血管，就是人和动物体内血液流通的管道。如果不是潜心研发人工血管，中国医学科学院阜外医院的欧阳晨曦教授也不会想明白，为何临床用了几十年的人工血管效果总是差强人意，为何人工血管要兼顾抗炎、抗栓、不怕扎、有弹性、耐老化等诸多特性。

图为人工血管样品。

首次进入临床

获主刀医生认可

去年底，一位64岁男性因巨大腹主动脉瘤合并双侧髂内动脉瘤在中国医学科学院阜外医院手术。术中，该院血管中心主任舒畅教授带领团队用聚氨酯人工血管置换了患者的腹主动脉。经随访，患者基本康复。

这台手术最吸引人的是术中采用的人工血管，这是中国医学科学院阜外医院血管外科欧阳晨曦教授与武汉纺织大学教授徐卫林经十五年研发而成的聚氨酯人工血管，这也是它首次用于腹主动脉置换术。

该患者瘤颈扭曲成角，目前流行的腔内治疗不仅难度大、费用高，手术效果也难以保证，且双侧髂内动脉无法保留。而开放手术可以在矫正瘤颈成角的同时彻底切除腹主动脉瘤。结合患者的病理特点，舒畅教授决定采用人工血管来替换病变血管。

手术中，医生团队从主动脉阻断到人工血管完全置换完毕并且开放循环，仅用了75分钟，术中未输血。术后，舒畅教授对人工血管的抗渗血效果、易缝合性能与防渗血性能给予了高度评价。患者第二天即转出监护病房，术后很快出院。

“聚氨酯人工血管”柔顺性好，防针眼渗血和抗凝血效果好，且具有一定抗感染作用。

巨大临床需求

需要优质产品满足

欧阳晨曦介绍，不只是主动脉夹层和腹主动脉瘤等主动脉疾病，还有冠脉搭桥手术、血液透析患者动静脉造瘘等，如果能有性能优异的人工血管，这些疾病的治疗都会变得更加轻松。依据中国患者数量估算，到2023年，中国人工血管市场年需求量约为283万根，按照每根2万元测算，可产生566亿元经济效益。

此前，临床大多使用进口人工血管，治疗费用较高，令不少患者失去了治疗机会。更为重要的是，进口人工血管也不够完美。例如，有些人工血管虽然足够结实，但防渗血性能差，一台手术往往要多花费1小时~2小时用于止血，给手术操作者带来不少困扰。再比如，临床需要耐压性能更好的大口径人工血管，因担心出现动脉瘤，几乎没有厂家生产。

“我们的患者数量庞大，因此我们需要研发本土人工血管，这样才能依据我们的患者需求进行调整，才能降低治疗费用，让更多患者受益。”欧阳晨曦说。

图为人工血管样品。

三层仿生工艺

实现“刚柔并济”

人工血管看起来似乎没什么技术含量，投身其中十五年的欧阳晨曦却很清楚，让人工血管像真的血管那样完美，其实相当困难。

早在1952年，国外学者Voorhees首次研制出维纶人造血管，并于次年用于临床。之后，各国医学科研人员研发人工血管的念头就未曾中断。经过几十年摸索，人工血管的研发方向越来越清晰，它应该同时具备良好的组织相容性、血液相容性，有不易形成血栓、性能稳定、可塑性好、力学强度好、有弹性等特点。

然而什么材料才能同时具备这些特点呢？从涤纶、聚氨酯到蚕丝，人们尝试使用的材料五花八门。欧阳晨曦举例，聚氨酯材料生物相容性良好，抗炎性能优异，植入动物体内产生的局部排斥反应轻微，不容易与周围组织粘连，然而它的强度不够，无法像天然血管那样结实耐用。涤纶材料也曾用于人工血管，它具有更好的强度，但防渗血性能差，植入后会不断渗血，术后更是会有严重的组织粘连。还有桑蚕丝，由于难以抵抗血液的浸润和腐蚀，植入体内短短一年就可能发生破裂。

此外，还有很多血管天然具备的素质，人们早就习以为常，但在研制人工血管的时候，就必须认真考虑。比如，开发大口径人工血管，弹性是需要认真考虑的，毕竟人体需要大血管帮助调节血压；用于动静脉造瘘的血管，需要在经受反复穿刺后仍不老化、不渗血。

