在中国每年有数以百万计的患者受到瓣膜疾病的困扰，如果不及时治疗会危及生命。使用人造心脏置换失效的自体瓣膜是治疗瓣膜疾病的有效途径。早期人造瓣膜是通过外科开胸手术完成瓣膜置换，因手术创伤大，难度高，恢复期长，许多高危高龄病人无法得到有效治疗。介入瓣膜的发展，开启了瓣膜疾病治疗的新手段。在过去的70年中，已经发明了多种类型的人造瓣膜，但是没有一种人造瓣膜能够达到像人自体瓣膜一样的性能，导致植入后存在各种问题，人造瓣膜技术需进一步发展。

人工瓣膜的类型

人造瓣膜从使用的材料上分类，可分为机械瓣和生物瓣两大类。上世纪60年代机械瓣膜首先进入临床应用阶段。机械瓣通常用金属和热解碳制造，虽然其耐久性优越，但生物相容性不足，易引发血栓。因此，植入机械瓣膜的患者必须终身服用抗凝药，否则可能诱发严重不良事件，例如中风。抗凝药的使用给患者带来出血的高风险，和患者生活质量的下降。 

人造机械瓣膜

为了避免机械瓣膜血栓的风险和终身服用抗凝药，生物瓣膜通常采用血液相容性更好的动物源性材料，通常是牛心包或猪心包作为瓣叶材料。尽管生物瓣膜能有效降低血栓形成的风险，但是生物瓣膜的使用寿命较短，一般情况下生物瓣在术后7-10年，瓣膜开始出现性能下降，到术后15-20年就需要再次瓣膜置换。生物瓣寿命较短的原因是瓣叶容易钙化，磨损和撕裂。

人造生物瓣膜

机械瓣膜和生物瓣膜均需要通过心外科开胸手术进行置换，对高危高龄患者而言，手术风险过大。经导管瓣膜置换术（介入瓣膜）是近几年快速发展的换瓣技术，解决了上述难题。介入瓣膜在生物瓣的基础上，改变了植入的方式，将瓣膜载入一根导管，通过血管通道将人造瓣膜输送到病变位置，完成置换，避免了风险高、创伤大的外科开胸手术。但介入瓣结构具有高弹性，植入后形状变化使其工作状态与设计状态有差异，因此使其寿命更短。因此介入瓣目前仅适用于70岁以上患者，根据临床评定后部分60-69岁患者也可适用（中国经导管主动脉瓣置换术临床路径专家共识（2021版））。美国介入瓣临床应用指南包含更年轻的患者，根据2020年发布AHA/ACC 瓣膜病指南，50 岁以下患者选择机械瓣，65 岁以上患者选择生物瓣，50～65 岁患者，结合患者意愿原则上两种类型瓣膜都可以考虑。

生物介入瓣膜

介入瓣膜的制造工艺非常复杂。根据世界最大的心脏瓣膜制造商之一爱德华的资料显示，制造介入瓣膜的工序需要150名员工，40天的生产周期以及5-6周的测试和包装，每个组装人员都需要进行6周的培训。因此介入瓣膜价格相对昂贵，属于“纯手工打造”的奢侈品，不能完全释放市场需求，一定程度上影响了普及率。目前国内已有4家中国企业的介入瓣膜产品获得NMPA批准上市，它们的产品也延续了“手工缝瓣”的工艺。

为了解决生物瓣膜缺点，已有不少公司、科研院所已经开始研究高分子瓣膜，以解决机械瓣和生物瓣的不足。在国外，Foldax研发领先，以其产品TRIA（高分子瓣）为代表，目前其手术瓣（SAVR）系列已经完成FIM研究，但其介入瓣（TAVR）系列目前还在早期，刚完成首期动物试验。

国内已经有若干公司表示在开发高分子瓣，但公开信息显示只有沛嘉公布其实质性研究进展。根据2021年业绩公告，沛嘉将其高分子瓣命名为TaurusApex，其研发已完成动物试验，现在正在进行人体临床研究前的准备工作。TaurusApex在介入瓣膜领域，并不比TRIA晚，很有希望成为全球第一家上市的高分子介入瓣膜产品。

TaurusApex

TaurusApex是沛嘉独立研发的第四代介入瓣膜产品，使用自研的高分子纤维编织物作为瓣叶材料。根据沛嘉在研发公开日介绍， TaurusApex主要致力于解决生物瓣的不足（例如寿命短）：

整个工艺过程解决了动物源材料人工筛选的不确定性，减少了缝制过程的手工操作。TaurusApex的生产工艺特点，使建立批量化生产能力、降低生产成本成为可能，与动物源材料相比具有性能上的高度一致性，并在关键性能上实现按需调整，将带领介入瓣膜产品走出“手工缝瓣”的历史阶段。TaurusApex瓣叶厚度比传统牛心包瓣叶的厚度大幅降低，更符合经血管人工瓣膜产品的要求，有望获得更为优异的临床结果和术者使用体验。

