心血管疾病逐年上升，藥物和器械需求增加

心血管疾病是世界第一大死亡因素，在我國死亡人數逐年上升。相關藥物長期應用于高風險人群，效果良好。但由于生活節奏變化，長期預防控制困難，目前急性冠狀綜合征比例上升，病死率持續下降。

對于部分重癥患者，手術和醫療器械仍是唯一選擇。國內冠狀動脈介入治療和冠狀動脈旁路手術數量不斷增長，相關市場持續擴張。

血管支架研發加速，不同路徑交由市場檢驗

國際上由雅培和波士頓科學作為支架系統研發的主流代表，分別采取全生物降解的PLA技術路線和關注支架內皮化的表面處理/部分降解路線。

全降解PLA路線本身仍面對機械強度、代謝產物引發血管狹窄等問題，操作不易，術后支架內血栓問題不低于傳統藥物洗脫支架，同時價格較高，市場推廣或有賴于進一步研發改進。

國內企業研發實力較強，除樂普醫療在PLA全降解支架臨床進度國內領先外，其他企業采取表面納米工藝處理、可降解藥物涂層、新洗脫藥物開發、金屬可降解支架等多種路線，研發成果頻出。

血管支架，研發取向決定未來市場

01血管支架歷史悠久，國內應用持續增長

PCI即經皮冠狀動脈介入治療（percutaneouscoronary intervention），早在上世紀六十年代就有所闡述。自1977年Andreas Gruentzig首例成功手術以來，PCI技術不斷進步，為人類心臟健康提供了重要保障。早期PCI主要通過球囊血管成形術這一方式操作。球囊血管成形術通過機械導管引入氣球至血管狹窄處，通過機械方式擴張，一次性打開閉塞血管。手術本身效果良好，大多數患者在術后血液灌流明顯加快。

但由于PCI手術中機械打開的壓力造成了進行手術的狹窄區血管的血管壁內、中膜組織受損以及動脈粥樣斑塊的斷裂，發展成血管壁張力減退。人體自發的受損修復反應使得狹窄區血管內膜纖維細胞增生，最終造成血管再狹窄。因此，1986年進一步發明了血管內壁支架，作為PCI基本操作的有效補充。

目前支架（全稱為血管內壁支撐器）已成為PCI治療的主要手段。通過支架的無力支撐維持術后血管擴張狀態，同時減少損傷修復影響，可以在較長的時間內防止血管收窄。支架一般采用特殊的合金，制成不同結構的圓筒形，經導管植入于血管狹窄病變處，通過球囊過賬，保持血流通暢，增大灌流。

在我國醫療器械領域中，血管支架是目前國產化率不斷提升，研發成果頻出的重要領域。隨著相關病例的不斷上升，手術總數和器械市場不斷擴張。目前血管支架總需求高，同時進口替代過程已基本完成，業內公司技術普遍提升。在同質化競爭日益激烈的同時，不同公司選擇了不同的研發策略試圖出奇制勝。

近幾年來，國家食藥監總局先后出臺了一系列的法規文件，加大了血管支架領域公司和產品的審批力度。同時，隨著國產心臟支架市場占比不斷上升和招標價格受限下降，心臟支架的價格距本世紀初已下降一半以上。競爭加劇的同時，血管支架帶來的長期服藥需求，以及并未完全解決的支架內血栓問題，為市場研發提出了新的方向。

02研發創新競爭激烈，國內藥物洗脫支架跟隨主流

為增加產品競爭力，目前相關業內公司依舊保持了高額的研發投入趨勢。在國際上，血管支架主要由雅培、波士頓科學、美敦力等巨頭所壟斷。在產品更新換代方面，除雅培已推出新一代全吸收式生物血管支架外，市場上仍舊以藥物洗脫支架及相關變種作為主導產品。在國內，國產藥物洗脫支架已占使用總數的八成以上。

最早的支架，也是目前大多數支架的結構基礎是金屬裸支架（Bare Metal Stent，BMS）。金屬（早期以不銹鋼為主）的延展性和支撐性構成了維持支架物理性擴張的基礎。但是金屬裸支架本身的組織不相容性導致了對患處的長期刺激，特別是表面處理不夠等問題破壞血管內壁平滑結構。同時炎癥反應刺激內皮細胞，導致血管再狹窄和支架內血栓，相關術后恢復問題依舊突出。