不只是血管本身，血液也是必须考虑的因素。血液很“娇气”，一旦它把人工血管设定为异物，就会发生炎症反应，进而形成血栓。

综合考虑了上述各种因素，潜心研究多年后，欧阳晨曦和徐卫林教授一起，创造性地将聚氨酯和涤纶作为基本材料，模仿人体血管的三层结构，制造出了与人体血管结构相似、功能相近的高仿生人工血管。

“聚氨酯人工血管”模拟人体血管的三层结构。

临床前实验

用数据给出答案

人工血管能否用于临床，欧阳晨曦团队在一系列基础和临床前研究中不断摸索前进。

在表面结构研究中，他们利用纺丝工艺优化完成的人工血管内外表面，可使人工血管内表面内皮攀附良好。在血管中层的制作中，他们加入涤纶线编织层，使人工血管的抗断裂能力显著提高。在编织层选择聚氨酯作为复合层，使人工血管具有良好的回复性能。

此外，还有顺应性、渗水性、血管撕裂性能、耐穿刺性能、抗老化性能等，一系列数据都得到满意答案后，团队将人工血管用于实验动物，经长期观察证实它拥有很好的组织相容性。

据欧阳晨曦介绍，接下来将由阜外医院作为牵头单位，国内10多家知名医院参与，正式进行该人工血管的临床试验。预计将在2年时间内完成200多例临床研究。如能最终实现产品上市，这一材料学上的创新将彻底改变统治全球60多年的以涤纶和ePTFE（聚四氟乙烯）为主要材料的人工血管产品。

中国医学科学院阜外医院血管外科  欧阳晨曦

科研述评：医学创新 试错机会并不多

医生远比一般人更了解患者和临床的需求。而患者需求就是医学科研的重要方向之一。有了研发的方向，接下来，循着想法开始做基础研究，转化成产品，再回到临床上应用调适，最终产业化，这是一个漫长又艰难的过程。

医生可以有丰富的临床经验和扎实的基础研究功底，但材料学、工程力学等工科领域，始终是医学科研人员的“短板”，因此好的医工结合创新，无论“医”还是“工”都需要优秀的团队。

医生做科研也许很在行，但与投资人接触，让科研成果在临床转化的过程中，获得更多人员、技术、资金支持，是很多科研人员比较犯怵的。幸运的是，无论是国家、各大科研院校还是医疗机构，对于科研创新的支持力度都在不断加强。以中国医学科学院阜外医院为例，成立的科研转化平台为医生做科研、做转化提供了很多便利条件，让投身科研的医务工作者没有后顾之忧。

上述创新环境、合作团队等是所有科研创新共同面临的问题，会有各方人员共同努力来解决。而在医疗行业创业，我们还需要面临一个独特的困难——医学创新几乎没有“试错”机会。

医疗行业是一个技术门槛很高的行业，每一个新产品、新技术、新理念走向临床，都会直接关系到万千患者的生命健康。整个研发过程无比漫长，像一个巨大的时空盲盒，不到最后一刻，产品是好是坏谁也说不清。而一旦结果不好， 根据市场反馈来调整的机会几乎为“零”。

因此，在医学创新前期的研发过程中，每一步、每一个环节都需要反复求证、谨慎行事。否则，从基础试验、临床试验，甚至到产品转化前，都可能被画上终止符。

在创新中，科研人员除了可以借助中国医学科学院阜外医院科研转化平台等院内力量外，还可以有其他选择。目前，CDMO、CRO、SMO等第三方企业组织形式的快速发展，可以为产品研发的每个环节进行把控与验证，为那些有创新想法和点子却无法进行成果转化的科研人员，提供从产品工艺开发、原材料筛选、样品生产、注册检验、临床评价等方面全方位的服务与指导，大大缩短了从想法变成现实的时间。可以解决科研人员的后顾之忧，提高科技成果转化效率，解决目前国家所面临的科技成果转化率低等问题，将加速推进具有自主知识产权的国有产品上市。

来源：2021年4月7日《健康报》“医视野·学术”版