,被国际专家誉为"近30年来该领域最具里程碑意义的突破"。

1. 卵圆孔未闭的解剖结构与发病机制

1.1 卵圆孔的正常解剖结构与生理功能

卵圆孔是胎儿时期心脏房间隔的生理性通道,位于房间隔中下部,由原发隔(第一隔)和继发隔(第二隔)组成。原发隔为薄片状纤维组织,覆盖在卵圆孔表面,形成类似瓣膜的结构,称为卵圆孔瓣或Eustachian瓣;继发隔则为较厚的肌性组织,构成房间隔的主体结构。

在胎儿期,卵圆孔是维持血液循环的必需通道,允许来自母体的含氧脐静脉血从右心房直接进入左心房,优先供应大脑等重要器官。通过卵圆孔分流的血液约占胎儿总循环量的1/3,这一功能使胎儿能够在肺循环尚未建立的情况下,获得足够的氧气供应 。卵圆孔上有卵圆孔瓣开向左心房,使血液不会逆流进入右心房 。

出生后,随着新生儿第一声啼哭,肺循环建立,左心房压力迅速升高,推动卵圆孔瓣紧贴于继发隔上,形成功能性闭合。随后,通过内皮间充质转化和纤维化过程,卵圆孔逐渐完成解剖学闭合,这一过程通常在出生后1年内完成。正常成人左心房压力比右心房高3-5mmHg,这一压力梯度使卵圆孔瓣紧贴在继发隔上,维持功能性闭合。

1.2 卵圆孔未闭的定义与病理特征

若3岁以上幼儿的卵圆孔仍未完全闭合,则称为卵圆孔未闭(PFO) 。在人群中,卵圆孔未闭的发生率约为20%-34%,其中30岁以下发生率为34.3%,31-80岁发生率为25.41%,81-100岁发生率为20.0% 。

卵圆孔未闭的病理特征主要表现为原发隔与继发隔未完全融合,形成潜在的通道。当右心房压力短暂超过左心房压力时(如Valsalva动作、咳嗽、潜水等),卵圆孔瓣可能被推开,导致PFO开放和右向左分流。PFO隧道内特殊的血流动力学环境可能导致局部血流淤滞,促进血栓形成。

在解剖学上,PFO的大小由1到19mm不等,平均4.9mm,其中98%的病例卵圆孔直径在1至10mm之间 。PFO的大小似乎随年龄增长而增大,10岁以前平均直径约3.4mm,百岁时平均直径约5.8mm 。

1.3 反常栓塞机制与脑部影响

反常栓塞是PFO相关卒中最主要的发病机制。当右心房压力超过左心房压力时,卵圆孔开放,允许来自静脉系统或右心房的栓子(如血栓、气体栓子、脂肪栓子等)直接进入左心系统,进而引起脑血管栓塞。

反常栓塞的形成机制包括以下几个关键环节:首先,静脉系统中的微小血栓(如深静脉血栓)会回流到右心房;其次,当右心房压力升高时(如咳嗽、用力排便、Valsalva动作等),右向左分流发生,原本应在肺部被拦截的血栓通过卵圆孔进入左心系统;最后,这些栓子随动脉血流到达脑部血管,引起缺血性脑卒中 。

研究显示,约40%的隐源性脑卒中患者存在卵圆孔未闭 。在小于55岁的卒中患者中,PFO检出率为54%,而在大于等于55岁的卒中患者中,PFO检出率为24%,均显著高于健康对照组的10%。

PFO隧道内的血流动力学特征是反常栓塞形成的重要因素。卵圆窝膜的活动度增加可能通过类似风帆运动的机械作用引导下腔静脉血流通过心房内通道,在允许反常分流中发挥重要作用。此外,高凝状态在PFO合并卒中患者中可能更常见,房间隔内存在血栓的报道也支持"原位"血栓形成机制。

1.4 血管活性物质与偏头痛发病机制

PFO导致偏头痛的发病机制目前有两种主要理论假说:血管活性物质假说和反常栓塞假说。

血管活性物质假说认为,正常情况下,5-羟色胺(5-HT)、缓激肽等血管活性物质在肺循环中被单胺氧化酶灭活,而PFO使这些物质绕过肺循环直接进入体循环,引发偏头痛。5-羟色胺是人体导致疼痛的重要物质,PFO的存在使5-羟色胺可以避开肺毛细血管床的过滤,以较高浓度到达大脑,引起偏头痛。

