醫(yī)學(xué)技術(shù)的快速更迭，正在為許多疑難雜癥提供前沿的技術(shù)解決方案。以復(fù)雜、精密、多學(xué)科結(jié)合、高技術(shù)壁壘為特點(diǎn)的人工心臟，便是人類攀登生命科學(xué)高峰后取得的一頂桂冠，人工心臟也因此被譽(yù)為心血管疾病治療領(lǐng)域“皇冠上的明珠”。

《中國(guó)心血管健康與疾病報(bào)告2022》顯示，我國(guó)心血管疾病現(xiàn)患人數(shù)3.3億，其中心力衰竭患病率近年呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，患者已達(dá)890萬(wàn)。在患者數(shù)量持續(xù)上升、藥物治療效果不佳、心臟供體緊缺的背景下，植入人工心臟或體外心臟輔助已經(jīng)成為延續(xù)心衰患者生命的有效治療方法。人工心臟儼然已成為心血管領(lǐng)域中最火熱的賽道之一。

但事實(shí)上，入局人工心臟研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)并未呈燎原之勢(shì)。高精尖的技術(shù)要求、巨大的研發(fā)投入、深厚的交叉學(xué)科背景等壁壘高筑，使得人工心臟上市產(chǎn)品屈指可數(shù)，作為核心部件的全磁懸浮電機(jī)，更是一座橫亙?cè)谠S多企業(yè)面前難以逾越的大山。

洞察到這一行業(yè)痛點(diǎn)，掌握全磁懸浮電機(jī)技術(shù)的重慶凱磁醫(yī)療技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“凱磁醫(yī)療”）以身入局，以“核心部件供應(yīng)商”的角色為醫(yī)療器械企業(yè)鋪平道路。公司專注于全磁懸浮電機(jī)底層平臺(tái)性技術(shù)的創(chuàng)新與突破，致力于該技術(shù)在心血管領(lǐng)域高端醫(yī)療器械、生物制藥和微電子等行業(yè)核心部件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

填補(bǔ)人工心臟技術(shù)缺口，已攻克全磁懸浮耦合和解耦技術(shù)難點(diǎn)

作為“心血管疾病中的癌癥”，心臟移植是治療終末期心衰的最佳方法，但每年心臟供體數(shù)量?jī)H為500個(gè)左右，難以滿足百萬(wàn)量級(jí)的移植需求，使得許多患者在等待移植的過(guò)程中失去生命。人工心臟則成為目前除心臟移植外最理想的治療方法。

一方面，心血管疾病患病率上升、器官衰竭風(fēng)險(xiǎn)增加以及器官移植數(shù)量不足驅(qū)動(dòng)著人工心臟市場(chǎng)增長(zhǎng)；另一方面，人工心臟經(jīng)歷搏動(dòng)泵-軸流泵/機(jī)械泵-磁液泵-全磁懸浮泵的技術(shù)迭代，在設(shè)備體積、手術(shù)侵犯性、血液相容性等方面不斷優(yōu)化，呈現(xiàn)出較為光明的發(fā)展前景。

據(jù)The Insight Partners數(shù)據(jù)顯示，全球人工心臟市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2021年的19.8億美元增長(zhǎng)到2028年的49.9億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到15.5%。

從細(xì)分品類來(lái)看，人工心臟可分為體內(nèi)人工心臟（也稱植入式人工心臟）與體外人工心臟（也稱體外血泵）。植入式人工心臟用于終末期慢性心力衰竭患者，長(zhǎng)期替代其心臟功能；體外血泵應(yīng)用范圍則更加廣泛，常見(jiàn)于復(fù)雜PCI和復(fù)雜搭橋手術(shù)的圍術(shù)期支持、心源性休克的心臟功能支持治療等，起到中短期替代心臟功能的作用。不僅如此，體外血泵還可以用于肝臟、腎臟、心臟等器官灌注，使離體器官存活時(shí)間從幾小時(shí)延長(zhǎng)至數(shù)十小時(shí)，為急需器官移植患者爭(zhēng)取更多時(shí)間，從而挽救更多生命。

凱磁醫(yī)療體內(nèi)人工心臟和體外血泵用電機(jī)

不論是植入式人工心臟還是體外血泵，都在朝著最新一代的全磁懸浮技術(shù)上迭代。相對(duì)其他傳統(tǒng)技術(shù)，全磁懸浮技術(shù)的人工心臟具有更良好的血液相容性，能降低患者出現(xiàn)血栓、中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)，安全性更高。

