1965年6月12日，上海长海医院心脏外科研究组成功为一个严重的心脏病患者许淑宝安装了我国自行设计和制作的人造心脏二尖瓣瓣膜，是我国第一次成功制成和临床应用这类人造瓣膜。时至今日，手术替换人工瓣膜已经不是什么难事，但在中国，大部分患者所使用的人工机械瓣膜虽然有着较强的耐磨性和耐疲劳性，但是架不住其糟糕的生物相容性，患者术后还必须终身服用抗凝药，即使是这样，患者的长期生存率仍然呈现出一条快速下降的曲线。 由于机械瓣膜缺陷明显，越来越多的国家选择用生物瓣膜替代，它主要以牛心包组织为瓣叶材料，其结构与天然的心脏瓣膜相似，无需长期抗凝，无噪音以及较高的生活质量。 2017年，人工生物心脏瓣膜在美国的市场占有率已超过75%，而中国生物瓣用量在20%-25%左右。随着患者年龄的提高，预计生物瓣用量将持续提升。 目前，国内从事生物瓣膜研发的只有北京佰仁医疗、杭州启明医疗、苏州杰成医疗以及北京普惠生物等少数企业。 中国心血管病死亡率居首位 国家心血管病中心组织编撰的《中国心血管病报告2018》显示，2016年心血管病死亡率仍居首位，高于肿瘤及其他疾病。
不仅如此，心血管病患病率处于持续上升阶段。有推算称心血管病现患人数达2.9亿，其中脑卒中1300万，冠心病1100万，肺原性心脏病500万，心力衰竭450万，风湿性心脏病250万，先天性心脏病200万，高血压2.45亿。 现代医学研究证明，心脏的主要功能为向外周泵血，把富含养分的动脉血运输到全身各处，以满足各组织器官的需要。然后又把全身的已经被消耗掉养分的静脉血回输回心脏，再经过肺脏的“氧合”把静脉血再次变成富含养分的动脉血。 正常情况下，血液流动是单向的：左心房→二尖瓣→左心室→主动脉瓣→主动脉→周围动脉→毛细血管→周围静脉→腔静脉→右心房→三尖瓣→右心室→肺动脉瓣→肺动脉→肺毛细血管→肺静脉→左心房，从左心房又开始新的循环。 这一切与心脏独特的构造有关，如下所示：
可以看到，心脏分为右心和左心两部分，每部分又有心房和心室上下两个腔室，分别称为右心房、右心室和左心房、左心室。左心负责体循环的血液流动，而右心负责肺循环的血液流动。其中，心脏瓣膜是心脏进行血液运输过程中的控制“阀门”。 为了保证血液按上述单向有序的循环流动，正常结构心脏在右心房和右心室之间、流出右心室至肺循环的出口、左心房与左心室之间和流出左心室至体循环的出口处各有一个“阀门”，分别名为三尖瓣、肺动脉瓣、二尖瓣和主动脉瓣。 心脏瓣膜出问题，心脏和整个循环系统都会出问题。心脏瓣膜病，正是常见结构性心脏病之一，它是由于疾病或出生缺陷或衰老等原因，心脏瓣膜出现的狭窄或关闭不全。该病变使血液的单向流动失控，如果不能得到及时治疗，就会导致心脏衰竭而死亡。处于心脏内不同部位的四个心脏瓣膜，通常发生病变的原因各有不同：
据中国生物医学工程学会体外循环分会正式发布的《2017中国心外科手术和体外循环数据白皮书》，截止到2017年12月31日，全国能开展心外科手术的医院有708家。当年体外循环手术总量为164,201例，其中心脏瓣膜手术65,749例，占比高达40.01%。 被称为心脏门卫的心脏瓣膜这道防线，无论如何都不该被忽视。 人工生物心脏瓣膜优势明显 对于心脏瓣膜病变严重的患者，最终有效的治疗方式只有置换人工瓣膜。1960年首个人工心脏瓣膜被成功植入人体至今，已有近60年历史，数十年间，通过植入人工心脏瓣膜代替已经病变失功的心脏瓣膜，已经挽救了数百万瓣膜病患者的生命。 按材质和结构，人工心脏瓣膜可分为机械瓣和生物瓣两大类，也可按瓣膜的植入方式分为经导管介入生物瓣和外科植入生物瓣（分别简称介入瓣和外科瓣），如下所示：