為解決這一問題，藥物洗脫支架（Drug-eluting Stent，DES）應運而生。藥物洗脫支架以金屬裸支架作為結構基礎，在其上附著有生物相性較好的涂層和緩釋藥物，減少對血管壁刺激的同時抑制內膜纖維細胞增生。目前主流應用的洗脫藥物包括紫杉醇、雷帕霉素（含依維莫司）等。

根據目前的臨床研究，雷帕霉素仍是藥物洗脫支架的主流。紫杉醇僅在雷帕霉素過敏的情況下進行考慮，本身應用在消退。除此以外，依維莫司作為雷帕霉素衍生物，臨床應用良好，目前更多為進口產品所采用。現有藥物洗脫支架已使患者基本擺脫了長期的藥物需求。

三氧化二砷作用機理類似于雷帕霉素，都是通過短期抑制內皮細胞急速增生，長期輔助支架融入血管內層，被內皮細胞覆蓋達到穩定內皮化。三氧化二砷部分降解支架是美中雙和獨有的創新產品，但其目前新的臨床研究主要集中在國內，國際認可度和推廣仍面臨較高阻力。

雖然藥物洗脫支架較為成功的解決了再狹窄問題，但金屬支架長期存在于血管之中，本身對于血管壁內皮重構仍有負面作用，對于血管的正常收縮舒張亦有一定影響。特別是當支架原位的血管再狹窄發生時，原有的金屬支架內部難以展開新的支架，為二次治療增添了障礙。

針對藥物洗脫支架的問題，一個解決方案是使固體支架在完成使命后逐漸消失。雅培（Abbott）選取人體可吸收材料，試圖使得支架主體在2-3年的時間內逐步降解，最終除支架邊緣的鉑金指示物外不在血管中殘留任何成分。

03內皮化是研發最終目標，路徑選擇仍有爭議

雅培的Absorb GT1是目前唯一獲得美國、歐洲上市許可的完全可降解支架。與在歐洲2011年即獲批上市不同，Aborsb在美國FDA的申請之路多有波折。雖然最終臨床結果證明Absorb GT1在血管直徑大于2.5mm的患者體內與藥物洗脫支架基本一致，但相關安全性的質疑遠未停止。臨床數據中主要心臟不良事件發生率和支架內血栓發生率雖統計不顯著，但仍高于藥物洗脫支架。

真正最早應用于人體的是日本研發的玉井-伊垣支架（Igaki-Tamai支架），也屬于可降解PLA材質，生產商是京都醫療設計有限公司。該支架系統同樣面臨著注冊難題，歐洲臨床研發之路頗為不順。自1998年首例成功手術以來，Igaki-Tamai支架已經過多年隨訪，隨訪結果顯示支架完全被吸收，死亡病例并不高。但目前該系列僅有以Igaki-Tamai為基礎的REMEDY生物可降解周邊血管支架成功獲批上市，在歐洲用于下肢血管支架手術使用。

從目前的研發狀況來看，可降解支架基本是在成熟的藥物洗脫支架基礎上研發而來，主體在于材質創新。雅培的Absorb GT1系統于美國當地時間2016年7月5日獲得了美國食品藥品監督管理局（FDA）的上市批準。其短期臨床結果與雅培早先的主流藥物洗脫支架Xience相似。Absorb使用與Xience相同的表面結構（即雅培注冊的Multi-link式樣），同時沿用Xience的依維莫司（everolimus，即雷帕霉素sirolimus的衍生物）作為洗脫藥物。

值得注意的是，可降解PLA路線本身有諸多問題。PLA（polylacticacid）是聚乳酸的簡寫，在生物醫學工程上已被應用于手術縫合線、骨釘、骨板等領域。PLA在人體內可逐步降解為可溶性的乳酸，經過半年到兩年左右降解完畢。但機械強度、代謝產物等問題一直困擾PLA可吸收支架。

其實從長期效應來看，金屬支架殘留最主要的問題是影響血管術后正常收縮，但這一因素并非在所有患者身上都是決定性影響。特別是對于適合球囊擴張的分支血管以及更適合冠狀動脈旁路移植（心臟搭橋）多支血管病變/單支長程血管病變。在所有情況下都追求血管支架有良好的表現有過分苛求之嫌。

即使不考慮目前Absorb等完全降解支架高昂的價格，相對而言支架放置后血管是否能較快的成功內皮化才是真正的檢驗標準。快速內皮化有助于防止血管再狹窄和支架內血栓形成，更有效保護患者長期的生命安全。