但目前，國(guó)內(nèi)全磁懸浮體內(nèi)、體外血泵還處于相對(duì)滯后的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，原因便在于全磁懸浮技術(shù)的一大難點(diǎn)——耦合與解耦。

“全磁懸浮是通過(guò)電磁主動(dòng)控制，具有電磁磁場(chǎng)，而永磁體具有永磁磁場(chǎng)，兩種非線性的磁場(chǎng)疊加就產(chǎn)生了耦合，如果要進(jìn)行穩(wěn)定的懸浮和旋轉(zhuǎn)，就需要對(duì)在這個(gè)耦合磁場(chǎng)的懸浮力和旋轉(zhuǎn)力進(jìn)行解耦”。凱磁醫(yī)療市場(chǎng)總監(jiān)李奇略介紹到，“解耦”就像把一杯混勻了的可樂(lè)和橙汁分開(kāi)，同時(shí)分別倒入兩個(gè)杯子中，一個(gè)杯子只能裝可樂(lè)，另一個(gè)杯子只能裝橙汁，難度之大，可想而知。目前，凱磁醫(yī)療已成功攻克這一技術(shù)難點(diǎn)，并自研出國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的采用全磁懸浮技術(shù)并且能量產(chǎn)交付的血泵用電機(jī)。

在技術(shù)迭代中，全磁懸浮技術(shù)在提升血液相容性、減少并發(fā)癥等方面的優(yōu)勢(shì)使其成為人工心臟研發(fā)中的最優(yōu)技術(shù)路徑。但放眼現(xiàn)實(shí)，由于技術(shù)壁壘高，能攻克這一核心技術(shù)的企業(yè)少之又少。這正是凱磁醫(yī)療專注于全磁懸浮電機(jī)底層平臺(tái)性技術(shù)的原因，也造就了凱磁醫(yī)療獨(dú)特的定位。

全磁懸浮(左)和磁耦合(右)技術(shù)原理圖

“其他企業(yè)一般更加專注于整機(jī)產(chǎn)品的打造，而我們只專注于全磁懸浮電機(jī)底層技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，自下而上，做專做精”，凱磁醫(yī)療總經(jīng)理鄭士杰表示，凱磁醫(yī)療將采取“縱向深入”的打法，深耕底層磁懸浮電機(jī)技術(shù)解決方案，并根據(jù)全磁懸浮技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景拓展相應(yīng)的商業(yè)模式。

碩博比例超50%，打造最新一代多自由度全磁懸浮平臺(tái)性技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)外已有數(shù)款人工心臟上市，但采用的技術(shù)路線各不相同，包括磁液懸浮、永磁體驅(qū)動(dòng)的磁耦合、全磁懸浮等等。其中，全磁懸浮技術(shù)對(duì)血液的保護(hù)最佳，也最難攻克。

“采用滑動(dòng)軸承的血泵必然會(huì)涉及到發(fā)熱、磨損等問(wèn)題，對(duì)血液的破壞較大”，凱磁醫(yī)療總經(jīng)理鄭士杰向動(dòng)脈網(wǎng)介紹到?！按乓簯腋〖夹g(shù)的人工心臟體需要血液承擔(dān)一定的承托力將葉輪浮起，該過(guò)程中，葉輪會(huì)對(duì)血液產(chǎn)生一定的壓迫，造成血液破壞”。

而凱磁醫(yī)療的最新一代多自由度全磁懸浮平臺(tái)性技術(shù)則可以解決其他技術(shù)路線存在的磨損、發(fā)熱、破壞血液等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了無(wú)接觸、無(wú)摩擦、無(wú)發(fā)熱、低剪切力，能夠保持良好血液相容性。在全磁懸浮電機(jī)方面，凱磁醫(yī)療已形成獨(dú)有的技術(shù)壁壘。

目前，磁懸浮電機(jī)學(xué)術(shù)界和國(guó)際公認(rèn)的判斷全磁懸浮技術(shù)的核心指標(biāo)有兩個(gè)：第一，能在空氣中懸浮旋轉(zhuǎn)，且無(wú)任何物理支撐；第二，是否為電磁主動(dòng)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮旋轉(zhuǎn)，而非永磁體驅(qū)動(dòng)永磁體的磁耦合方式。凱磁醫(yī)療的全磁懸浮平臺(tái)性技術(shù)完全符合這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

