前言导读
血管钙化（vascular calcification）是动脉粥样硬化、高血压、糖尿病血管病变、血管损伤、慢性肾病和衰老等普遍存在的共同的病理表现。
主要表现为血管壁僵硬性增加，顺应性降低，易导致心肌缺血、左心室肥大和心力衰竭，引发血栓形成、斑块破裂，是心脑血管疾病高发病率和高死亡率的重要因素之一；亦是动脉粥样硬化心血管事件、脑卒中和外周血管病发生的重要标志分子。
血管钙化是指钙质物沉积在血管壁的一种病变，会导致血管壁变硬，顺应性降低。根据《冠状动脉钙化病变诊治中国专家共识（2021版）》，冠状动脉钙化随年龄增加而增加。此外，外周动脉的钙化也是常见问题。无论是冠状动脉还是外周动脉的钙化，都是介入治疗中非常棘手的病变。
冠状动脉血管内碎石术（IVL）是一种基于治疗泌尿结石的碎石理念创新性研发的系统，它在工作原理上区别于传统的钙化病变治疗技术，主要通过在球囊低压扩张时向病变提供未聚焦、圆周和脉冲式的机械能，以高效和安全地破坏浅表与深层钙化，从钙化病变内部造成钙化斑块多发、微小的碎裂，使钙化斑块松散却不影响血管内膜的完整性，达到钙化斑块修饰的效果，扩大管腔面积，改善血管顺应性，为后续的支架置入和展开提供充分的条件。
由于振波能量仅对坚硬的钙化部分发生作用，对健康的柔软的血管壁没有损伤，所以对健康血管基本没有伤害，安全性较高。
随着经皮冠状动脉介入治疗（PCI）的不断发展，介入治疗更多涉及到更为复杂的病变，而冠状动脉钙化病变经常贯穿于各种复杂病变，增加了PCI的难度，是心血管介入医师所面临的主要挑战之一，尤其是严重钙化病变，或伴有扭曲、成角、弥漫的严重钙化病变，手术即刻的并发症以及早期和晚期主要不良心血管事件的发生率明显升高。
根据钙化病变的严重程度，可选择非顺应性球囊、刻痕切割球囊、旋磨旋切球囊、激光消融导管以及冲击波碎石系统。冲击波碎石技术是一项应对严重钙化病变的创新型技术，比其他技术更安全、有效和简便。
以血管内碎石术（“IVL”）领域知名产品ShockWave 为例，笔者对冲击波球囊导管的工作原理进行简单的阐述：
Shockwave血管内冲击波技术的灵感来源于肾结石体外冲击波治疗，通过球囊导管把脉冲声压波输送至钙化部位，把钙化的斑块“震松”，使血管恢复弹性及血流，重塑病变血管的同时，避免了对血管内膜的损伤。
产品由球囊、导管轴、导管座、充盈端口、导丝出口、连接器和脉冲发射器组成。
产品基于体外碎石冲击波原理改进而来，将聚焦式高强度 能量改为发散式低强度能量，通过血管内导管方式导入外周血管对钙化病变部位进行松解，以缓解血管狭窄程度或便于后续治疗。
产品导管上含有若干液电式能量波源（脉冲发射器），通过接受发生器传递的电能转化为机械能向外输出冲击波能量。能量波源外部含有球囊，与球囊加压装置配合使用可用于扩张狭窄部位血管，球囊内部可注入生理盐水/造影剂的混合液用于传递冲击波能量。
市场竞争激烈
据悉，美国ShockWave公司的IVL产品于2023年内在中国全面商业化。目前已有十多家国产企业正在开发。中荟医疗已获取国产器械第一张证，其他国产器械即将陆续取证。
沛嘉医疗
除了用于冠脉钙化和外周钙化病变之外，冲击波技术还可以用于瓣膜钙化，沛嘉医疗就是这个细分赛道的先行者。沛嘉医疗的TaurusWave冲击波瓣膜治疗系统是一款用于治疗钙化性主动脉瓣狭窄的非植入冲击波球囊，率先将冲击波技术引入心脏瓣膜钙化性狭窄的治疗。通过球囊震裂钙化结构或者把钙化部位重构，提高瓣膜植入的成功率，目前已经完成的3例临床均展现出良好的安全性及治疗效果。
TaurusWave®和Shockwave®的临床数据对比
乐普医疗
乐普医疗Angiocrack™脉冲声波球囊系统针对外周尤其下肢动脉病变，已于2022年2月完成首例腘动脉严重钙化病变开通手术，由北京大学第三医院李选教授团队使用乐普医疗自主研发的Angiocrack™脉冲声波球囊系统顺利完成。