從國際上看，波士頓科學的SYNERGY支架系統就采用了與雅培不同的實施路線。Synergy于2012年在歐洲獲批上市，稍早于Absorb于2015年10月在美國獲批。與Absorb的研發路徑類似的是，Synergy亦大幅沿用了波士頓科學前代DES產品PROMUS Element的相關工藝，包括結構和緩釋藥物。

與Absorb的完全吸收不同，Synergy最終殘留較薄的金屬支架，可稱之為不完全可降解支架。Synergy的金屬支架部分最終會被內皮化的血管內壁細胞所包裹，減少支架對患處的刺激，從而規避支架內血栓的形成。相對Absorb而言，Synergy更為傳統，關注的是一直作為研發焦點的表面處理工藝，選擇了對表面涂層模式和藥物釋放時間控制進行創新而非徹底改變支架狀態。

Synergy在結構上同樣沿用了波士頓科學自身早先的PROMUS系列的金屬底架的基本結構，以極薄（74微米）的鉑鉻合金作為結構基礎，使用比一般涂層更薄（4微米）的可降解PLA作為藥物釋放涂層，替換PROMUS系列的表面聚合物涂層置于合金骨架表面（與血管壁接觸的管腔面）。

Synergy的PLA涂層在安裝后3個月的時間即基本降解完畢，這一降解速度高于目前同類產品，同時隨聚合物降解可有效釋放洗脫藥物，減少對內皮組織的不當刺激。這些特點都顯示了Synergy立足于血管內皮化的研發導向。

04國產支架企業加強研發，最終結果由市場檢驗

與雅培和波士頓科學的分歧相應，國內企業研發路徑也主要有兩種：以樂普醫療為代表的技術研發型企業追隨雅培，借助自身已有的成熟DES工藝和結構，以PLA可降解材料和完全可降解支架為主要研發方向；以美中雙和為代表的另一種工藝研發型企業選擇在現有藥物洗脫支架的基礎上進行進一步研發改造，改善表面處理、藥物釋放或其他工藝，提升內皮化效果。

我國國內目前以藥物洗脫支架DES為主，相關技術水準已與國際水準接近。國內主流DES洗脫藥物主要采用雷帕霉素（樂普醫療等）、紫杉醇（垠藝生物）、三氧化二砷（美中雙和）三種。

樂普醫療等企業跟隨雅培的研發進度較為積極。目前樂普醫療臨床速度最快，可降解支架進入特別審批程序，有分析認為可望于2018年上半年成為國內首家獲批品種，公司自身準備在歐洲進行臨床試驗，對盡早在國內上市抱有信心。

除了樂普以外，復旦大學附屬中山醫院心內科主任、中國科學院院士葛均波教授牽頭的XINSORB也進入了創新醫療器械特別審批程序。葛均波教授被認為是國內最早進行的完全可降解支架研發。XINSORB基本工藝與Absorb相類似，采用PLA為支架材料，同樣在兩側有定位標識。

全降解支架除了PLA研發路線以外，金屬降解支架路線也是主流研發方向。國內上海交大、中科院金屬所等均有開展相關研發工作。該路徑包括鎂合金支架、鐵基支架等，相對PLA而言機械性能和顯影性更好，但降解速度不易控制，同時金屬離子在體內副作用有待研究。其他高強度可降解有機高分子材料也有小規模研發涉及。

在國際上，德國Biotronik（百多力）公司的DREAMS系列支架是最早研發的金屬可降解支架。DREAMS以可被吸收的鎂離子金屬作為基礎，覆蓋有生物可降解的聚合物/抗增生Limus藥物涂層，最終在血管內完全降解。

另一條主要研發路線以吉威醫療為代表，保持了不能降解的剛性骨架，更為關注支架植入后血管內皮化的情況。吉威醫療的愛克塞爾（EXCEL）支架在技術路線上類似波士頓科學的SYNERGY，在不銹鋼上覆蓋單面可降解藥物涂層。