凱磁醫(yī)療在全磁懸浮技術(shù)上的突破，離不開(kāi)公司背后一流的專業(yè)團(tuán)隊(duì)。公司匯集國(guó)內(nèi)外磁懸浮電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的頂尖科研人才和產(chǎn)業(yè)團(tuán)隊(duì)，結(jié)合高校領(lǐng)先的前沿技術(shù)和凱磁醫(yī)療自身強(qiáng)大的工程化能力與產(chǎn)品的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，將基礎(chǔ)研究、應(yīng)用開(kāi)發(fā)、新產(chǎn)品研制融于一體。

“全磁懸浮電機(jī)雖然是‘電機(jī)’，但是單靠電機(jī)的技術(shù)背景是不可能研發(fā)出來(lái)的，單靠磁懸浮技術(shù)背景也無(wú)法成功，必須要把兩者緊密結(jié)合”，凱磁醫(yī)療總經(jīng)理鄭士杰介紹到。而在這方面，凱磁醫(yī)療擁有“電機(jī)＋全磁懸浮”的交叉學(xué)科技術(shù)背景與深厚的專業(yè)積累，并有多位知名專家坐鎮(zhèn)。

其中，公司的磁懸浮技術(shù)專家為撰寫了國(guó)內(nèi)第一本磁懸浮專著的武漢理工大學(xué)二級(jí)教授，也是我國(guó)磁懸浮技術(shù)專業(yè)委員會(huì)副主任委員和國(guó)際磁懸浮軸承學(xué)術(shù)委員會(huì)委員；電機(jī)技術(shù)專家為國(guó)家杰青、青年長(zhǎng)江學(xué)者，東南大學(xué)首席教授。另外，公司多學(xué)科的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，包括清華大學(xué)精密儀器系教授等國(guó)內(nèi)眾多高校教授和技術(shù)領(lǐng)頭人，團(tuán)隊(duì)碩博比例超過(guò)50%，其中不乏來(lái)自海德堡大學(xué)、石溪大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)、東南大學(xué)、西安交大、重慶大學(xué)、電子科技大學(xué)等國(guó)內(nèi)外知名高校。

無(wú)支撐、無(wú)摩擦、高血液相容性，所有產(chǎn)品均已實(shí)現(xiàn)全流程完全自主設(shè)計(jì)

凱磁醫(yī)療團(tuán)隊(duì)從2021年開(kāi)始全磁懸浮血泵用電機(jī)的研發(fā)，已申請(qǐng)相關(guān)專利達(dá)60多項(xiàng)。作為國(guó)內(nèi)唯一擁有全磁懸浮體內(nèi)和體外血泵用電機(jī)研發(fā)和交付能力的企業(yè)，其兩款產(chǎn)品均通過(guò)第三方實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。

血液相容性是血泵最重要的臨床指標(biāo)，而國(guó)際公認(rèn)提升血液相容性的核心技術(shù)途徑便是全磁懸浮技術(shù)。凱磁醫(yī)療體內(nèi)外血泵用電機(jī)均采用了該技術(shù)，無(wú)任何物理接觸，轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生任何磨損、顆?；虬l(fā)熱，也不會(huì)對(duì)血液有擠壓作用，大大減少對(duì)血液的破壞；同時(shí)，全磁懸浮技術(shù)使血泵擁有更寬大的血液流道，超大血液流通間隙使血液有充分的流通空間，從而進(jìn)一步減少對(duì)血液的破壞。

全磁懸浮血泵擁有的超大血液流通間隙

凱磁醫(yī)療的全磁懸浮體內(nèi)血泵用電機(jī)用于全磁懸浮心室輔助裝置，采用混磁驅(qū)動(dòng)技術(shù)，進(jìn)一步降低了功耗，并且具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，可用于移植前過(guò)渡治療(BTT)、恢復(fù)心臟功能的過(guò)渡治療(BTR)或長(zhǎng)期治療(DT)。

全磁懸浮體外血泵用電機(jī)具有較強(qiáng)的拓展性，能為心臟功能衰竭、爆發(fā)性心肌炎、器官移植、救治轉(zhuǎn)運(yùn)等患者提供體外循環(huán)。該設(shè)備體積小、運(yùn)行穩(wěn)定性高，可與體外循環(huán)機(jī)、ECMO系統(tǒng)、器官灌注系統(tǒng)、器官轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)等配套使用，并可滿足不同場(chǎng)景下患者救治和轉(zhuǎn)運(yùn)的需要。在安全性方面，該裝置抗震、抗扭擺性強(qiáng)，360°翻轉(zhuǎn)亦不影響正常運(yùn)行。