反常栓塞假说认为,皮质扩散性抑制是一种发生于神经元和神经胶质细胞的去极化波,被认为是偏头痛先兆发作的始动机制。来自静脉系统的微栓子通过PFO直接从右心房到达左心房,进入动脉系统,触发了皮层扩散性抑制,进而导致先兆偏头痛。

临床资料显示,合并卵圆孔未闭的偏头痛患者可达40%-60%,尤其是伴有先兆偏头痛患者 。研究表明,与无先兆偏头痛比较,有先兆偏头痛患者的卵圆孔未闭患病率更高,但卵圆孔未闭和偏头痛发作频率无明显关系 。我国一项系统评价指出,偏头痛患者PFO发生率是健康对照组的3.19倍,在有先兆的偏头痛患者中,PFO的患病率更高 。

PFO导致偏头痛的可能机制还包括:脑部血流动力学紊乱,当卵圆孔未闭时,右心房的血液可以直接流入左心房,然后再进入主动脉,这样就会增加脑部的血流量,导致脑部血管扩张,引起头痛;脑部炎症反应,研究发现,卵圆孔未闭患者的脑脊液中白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α等炎症因子水平明显升高,提示脑部存在炎症反应 。

2. 卵圆孔封堵术式的临床应用对比

2.1 传统金属封堵器的技术特点与临床应用

传统卵圆孔封堵器主要采用镍钛合金材料制成,具有形状记忆功能,植入后通过体温激活恢复预设形状。目前临床应用最广泛的是Amplatzer系列封堵器,由具有形状记忆功能的镍钛合金丝编织而成,材料多采用铂金标记的镍钛合金,便于术中精确定位。

传统封堵器的结构设计通常为双盘状结构,包括左盘、右盘和连接腰部。镍钛合金具有优异的超弹性、形状记忆效应以及良好的生物相容性,使其在经导管介入治疗中具备不可替代的优势 。封堵器的骨架由镍钛合金制成,阻流膜多采用聚酯纤维或聚四氟乙烯材料,不仅增加封堵器支撑力、提高封堵效果,而且利于血栓形成和内皮化 。

在临床应用方面,传统金属封堵器的植入手术通常在DSA引导下进行,遵循标准操作流程。手术过程包括:局部麻醉后,将一根0.035英寸的导丝引入下腔静脉,随后推进至右心房;在持续的X线引导下,导丝通过PFO进入左心房;沿导丝将输送鞘推进至左心房,并通过鞘管释放封堵器;先展开左盘,回撤输送系统使左盘贴合房间隔,然后展开右盘,确认封堵器位置良好后释放。

传统金属封堵器的临床成功率较高,多项研究显示其封堵成功率可达95%以上。在长期随访中,金属封堵器表现出良好的稳定性,术后6个月和24个月的封堵成功率分别为91.49%和91.49%。

2.2 全降解封堵器的技术创新与材料优势

全降解封堵器是近年来心血管介入领域的重大技术突破,采用生物可降解材料制成,植入人体后可在一定时间内逐渐降解为水和二氧化碳,最终被人体完全吸收,实现"介入无植入"的目标。

目前临床应用的全降解封堵器主要由聚对二氧环己酮(PDO)和聚乳酸(PLLA)等生物可降解材料制成 。以MemoSorb?生物可降解PFO封堵器为例,其骨架由可降解的PDO单丝(分子量200kDa)制成,设计为由左盘和右盘构成的双盘结构;封堵器阻流膜由分子量为100kDa的可降解左旋聚乳酸(PLLA)制成,缝合在骨架内 。PDO和PLLA均为可降解材料,具有良好的生物相容性,可完全降解为二氧化碳和水 。

全降解封堵器的技术创新主要体现在以下几个方面:

首先,材料设计的创新。采用降解速率快的PDO作为封堵器骨架提供初始力学支撑,降解速率慢的PLLA作为阻流膜持续促进内皮化。这种复合材料设计使封堵器在植入后3个月内完成内皮化,并在约2年内完全降解,在确保封堵器植入期间安全稳定的同时,防止过早再通,同时避免了植入物所引发的慢性炎症和长期并发症风险。

其次,结构设计的创新。新型生物可降解封堵器采用成型环和成型线设计,以促进并强化其释放后形态,使封堵器有足够的结构支撑并防止移位。这种设计攻克了可降解材料回弹力不足的缺陷,在超声引导下安全重塑封堵器形态,解决了封堵器变形及脱落问题。

