医学技术的快速更迭，正在为许多疑难杂症提供前沿的技术解决方案。以复杂、精密、多学科结合、高技术壁垒为特点的人工心脏，便是人类攀登生命科学高峰后取得的一顶桂冠，人工心脏也因此被誉为心血管疾病治疗领域“皇冠上的明珠”。

《中国心血管健康与疾病报告2022》显示，我国心血管疾病现患人数3.3亿，其中心力衰竭患病率近年呈增长趋势，患者已达890万。在患者数量持续上升、药物治疗效果不佳、心脏供体紧缺的背景下，植入人工心脏或体外心脏辅助已经成为延续心衰患者生命的有效治疗方法。人工心脏俨然已成为心血管领域中最火热的赛道之一。
但事实上，入局人工心脏研发生产的企业并未呈燎原之势。高精尖的技术要求、巨大的研发投入、深厚的交叉学科背景等壁垒高筑，使得人工心脏上市产品屈指可数，作为核心部件的全磁悬浮电机，更是一座横亘在许多企业面前难以逾越的大山。
洞察到这一行业痛点，掌握全磁悬浮电机技术的重庆凯磁医疗技术有限公司（以下简称“凯磁医疗”）以身入局，以“核心部件供应商”的角色为医疗器械企业铺平道路。公司专注于全磁悬浮电机底层平台性技术的创新与突破，致力于该技术在心血管领域高端医疗器械、生物制药和微电子等行业核心部件的开发和应用。
填补人工心脏技术缺口，已攻克全磁悬浮耦合和解耦技术难点
作为“心血管疾病中的癌症”，心脏移植是治疗终末期心衰的最佳方法，但每年心脏供体数量仅为500个左右，难以满足百万量级的移植需求，使得许多患者在等待移植的过程中失去生命。人工心脏则成为目前除心脏移植外最理想的治疗方法。
一方面，心血管疾病患病率上升、器官衰竭风险增加以及器官移植数量不足驱动着人工心脏市场增长；另一方面，人工心脏经历搏动泵-轴流泵/机械泵-磁液泵-全磁悬浮泵的技术迭代，在设备体积、手术侵犯性、血液相容性等方面不断优化，呈现出较为光明的发展前景。
据The Insight Partners数据显示，全球人工心脏市场规模预计将从2021年的19.8亿美元增长到2028年的49.9亿美元，复合年增长率将达到15.5%。
从细分品类来看，人工心脏可分为体内人工心脏（也称植入式人工心脏）与体外人工心脏（也称体外血泵）。植入式人工心脏用于终末期慢性心力衰竭患者，长期替代其心脏功能；体外血泵应用范围则更加广泛，常见于复杂PCI和复杂搭桥手术的围术期支持、心源性休克的心脏功能支持治疗等，起到中短期替代心脏功能的作用。不仅如此，体外血泵还可以用于肝脏、肾脏、心脏等器官灌注，使离体器官存活时间从几小时延长至数十小时，为急需器官移植患者争取更多时间，从而挽救更多生命。
凯磁医疗体内人工心脏和体外血泵用电机
不论是植入式人工心脏还是体外血泵，都在朝着最新一代的全磁悬浮技术上迭代。相对其他传统技术，全磁悬浮技术的人工心脏具有更良好的血液相容性，能降低患者出现血栓、中风的风险，安全性更高。
但目前，国内全磁悬浮体内、体外血泵还处于相对滞后的发展状态，原因便在于全磁悬浮技术的一大难点——耦合与解耦。
“全磁悬浮是通过电磁主动控制，具有电磁磁场，而永磁体具有永磁磁场，两种非线性的磁场叠加就产生了耦合，如果要进行稳定的悬浮和旋转，就需要对在这个耦合磁场的悬浮力和旋转力进行解耦”。凯磁医疗市场总监李奇略介绍到，“解耦”就像把一杯混匀了的可乐和橙汁分开，同时分别倒入两个杯子中，一个杯子只能装可乐，另一个杯子只能装橙汁，难度之大，可想而知。目前，凯磁医疗已成功攻克这一技术难点，并自研出国内领先的采用全磁悬浮技术并且能量产交付的血泵用电机。