Angiocrack™脉冲声波球囊系统在国内的第一例临床应用
中荟医疗
由中荟医疗研发生产的C-Wave外周震波导管系统也是适用于中到重度钙化病变的外周血管系统，由震波导管、尾线及震波发生器组成，有效改善钙化病变的管腔准备效果。
C-Wave®外周震波系统
微创 冠脉
微创旋律™的冠脉冲击波球囊导管系统是一款用于钙化病变治疗的产品，可以在球囊低压扩张下向钙化斑块发射非聚焦、脉冲式的冲击波，实现高效碎裂深层钙化的同时不损伤血管内膜，能够改善血管顺应性，方便后续器械通过和支架扩张贴壁。为了进一步提升安全性，该器械通过新型脉冲电极设计进一步减小通过外径，并应用了多层耐刺破球囊，独特的压力检测功能可以提升能量传递效率，丰富的型号规格也可以应对更多样的临床使用需求和场景。
微创旋律™冠状动脉冲击波球囊导管系统
谱创医疗
谱创医疗针对动脉血管钙化的治疗，推出了Sonico血管内液电冲击波球囊导管系统，利用声波能量直击内膜和中膜内的钙化斑块，并360度发射冲击波能量均匀地震裂环形钙化斑块，恢复血管顺应性。
Sonico液电冲击波球囊导管系统
赛禾医疗
赛禾医疗自主研发的冠状动脉冲击波碎石系统由“LiqMagic C14冲击波冠脉球囊导管”和“ISL100 Pro体内冲击波治疗仪”两部分组成（如下图所示），该系统利用了一种创新的血管钙化斑块压裂技术，将传统液电碎石术和球囊血管成形术实现了技术融合，创造性地应用于冠状动脉中血管钙化病变的治疗，通过对血管管腔进行预处理，压裂存在的钙化斑块，使血管顺应性得到明显改善。
Shockwave多项重要专利被无效
2018年12月，美国颇具特点的知名心血管医疗器械Cardiovascular Systems（CSI）向美国专利局（USPTO）专利审判和上诉委员会（PTAB）提交了知识产权申请，质疑Shockwave发布的三项专利的有效性。CSI要求PTAB重新考虑美国专利商标局颁发这些专利的原始决定，并要求每项专利的所有权利要求无效。
Cardiovascular Systems是一家创新型医疗器械公司，专注于开发和商业化创新的解决方案，用于治疗血管和冠状动脉疾病。该公司的Diamondback 360是用于治疗血管钙化疾病，该器械的整个治疗时间只需要几分钟，同时解决了许多与传统的外科手术的局限性。Cardiovascular Systems于2023年2月被医疗器械巨头公司雅培以8.9亿美元收购。
2020年7月，Cardiovascular Systems与Shockwave的相关专利纠纷多方审查（IPR）案件相关的初步裁决陆续公布。
PTAB裁决专利US8728091B2权利要求全部无效，该专利涉及一种采用能量控制的冲击波导管系统。
涉及用于经皮冠状血管成形术或外周血管成形术的治疗系统， 在该系统中，扩张导管用于穿过病灶以便扩张病灶并恢复在动脉中的正常的血液流动。这在当病灶是在动脉壁中的钙化病灶时特别有用。钙化病灶需要高压(有时高达10-15或甚至30个大气压)来破碎钙化斑块并将其推 回到血管壁中。采用这种压力会对血管壁产生创伤，这可导致血管反弹、 解剖、形成血栓以及高水平的再狭窄。
当暴露到高压中时，不同心的钙化病灶可对血管的游离壁造成过度压力。充胀到高压的血管成形术球囊可具 有球囊将膨胀达到的特定的最大直径，但在血管中的同心病灶下的开口通 常将小得多。当增加压力以打开血液通路时，球囊(在破开前)将被限制 到在钙化病灶中的开口的尺寸。随着压力积累，在钙化病灶破碎或裂解以 前，非常大量的能量存储在球囊中。然后该能量释放并造成球囊快速膨胀 到其最大尺寸，并且可施压并损伤血管壁。
因此，在本领域技术中需要能够控制施加于电弧冲击波发生器的电极 的能量。更特别地，需要控制施加的能量以确保适当的气泡和冲击波形成， 而同时节约电极材料并确保组织安全。本发明处理这些以及其它问题。
PTAB裁决专利US9642673B2权利要求全部无效，该专利涉及一种具有多个冲击波源的冲击波球囊导管。