TaurusApex仿生复合编织结构

人体自体主动脉瓣叶由5层疏水组织构成（包括表层、纤维层、海绵层、心室层、表层 ），而生物瓣采用动物心包，由纤维层和外膜层构成。TaurusApex设计模仿人体自体瓣叶结构设计，采用多层复合材料。这与国外标杆企业Foldax产品TRIA的瓣叶不同，TRIA的瓣叶只有单层聚氨酯材料，通过反复浸涂成型。

TaurusApex采用多层仿生复合编织结构，更接近人体自体瓣叶性能，在耐久性能和抗撕裂，抗磨损等方面表现更优。为此沛嘉开发了一系列的技术和评价方法以达成这些设计目标。

纤维各层间结合强度评价

沛嘉自研的多层复合结构瓣叶材料采用超细高强高分子纤维编织而成的纤维层，其结构模仿天然瓣叶胶原纤维的柔性网状骨架，不仅具备超强机械性能，单丝强度超过钢材，同时还模拟天然瓣叶的各向异性，获得与自体瓣叶更接近的血液动力学性能。沛嘉为此开发了针对超细纤维的高精编织专用设备等一系列技术，尝试了数百种组合构型，优化瓣叶的结构。在保证瓣叶强度高的同时，具备稳定和柔软的特性，和与自体瓣叶相近的各向异性。

在由不同配比的弹性体构成的海绵层和心室层中，海绵层作为过渡层一方面帮助结合纤维层和心室层，另一方面可以过渡、缓冲纤维层和心室层之间的应力和应变。心室层弹性高，可减少瓣叶打开时的应力并使瓣叶动态响应更好。沛嘉设计了所需的高分子弹性体材料，在分子链端引入高生物稳定性的聚合物嵌段，在分子链之间引入化学交联结构，满足生物相容性、物理性能和疲劳性能的需求，并通过调整不同的嵌段结构和比例，使不同层之间的性能达到最佳。海绵层具有和纤维层和心室层有效键合的化学基团，确保两者稳定结合，而心室层有更好的弹性和生物相容性。沛嘉开发的定向沉积技术，可以精确控制海绵层和心室层的分布，通过调节分布达到更好的力学表现。

高分子瓣叶激光裁剪封边

沛嘉开发了特殊的激光熔融裁剪工艺分割瓣叶材料，不仅保证精确的裁剪出瓣叶设计的形态，也可以在裁剪边缘形成完整的封边效果，提高材料的抗撕裂强度。瓣膜塑型工艺，可以将二维的平面结构塑型成特定的3维瓣叶形状，减少人工缝合，提高标准化和生产效率。此外，延续沛嘉在过往瓣膜产品设计上积累的经验，整个瓣叶形状也经过优化设计，可以减少瓣叶材料受到的应力挑战。

TaurusApex实验室研究数据

沛嘉医疗根据不同技术的组合开发出数款高分子膜材料。根据开放日上的信息，TaurusApex在实验室和动物试验进展顺利、数据结果理想，显示出使用高分子材料的人造瓣膜的高度可行性和优越性。

物理性能

与传统牛心包材料相比，两种在研高分子瓣叶材料A和B厚度至少减少80%，可以有效降低介入瓣膜植入物体积；高分子瓣叶材料A和B柔软度与牛心包生物组织无显著差异。

与传统牛心包材料相比，高分子瓣叶材料B断裂力提高至少5倍，高分子瓣叶材料A断裂力提高至少2倍，可以大大提高耐久性能；缝合断裂力提高约70%，可提高耐久性能。

与传统心包处理心包样品比较，高分子瓣叶材料弹性模量更高，短期松弛和蠕变性能与牛心包生物组织无显著性差异。

生物相容性

与传统戊二醛交联心包相比，高分子瓣细胞活力（98.2%）更高，试验结果还显示无致敏反应、无刺激反应、无促凝现象、不容易形成血栓。

血液动力学和长期耐久性能

实验数据表明TaurusApex血液动力学表现优异，同时在2亿次疲劳测试后，各血液动力学参数基本保持不变，没有使用痕迹，耐久性远胜牛心包材料瓣叶（牛心包2亿次试验后会看到些许磨损）。

TaurusApex动物研究数据

高分子瓣叶材料B植入猪主动脉76天后取出，大体瓣叶照片观察（见左图箭头）发现，瓣叶成微微透明状，表面除沾染部分血迹外，整体未发现血栓、赘生物，显示出材料较好的血液相容性。

高分子瓣叶材料B植入猪主动脉76天后染色病理分析发现，高分子瓣叶材料B无异常增生、血栓和炎症反应，显示材料优异血液相容性。

高分子瓣膜是人造瓣膜在机械瓣、生物瓣之后，针对二者的弱点开发的第三类人造瓣膜，同时保持了上述二者的优势。在这一崭新的领域，我们看到国内瓣膜企业，经过多年的研发积累，开发出了有自己创新理念，针对国内患者和市场的创新产品，并开始走到了行业的前列，用他们的独创的技术优势，与国外企业并行竞争。这对中国瓣膜行业的发展，对瓣膜疾病患者的实际获益，有重大意义。