在技术迭代中，全磁悬浮技术在提升血液相容性、减少并发症等方面的优势使其成为人工心脏研发中的最优技术路径。但放眼现实，由于技术壁垒高，能攻克这一核心技术的企业少之又少。这正是凯磁医疗专注于全磁悬浮电机底层平台性技术的原因，也造就了凯磁医疗独特的定位。
全磁悬浮(左)和磁耦合(右)技术原理图
“其他企业一般更加专注于整机产品的打造，而我们只专注于全磁悬浮电机底层技术的研发应用，自下而上，做专做精”，凯磁医疗总经理郑士杰表示，凯磁医疗将采取“纵向深入”的打法，深耕底层磁悬浮电机技术解决方案，并根据全磁悬浮技术的应用场景拓展相应的商业模式。
硕博比例超50%，打造最新一代多自由度全磁悬浮平台性技术
目前国内外已有数款人工心脏上市，但采用的技术路线各不相同，包括磁液悬浮、永磁体驱动的磁耦合、全磁悬浮等等。其中，全磁悬浮技术对血液的保护最佳，也最难攻克。
“采用滑动轴承的血泵必然会涉及到发热、磨损等问题，对血液的破坏较大”，凯磁医疗总经理郑士杰向动脉网介绍到。“磁液悬浮技术的人工心脏体需要血液承担一定的承托力将叶轮浮起，该过程中，叶轮会对血液产生一定的压迫，造成血液破坏”。
而凯磁医疗的最新一代多自由度全磁悬浮平台性技术则可以解决其他技术路线存在的磨损、发热、破坏血液等问题，实现了无接触、无摩擦、无发热、低剪切力，能够保持良好血液相容性。在全磁悬浮电机方面，凯磁医疗已形成独有的技术壁垒。
目前，磁悬浮电机学术界和国际公认的判断全磁悬浮技术的核心指标有两个：第一，能在空气中悬浮旋转，且无任何物理支撑；第二，是否为电磁主动驱动，实现转子稳定悬浮旋转，而非永磁体驱动永磁体的磁耦合方式。凯磁医疗的全磁悬浮平台性技术完全符合这两个标准。
凯磁医疗在全磁悬浮技术上的突破，离不开公司背后一流的专业团队。公司汇集国内外磁悬浮电机技术领域的顶尖科研人才和产业团队，结合高校领先的前沿技术和凯磁医疗自身强大的工程化能力与产品的应用优势，将基础研究、应用开发、新产品研制融于一体。
“全磁悬浮电机虽然是‘电机’，但是单靠电机的技术背景是不可能研发出来的，单靠磁悬浮技术背景也无法成功，必须要把两者紧密结合”，凯磁医疗总经理郑士杰介绍到。而在这方面，凯磁医疗拥有“电机＋全磁悬浮”的交叉学科技术背景与深厚的专业积累，并有多位知名专家坐镇。
其中，公司的磁悬浮技术专家为撰写了国内第一本磁悬浮专著的武汉理工大学二级教授，也是我国磁悬浮技术专业委员会副主任委员和国际磁悬浮轴承学术委员会委员；电机技术专家为国家杰青、青年长江学者，东南大学首席教授。另外，公司多学科的研发团队，包括清华大学精密仪器系教授等国内众多高校教授和技术领头人，团队硕博比例超过50%，其中不乏来自海德堡大学、石溪大学、哥伦比亚大学、东南大学、西安交大、重庆大学、电子科技大学等国内外知名高校。
无支撑、无摩擦、高血液相容性，所有产品均已实现全流程完全自主设计
凯磁医疗团队从2021年开始全磁悬浮血泵用电机的研发，已申请相关专利达60多项。作为国内唯一拥有全磁悬浮体内和体外血泵用电机研发和交付能力的企业，其两款产品均通过第三方实验室测试。
