医学革命的故事在大千世界里轮番上演，却在无形中向世人诉说着一个最浅显的道理：

医学创新是根，临床转化是本。

“任何医学创新，没有临床转化都会大打折扣。”

2023年7月1日，第十届武汉国际心血管病大会在武汉隆重举办。大会开幕式过后的主题演讲环节，大会副主席、华中科技大学同济医学院附属协和医院（下文简称：武汉协和医院）董念国教授在一篇题为《医学创新与临床转化》的讲课中这样说道。

作为医学创新与临床转化的实践者与推动者，董念国教授在讲课中现身说法，向在场众多国内外同道分享了武汉协和医院近些年在心衰支持器械与新型细胞瓣膜替代物研发与应用两大领域的成绩与突破。

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创新活水从何而来？

源于临床

众所周知，危重症/终末期心衰有两种外科治疗方法——

心脏移植和心室辅助装置。

在董念国教授的带领下，武汉协和医院在心脏移植领域深耕多年，并取得了瞩目成就。

自2008年起，医院在成人心脏移植和儿童心脏移植两大方面稳定起步，至今已累计完成成人心脏移植1007例、儿童心脏移植157例，单中心年手术量居于世界前列，近中期手术疗效优于国际心脏移植协会所报告的数据。

其中，儿童心脏移植是成人心脏移植的小型化，涉及到患儿的术前管理、术中麻醉和体外循环的支持、术后重症监护团队的维护和支持等多个方面。患儿年龄越小，体重越低，手术风险越大，一直被称作为器官移植皇冠上的明珠。董念国教授带领团队长期在此方面攻坚克难，发展出一定的特色。

近些年，团队屡次突破年龄体重限制，不断刷新世界最小儿童心脏移植存活记录。

可以说，团队在心脏移植手术技术方面已经趋于成熟。但无论是成人心脏移植还是儿童，都长期存在供体匮乏这一难题，而与心脏移植的另一大补充手段——心室辅助装置，近些年在临床上的应用逐渐趋于成熟。尤其是长期心室辅助装置，现已发展成为既可用于心衰患者的辅助循环以利于自身心脏恢复功能，又可作为心脏移植的过渡手段。

在此方面，董念国教授同样跟随国家心血管病中心主任胡盛寿院士的步伐，在心室辅助装置的应用方面开展了大量工作。医院自2018年起至今累计已完成了29例长期心室辅助装置植入，患者以扩张性心肌病为主，近中期生存率良好。

如同心脏移植受限于供体的匮乏，心室辅助装置的应用同样受限于器械种类的稀少。

就是在临床救治的过程中，董念国教授发现我国中短期（<30天）机械辅助装置较少，国外常见的Impella CP、TandemHeart、CentriMag、IABP、ECMO五大类应用较为广泛的中短期心室辅助器械，中国只存在IABP和ECMO两款。

心衰疾病千变万化，临床工作肩负生命之重，不可能存在两种器械符合所有心衰患者救治需求的可能。种类越少就代表临床上需要填写的空白栏越多。鉴于上述情况，董念国教授带领武汉协和医院心血管诊疗团队结合临床实践灵感在此领域进行了大量自主研发，发明了系列微创心衰治疗新器械。

02/

在中短期心室辅助中构建“3D”世界

带来危重症心衰短中期机械辅助新方法

方寸之间天地宽，常年着眼于心脏外科手术治疗这片天地，加之数千例心脏移植手术的沉淀，让董念国教授和团队对临床上需要何种效用的心室辅助装置有着区别于常人的宽阔见解。

从临床上汲取思路，在医工结合的道路上放手构思，董念国教授和团队进行了“3D”产品的研发。

第一个D，针对血流动力学稳定的难治性心衰，团队创造出全国首款可控性定量心房分流器——D-shant心房分流器。

与国外同性能产品相比，D-shant以其可回收、二次干预、主动控制可分流等优点获取了授权专利8项，并通过了国家绿色创新通道特批。

作为产品的主要研发者，董念国教授自D-shant问世以来，一直在不遗余力的牵头全国多学科团队开展多中心临床试验。目前全国已累计完成临床应用120例，手术成功率100%。其中，手术患者最长随访时间长达4年，大多数患者在术后心功能明显改善，活动耐量和生活质量明显提高。因心衰再住院率下降，右心结构及功能同样未发生显著变化。