在冲击波瓣膜成形术中，冲击波的撞击强度随着从冲击波源点到瓣膜的距离而削弱。更具体地，冲击波的撞击强度与从冲击波源点到瓣膜的距离的平方成反比。因此，当施加冲击波时，期望此时通过能使冲击波源与被治疗的瓣膜部位之间的距离最小化来使冲击波的效力最大化。
血管成形术存在类似问题。其中，静脉或动脉的钙化区域可扩展到静脉或动脉的一定纵向距离上。这种情况下，血管成形术球囊内的点冲击波源将由于从冲击波源到钙化区域的各个部分的不同距离而不会在钙化区域的范围内一致地有效。
因此，本发明通过提供可能的最有效的瓣膜成形术和血管成形术治疗而解决了该问题和其它重要问题。
PTAB裁决US8956371B2权利要求部分无效，该专利涉及一种冲击波球囊导管系统，属于Shockwave早期基础原理性专利，仅保留一项权利要求5：该对电极设置在导丝管腔的附近和外侧。
作为行业内的领头羊Shockwave的核心技术专利在美国被无效，显然的，国内企业迎来利好。Shockwave的原理性专利和核心技术专利的无效，其在国内布局的同族专利在相关对比文件涉及的现有技术影响下权利稳定性可能大打折扣。
客观来讲，IVL赛道上，国内企业相关产品和Shockwave是相似甚至是一致的，坊间也一直有侵权的质疑，这次美国企业Cardiovascular Systems在美国的一番操作着实帮了大洋彼岸各个企业的大忙！
国产器械春天是否将至
目前IVL赛道上，但已有十多家国产企业正在开发，内卷严重，竞争激烈已白热化，虽然国内虽仅有一家获批用于治疗冠状动脉疾病的本土冲击波球囊治疗系统，但是相关利益方已在该产品赛道的专利战场上展开厮杀，暗战不断，竞争和内卷程度可见一斑。
请求人王瀛已针对沛嘉、赛禾、中荟发起了多轮专利无效，显然采用了“稻草人”策略，其背后明显代表了国内某家企业。不过通过Shockwave相关专利的无效，其背后的采用的对比文件已经出现，且各个国内企业技术路线与Shockwave具有相似性，Shockwave本身就是最好的最接近现有技术，可以说目前各个国内企业专利已处于明牌阶段，难度以及侵权风险已经显著下降了，其实大家不要出昏招就足矣了，希望IVL赛道上的各位老板能明白这句话的意思。
不过笔者需要特别说明的是，Shockwave肯定不会坐以待毙，一定会有所动作，这一点非常值得关注。
笔者依然认为，随着国内重视程度不断提高的情况下，中国公司蓄势待发，在一片被普遍看好的市场中开始暗流涌动，但是随着各个“卡脖子”技术不断攻克，更多的国产IVL一定会在近几年实现重大突破和陆续问世。
国外巨头公司和国内新兴企业在知识产权方面布局更加紧密，IVL赛道上的各个国内厂商之间的竞争也会逐渐激烈，届时相关知识产权问题也必将会成为各大IVL厂商的研究重点课题，后续相关产品的的研发和专利事务值得持续关注。
最后，笔者还需要特别强调的是，对于医疗器械领域的专利工作而言，需要务必重视保护范围的恰当性。对于医疗器械而言，对于保护范围的恰当性更加重要，因为代理人、审查员等因为工作时间、所学专业、医疗经验等原因，导致一些案件的权利要求保护范围的确立难免存在偏差，这就很大程度上取决于医疗器械企业IPR的把控，IPR从中起到了定海神针的作用，作为纽带桥梁将保护范围落实到恰当。而且从近两年国内医疗器械公司发起的专利诉讼来看，有相当一部分专利均是宣告全部无效，显然我们以IPR为代表的从业者对于医疗器械专利的保护范围恰当性还有很大的学习提高空间，对于医疗器械专利而言，尤其是Me too和Me better的阶段的产品，权利要求不必拘泥形式上的大，应当做好现有技术的检索，把控好区别技术特征，研判好实际解决的技术问题，做好显而易见性的判断，把实际的必要技术特征作为重点进行阐述，做好权利要求清楚简要和说明书的完整的把控。
参考资料：医心、Shockwave、健适医疗、智慧医械、医械知识产权、网络公开资料等。