血液相容性是血泵最重要的临床指标，而国际公认提升血液相容性的核心技术途径便是全磁悬浮技术。凯磁医疗体内外血泵用电机均采用了该技术，无任何物理接触，转子在转动时不会产生任何磨损、颗粒或发热，也不会对血液有挤压作用，大大减少对血液的破坏；同时，全磁悬浮技术使血泵拥有更宽大的血液流道，超大血液流通间隙使血液有充分的流通空间，从而进一步减少对血液的破坏。
全磁悬浮血泵拥有的超大血液流通间隙
凯磁医疗的全磁悬浮体内血泵用电机用于全磁悬浮心室辅助装置，采用混磁驱动技术，进一步降低了功耗，并且具有较强的适应性，可用于移植前过渡治疗(BTT)、恢复心脏功能的过渡治疗(BTR)或长期治疗(DT)。
全磁悬浮体外血泵用电机具有较强的拓展性，能为心脏功能衰竭、爆发性心肌炎、器官移植、救治转运等患者提供体外循环。该设备体积小、运行稳定性高，可与体外循环机、ECMO系统、器官灌注系统、器官转运平台等配套使用，并可满足不同场景下患者救治和转运的需要。在安全性方面，该装置抗震、抗扭摆性强，360°翻转亦不影响正常运行。
“凭借我们的全磁悬浮体内外血泵用电机，凯磁医疗可以帮助医疗器械公司和医院降低30%以上的成本”，凯磁医疗总经理郑士杰向动脉网介绍到。而这主要缘于公司产品已经实现了全流程完全自主设计，包括电机定子、转子、传感器、控制系统等，从而使得成本更加自主可控。
凯磁医疗的商业模式十分注重开放性，体外血泵用电机可以直接以电机产品形式进行售卖，还可以采取“合作授权”的模式进行深度合作，与客户共同推进我国人工心脏发展，提高患者生活质量。
多元化的全磁悬浮技术产品线，满足不同应用领域不同客户群体需求
除了深耕医疗器械领域外，凯磁医疗还针对市场需求，将全磁悬浮技术运用到微电子和生物制药领域，研发出对标国际龙头企业的全磁悬浮搅拌电机和全磁悬浮洁净泵。
凯磁医疗全磁悬浮内外转子搅拌电机
凯磁医疗的全磁悬浮搅拌电机有用于一次性配液系统的内转子搅拌电机，也有可在线CIP/SIP的外转子搅拌电机。由于无机械密封件和阴阳轴承，全磁悬浮搅拌电机在搅拌混匀过程无泄露、无污染和免于维护，能提高生物制品产出率。该产品可满足生物制药上游到下游工艺中的一系列混匀需求，尤其适用于合成生物领域，例如疫苗、试剂、蛋白等高价值制品的搅拌混匀。相比于传统的机械搅拌和磁力搅拌电机，大幅度提升洁净度、细胞活性和产出率。
全磁悬浮洁净泵具有低剪切、无脉冲、无金属析出、无磨损等优点，避免晶圆在清洗过程中因清洗不均匀、金属析出物或颗粒物造成的受损，提高晶圆良率，能为微电子领域超纯介质的输送、生物制药领域过滤提供稳定可靠的解决方案。
凯磁医疗全磁悬浮洁净泵
“从技术更新变革的角度看，全磁悬浮技术是明显优于以往同类技术的。国际领先的全磁悬浮人工心脏产品和全磁悬浮搅拌系统等产品已经受到市场的认可。我们希望能用这一最新、最优的技术方案帮助国内企业缩小与国际龙头的差距，并实现赶超”，总经理郑士杰表示。凯磁医疗的全磁悬浮体内外血泵用电机不仅能帮助初创企业攻克技术难关、快速进入市场，而且能帮助成熟企业降低成本，加快商业化步伐。而作为目前国内唯一能够实现全磁悬浮内外转子搅拌电机交付的企业，凯磁医疗也在帮助制药企业优化现有的搅拌、过滤技术方案，促进降本增效。
作为全磁悬浮电机技术的引领者，凯磁医疗将继续以新质生产力为核心，扎根全磁悬浮技术的打磨更新，为中国医疗器械、制药器械等领域的国产替代与国产创新贡献技术力量。
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