微創醫療的Firehawk冠脈雷帕霉素靶向洗脫支架系統（Target Eluting Stent，TES）也采取了這一路線。Firehawk被公司稱為“全球第一及唯一的靶向洗脫支架系統”，主要思路是減少藥物涂層面積和藥物總量，平均金屬覆蓋率14.0-16.1%。公司稱該支架為全球最低載藥量支架，通過“同類產品1/3載藥量獲得相同的有效性”。在結構上與EXCEL、SYNERGY相似，通過金屬支架血管壁側定向凹槽，借助3D打印進行藥物填充，以控制藥物釋放、減少載藥和聚合物裝量，加速血管內皮化。

此外，更為穩定的藥物釋放工藝、血管壁側金屬支架納米處理、金屬支架直接連接釋放藥物去除有不良影響的高分子層等等研發路徑均有國內支架生產企業予以研發，以血管更快內皮化為導向的產品在臨床上也有不俗的表現。

以Absorb和SYNERGY為代表的全降解和金屬結構支撐加強表面處理兩大主流方向各有優劣，更新研發仍在展開。從現有技術發展和臨床效果來看，PLA全降解不能完全解決相關問題。未來更新換代的全降解支架和金屬基礎支架誰將最終勝出，仍要靠臨床和市場檢驗。

目前我國上市公司中，相關支架企業研發實力強勁，在相關領域緊跟國際巨頭。技術和管理進步較快，國內市場表現不遜于外國市場，并初步布局海外市場。特別是在國內藥物洗脫支架領域，國內產品表現良好，已占有八成以上份額。

國家對支架等高價值醫療器材行業一方面嚴格質量監管，提高進入門檻；一方面加強支持，出臺了多部相關政策，如發改委將球囊擴張導管和心腦血管支架、人工瓣膜列入戰略性新興產業重點產品指導目錄，國務院《中國制造2025》也將全降解血管支架等高值醫用耗材列入發展重點。

延伸閱讀：

心血管疾病——最應得到控制的死亡因素

01心血管疾病死亡率高，嚴重影響國民健康

心血管疾病（cardiovascular disease，CVD）指的是與心臟或血管相關的疾病。通常包括冠心病、腦血管病/中風、高血壓性心臟病、風濕/類風濕性心臟病、先天性心臟病、動脈瘤、心肌病變、心內膜炎、深靜脈血栓和肺栓塞以及周圍末梢動脈血管疾病等。

CVD是世界范圍的頭號健康殺手，根據WHO估計，CVD已成為全球的頭號致死因素，每年死于心血管疾病的人數多于任何其它疾病/事故。WHO估計在2012年有1750萬人死于心血管疾病，占全球死亡總數的31％，其中740萬人死于冠心病，670萬人死于中風。特別是在1600萬由非傳染性疾病導致的七十歲以下死亡中，有高達37%由心血管疾病造成。

心腦血管疾病是我國城市第一大致死因素

資料來源：統計局，民生證券研究院

心臟病發作和中風的病因通常由多個危險因素共同導致。常見的危險因素包括：吸煙/二手煙危害、不健康飲食/過度肥胖、缺乏身體活動、濫用酒精、高血壓、糖尿病和高脂血癥等等。其中大多數因素是可以被預防的，但由于現代生活節奏和長期管理困難，使得CVD成為最不必要的死亡因素之一。據研究報告，在歐洲到2020年每年由心血管疾病造成的經濟損失將達到1620億美元。我國以北京地區為例，心血管病傷殘損失壽命總量據估計為317812.67人年，即每千人殘損失壽命23.99人年，嚴重影響居民身體健康和始終供不應求的公共衛生資源。

WHO認為各國政府可以通過執行全面戰略預防主要的心血管疾病危險性因素，并對心血管疾病患者或者高危人員（因存在一種或多種危險因素，如高血壓、糖尿病、高脂血癥或原先患有的疾病）提供咨詢和適當的早期藥物管理。WHO數據統計表明，我國及其他西太平洋發展中國家中，同時具備吸煙、高膽固醇、糖尿病和高血壓的中老年人群與心血管風險事件有較高的相關性，應該特別加強預防性管理和日常控制。

02藥物治療長期應用，手術器械不斷進步

目前，心血管疾病主要依靠藥物治療，患者普遍習慣于相關慢病管理流程。藥品廠家收益高，創新藥物不斷出現，現有藥物效果亦已得到多年臨床驗證。特別是阿司匹林，除了鎮痛、消炎、解熱之外，長期低劑量服用可預防心臟病、中風和血栓，延緩心血管疾病發病進程。同時阿司匹林藥片的生產工藝成熟、售價低廉，已成為第三世界國家廣泛使用的常用藥，每年全球消費量超過四萬噸。