第三,植入技术的创新。发明无辐射经皮介入技术(PAN Procedure),完全不依赖放射线,采用超声引导即可在人体内清晰显示可降解材料,无需金属标记物,实现封堵器完全降解及毫米级精准定位植入。

2.3 手术过程与术后恢复对比

在手术过程方面,传统金属封堵器和全降解封堵器存在显著差异。传统封堵器手术通常在DSA引导下进行,手术时间约30-90分钟。而全降解封堵器手术采用超声引导,手术时间可缩短至30分钟左右,较传统DSA引导手术(60-90分钟)显著缩短 。

全降解封堵器手术的具体过程如下:在局部麻醉后,手术在经胸超声(TTE)引导下进行。首先将一根0.035英寸的导丝引入下腔静脉,随后推进至右心房;在持续的超声引导下,导丝通过PFO进入左心房;沿导丝将输送鞘推进至左心房,并在超声引导下通过鞘管释放封堵器;先展开左盘,若观察到伞盘形态不佳,则轻拉成型线使左盘成型;然后轻轻回撤整个输送系统,使左盘贴合房间隔;接下来,固定钢缆,后撤输送鞘管,展开右盘;为确保右盘成型良好,应在向前抵住输送鞘管的同时向后轻轻牵拉成型线,从而产生相反的力,使封堵器形成"双伞"结构;确认封堵器位置形态良好后,进一步牵拉成型线,将成型环锁定在封堵器外部;通过轻轻推拉钢缆进行牵拉试验,评估封堵器是否锁定成功;确认锁定后,剪断并抽出成型线,旋拧钢缆释放封堵器。

在术后恢复方面,两种封堵器的患者均表现出良好的恢复效果。患者术后24小时即可下床活动,住院时间约2-3天,多数情况下术后第2天即可下地活动 。全降解封堵器组患者术后48小时出院,住院周期较传统手术(5-7天)明显缩短 。

术后用药方案方面,两种封堵器的患者均需要接受抗凝治疗。术后抗凝治疗为肝素48小时,此外,所有患者均接受了为期6个月的双联抗血小板治疗:阿司匹林(100mg/天)和氯吡格雷(50-75mg/天)。

2.4 远期疗效与并发症风险评估

在远期疗效方面,一项发表于国际顶级心血管期刊《Circulation》的前瞻性、多中心、随机、非劣效性临床试验显示,生物可降解封堵器组87例患者(90.63%)和镍钛合金封堵器对照组86例患者(91.49%)成功实现了卵圆孔未闭封堵,绝对差异的95%置信区间下限为-8.98%,大于预先设定的非劣效性界值-10%,表明生物可降解封堵器在封堵成功率方面不劣于镍钛合金封堵器。

24个月时对右向左分流(RLS)进行重新评估,发现试验组中有91例患者(94.79%),对照组中有86例患者(91.49%)的RLS等级为0或1级,两组之间无统计学显著差异(P=0.810)。

在并发症风险方面,传统金属封堵器可能存在的远期并发症包括:心律失常、血栓栓塞及感染。镍钛合金的不可降解特性可能会存在远期并发症的隐患,包括心律失常、血栓栓塞及感染。传统金属封堵器将永久存留体内,存在远期心脏组织磨损及金属离子(如镍)释放的潜在风险 。

全降解封堵器的优势在于其可降解特性避免了金属封堵器可能引发的远期并发症,如感染性心内膜炎和传导阻滞 。在整个研究期间,两组均未观察到死亡、栓塞、封堵器上血栓形成或磨损的情况。

超声心动图随访显示,生物可降解封堵器的高回声区在植入后第1年开始缩小,并在植入后24个月时在超声心动图上消失。在1、3、6、12和24个月随访时,左盘在经胸超声心动图测量的高回声区降解比例分别为92.59%、83.41%、64.62%、16.41%和0%,而右盘分别为92.43%、83.44%、66.26%、17.37%和0%。至植入后24个月,所有患者经胸超声心动图下均未再观察到代表新型可降解封堵器的高回声区,提示封堵器已完全降解。

2.5 成本效益与患者接受度分析

在成本效益方面,传统金属封堵器和全降解封堵器存在显著差异。目前市场上,金属封堵器价格相对较低,约3-5万元/套,且大部分地区医保可报销,自费部分较少;可降解封堵器价格较高,约6-8万元/套,且大多数地区医保尚未将其纳入报销范围,患者经济负担较重。

