日前，华中科技大学同济医学院附属协和医院就“细胞化生物材料发明及其应用相关技术”发布了科技成果转化现金奖励信息公示。根据公示内容，该技术将以2000万元加上销售提成的方式转让给北京某医疗器械公司，本次到账金额 100 万元，相关现金奖励将发放给核心贡献人员。
根据公示信息，该交易涉及 15 项知识产权，包括 11 项中国发明专利、3 项中国实用新型专利及 1 项美国专利，由华中科技大学同济医学院附属协和医院的心血管研究团队共同完成。
团队成员包括多位在心血管疾病治疗及再生医学领域拥有深厚造诣的专家教授。领衔专家董念国为国内心血管外科领域专家、二级教授，现任华中科技大学同济医学院附属协和医院心脏大血管外科主任、心血管病研究所所长。他长期专注于心脏瓣膜病的基础研究与临床实践，作为首席科学家主持国家高技术研究发展计划“863计划”、“十二五”科技支撑计划、国家重点研发计划及国家自然科学基金重点项目等国家级重大/重点项目12项，以第一发明人身份授权专利30项，曾以第一完成人获国家科技进步二等奖。
其他成员则聚焦于组织工程、生物材料开发以及医疗器械创新等领域，致力于将最新研究成果转化为实际医疗产品和服务。
该专利组合隶属于高端医疗器械与再生医学的交叉领域，具体涉及一种新型心脏瓣膜材料的设计、制备及其在临床上的应用性能评估。其核心技术围绕脱细胞心瓣（DHV）展开，通过化学修饰或药物涂层赋予其抗钙化、抗血栓、促内皮化及体内再生的能力，从而解决现有心脏瓣膜替代物存在的局限性问题。特别是其中采用的自膨胀式镍钛合金大网孔支架结构，结合猪心包组织制成的环上瓣设计，不仅便于经导管输送，还能显著增强径向支撑力并有效防止瓣周漏，为患者提供更为安全且有效的治疗选择。
此外，为确保这一系列先进的瓣膜产品能够顺利从研发阶段过渡至临床应用，团队还研发了多种配套装置与技术，包括瓣膜装载器、运输箱及体外动态培养平台等，构建了一个涵盖研发、生产和应用全链条的技术体系，为心脏瓣膜疾病的个性化精准治疗提供了坚实的技术支撑。
心脏瓣膜病是由多种病因引发的心脏瓣膜狭窄和/或反流性疾病，属于高发病率和高死亡率的心血管疾病。全球约有2.09亿患者，而我国现患人数已超过2500万。该病会导致心脏发生病理改变，引发劳力性呼吸困难、乏力、活动耐力下降等症状，严重时甚至危及生命。随着人口老龄化趋势的加剧，其发病率仍在逐年上升。
在临床治疗中，瓣膜置换手术是最为核心的手段。预计到2050年，全球每年的瓣膜置换需求量将达到85万枚。目前，主流的瓣膜替代产品主要分为两大类：一类是机械瓣，另一类则是生物瓣。
机械瓣通过人工机械结构来模拟瓣膜的功能，而生物瓣则通常采用猪主动脉瓣、牛心包等动物源组织经过特殊处理制成。除此之外，还有去细胞瓣膜等组织工程瓣膜支架材料，以及通过导管介入方式植入的人工瓣膜假体等衍生产品。
机械瓣虽具有较好的耐久性，但患者需终身服用抗凝药物，这不仅增加了出血和血栓栓塞的风险，而且瓣膜开闭时产生的噪音较大，对生活质量造成严重影响。生物瓣虽无需长期抗凝，却容易发生钙化衰败，平均使用寿命仅为10-15年，患者往往需要面临二次手术。尤其是儿童患者由于瓣膜无法随生长发育自主适配，多次手术难以避免。
且生物瓣目前以动物源为主，单纯去细胞瓣膜植入后，因缺乏自体内皮细胞的有效覆盖，表面易吸附血浆蛋白，进而促进血小板和白细胞粘附活化，增加了血栓形成与栓塞的风险。这不仅影响瓣膜功能，还阻碍了瓣膜的重塑再生进程。
相比之下，人源生物瓣膜源自人类自身组织或通过人体细胞诱导分化构建，因而更易与人体组织相兼容，免疫排斥风险低。此外，人源瓣膜更易实现与人体原生解剖结构的精准匹配，且理论上具备随人体生长和修复的再生潜力。
但在技术实现过程中，人源心脏瓣膜的开发面临多重技术瓶颈：
首先，种子细胞的获取存在困难。传统的从受体体内提取自体血管内皮细胞的方法会损伤受体血管，且细胞增殖能力较差，难以满足临床所需的规模。此外，骨髓间充质干细胞的诱导分化效率极低，无法稳定提供足量的种子细胞。
其次，细胞与支架的融合效果不理想。体外静态接种培养导致细胞接种不均匀，与支架连接松散，植入人体后易被体液循环冲走，难以形成完整的功能性细胞层。
再次，瓣膜材料性能不足。目前产业界缺乏兼具良好血液相容性、抗钙化、抗血栓形成且能支持体内重塑再生的材料，且难以构建出与天然瓣膜一致的复杂三维结构。
最后，细胞培养与实验技术受限。瓣膜存在明显的各向异性且表面凹凸不平，难以制造规整的细胞迁移实验环境，同时缺乏适配的动态培养设备，无法模拟人体体内环境实现稳定培养。
