Pusiying Medical gewinnt fast 100 Millionen Yuan an Serie-A-Finanzierung nach Überwindung der Technologie für Supraleitungsmagneten mit geringem Flüssighelium-Verbrauch | Exklusiv von 36Kr

36Kr hat erfahren, dass Suzhou Pusic Medical kürzlich eine Serie-A-Finanzierung in Höhe von fast 100 Millionen Yuan abgeschlossen hat. Die Führung des Investmentrunden übernahm Ivy Capital, der alte Aktionär Neusoft Capital hat seine Investitionen fortgesetzt, und Xiaoming Investment hat mitinvestiert. Die Finanzierung dieser Runde wird verwendet, um die industrielle Umsetzung und Erweiterung der Low-Helium-Siphon-Kühltechnologie PhaseXCool® in supraleitenden Magnetanlagen zu beschleunigen, einschließlich der drei Bereiche medizinische Magnetresonanztomographie (MRI)-Geräte, industrielle Magnetzüchtungssysteme für einkristalline Supraleiter und präzise Wissenschaftliche Instrumente.

Die berufliche Laufbahn von Dr. Ni Zhipeng, dem Gründer von Pusic Medical, dreht sich um das Herzstück „Supraleitender Magnet“. Während seiner Tätigkeit in Institutionen wie dem Plasmaphysik-Institut der chinesischen Akademie der Wissenschaften, dem Elektrotechnik-Institut der chinesischen Akademie der Wissenschaften, Philips Medizin und Neusoft Medizin hat er mehrmals in der Forschung und Entwicklung von supraleitenden Magneten entscheidende Durchbrüche erzielt. Im Jahr 2019 leitete er als Chefwissenschaftler das nationale Schlüssel-Forschungsprojekt des Ministeriums für Wissenschaft und Technologie „Forschung und Entwicklung von Tieftemperatur-Supraleitmagneten mit geringem Flüssighelium-Verbrauch“ (Projektnummer: 2019YFC0117500).

Die Magnetresonanztomographie (MRI) ist die Grundlage der modernen medizinischen Diagnose. Ihr Kernbauteil, der supraleitende Magnet, kann nur in einer extrem kalten Umgebung unter minus 268,95 Grad Celsius (4,2 K) funktionieren. Bei der herkömmlichen Technologie wird die supraleitende Spulensystem in eine „Wanne“ gefüllt mit Flüssighelium getaucht, um die Tieftemperatur für die Supraleitung zu schaffen.

Diese Methode zur Erreichung der Tieftemperatur ist zwar stabil und praktikabel, aber hinter ihr verbirgt sich ein hoher Preis und ein großes Risiko. Erstens ist Flüssighelium eine nicht erneuerbare, knappe strategische Ressource. Mehr als 95 % der chinesischen Heliumressourcen sind importiert, hauptsächlich aus Regionen wie den Vereinigten Staaten und Russland. Wenn die internationale geopolitische Situation die Heliumversorgung beeinträchtigt, wird dies direkt die Kernindustrie der chinesischen Herstellung von Hochtechnologie-Medizinprodukten treffen.

Zweitens sind die Kosten enorm. In den letzten Jahren ist der Preis von Flüssighelium von zwanzig bis dreißig Yuan pro Liter auf zweihundert bis dreihundert Yuan pro Liter gestiegen. Im gesamten Lebenszyklus eines 3,0-T-Magnetresonanztomographen werden Tausende von Litern Flüssighelium verbraucht, was Kosten von Hunderten von Tausenden Yuan verursacht, fast so viel wie die Herstellungskosten des Geräts. Diese Kosten bringen Patienten, Krankenhäusern und der Krankenversicherung eine enorme Belastung.

Vor vielen Jahren haben die drei globalen Medizintechnologiekonzerne GE, Philips und Siemens (GPS) die oben genannten Probleme vorausgesehen und mit hohen Investitionen in die Forschung und Entwicklung der nächsten Generation von Low-Helium-Technologien gearbeitet. Heute werden die Low-Helium-MRI-Geräte von GPS als High-End-Produktlinie vermarktet.

Das Ziel von Pusic Medical, gegründet von Dr. Ni Zhipeng, ist die Forschung und Entwicklung einer heimischen Low-Helium-Supraleitmagnettechnologie, um einen technologischen Sprung zu erreichen. Die eigenentwickelte PhaseXCool®-Technologie ermöglicht eine effektive Wärmeübertragung zwischen der GM-Kältekopf und den kritischen Bauteilen im Inneren des Magneten durch die Gas-Flüssigkeits-Phasenänderung von Helium. Das Flüssighelium absorbiert Wärme während der Verdampfung und wird dann durch die GM-Kältemaschine kondensiert und zurückgeführt, um einen stabilen Betrieb des Magneten zu gewährleisten.

Der Kernpunkt des neuen Low-Helium-Magneten, der von Pusic Medical entwickelt wurde, besteht darin, die übermäßige Abhängigkeit von Flüssighelium zu überwinden. Der zweite Kältekopf (3–4 K) der GM-Kältemaschine wird direkt als Kältequelle genutzt. Durch die Low-Helium-Siphon-Kühltechnologie wird eine effiziente Wärmeübertragung auf die kalte Masse des Magneten (einschließlich kritischer Bauteile wie supraleitende Spulen, supraleitende Schalter und supraleitende Verbindungen) durchgeführt, um eine schnelle und stabile Tieftemperaturumgebung für den großen supraleitenden Magneten zu erreichen. Dadurch wird sichergestellt, dass der supraleitende Magnet auch ohne Flüssigheliumverbrauch stabil unter der Flüssighelium-Temperatur von 4,2 K betrieben werden kann. Dieser Prozess beruht auf der präzisen Gestaltung von geschlossenen Rohrleitungen und Wärmetauschern, um die selbstangetriebene Kühlung des Gas-Flüssigkeits-Phasenkreislaufs zu realisieren.

