要点:
斯坦福大学赵教授团队开发的创新微创“毫微旋转器血栓切除术”,显著提升了缺血性中风血栓移除的成功率,为改善患者预后和挽救生命带来了突破性希望。
在治疗缺血性中风(即血栓阻断大脑供氧)时,时间至关重要。医生越快成功取出血栓并恢复血流,更多脑细胞得以存活,患者获得良好预后的机会也越大。然而,现有技术在首次手术中成功取出血栓的概率仅约为50%,且约有15%的病例完全失败。
近日,斯坦福大学工程学院Ruike Renee Zhao团队经过长期努力,研发出了血栓切除术Milli-spinner,为血栓治疗开辟了崭新的可能性,也为挽救更多患者生命带来了曙光。
毫微旋转器血栓切除术
为了应对机械取栓面临的挑战,斯坦福大学工程学院课题组开发了一种名为“毫微旋转器血栓切除术”的创新技术。该技术基于一个简单却独特的力学原理,能够机械性地改变血栓内部纤维蛋白网络的微观结构,通过施加压缩力和剪切力,使血栓致密收缩,释放被困的红细胞,从而将血栓体积缩小多达95%,极大地提升了血栓的去除效率。
毫微旋转器由一根可高速旋转的空心导管组成,表面设有翅片和狭缝,可在血栓附近产生局部吸力,结合旋转产生的力学作用,像手掌挤压并搓成团的棉纤维一样,将松散的纤维蛋白卷成紧密的球状而不破坏其结构。体外肺和脑动脉血流模型及体内猪模型实验显示,该技术在血栓消融速度和血流恢复的精确性上均优于传统的吸入式血栓切除术。
传统机械取栓依赖于破裂或切割血栓,但往往导致血栓断裂碎片脱落,造成远端栓塞风险,并且难以处理富含纤维蛋白的坚硬血栓。相比之下,毫微旋转器通过致密化血栓的纤维蛋白网络,实现了血栓体积的显著缩减,从根本上提升了机械取栓的成功率。针对最顽固的血栓,该技术的首次通畅率高达90%,远超现有设备约11%的成功率。
该研究成果于6月4日发表在“自然”杂志,论文合著者、斯坦福大学神经影像与神经介入科主任Jeremy Heit教授表示,“这项颠覆性技术将极大提升我们治疗缺血性脑卒中、肺栓塞及心血管血栓疾病患者的能力。”
毫微旋转器为微创取栓治疗带来了全新方向,尤其在治疗因纤维蛋白密集导致传统方法效果欠佳的血栓方面展现出巨大潜力,有望显著改善缺血性卒中、心肌梗死、肺栓塞及外周血栓疾病患者的治疗预后。
从药物递送到精准血栓切除的跨越
赵教授将其在毫微机器人领域的研究延伸应用于毫微旋转器的设计。毫微机器人是一种微型折纸机器人,能够在人体内游动,用于药物递送或辅助诊断。该旋转空心结构带有鳍片和狭缝,最初是为推进设计,但研究团队发现它同时能产生局部吸力,便开始探索其更多潜能。
“起初,我们只是想测试这种吸力是否有助于清除血栓。没想到,当旋转器作用于血栓时,血栓颜色由红转白,体积大幅缩小,简直像魔术一样。那时我们并不完全理解背后的机理。”赵教授回忆道。
这一意外发现激发了团队浓厚的兴趣,他们开展了数百次设计迭代,致力于提升毫微旋转器的效率和效果。同时,他们也未忘其作为推进装置的潜力,正研发一种能够在血管内自由游动、主动定位并治疗血栓的毫微旋转器。
赵教授表示,尽管目前重点在血栓治疗,离心机的局部吸力特性还有许多潜在应用。团队已在研究利用该技术捕获并清除肾结石碎片,未来甚至探索医学以外的领域。 “我们正在开拓这款微型旋转器在生物医学乃至更广泛领域的多样化应用,前景令人振奋,”赵教授说。
深知该技术对中风及其他血栓疾病患者的重要意义,团队成立了新公司,获得斯坦福技术授权,推动产品开发和市场推广,并计划尽快开展临床试验。 “这项技术令人兴奋之处在于其独特机制,能主动重塑和压缩血栓,而非简单提取。我们期待其临床应用显著提升取栓成功率,挽救更多生命。”
毫微旋转器的诞生不仅代表着医疗技术的一次飞跃,更象征着科学创新如何通过跨学科融合创造出改变生命的解决方案。它提醒我们,在面对复杂的医学难题时,勇于探索未知、拥抱意外发现,往往能够催生颠覆性的突破。随着这项技术的不断完善和临床应用的推进,我们有理由相信,未来血栓治疗将变得更加精准、高效,也必将为无数患者带来重生的希望与更光明的未来。