正是如此，本次转化的人源心脏瓣膜，团队需要构建了从种细胞制备、瓣膜材料修饰，到培养器械与临床辅助设备的完整技术体系，才能成功解决传统瓣膜替代物抗凝依赖、易钙化衰败、无法自主生长的核心痛点。
同时，该技术还突破了人源心脏瓣膜开发过程中种子细胞获取难、细胞与支架融合差、材料生物相容性不足等技术瓶颈，为心脏瓣膜疾病治疗提供了更安全、长效、适配性更强的解决方案。
该技术成果在技术创新、产品性能及专利布局上形成多重核心优势，构建了全方位的技术壁垒。
在技术创新领域，细胞制备技术取得了显著突破。创新开发的多能干细胞定向分化方案，通过磁珠分选后，双阳性细胞纯度高达99.4%，有效解决了种子细胞获取困难、规模受限的问题。此外，借助慢病毒介导的永生化技术，瓣膜间质细胞可实现连续传代超过40代，无需反复提取人体组织，从而大幅降低了研究成本。
材料修饰技术方面也实现了重大进展。首创的铜离子+GDF11修饰去细胞瓣膜、聚多巴胺-壳聚糖衣康酸层层自组装等抗钙化方案，以及采用核苷二醛替代戊二醛的低毒修饰技术，从源头上解决了生物瓣钙化衰败的难题。基于生物正交反应的纳米颗粒载药系统，还能实现抗钙化药物的靶向递送，显著减少全身副作用。
在培养与实验设备方面，创新研发的动态加压细胞接种器通过80-120mmHg的精准加压与垂直旋转培养，确保细胞均匀接种并深入支架内部。3D心脏瓣膜类器官培育器通过正反盒体设计与微孔半透膜、镂空托板的组合，成功构建了“内皮-间质-内皮”三层结构，有效避免细胞凋亡。此外，细胞迁移实验装置采用弹性接触垫与防粘板设计，解决了瓣膜表面划痕不规整、悬液渗漏的问题，大幅提升了实验的精确度。
在产品优势方面，经过修饰的生物瓣膜具备抗血栓、抗钙化和促进内皮化三重特性。体内实验结果显示，无明显钙化结节，其力学性能与天然瓣膜高度匹配。组织工程瓣膜能够实现自主重塑再生，尤其适合儿童患者的生长需求，有效避免二次手术。
此外，产品的安全兼容性显著提升，采用患者自体iPSCs分化的种子细胞，极大降低了免疫排斥风险。瓣膜修饰材料选用聚氨酯、聚乙丙交酯等生物相容性材质，细胞毒性检测表明活细胞率高，体内植入后未观察到明显炎症反应。
在操作便捷性方面，产品适配临床场景，配套开发的平板流动反应腔、瓣膜装载器及装载辅助装置等，实现了从动态培养到临床植入的全流程无缝衔接。瓣膜支架采用自膨胀大网孔结构，冠脉入路更为便捷，定位夹与密封套的设计有效降低了瓣周漏的风险。
在专利布局方面，15项专利构建了“细胞制备—材料修饰—设备研发—临床应用”的完整保护体系，涵盖了干细胞分化、瓣膜修饰、培养器械、辅助装置等核心环节，不存在技术断点。同时，公司拥有中国发明专利、实用新型专利及美国专利。其中美国专利专注于去细胞瓣膜复合材料，为技术的国际化推广奠定了坚实基础，进一步拓宽了市场覆盖范围。
保护维度多元化，既包括细胞分化方法、材料制备工艺等核心技术专利，也涉及培养腔、装载器等实用设备专利，同时覆盖抗钙化、靶向给药等关键功能改进，形成了多维度技术壁垒，难以被替代。
心脏瓣膜病治疗正迎来一场由“惰性替代”向“活性再生”转变的技术革命。根据有限的检索能力，我们目前尚未发现全球具备体内生长与重塑能力的商业化完全人源化组织工程心脏瓣膜，但多个国家的顶尖科研团队与初创企业已进入临床转化的关键阶段。
在国内，除了华中科技大学的研发团队外，中国医学科学院阜外医院、浙江大学等机构也在生物材料改性、干细胞定向分化及瓣膜类器官模型等领域开展系统性攻关。
在国际上，荷兰-法国联合创立的Xeltis公司处于领跑地位。其基于可吸收高分子材料（PEUU）开发的无细胞TEHV产品，通过植入后引导宿主细胞自然浸润与组织重塑，已成功完成全球首例儿科患者植入（2022年），并持续推进I/II期临床试验（NCT04983776），初步数据显示良好的安全性和组织再生潜力。
美国Foldax公司则另辟蹊径，采用重组人胶原蛋白与合成聚合物构建非戊二醛交联的“TissueForm™”生物瓣，获FDA“突破性器械”认定，虽仍属生物瓣范畴，但其人源化材料设计显著提升了抗钙化与耐久性。
此外，哈佛医学院波士顿儿童医院、荷兰埃因霍温理工大学及瑞士苏黎世大学等学术机构，在自体干细胞接种、动态生物反应器培养、3D仿生打印等方向持续产出前沿成果，为TEHV的长期功能稳定性提供理论支撑。
尽管挑战犹存，但随着材料科学、干细胞技术和再生医学的交叉融合，新一代“活”的心脏瓣膜正从实验室稳步走向临床，有望在未来十年内为数百万瓣膜病患者，尤其是儿童群体，带来无需反复手术、可伴随生长的终极治疗方案。
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