2000年之前，机械瓣的使用占据主流市场，美国美敦力和圣犹达等公司的机械瓣产品曾经占据全球人工瓣膜80%以上的市场。然而，由于置换人工机械瓣后，患者必须终身抗凝，生活质量不高，以及术后抗凝相关的并发症至今未能得到解决，外科医生逐步重视生物瓣膜，提出用猪主动脉瓣膜或牛的心包组织改性处理后制作生物瓣膜。 相比机械瓣术后需要终身抗凝，生物瓣患者在不合并房颤的情况下，一般术后仅需要3-6个月的抗凝治疗，随后就可以不用担心凝血而随时导致的风险。 2000年以后，大组长期循证医学数据开始支持生物瓣的应用，生物瓣的应用占比逐年递增。到2010年左右，全球生物瓣占比超过机械瓣，特别是以退行性病变为主要治疗群体的欧美发达国家，生物瓣的使用量已经达到70%以上。其中，牛心包组织作生物瓣叶材料更具优势，较猪主动脉瓣材质更致密，面积宽大，具备可选择性和可测量性的优势。 目前世界上领先的心脏瓣膜系统和修复产品的制造商——美国爱德华公司已放弃猪主动脉瓣，专注牛心包瓣，其介入瓣也全部采用了牛心包组织作为瓣叶的原材料。目前美国使用的生物瓣膜中，牛心包瓣占比超过 70%。 对我国而言，生物瓣还有巨大的可挖掘市场空间，如下所示：
此外，国家心血管病中心发布的《中国心血管病报告2016》显示，50-59岁患者的使用生物瓣的比例在15%左右，60-69岁患者选择生物瓣的比例在50%左右，70岁以上患者选择生物瓣的比例超过60%，年龄越大选择生物瓣的比例越高，如下图：
事实上，随着人口老龄化，中国瓣膜手术患者整体年龄结构以41-50岁、51-60岁、61-70岁为主，合计占比约80%。此外，50岁以下患者占比约45%；50岁以上患者占比约55%，其中，60岁以上患者占比越来越高，中国瓣膜手术患者平均年龄也正在增大，报告中披露的年龄结构图如下：
介入瓣和外科瓣方面，介入瓣目前主要适用于主动脉瓣，最大的优势是创伤小，特别适合外科手术具有高风险或高龄体弱不能承受手术主动脉瓣病变的患者，但介入瓣在国内的应用目前还缺乏足够的大组、长期临床数据，其耐久性尚存在不确定性。外科瓣优势是各瓣位均可，且一次手术可同时解决伴有的其它病变，最大的优势是其耐久性有循证医学数据的支持，其劣势是需要进行外科开胸手术，在年龄过大或手术风险较高的人群中不适用。 据上海复旦大学附属中山医院心内科葛均波院士团队的统计数据，2018年全国总共开展TAVR（介入瓣治疗手术）约2,000例左右。相对于每年约6-7万例2心脏瓣膜来说，外科手术换瓣仍是主流。特别是中国有250万风湿性心脏病患者，患者换瓣年龄一般在35-59岁之间，绝大部分仍需要外科手术换瓣。 需要注意的是，美国AHA/ACC指南是国内各大医院医生临床选择人工心脏瓣膜的重要参考，根据美国2017年AHA/ACC指南，在与患者充分沟通其意愿和偏好以及是否有抗凝禁忌症或适当管理抗凝的条件的基础上，综合考虑机械瓣术后抗凝并发症风险和生物瓣术后衰败毁损而再次干预治疗（再次手术/介入）风险后，该指南建议：50岁以下的患者选择机械瓣，50-70岁之间的患者可选择生物瓣和机械瓣，70岁以上的患者选择生物瓣；有抗凝禁忌或不愿接受终生抗凝治疗的患者建议选择生物瓣。
生物瓣膜企业受到资本追捧 目前，中国人工生物心脏瓣膜市场的竞争厂家主要包括美国爱德华、美敦力、美国圣犹达、普惠医疗、启明医疗、杰成医疗、佰仁医疗等，具体如下所示：
这些公司的主要业务领域对比如下所示：
可以看到，国内涉及人工心脏瓣膜的公司中，佰仁医疗布局最为完善，该公司也于2019年12月9日登陆科创板，上市至今股价表现如下：
