目前微创介入医疗器械的全球市场规模达4000亿美元，在这类医疗器械中，中空纤维管是关键部件，占到器械材料成本七成左右，达60%到80%之间，市场需求量很大，但国产化率并不高。
针对冠心病、脑中风、大动脉血管瘤、房颤等疾病，微创手术的成败及患者的舒适性，就与它们有着密切关系。仅以“软”“硬”来分，中空纤维管太软，不能顺利通过血管到达病变位置，并且强度不够容易导致手术失败；反之，太硬的话，患者的舒适性降低，容易刺破血管内壁，造成手术事故。
【穿越、跟踪、扭控、耐压，要求高难度大】
作为先进的纤维材料，微创伤介入医疗中空纤维管的制备技术长期被国外公司封锁，市场遭到垄断，有“卡脖子”风险。不可否认，国内临床使用大量依赖进口，价格十分昂贵。
其实，早在十多年前，东华大学材料学院余木火教授就关注到这一“软硬两难”的导管材料技术问题。他一心想要打破封锁，坚持做“面向人民生命健康”的科研。通过与上海微创医疗器械（集团）有限公司的中空纤维管技术中心进行产学研合作，他带领团队对中空纤维管制备技术展开了长期系统研究，取得了一系列重要进展。由他主持的《微创伤介入医疗中空纤维管制备与复合增强关键技术及产业化》项目荣获2019年度上海市科技进步一等奖。一根根小导管探出大课题，在心脑血管打通“自己的路”。
事实上，中空纤维管形式多样，包括单腔、多层、多腔、球囊、编织复合增强、coil复合增强等。在临床上，对这类导管的穿越性、跟踪性、扭控性和耐压性要求都很高，因此其制造技术难度极大。
余木火教授带领团队充分发挥东华大学在喷丝、纺丝方面的技术优势，从喷丝组件到熔体流动剪切膨胀拉伸等，系统研究了这些对中空纤维管尺寸精度、强韧性、生物相容性等产生影响的规律，实现了导管轴向和径向强度、韧性、刚性的同步提高。
【汽车轮胎压力，才能吹胀开球囊】
在临床治疗中，中空纤维管要在人体血管里穿过很长的“路程”，得有足够的柔性和扭控性，才能随弯就弯，可谓“软硬兼得”。
比如电生理射频消融导管、电生理标测导管、造影导管和指引导管等，都需要具备优异扭控性能。针对这些要求，余木火团队通过金属丝界面与网格结构设计，增强了中空纤维管的界面强度，使得“小管径、高精度、高刚性”兼具。基于对高刚性金属丝网的精度控制，有效提高其防塌陷和扭控性能，满足了临床血管造影、电生理射频消融等对中空纤维管高抗扭转强度的要求。
解放日报·上观新闻记者了解到，以球囊产品为例，它在冠脉介入治疗领域一直有着非常重要的地位。因此，在实际使用中，对球囊本身的耐高爆破压强度提出了极高要求。余木火教授告诉记者，通常需要达到相当于汽车轮胎的压力，才能把球囊吹胀开来。
而球囊经过吹胀，张开后，再往回拉……此时，球囊有如一把切割刀，能把附着在血管内壁的斑块物质撕裂和破碎，使血流畅通，可谓医疗界的血管“清道夫”。
此外，球囊还可以用于扩张支架，将支架固定在血管内壁，并由此形成可供血流通过的安全通道，起到类似“盾构机”的作用。该团队还研发了贝壳状多级结构的中空纤维球囊，增强了球囊的断裂韧性，实现了球囊薄壁厚度和高耐爆破压强度的性能要求，提升了临床手术的安全性。
中空纤维管生产线
【率先国产化，累计生产3000多万件】
经过十几年的不懈攻关，余木火教授团队研发攻克了中空纤维管制造、尺寸精度、复合增强、球囊强韧、嵌套焊接等关键技术，研发出200多个中空纤维管产品。合作方微创集团建立了30条生产线，率先实现中空纤维管国产化，累计生产3000多万件，主要技术和产品处于国际领先水平，为我国高端医疗器械跨越式发展、提升竞争力和科技进步做出重要贡献。
作为高分子材料学科教授、博士生导师，余木火的主要研究成果有纤维增强复合材料的应用基础研究和产品的开发等，特别是纤维与树脂界面的设计与表征。此外，还有无机纳米粉末与高分子复合材料的纺丝成型及应用开发；纤维及织物的表面科学及其应用开发；热塑性聚氨酯的加工成型及其产品开发等。
余木火教授和学生在一起
谈起团队，“60后”的余木火对这支 “80后”组成的队伍打了高分。高水平、专业化、敢打敢拼，是团队成员的共性特点。究其缘由，多年来，余木火坚持把企业生产一线需求和课题组研究方向、团队人才培养深度结合起来。科研出成果、企业出产品、团队出人才，形成了一个良性互动循环。
作为团队一员，李兆敏是《微创伤介入医疗中空纤维管制备与复合增强关键技术及产业化》项目技术骨干、主要完成人，硕士和博士都毕业于余木火教授课题组，现任脉通医疗科技（嘉兴）有限公司总经理。他始终带着实现我国微创伤介入医疗中空纤维自主研制的梦，十几年如一日专注于中空纤维管的科技攻关。在公司，有一个车间，十多位员工均毕业于东华大学，从大学时代实验室的挑灯夜战，到生产一线的攻坚克难，几乎整建制的“东华team”让校友们在忙碌的工作中默契度日增。“公司里有个车间的员工差不多都来自东华，”余木火教授说，这是让一个科学家和教育者感动最自豪的事。
本文作者：徐瑞哲
题图来源：解放视觉