出于安全和經濟性考慮，大多數情況下醫患雙方均傾向于藥物和保守治療。但在特殊情況下，對于重癥患者，特別是心臟本身遭到器質性、非可逆侵害的患者，藥物應用也有其局限性。必要時手術及相關手術器械的使用亦比較成熟。除先天性缺損等不得不采用的情況外，由于粥樣動脈硬化導致冠狀動脈病變、心臟瓣膜嚴重受損等，介入治療甚至心臟手術、心臟移植等直接治療手段已成為患者的必要選項。

目前在臨床上，對藥物控制不良的血液動力學不穩定或心原性休克、危及生命的心律失常/停搏、心肌梗死并發癥、急性心力衰竭等進行緊急皮冠狀動脈介入治療；對顯著左主干狹窄或涉及狹窄近端血管病變等情況進行冠狀動脈旁路手術（搭橋）；終末期心力衰竭或嚴重冠狀動脈疾病且藥物和手術治療無效時考慮心臟移植等。

人工心臟研發取得進步，或解決“核心”問題

人工心臟一直是心血管領域的明珠。自1937年蘇聯科學家Vladimir Demikhov首次為狗安裝人工心臟以來，關于人工心臟的研究工作一直受到學界和各國主管機構重視。1952年，第一例成功應用于人體的人工心臟Dodrill-GMR被應用于韋恩州立大學哈伯醫院的一次心臟外科手術中暫時代替左心室功能。1964年，NIH（美國國立衛生研究院）正式啟動人工心臟項目。1966年，第一臺部分人工心臟（LVAD，用于輔助左心室功能）植入手術成功。1969年，首個整體人工心臟（total artificial heart，TAH）在德克薩斯心臟研究所成功用于心臟移植前代替患者原先心臟行使功能。

目前，大多數人工心臟仍用于為重度心臟病患者獲得成功的心臟移植手術前暫時使用。但隨著技術進步，人工心臟應用效果改善，患者存活率逐漸上升，部分患者長期使用人工心臟長達數年。

現有人工心臟已擺脫了之前復雜的輔助設備。目前SynCardia的人工心臟可以通過便攜設備使患者獨立活動，在家進行電量補充，甚至可以進行輕度鍛煉等活動，給予患者更好的生存體驗和體能儲備。

除了整體人工心臟外，輔助人工心臟應用更為廣泛。輔助人工心臟包括左心輔助（LVAD）、右心輔助（RVAD）、雙心輔助（BiVAD）三種，對左右心室進行搏動輔助，用于不同的病情。

輔助人工心臟技術相對成熟，患者適應更好，部分（特別是LVAD）已被用于患者終生治療。相對完整人工心臟而言，輔助人工心臟產品更為便宜、技術路線和手術難度更低，患者生存率更高。但輔助人工心臟需在保留患者心臟的狀態下植入，對患者的病情發展有所要求，限制了輔助人工心臟的進一步廣泛使用。

輔助人工心臟目前主要亦應用于心臟移植前間歇的短時間代替作用。已有部分患者使用輔助人工心臟作為心臟恢復期輔助設備，最終可經二次手術去除輔助人工心臟恢復健康。同時隨著技術進步，越來越多的患者經評估建議使用輔助人工心臟長期生存，更為便捷長效近似于起搏器的輔助人工心臟成為發展方向。

心臟移植手術高度依賴捐獻者。目前各國心臟捐獻者總數仍舊缺乏，心臟手術數目增長長期停滯。在短期捐獻心臟供應難以滿足日益增長的心源需求，非人體培養的其他生物心臟的技術瓶頸和倫理問題尚未解決。

在可預見的未來，人工心臟設備的重要性將會繼續上升。隨著技術改進和產品價格進一步下降，全球市場有望繼續保持高速增長。我國創新性企業目前已進入心臟起搏器和人工瓣膜等高新領域，未來介入人工心臟研發競爭可期，相關技術進步將為心血管醫療器械企業帶來新的機會。

心臟移植手術主要集中在美國和歐洲

資料來源：J Heart Lung Transplant，民生證券研究院

美國心臟捐獻者來源分布與采用率

資料來源：K.K.Khush et al.，民生證券研究院

美國心臟捐獻者數量趨向穩定

資料來源：K.K.Khush et al.，民生證券研究院

來源：民生醫藥