目前，佰仁医疗已获准注册12个Ⅲ类医疗器械产品，其中人工生物心脏瓣膜（包括牛心包瓣和猪主动脉瓣）、瓣膜成形环、心胸外科生物补片、肺动脉带瓣管道、神经外科微血管减压垫片6项产品为国内首个获准注册的国产同类产品，填补了国内空白。 佰仁医疗的牛心包瓣最早于2003年获得注册，是公司现有产品中最早获得注册的产品，也是国内最早注册的人工生物心脏瓣膜国产产品。 上市16年来，牛心包瓣用于心脏二尖瓣、主动脉瓣、三尖瓣置换累计10000余枚，已实现大组（1万例以上）、长期（术后10年以上）的临床应用，获换发新注册证后，于2017年开始推广销售，已应用于广东省人民医院、中南大学湘雅医院等知名三甲医院。 牛心包组织作生物瓣叶材料更具优势，较猪主动脉瓣材质更致密，面积宽大，具备可选择性和可测量性的优势。数据显示，目前美国使用的生物瓣膜中，牛心包瓣占比超过70%。 佰仁医疗的肺动脉带瓣管道能够帮助重建人工主肺动脉和肺动脉瓣，是目前救治需重建右室流出道的复杂先心患儿国内唯一注册产品，也是国家十二五科技支撑计划项目“新型动物源带瓣管道及补片研发”课题的重大成果。 此外，佰仁医疗的瓣膜成形环于2005年作为国内首个国产产品获准注册，二尖瓣、三尖瓣关闭不全的心外科手术治疗，通过瓣膜成形环的植入修复其瓣膜功能。目前已应用于广东省人民医院、南京鼓楼医院、郑州大学第一附属医院、沈阳军区总医院等知名三甲医院。 牛心包瓣、猪主动脉瓣、肺动脉瓣以及瓣膜成形环，是佰仁医疗主要的瓣膜产品。佰仁医疗产品结构多样（还有先天性心脏病植介入治疗以及外科软组织修复），主要收入来源是外科软组织修复，瓣膜产品收入占比约1/4，且逐年提升。
佰仁医疗主营业务构成 目前，人工生物心脏瓣膜最大的问题仍然是植入后有效的工作寿命。无论是外科植入，还是经导管介入，患者术后发生瓣叶组织的钙化是瓣膜失功毁损的主要原因之一。因此，更好的抗钙化性能被认为是生物瓣努力的方向。 爱德华公司通过对生物瓣叶组织胶原蛋白分子游离氨基的戊二醛交联提高抗钙化能力，佰仁医疗的核心技术交联的位点不同，实现了对生物瓣叶组织胶原蛋白分子游离羧基的交联，抗钙化作用得到了初步验证，同时积累了一定的临床数据。 佰仁医疗的牛心包瓣（主动脉瓣、二尖瓣、三尖瓣）和用于重建肺动脉瓣的肺动脉带瓣管道等全瓣位的人工生物瓣产品均采用了上述技术。 此外，佰仁医疗还利用这一技术研制了外科生物补片（心胸外科）、血管补片等对抗钙化有严格要求的产品。特别是公司心胸外科生物补片产品，自2005年1月获批上市以来被广泛用于先心外科婴幼儿的房、室间隔缺损修补等小儿心脏发育畸形的矫治。 国产生物心脏瓣膜前景广阔 2018年中国生物瓣市场用量在1.8万-2万枚左右，占人工心脏瓣膜临床应用比例约占20-25%。其中，90%的生物瓣市场份额来源于爱德华、美敦力和圣犹达等进口品牌，其中爱德华的牛心包生物瓣膜份额最高（约40%）。佰仁医疗1000余枚的市场占有率在5-6%左右。 但值得注意的是，与欧美患者相比，中国患者特点存在差异化，而只有国产产品能针对这些差异化的特点进行开发，使国产产品更契合国内市场需求。 比如佰仁医疗的瓣膜成形环就是根据中国瓣膜关闭不全患者的特点而设计，其产品性能与进口产品的差异较小，目前在国内拥有约1/4的市场占有率。 虽然我国生物心脏瓣膜企业起步较晚，但得益于资金和国家政策的共同支持，我国生物医用材料在技术研发方面取得了长足的进步，自主创新能力明显提升。 政府不断颁布利好生物再生材料创新化和产业化发展的相关政策法规，加之本土品牌生物研发技术提升、产品竞争力提高，逐步替代进口产品，动物源性生物材料市场规模将不断增长。 据弗若斯特沙利文数据，自2013年至2017年间，国内动物源性生物材料5年间年复合增长率达到72.2%，预测未来5年将保持16.8%的增长率高速增长，2022年市场规模有望上升至31.6亿元人民币。 在政策红利的背景下，国产医疗器械持续在技术研发和产品性能上不断突破，在市场扩容和产品升级换代中不断提高市场份额。企业凭借较高的性价比和逐步升级的售后服务不断塑造品牌，国产医疗设备与进口品牌的差距正在逐步缩小
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