具体价格方面,国产金属封堵器价格约1.2-2万元,进口的则在2.5-3.5万元,而可降解封堵器价格更高,约2-8万元。国产PFO闭合器终端挂网均价为3.8万-4.5万元/套,较进口产品(雅培Amplatzer? PFO Occluder终端价约6.2万元)具有显著成本优势,医保谈判后部分省份已纳入乙类报销 。

在患者接受度方面,传统金属封堵器的主要劣势是有极少数部分患者可能会对金属成分产生过敏,未来做影像学检查(如心脏彩超、胸片或者CT)能够看到封堵器的存在,所以有一部分患者总觉得体内有一个异物,心里不踏实 。

全降解封堵器的优势在于其"无痕化"治疗特性,封堵器在完成缺损修复后,1年内逐步降解为水和二氧化碳,体内无残留,彻底规避金属封堵器的长期风险 。新上市的生物可降解卵圆孔未闭封堵器材料绿色安全无毒,它的降解周期与体内组织修复周期相匹配,能够在组织包裹并完成封堵需求后逐步降解,最终在12个月内基本降解完全 。

在患者满意度方面,研究显示采用综合护理的观察组患者护理满意度为94.12%,显著高于对照组的83.53%(P<0.05) 。采用视频宣教、改良Valsalva动作、20mL注射器推注对比剂等围检期干预方式可提高卵圆孔未闭的阳性检出率,还能减少医患之间的无效沟通,提高患者满意度 。

3. 卵圆孔未闭的人群流行病学特征

3.1 年龄分布特征与自然闭合规律

卵圆孔未闭的患病率随年龄增长呈现明显的下降趋势。根据大规模流行病学调查数据,新生儿卵圆孔未闭发生率高达80%-90%,但多数在出生后1年内闭合,仅少数持续至成年 。

具体年龄分布特征如下:1-29岁人群中,卵圆孔未闭发生率为30%;30-79岁为25%;80岁以上为20.2% 。另一项研究显示,30岁以下发生率为34.3%,31-80岁发生率为25.41%,81-100岁发生率为20.0% 。在一项965例人体心脏解剖的研究中发现,卵圆孔未闭的发生率约为27.3%,30岁及30岁前其发生率为34.3%,30岁以后至80岁其发生率降为25.4%,80岁以后至100岁其发生率降为20.2% 。

卵圆孔的自然闭合过程具有明确的时间规律。正常情况下,卵圆孔在出生后5-7个月达到解剖性闭合。70-75%的儿童在2岁时卵圆孔会完全关闭,25-30%的儿童因为某种原因第二房间隔一直没能与第一房间隔黏合,致卵圆孔无法关闭,成为卵圆孔未闭患者 。

在不同年龄段的临床意义方面,卵圆孔未闭在年轻人中与卒中的关联性更强,而老年人中PFO的致病权重较低。对于大于60岁的患者,即使存在PFO,其卒中复发风险也较低,且可能与动脉粥样硬化、房颤等合并症相关,而非与反常栓塞相关。

3.2 性别差异与临床表现特点

在性别分布方面,卵圆孔未闭的患病率在男性和女性之间没有显著差异,男女比例约为1:1 。普通人群中PFO检出率约20-25%,男女比例相近 。

然而,在某些特定疾病的关联性方面,性别差异较为明显。女性因偏头痛和隐源性卒中关联更易被诊断 。研究发现卵圆孔的大小与先兆性偏头痛密切相关,女性未闭的卵圆孔平均直径为5.6毫米,而男性则是4.7毫米,孔径越大,进入脑部的化学物质越多,越容易引发偏头痛,这也解释了女性偏头痛发病率大于男性的一个原因 。

在临床表现方面,性别差异主要体现在以下几个方面:

首先,偏头痛的发生率差异。女性患者中,卵圆孔未闭与偏头痛的关联更为密切,特别是先兆性偏头痛。我国一项系统评价指出,偏头痛患者PFO发生率是健康对照组的3.19倍,在有先兆的偏头痛患者中,PFO的患病率更高 。