与此同时，在D-shant心房分流器的支持下，董念国教授在此期间还带领团队完成了43例、28例桥接和心脏移植手术，并于2020年10月完成全国首例经皮ECMO植入瓣超声引导房间隔分流器植入，由此开启了心源性休克ECMO全微创化植入的新篇章。

第二个D，针对血流动力学不稳定的心源性休克，团队与苏州心擎医疗展开医工合作，发明Extra-VAD心室辅助装置。

依据体外心室辅助装置应用场景、设计性能及装置性能三大方向，团队提出需求，由苏州心擎医疗完成构想。历经多次碰撞，两方最终达成共识：以全磁浮离心泵为技术核心，设计出一款拥有抗震性、抗扭摆、便利性三大性能的体外心室辅助装置。

经过多年攻关，Extra-VAD顺利问世。

董念国教授介绍，该产品在满足上述需求的同时，设计理念更为先进，配备了主动磁悬浮可拆卸马达技术，能完成包括左心辅助、右心辅助、双心辅助在内的多种形式辅助模式，是世界唯二/中国唯一采用非对称磁悬浮结构的人工心脏产品。

2022年，Extra-VAD正式启动了全国多中心试验。

由武汉协和医院牵头，Extra-VAD在广东省人民医院、中南大学湘雅二医院、陆军军医大学第二附属医院、首都医科大学附属北京安贞医院、南京市第一医院、陕西心血管病医院七家医院完成了40例临床应用，VAD支持平均时长7天17.5小时，微创插管57.5%；总体来说效果显著，产品血液相容性优良，对红细胞、血小板破坏少，24小时存活率为80%，30天存活率62.5%，达国际先进水平。

作为主要研发者，董念国教授也在Extra-VAD应用方面进行了诸多探索；其中最令人瞩目的则为团队创新全微创化植入新路径，实现了体外心室辅助全微创化技术。

第三个D，针对心源性休克伴恶性心律失常，武汉协和医院联合上海心恒睿研发了首款国产经皮心室辅助装置——D-Omniheart，填补了国内技术空白，授权国家专利6项。

D-Omniheart采用创新性高效泵结构，可实现流量的精准算法控制（2.5L/分钟），同时配备灌注药液功能，能帮助避免心内血栓形成。

2022年8月19日，董念国教授带领团队完成了全国首例经皮心室辅助装置D-Omniheart植入，据董念国教授介绍，患者在ECMO+D-shant分流器1周后左心基本不运动情况下，植入了D-Omniheart，后桥接心脏移植。此例手术的成功开展，也代表着我国急性心源性休克患者实现了微创介入心室内辅助救治技术突破。

总之，在心衰支持治疗器械这一领域，武汉协和团队总计授权国家专利37项，拥有设备完全自主权。目前，D-shant和Extra-VAD已正式提交CFDA审批，准备上市；D-Omniheart尚处于临床试验阶段，但首例植入手术的成功完成对中国心衰患者治疗来说，已经具备里程碑式的意义。

三款产品若能正式进入临床，必将为我国心衰患者的治疗带来新希望。

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24载见“微”知著

找寻新型细胞化瓣膜替代物

除了心室辅助外，董念国教授同样将自己的目光放置于耐久性生物瓣材料的寻找中。

在长达半个世纪的时间里，生物瓣的耐久性一直临床上尚未解决的国际难题。自上世纪90年代末，董念国教授和团队即开始思考如何打破这一难题，更优、更好的解决生物瓣衰败的问题。

直到2003年，团队取得了突破性进展，在国际上首先提出瓣膜材料内皮化可延缓/避免生物瓣的衰败，提高耐久性。如同黑夜里划过一道流星，这一发现点燃了董念国教授的心中熊熊烈火，又促使团队以此为出发点开启了长达24年的基础研究。