“憑借我們的全磁懸浮體內(nèi)外血泵用電機(jī)，凱磁醫(yī)療可以幫助醫(yī)療器械公司和醫(yī)院降低30%以上的成本”，凱磁醫(yī)療總經(jīng)理鄭士杰向動(dòng)脈網(wǎng)介紹到。而這主要緣于公司產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全流程完全自主設(shè)計(jì)，包括電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、傳感器、控制系統(tǒng)等，從而使得成本更加自主可控。

凱磁醫(yī)療的商業(yè)模式十分注重開(kāi)放性，體外血泵用電機(jī)可以直接以電機(jī)產(chǎn)品形式進(jìn)行售賣，還可以采取“合作授權(quán)”的模式進(jìn)行深度合作，與客戶共同推進(jìn)我國(guó)人工心臟發(fā)展，提高患者生活質(zhì)量。

多元化的全磁懸浮技術(shù)產(chǎn)品線，滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域不同客戶群體需求

除了深耕醫(yī)療器械領(lǐng)域外，凱磁醫(yī)療還針對(duì)市場(chǎng)需求，將全磁懸浮技術(shù)運(yùn)用到微電子和生物制藥領(lǐng)域，研發(fā)出對(duì)標(biāo)國(guó)際龍頭企業(yè)的全磁懸浮攪拌電機(jī)和全磁懸浮潔凈泵。

凱磁醫(yī)療全磁懸浮內(nèi)外轉(zhuǎn)子攪拌電機(jī)

凱磁醫(yī)療的全磁懸浮攪拌電機(jī)有用于一次性配液系統(tǒng)的內(nèi)轉(zhuǎn)子攪拌電機(jī)，也有可在線CIP/SIP的外轉(zhuǎn)子攪拌電機(jī)。由于無(wú)機(jī)械密封件和陰陽(yáng)軸承，全磁懸浮攪拌電機(jī)在攪拌混勻過(guò)程無(wú)泄露、無(wú)污染和免于維護(hù)，能提高生物制品產(chǎn)出率。該產(chǎn)品可滿足生物制藥上游到下游工藝中的一系列混勻需求，尤其適用于合成生物領(lǐng)域，例如疫苗、試劑、蛋白等高價(jià)值制品的攪拌混勻。相比于傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌和磁力攪拌電機(jī)，大幅度提升潔凈度、細(xì)胞活性和產(chǎn)出率。

全磁懸浮潔凈泵具有低剪切、無(wú)脈沖、無(wú)金屬析出、無(wú)磨損等優(yōu)點(diǎn)，避免晶圓在清洗過(guò)程中因清洗不均勻、金屬析出物或顆粒物造成的受損，提高晶圓良率，能為微電子領(lǐng)域超純介質(zhì)的輸送、生物制藥領(lǐng)域過(guò)濾提供穩(wěn)定可靠的解決方案。

凱磁醫(yī)療全磁懸浮潔凈泵

“從技術(shù)更新變革的角度看，全磁懸浮技術(shù)是明顯優(yōu)于以往同類技術(shù)的。國(guó)際領(lǐng)先的全磁懸浮人工心臟產(chǎn)品和全磁懸浮攪拌系統(tǒng)等產(chǎn)品已經(jīng)受到市場(chǎng)的認(rèn)可。我們希望能用這一最新、最優(yōu)的技術(shù)方案幫助國(guó)內(nèi)企業(yè)縮小與國(guó)際龍頭的差距，并實(shí)現(xiàn)趕超”，總經(jīng)理鄭士杰表示。凱磁醫(yī)療的全磁懸浮體內(nèi)外血泵用電機(jī)不僅能幫助初創(chuàng)企業(yè)攻克技術(shù)難關(guān)、快速進(jìn)入市場(chǎng)，而且能幫助成熟企業(yè)降低成本，加快商業(yè)化步伐。而作為目前國(guó)內(nèi)唯一能夠?qū)崿F(xiàn)全磁懸浮內(nèi)外轉(zhuǎn)子攪拌電機(jī)交付的企業(yè)，凱磁醫(yī)療也在幫助制藥企業(yè)優(yōu)化現(xiàn)有的攪拌、過(guò)濾技術(shù)方案，促進(jìn)降本增效。

作為全磁懸浮電機(jī)技術(shù)的引領(lǐng)者，凱磁醫(yī)療將繼續(xù)以新質(zhì)生產(chǎn)力為核心，扎根全磁懸浮技術(shù)的打磨更新，為中國(guó)醫(yī)療器械、制藥器械等領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)替代與國(guó)產(chǎn)創(chuàng)新貢獻(xiàn)技術(shù)力量

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