其次,卒中风险的差异。在隐源性卒中患者中,虽然男女PFO患病率相近,但女性患者可能更容易出现与PFO相关的卒中复发。

第三,解剖结构的差异。除了卵圆孔大小的差异外,女性患者的房间隔结构可能更加复杂,如合并房间隔瘤的比例可能更高。

3.3 特殊人群的筛查与管理策略

对于特殊职业人群,卵圆孔未闭的筛查和管理具有特殊意义。

军事飞行人员:卵圆孔未闭在人群中的检出率高达25%-33%,在高空飞行时,可能发生右向左分流而导致栓塞事件或高空减压病。军事飞行人员的特许医学鉴定要求包括:临床无症状、体征;动态心电图、次极量运动试验检查无心律失常;影像学检查无残余分流、瓣膜关闭不全、封堵器磨蚀等,且心脏功能、储备功能、调节功能正常;歼击机飞行员离心机及加压呼吸检查正常,无心律失常;地面观察时间不短于6个月。

民航飞行员:简单型卵圆孔未闭封堵术治疗后,观察至少6个月,无症状,无并发症及后遗症,超声心动图无异常,Ⅰ级体检合格证申请者和招飞体检均可鉴定为合格 。

潜水员:职业潜水员属于减压病高危人群,若反复出现关节痛、皮肤瘀斑、神经损伤,且PFO合并大量分流,封堵可降低发病风险 。

运动员:长期从事高强度运动(如马拉松、潜水)的PFO患者,右向左分流风险增加,建议运动前评估分流程度 。

对于儿童患者,3岁以下儿童卵圆孔未闭多为生理性,建议观察至3岁后复查 。对于老年患者,需要特别关注其与其他心血管疾病的关联性,因为大于60岁的患者,即使存在PFO,其卒中复发风险也较低,且可能与动脉粥样硬化、房颤等合并症相关。

3.4 种族差异与遗传因素分析

在种族分布方面,不同种族人群中卵圆孔未闭的患病率存在一定差异。在全球范围内,其总体患病率约为20%-25%,在亚洲人群中,患病率略低于全球平均水平,约为15%-20%;而在欧美人群中,患病率则相对较高,可达25%-30% 。

我国的地区差异研究显示,一项覆盖全国8省市的流行病学调查显示,成人卵圆孔未闭总体患病率约为25%。我国西南地区一项针对2000例健康体检人群的研究发现,卵圆孔未闭检出率为22.3%,略低于东部沿海地区 。

在遗传因素方面,目前尚未发现导致PFO的单一基因改变。心脏发育,特别是房间隔形成,可能受不同遗传因素的组合影响,而不是单一基因变异 。

家族聚集性研究显示,在PFO患者的姐妹中,77%的概率会合并PFO,而无PFO人群的姐妹中,这个概率为25%,男性中则不存在这种现象 。这提示PFO可能存在X连锁遗传模式。

母子、母女关系的家族筛查也发现了遗传倾向,孩子发现卵圆孔未闭后,大人检查也可能发现问题,或者大人发现问题孩子也检查出问题,提示这个问题可能跟家族遗传有一定的关系 。

3.5 不同人群的诊断方法选择策略

针对不同人群的特点,卵圆孔未闭的诊断方法选择需要个体化。

儿童患者:3岁以下儿童卵圆孔未闭多为生理性,建议观察至3岁后复查。对于需要诊断的儿童患者,经胸超声心动图是首选方法,因为儿童胸壁较薄,图像质量较好。经食管超声心动图虽然准确性更高,但考虑到儿童的配合度,通常不作为首选。

成人患者:对于成人患者,诊断方法的选择需要考虑多种因素。经胸超声心动图(TTE)是PFO筛查的首选方法,具有操作简便、无创、成本低等优势,但敏感性较低,约63%-100%,且易受患者体型、肺气、胸廓畸形等因素影响。

经食管超声心动图(TEE)是诊断PFO的"金标准",具有极高的敏感性和特异性(接近100%),能够清晰显示PFO的解剖特征,包括直径、长度、隧道形态、房间隔瘤等。

对比增强经颅多普勒超声(cTCD)是一种无创的筛查手段,敏感性高达90%-100%,且无需镇静剂,适用于无法配合TEE的患者。

特殊人群:对于运动员、飞行员等特殊职业人群,建议采用多种方法联合诊断,包括经胸超声心动图、经食管超声心动图、对比增强超声等,以确保诊断的准确性。

老年患者:对于老年患者,由于可能存在其他心血管疾病,诊断时需要综合考虑。大于60岁的患者,即使存在PFO,其卒中复发风险也较低,且可能与动脉粥样硬化、房颤等合并症相关,因此诊断重点可能需要放在其他病因上。