整个工作分为三个阶段：

首先，发现细胞化瓣膜材料和延缓衰败的机制。

团队通过研究首先证实了组织引导性瓣膜材料可实现内皮化，瓣膜材料的特异性能招募循环血干细胞，进而诱导瓣膜材料内皮化；若在其中增加些许免疫调节性瓣膜材料则可加速细胞内皮化，同时瓣膜材料可调控免疫微环境，从而促进巨噬细胞极化，诱导瓣膜内皮化。而内皮化瓣膜材料能延缓衰败，且此类瓣膜材料生物相容性优良，植入体内后可有效防止瓣膜钙化。

其次，研发细胞化瓣膜材料及替代物。

在系列研究发现的基础上，团队首创蛋白溶解去细胞方法，以提高去细胞瓣膜的生物相容性，在有效降低瓣膜材料免疫原性同时，保留细胞外基质成分。之后，团队建立了PGG生物交联技术体系，以获得生物力学性能优良的瓣膜材料。此种方式不仅颠覆了已有生物瓣制作工艺，更从根本上破解戊二醛交联引起钙化的世界难题。

虽然经过上述种种，团队已经能获取较为优良的瓣膜材料，但还要经得起第三方生物学的评价、达国家标准和第三方生物学及血流动力学性能评价。

于是，团队建立了标准化的细胞化瓣膜制备工艺，研发出的多款细胞化瓣膜替代物在标准化工艺的制作下，陆续通过了细胞毒性试验、皮内反应试验、迟发型超敏反应试验，急性全身毒性试验，溶血试验等试验，符合国家标准。

达到标准后，董念国教授又使用瓣膜材料在6头实验猪的肺瓣位进行植入，植入后24周瓣膜功能良好，无钙化，代表着团队实现了材料细胞化，瓣膜第三方动物体内评价符合国家标准。现阶段，团队正在12只试验羊开展主动脉瓣位试验，已有4只达3个月观察节点，瓣膜功能良好；第三方大动物体内评价瓣膜组织学染色显示瓣膜材料细胞化良好、蛋白组学结果显示瓣膜材料细胞外机制重塑良好。

最后，细胞化瓣膜替代物临床应用。

新型瓣膜材料在猪肺瓣表现不凡，董念国教授随即带领团队进行了经导管肺动脉瓣置换瓣膜的研制。

结合新型瓣膜材料，团队创新出一款名为D-Penix经导管肺动脉瓣，并于2022年通过医院伦理委员会审查，在2023年5月29日完成了首例D-Penix经导管肺动脉瓣的临床应用，术后患者状态良好。肺动脉瓣研制的同时，团队也开启了新型材料主动脉瓣经导管置换器械的研发。

总体来说，武汉协和医院在心脏瓣膜外科治疗与瓣膜替代物研发关键技术改进领域取得了诸多亮眼成绩，并获得国家级、省级机构的官方认可。

团队累计承担了21项国家级重大/重点心脏瓣膜项目获取资金以支撑研究发展，并在2014年、2022年先后获得湖北省科技进步奖一等奖、湖北省转化医学创新大赛“最具投资价值奖”两大奖项。同时，基于新型细胞化瓣膜替代物研发及临床转化，团队成员累计发表瓣膜论文200余篇，授权国家专利26项。

从心血管外科临床诊疗中发现为题，以临床医生为中心提出创新概念，再通过医工结合由临床医生主导产学研合作，进行设计研发，最终形成原创性D系列临床转化产品，造福广大患者。

“我觉得创新很重要，转化也很重要，只有创新和转化的双翅齐振，才能带领医学飞往更高的高空和更辽阔的天地！”

创新为根，转化为本，董念国教授在此中走出了一条可持续发展之路。他也希望，更多临床医生能扎实地做好创新，进行转化，就像诸多为医学带来革命性进步的先辈一样，用医生的想法为临床进步做出最专业、科学的贡献。