曾助美敦力“制霸”心脏起搏器领域,Greatbatch转舵神经刺激赛道
在1957年,美敦力制造出第一台便携式体外心脏起搏器,在业界掀起轩然大波。
然而,在实际生活中,人们发现这款心脏起搏器存在明显的弊端。由于起搏器需佩戴在体外,由线路穿过皮肤与心脏链接,这将导致使用者不能佩戴这款产品进行任何水上活动,包括洗澡,同时使用者还需要每天在伤口上涂抹抗菌制剂,防止伤口感染。
因此,这款产品从上市以来,并不被美敦力看好,甚至将其边缘化。直到Wilson Greatbatch的出现,心脏起搏器才在临床得到重视。Greatbatch是一个普通木匠家的孩子,凭借心脏起搏器的发明拯救了数以万计的心脏病患者,最终列入美国发明家名人堂,并获得了国家技术奖及M.I.T.终身成就奖。
在与美敦力的合作结束后,他也成立了自己公司Wilson Greatbatch Ltd,专注于心脏起搏器以及配套设备的研发。
在仓库里研发出首个植入式心脏起搏器
Greatbatch从小便对无线电技术感兴趣。在少年时期,他便自己成功制作了短波无线电接收机,并在16岁通过了业余无线电执照考试。之后他在政府的资助下,前往康奈尔大学电子工程系就读。
在大学期间,他曾和心理学系的同学一起,为农场里100多只羊安装监控仪,监测他们在试验中的血压、心跳和脑波等,以便于研究动物行为。一次偶然的机会,正在农场给试验羊安装监控仪的Greatbatch遇到了两位外科医生。三人在一起吃饭时,医生们无意间提到了完全性房室传导阻滞。这类患者会出现不规则心跳,进而导致呼吸急促、极端情况下的意识丧失或死亡。导致这项疾病的原因主要是心脏上腔(心房)的自然电脉冲未能到达心脏下腔或心室。对无线电技术颇为了解的Greatbatch打趣道:“这就是信号传输的问题。”
这场谈话后,并没有引起Greatbatch的注意,当时的他还是生命科学的门外汉。直到毕业后,Greatbatch来到布法罗大学电气工程系担任助理教授,事情才发生转机。
在担任助理教授期间,Greatbatch常参加生物医学工程分会的活动。活动上,他与医生们多次合作,通过工程技术解决临床上的问题。一次合作中,他帮助医生设计了一款能够记录心脏跳动频率的电路时意外安装了错误的电阻。当电路联通后,弯曲脉冲持续1.8毫秒,又停止了1秒钟,接着重复。
Greatbatch推测,这或许就是改善完全性房室传导阻滞所需要的脉冲。在1958年,他尝试通过2根晶体管制造了一台心脏起搏器,并在两位外科医生的帮助下,将起搏器移植到了一条狗的心脏上。心脏竟真的随着起搏器的控制,运动起来。
这次成功让Greatbatch颇为兴奋,他开始尝试通过电工胶带、固体环氧树脂等材料提高起搏器的防水性,使起搏器能够被植入体内。为了继续起搏器研究,Greatbatch选择从布法罗大学离职,在自家仓库里进行研发。2年间,他在仓库里研发了50余个不同材料、不同功率的心脏起搏器。
在1960年,Greatbatch和医生朋友尝试在10位患者体内植入心脏起搏器,首批植入者中,一位年轻人在接受植入后30年后仍然存活。
与美敦力合作,动植入心脏起搏器市场化
Greatbatch成功研发可植入心脏起搏器的消息不胫而走。刚刚在心脏起搏器管线碰壁的美敦力,立马向Greatbatch抛出橄榄枝。1961年,美敦力获得了Greatbatch的独家授权,开始生产、推广可植入式心脏起搏器。
1965年时,心脏起搏器已成为完全性房室传导阻滞公认的治疗方式。也正是在与Greatbatch合作研发下,美敦力逐步成长为心脏刺激和除颤领域的全球领导者。
然而Greatbatch研发的产品在几年后出现了缺陷,即心脏起搏器使用的锌汞电池容量仅能支持2年时间,2年后患者需重新接受手术更换电池。
Greatbatch对电池进行了改进,还以个人名义买下了Catalyst Research Corp公司发明的锂碘电池设计的专利权。但在1970年,因在电池设计意见上的分裂,Greatbatch终止了和美敦力的授权合同。
自立门户,开拓神经刺激赛道
终止协议后Greatbatch成立了自己的公司Wilson Greatbatch Ltd,专门开发和生产起搏器用电池。
在很长一段时间里,Wilson Greatbatch Ltd的目标是研发出可终生使用的心脏起搏器电池。直到Greatbatch开始接触核能,该公司开发出了全球首款锂作为电源的电池。这款电池能够持续使用长达十年以上,解决了植入式心脏起搏器需频繁更换电池的痛点,成为了起搏器电池的黄金标准。Wilson Greatbatch Ltd也凭借这一发明成为了该领域的领导者之一。
在1990年,Wilson Greatbatch Ltd几乎垄断了所有心脏起搏器的电池生产,直接制造该领域60%的电池,而另外30%由该企业授权许可生产。
而后,在心脏起搏器电池的技术基础上,Wilson Greatbatch Ltd开始涉足其他医疗器械电池,如植入式除颤器、药物诉讼系统、神经刺激器等,为其积攒了大量的市场资源以及资金。从1990年到2000年,Wilson Greatbatch Ltd收购了多家医疗器械公司,组织了多个高精尖技术团队,并获得了多个完整的产品管线,在2000年IPO后走向了转型之路。
Wilson Greatbatch Ltd后续开发了治疗癫痫设备、治疗抑郁症的植入式设备,并积极在疼痛管理、药物输送、尿失禁领域研神经刺激设备。所有的产品都植入了Wilson Greatbatch Ltd的电池,成为了其有利的竞争优势。
在2005年为了更好的推广新管线,公司决定舍弃与心脏起搏器密切相关的“Wilson Greatbatch”作为公司名,正式改名Greatbatch Inc,在神经刺激领域大展身手。
国内已有三家企业相关产品获批
从Greatbatch发明植入式心脏起搏器至今已快70余年,这项设备已经成为目前心率失常介入治疗最主要的方式。
据北京安贞医院团队发表的《中国心律失常现状及治疗进展》论文显示,我国已在2020年成为了心律失常大国,疾病负担沉重,预计2050年我国心房颤动(简称房颤)患者总数将超过800万。这也导致我国起搏器植入量快速增长,从2010年的38768例增长至2018年的82779例。
从产品类型来看,目前市场上的起搏器主要分为单腔、双腔和三腔,主要的区别在于电极导线的数量以及放置位置。
三类常见心脏起搏器区别
据NMPA数据显(截至2024年9月13日),目前有心脏起搏器产品获批的国产企业仅先健科技(深圳)有限公司、乐普医学电子仪器股份有限公司、创领心律管理医疗器械(上海)有限公司三家企业。
国产心脏起搏器获批情况
从获批情况来看,我国心脏起搏器领域已经实现了从依赖进口到拥有自主知识产权的跨越,不仅打破了从无到有的壁垒,更在技术上逐步迈向高质量、高精尖的层次。虽目前暂无国产三腔心脏起搏器获批,但随着科技创新的不断深入和医疗需求的日益增长,国产心脏起搏器定会迎来新的迭代。
本文2024-09-23 09:22:37发表“行业新闻”栏目。
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