2026年最新中国专家共识强调,PFO的诊断需结合解剖特征和功能性分流状态,提出分流束宽度≥2mm作为高危PFO的独立预测因子。同时,将经食道超声声学造影阳性标准从"≥3个微泡"调整为"≥1个微泡",这一标准使检出率提升了12%。

4. 全降解封堵器的发展历程与产业影响

4.1 传统封堵器的局限性与临床需求

传统镍钛合金封堵器虽然在临床应用中取得了良好的效果,但其永久留存体内的特性带来了一系列潜在风险和局限性。

首先,远期并发症风险。镍钛合金的不可降解特性可能会存在远期并发症的隐患,包括心律失常、血栓栓塞及感染。传统金属封堵器将永久存留体内,存在远期心脏组织磨损及金属离子(如镍)释放的潜在风险 。

其次,对后续治疗的影响。若患者未来需接受二尖瓣介入或房颤消融手术,金属封堵器会阻碍经房间隔通路。这对于年轻患者而言,可能影响其未来的治疗选择。

第三,心理负担。部分患者对体内的永久异物存有焦虑,体内存留金属异物影响升学、就业乃至婚育决策。

第四,影像学检查的影响。患者在进行MRI等影像学检查时,金属封堵器可能产生伪影,影响检查结果的准确性。

临床需求方面,医生和患者都希望有一种既能有效封堵卵圆孔,又能在完成使命后消失的器械。"能否让封堵器在完成'桥梁'使命后悄然隐退?"这一临床需求,成为全球心血管介入领域追逐的圣杯。

4.2 全降解封堵器的技术发展历程

全降解封堵器的研发历程充满挑战,经历了从早期探索到技术突破的漫长过程。

早期探索阶段(1992-2006年):1992年,儿童心脏科医生首次使用了Rashkind封堵器进行卵圆孔未闭(PFO)封堵。2004年,国内黄国倩等首次应用Amplatzer封堵器成功关闭PFO。2006年,NMT公司设计了BioSTAR封堵器,这是第一个生物可吸收的封堵器,专门设计用于闭合ASD和PFO 。

然而,早期的biostar封堵器为部分降解,材料弹性差,结构只能采用简单的双伞设计;由于结构简单,材料需兼顾支撑性和降解性,导致选择受限。国外从2006年开始研发可降解封堵器,一直到现在都没研发出来,做的临床试验全部失败 。

技术突破阶段(2010-2022年):中国的研发团队在这一阶段取得了重大突破。2010年,国内开始开展可吸收先心病封堵器的研制和实验研究 。

潘湘斌教授团队、四川大学王云兵教授团队联合乐普心泰科研人员,历时十年攻克三大核心难关:用聚乳酸(PLLA)等复合可降解材料实现力学支撑与降解速率的精准匹配,同时解决了手术中的可视化操作难题。

关键技术突破包括:采用PDO及PLLA混合构造调整封堵器降解时间,用PDO制造封堵器骨架,用PLLA制造封堵阻隔膜,利用两种材料不同的降解时间,使封堵器在植入后前6个月保持结构稳定,确保内皮细胞完全覆盖封堵器表面;随后在12-24个月快速降解为二氧化碳与水。

发明独特的锁定环与锁定线结构,攻克了可降解材料回弹力不足的缺陷,在超声引导下安全重塑封堵器形态,解决了封堵器变形及脱落问题。

发明无辐射经皮介入技术(PAN Procedure),完全不依赖放射线,采用超声引导即可在人体内清晰显示可降解材料,无需金属标记物,实现封堵器完全降解及毫米级精准定位植入,解决了可降解封堵器研发的"关键痛点"。

临床应用阶段(2022年至今):2022年,我国国产全球首个全降解封堵器经国家药监局(NMPA)批准上市。随后,2023年和2024年可降解卵圆孔未闭(PFO)和可降解房间隔缺损(ASD)封堵器也相继获批。这标志着我国先心病治疗正式迈入"介入无植入,植入无残留"的时代 。

2022年首款产品上市,2023年PFO封堵器获批,2024年ASD封堵器落地——三年三大突破,中国完成了从跟跑到领跑的跨越。

4.3 中国企业的创新突破与专利布局

中国企业在全降解封堵器领域的创新突破主要体现在技术创新和专利布局两个方面。

技术创新方面:上海形状记忆合金材料有限公司(乐普心泰医疗科技(上海)股份有限公司旗下全资子公司)自主研发的MemoSorb?生物可降解卵圆孔未闭封堵器是全球唯一一款已获批上市、可安全应用于卵圆孔未闭相关偏头痛、脑卒中防治的可降解封堵器 。