Die Schwierigkeit bei diesem innovativen technologischen Ansatz besteht darin, dass ohne die natürliche Umhüllung von Flüssighelium alle Kernbauteile auf eine gleichmäßige und effiziente Wärmeübertragung über Rohrleitungen angewiesen sind. Andernfalls kann es zu einer lokalen Temperaturerhöhung kommen, die die Stabilität des supraleitenden Magneten beeinträchtigt. Daher hat das Forschungs- und Entwicklungsteam einen optimierten Algorithmus entwickelt, der nicht nur die Magnetfeldhomogenität im Bereich von 10 ppm erfüllt, sondern auch die sphärische Harmonischenverteilung des Magnetfelds kontrollieren kann. Bei der Reservierung von Raum für die Tieftemperaturrohre wird dennoch die Magnetfeldleistung für hochwertige Bildgebung aufrechterhalten.

Darüber hinaus wurde bei der neuen Technologie auch die strukturelle Gestaltung optimiert, um das Gewicht zu reduzieren. Durch die Abschaffung des herkömmlichen Spulengerüsts und die Verwendung von leichten Verbindungselementen wurde die „kalte Masse“ erheblich reduziert und die Belastung der Kältemaschine verringert. Das Gesamtgewicht des Geräts ist im Vergleich zu herkömmlichen Magneten um fast die Hälfte gesunken, von 4,5–6 Tonnen auf etwa 3 Tonnen, was die Herstellungs- und Montageschwellen erheblich senkt.

Für Krankenhäuser bedeutet dies, dass die Anforderungen an die Infrastruktur gesenkt werden, die Installation flexibler wird und die Betriebs- und Wartungskosten gleichzeitig sinken. Gleichzeitig kann die Gesamtbetriebskosten des Magneten um 50 % gesenkt werden, da die hohen Flüssigheliumkosten eingespart werden.

Außerdem wird durch das vollständig geschlossene Selbstkreislaufsystem das Risiko von Heliumleckagen und Quench verhindert, und die Wiederherstellungszeit nach einem Ausfall wird auf ein Drittel der Zeit von herkömmlichen Geräten reduziert.

Außer in der Anwendung auf die neue Generation von MRI-Geräten besteht auch ein hohes Potenzial für die Anwendung dieser Tieftemperatur- und Starkfeldtechnologieplattform in anderen Bereichen.

Beispielsweise im Bereich der Strahlentherapie ist die Kombination von Magnetresonanztomographie und Strahlentherapiegeräten (Linearbeschleuniger) (MR-Linac) eines der fortschrittlichsten Krebsbehandlungsgeräte. Der einzelne Satz kostet in China fast 100 Millionen Yuan. Die Technologie des aufgeteilten Magnetresonanzbildführungsystems, die für dieses Gerät benötigt wird, kann auch durch die Low-Helium-Supraleitmagnetplattform von Pusic Medical realisiert werden.

Darüber hinaus sind in der Hirnforschungssysteme wie 7T- und 9,4T-Magnetresonanztomographen führende Werkzeuge für die Forschung von Gehirnerkrankungen wie Parkinson und Alzheimer. Herkömmliche Hochfeldgeräte sind aufgrund ihres hohen Flüssigheliumverbrauchs und der Schwierigkeit der Wartung sehr teuer. Die neue Generation von Low-Helium-Technologien kann die Nutzungsschwelle erheblich senken und die Entwicklung der Hirnforschung beschleunigen.

Im industriellen Bereich hat diese Technologie ebenfalls einen beträchtlichen Anwendungsnutzen. In der Halbleiter- und Photovoltaikindustrie muss bei der Herstellung von 12-Zoll-Großformat-Hochreinheitseinkristallen für Chips und N-Typ-Photovoltaikzellen das „Magnetzüchtungsverfahren für einkristalline Supraleiter (MCZ)“ angewendet werden, und der Kern dieses Verfahrens ist der supraleitende Magnet. Die oben genannte Technologie kann diesem Bereich ein heimisches Kerngerät mit stabilerem Magnetfeld und geringeren Kosten bieten.

Laut Ni Zhipengs Plan wird Pusic Medical bis Juni nächsten Jahres die ersten 3,0-T-Low-Helium-Magnetresonanz-Supraleitmagneten an die wichtigsten chinesischen Kunden liefern, um die Tests und Validierungen des gesamten Systems durchzuführen. Die Magnetzüchtungsmagnete für den industriellen Bereich sind ebenfalls geplant, bis Ende nächsten Jahres an die Kunden zur Testung ausgeliefert zu werden.

Daten von Grand View Research zeigen, dass der weltweite Markt für MRI-Geräte 2024 auf etwa 7,1 Milliarden US-Dollar geschätzt wird und bis 2030 auf 10,3 Milliarden US-Dollar ansteigen soll. Eine Studie von DataHorizzon zeigt, dass der Markt für Low-Helium-MRI-Geräte möglicherweise von 2,8 Milliarden US-Dollar im Jahr 2024 auf 5,9 Milliarden US-Dollar im Jahr 2033 wachsen wird, was eine klare Wachstumstrend darstellt. Die erfolgreiche Umsetzung dieser Technologie wird dazu beitragen, dass die chinesische Hochtechnologie-Medizinproduktion „die Selbstkontrolle der Kernkomponenten“ erreicht und die MRI-Geräte auch in Kreishospitäler und andere Einrichtungen verbreitet werden, um die Prüfungsschwelle für Patienten zu senken.