科创中国

项目针对传统不可降解血管支架永久存留血管内易导致血管收缩和舒张功能障碍、异物炎性反应、再狭窄等问题，研发了适合临床应用要求、可有效支撑血管9个月以上、抗老化、高强韧和生物相容性良好的全降解锌合金血管支架产品技术（该项目成果可广泛应用于包括可降解冠脉血管支架、外周血管支架、颅脑血管支架以及儿童用各类血管支架等）。项目解决了如下关键科学与技术问题： 1）全降解血管支架用锌合金材料的强韧化（抗老化、加工硬化）设计以及血管支架用锌合金材料的熔体净化与凝固控制相关的制备技术问题； 2）血管支架用锌合金毛细管材精密加工技术，血管支架用微管加工技术达到国际先进水平（管材外径Φ1.0-4.0mm，长度≥100cm，管壁厚度0.10-0.2mm，壁厚公差≤4%）： 3）锌合金血管支架的结构优化设计，解决了锌合金支架扩张过程中应力集中的问题。 4) 锌合金支架表面细胞选择性生长、促内皮化的功能涂层技术； 5) 锌合金血管支架的动物体内降解行为及其生物安全性和有效性验证技术。

1）成功解决了锌合金支架材料临床上应用面临的瓶颈问题-容易“老化”（self-aging）的国际性难题。血管支架用锌合金发生“老化”的后果是：力学性能不稳定，室温下存放一段时间，支架会变脆，导致植入扩张过程中支架丝径容易断裂，从而失去对血管壁支撑、甚至出现断裂碎块堵塞血管等医疗事故。针对锌合金老化这一国际性难题，本项目借助第一性原理材料计算通过提升锌合金基体的热稳定性，创新性的解决了Zn合金的老化问题。2)血管支架用锌合金材料加工硬化能力不足的问题得到有效解决。本项目在抗老化Zn-Cu合金基础上研发了Zn-Cu-Mn基多元专利合金。通过科学的合金设计和显微组织结构调控，使得Zn-Cu-Mn基合金的加工硬化能力得到显著的提升，同时保持了良好的生物相容性和降解性能。3）解决了可降解锌合金血管支架扩张过程中局部应力集中的难题，在保证支撑力和支架柔顺性的前提下实现了锌合金支架扩张后的残余应力的均匀分布，在保证支架支撑力的前提下实现了支架支撑开时应力分布的均匀化4）成功的在动物体内进行了长达12-18个月的生物安全性和临床有效性的验证

该项目目前已经打通了血管支架用高强韧锌合金材料研发、血管支架用微细管材精密加工、血管支架的设计和支架功能涂层等全流程工艺，同时已经获得了大动物体内长达12-18个月的实验验证。该项目成果——可降解锌合金血管支架有望成为传统金属支架的下一代替代产品。建议在合作方的支持下在一年内开展产品的型式检验和生物学检测，两年内申请开展产品的临床试验。相关支架产品可拓展至冠脉血管支架、外周血管支架、颅脑血管支架、胆道支架以及儿童血管支架等，市场前景广阔。

本项目成果持有团队系上海交通大学轻合金精密成型国家工程研究中心丁文江院士袁广银教授团队。轻合金精密成型国家工程研究中心是我国有色金属合金及其成型技术研究领域重要的国家级研究基地,建立了一整套镁合金材料以及锌合金材料研究实验条件，取得了一系列重要研究成果，先后荣获了国家科技进步二等奖（2003）和国家技术发明一等奖（2021）。在丁文江院士指导下，袁广银教授带领项目团队近十年来一直致力于新型可降解医用金属的临床应用研究。和临床医生密切合作，进行了大量的体外和体内的研发与临床应用研究工作，积累了相关的研究工作经验和基础。特别是在新型可降解锌合金材料研发、血管支架用微细管材精密加工成型技术、血管支架结构优化设计、功能性涂层研发等领域取得了具有国际先进水平的研究成果。本项目正是针对新一代可降解锌合金血管支架临床应用面临的关键瓶颈问题团队历经八年的创新性研究成果的展示。项目团队已经在相关领域获得国内外发明专利6项、发表SCI论文十余

临床价值：随着社会文明进步和经济发展，人民生活水平日益提高，人类对自生的医疗康复事业越来越重视。社会人口老龄化趋势导致心血管疾病日渐增多，我国卫生部心血管病防治研究中心2016年提供的数据显示：我国心血管病现患人数至少2.3亿，每年心血管病死亡300万人，每天因心血管病死亡8400人。我国城乡居民主要疾病死亡构成比中，心血管疾病占首位。心血管病的高发率、高致残率和高死亡率成为我国目前重大公共卫生问题。而植入新型可降解血管支架成为未来心血管疾病微创治疗的首选。据统计中国目前约有400万冠心病患者需要植入支架治疗，如果以中国14亿的人口基数和冠心病发病率的不断增加（2000年为3.3%，2030年预计将达到12.4%）的现状分析，中国无疑将是世界上血管支架最大的潜在市场。预测研究显示，5年后，全球血管内支架市场需求将达到500亿美元，国内血管支架市场将达到100亿人民币。这也是国外支架厂商竭力开拓国内市场及试图垄断市场的目的所在。可以预期，包括心血管支架在内的生物材料产业必将成为本世纪世界经济的一个支柱性产业。本项目成果未来应用对象-可降解锌合金血管支架有望成为传统金属支架的新一代替代产品，对推动我国医疗器械产业由“生物惰性”到“生物活性、可吸收”的技术升级，加快可降解材料医疗器械研发与产业化的持续创新，进而在抢占世界植入医疗器械产业的制高点和未来增长点方面，均具有重要意义。

产业规划：项目团队历经八年研发，目前已经基本打通了从血管支架用高强韧锌合金材料研发、血管支架用微细管材精密加工、血管支架的设计和支架功能涂层等全流程工艺，同时已经获得了小动物及大动物体内长达12-18个月的实验验证。希望在合作方的支持下在一年内开展产品的形式检验和人体FIM预临床实验。预计2024年-2025年可以申请开展产品的正式临床实验。未来产品（相关支架产品可拓展至冠脉血管支架、外周血管支架、颅脑血管支架、胆道支架以及儿童血管支架等）上市3年后可以实现产值10亿元及以上的目标。

建议该项目成果优先在长三角、珠三角、京津地区转化，以技术入股（优先考虑）或技术转让的方式进行合作。成果转化方向包括血管支架类产品（冠脉支架、外周血管支架、颅脑血管支架以及儿童血管支架）、胆道支架、食管支架等。鉴于该血管支架产品研发需要投入研发资金不低于2亿元（分阶段投入和筹集），希望合作方除了具有一定的经济实力外，还需要有血管支架产品相关的设计、生产、质量控制基础及血管支架类产品注册证申请相关的工作基础。