该产品的技术创新包括:采用聚对二氧环己酮(PDO)和聚乳酸(PLLA)等生物可降解材料,植入人体后可逐步降解为二氧化碳和水,最终被代谢排出体外,仅保留自体组织完成永久修复 。

封堵器采用双盘结构设计,骨架由可降解的PDO单丝制成,阻流膜由可降解左旋聚乳酸(PLLA)制成,缝合在骨架内。PDO和PLLA均为可降解材料,具有良好的生物相容性,可完全降解为二氧化碳和水 。

专利布局方面:国家知识产权局公布第二十五届中国专利奖的授奖决定,心泰医疗旗下上海形状记忆合金材料有限公司所拥有的专利"一种降解速率可控的可降解封堵器的制备方法"荣获中国专利金奖,作为专利领域的最高奖项,这既是对企业科技创新能力的权威认可,也是对我国医疗产业再造一张未来出海"金名片"的肯定 。

除了核心专利外,相关企业还申请了多项辅助专利,如封堵器介入输送系统等。上海形状记忆合金材料有限公司自主研发的"Gruiser?封堵器介入输送系统"正式获得了国家药品监督管理局三类医疗器械注册证,该创新产品用于输送各类可降解封堵器至病变部位进行释放 。

4.4 从"跟跑"到"领跑"的转变过程

中国在全降解封堵器领域实现从"跟跑"到"领跑"的转变,经历了技术引进、自主创新、国际领先三个阶段。

技术引进阶段(1992-2004年):这一阶段主要是引进国外先进技术。1992年,儿童心脏科医生首次使用了Rashkind封堵器进行卵圆孔未闭(PFO)封堵。2004年,国内黄国倩等首次应用Amplatzer封堵器成功关闭PFO 。这一阶段中国主要是技术的使用者和追随者。

自主创新阶段(2006-2022年):2006年,NMT公司设计了BioSTAR封堵器,这是第一个生物可吸收的封堵器,但国外的研发遇到了技术瓶颈,临床试验全部失败 。

中国的研发团队在这一阶段开始了自主创新的征程。2010年,国内开始开展可吸收先心病封堵器的研制和实验研究 。经过十年的技术攻关,中国团队成功解决了可降解封堵器研发的三大核心难题:降解与内皮化的时间匹配、可降解材料的弹性问题、植入技术的可视化问题。

国际领先阶段(2022年至今):2022年,我国国产全球首个全降解封堵器经国家药监局(NMPA)批准上市,标志着中国在这一领域实现了从"跟跑"到"领跑"的历史性跨越 。

2025年10月23日,国际顶级医学期刊《美国医学会杂志》(JAMA)以原创研究形式,刊发了由中国医学科学院阜外医院潘湘斌教授、四川大学王云兵教授等领衔的全球首个生物可降解ASD封堵器与传统金属封堵器的多中心随机对照临床试验。这是JAMA创刊近150年来首次刊发的中国原创医疗器械研究。

国际评审专家盛赞本研究为"革命性的进步",充分肯定其"深远的临床影响",并特别强调:"可降解封堵器的成功研制,是自美国Amplatzer金属封堵器问世近30年来,该领域最具里程碑意义的突破。"

4.5 全球市场影响与产业变革意义

全降解封堵器的成功研发和临床应用,对全球心血管介入器械产业产生了深远影响。

技术影响:中国方案以巨大的优势,正推动心血管介入器械赛道从"金属时代"迈向"可降解时代"。这不仅将催生新材料、新工艺与新标准的全面创新,更意味着我们正逐步从技术追随者转变为未来赛道的定义者。底层方法学的原创性突破,不但帮助中国企业抢占了产业制高点,而且获得了技术性的全球垄断地位。

市场影响:全球可降解封堵器市场正处于快速发展阶段,预计在未来十年内将迅速扩张。分析估计,2024年市场规模为18.5亿美元,预计到2033年将达到34.5亿美元,2026年至2033年的复合年增长率为7.5% 。

MemoSorb?系列产品已在全球完成超1000例临床植入。这项"中国方案"正反向输出全球:意大利、德国等欧美国家的医院开始引入该技术,印尼、越南等"一带一路"沿线国家也纷纷采购。

临床影响:全降解封堵器的临床应用为患者带来了显著获益。实现了从"永久异物留存"到"自身组织再生"的质的飞跃,为终身健康管理与生活质量提升奠定了坚实基础。不仅解决了当前ASD封堵的痛点,更通过保留宝贵的房间隔穿刺通路,为患者未来可能需要的各类左心系统介入治疗(如二尖瓣修复、左心耳封堵)扫清了障碍,真正实现了"既治当下,亦利长远"。

产业意义:标志着我国已成功打通了从基础材料研发(0-1)、到器械工程转化(1-10)、再到严谨临床验证(10-100)的完整创新链条,证实我国已经具备定义下一代介入疗法的能力。

在"一带一路"等国家政策倡议下,该创新技术已走出国门,成功拓展至海外临床,累计造福全球数以万计患者,有望进一步在更多国家地区应用推广,惠及全球民生健康福祉 。

MemoSorb?系列全降解封堵器已于阿联酋、印度尼西亚等"一带一路"沿线国家完成首批海外商业植入,在响应国家战略的同时,心泰医疗将逐步推进MemoSorb?系列的全球临床应用 。

5. 总结与展望

卵圆孔未闭作为成人最常见的先天性心脏结构异常,其医学机制、治疗技术及流行病学特征的研究具有重要的临床意义和社会价值。

在发病机制方面,卵圆孔未闭通过反常栓塞机制和血管活性物质假说导致顽固性偏头痛和不明原因脑卒中。隐源性脑卒中患者中卵圆孔未闭发生率达40%-50%,偏头痛患者中PFO发生率是健康对照组的3.19倍,这些数据充分说明了PFO在相关疾病发病中的重要作用 。深入理解这些发病机制,有助于临床医生更好地识别高危患者,制定个体化的诊疗方案。

在治疗技术方面,传统金属封堵器和全降解封堵器各有优势。传统金属封堵器经过长期临床验证,技术成熟,价格相对较低,已纳入医保报销范围;全降解封堵器则代表了技术发展的方向,具有"介入无植入"的独特优势,可在24个月内完全降解,避免了永久异物留存的潜在风险。临床研究显示,全降解封堵器在封堵成功率方面不劣于传统金属封堵器,为患者提供了更多的治疗选择。

在流行病学特征方面,卵圆孔未闭的患病率随年龄增长呈下降趋势,从30岁前的34.3%降至80岁以上的20.2%,男女比例约为1:1,但在某些特定疾病的关联性方面存在性别差异 。对于特殊职业人群如飞行员、潜水员等,需要制定专门的筛查和管理策略。

全降解封堵器的成功研发标志着中国在心血管介入器械领域实现了历史性跨越。从2010年开始研发到2022年全球首个产品上市,再到2025年相关研究成果首次发表在国际顶级期刊JAMA上,中国用十年时间完成了从"跟跑"到"领跑"的转变 。这一成就不仅提升了中国医疗器械产业的国际竞争力,更为全球患者带来了更好的治疗选择。

展望未来,卵圆孔未闭的诊疗将朝着精准化、个体化的方向发展。随着医学技术的不断进步,我们期待:

技术创新方面:全降解封堵器技术将不断完善,降解时间的精准控制、材料生物相容性的进一步提升、植入技术的简化等都将是未来的研究方向。同时,人工智能技术在PFO诊断和治疗决策中的应用也值得期待。

临床应用方面:随着对PFO致病机制认识的深入,适应症的把握将更加精准。对于不同年龄段、不同疾病类型的患者,将制定更加个体化的诊疗方案。

产业发展方面:中国原创的全降解封堵器技术将进一步走向世界,在"一带一路"倡议的推动下,为全球更多患者带来健康福祉。同时,这一成功经验也将激励更多中国企业在医疗器械领域进行创新突破。

研究方向方面:未来的研究应关注以下几个方向:PFO与更多疾病的关联性研究;全降解封堵器的长期安全性和有效性评估;新型可降解材料的研发;非侵入性诊断技术的改进;以及基于大数据的精准诊疗策略制定等。

总之,卵圆孔未闭的研究和治疗已经进入了一个新的时代。从认识"洞在心,痛在脑"的发病机制,到掌握精准的诊断技术,再到拥有"会消失"的全降解封堵器,医学的进步正在为越来越多的患者带来希望。我们有理由相信,随着科技的不断发展和创新的持续推进,卵圆孔未闭相关疾病的诊疗将迎来更加美好的明天。

上海东方肝胆外科医院      朱彦华

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