要點:
斯坦福大學趙教授團隊開發的創新微創“毫微旋轉器血栓切除朮”,顯著提升了缺血性中風血栓移除的成功率,為改善患者預后和挽救生命帶來了突破性希望。
在治療缺血性中風(即血栓阻斷大腦供氧)時,時間至關重要。醫生越快成功取出血栓并恢復血流,更多腦細胞得以存活,患者獲得良好預后的機會也越大。然而,現有技朮在首次手朮中成功取出血栓的概率僅約為50%,且約有15%的病例完全失敗。
近日,斯坦福大學工程學院Ruike Renee Zhao團隊經過長期努力,研發出了血栓切除朮Milli-spinner,為血栓治療開辟了嶄新的可能性,也為挽救更多患者生命帶來了曙光。
毫微旋轉器血栓切除朮
為了應對機械取栓面臨的挑戰,斯坦福大學工程學院課題組開發了一種名為“毫微旋轉器血栓切除朮”的創新技朮。該技朮基於一個簡單卻獨特的力學原理,能夠機械性地改變血栓內部縴維蛋白網絡的微觀結搆,通過施加壓縮力和剪切力,使血栓致密收縮,釋放被困的紅細胞,從而將血栓體積縮小多達95%,極大地提升了血栓的去除效率。
毫微旋轉器由一根可高速旋轉的空心導管組成,表面設有翅片和狹縫,可在血栓附近產生局部吸力,結合旋轉產生的力學作用,像手掌擠壓并搓成團的棉縴維一樣,將松散的縴維蛋白卷成緊密的球狀而不破壞其結搆。體外肺和腦動脈血流模型及體內豬模型實驗顯示,該技朮在血栓消融速度和血流恢復的精確性上均優於傳統的吸入式血栓切除朮。
傳統機械取栓依賴於破裂或切割血栓,但往往導致血栓斷裂碎片脫落,造成遠端栓塞風險,并且難以處理富含縴維蛋白的堅硬血栓。相比之下,毫微旋轉器通過致密化血栓的縴維蛋白網絡,實現了血栓體積的顯著縮減,從根本上提升了機械取栓的成功率。針對最頑固的血栓,該技朮的首次通暢率高達90%,遠超現有設備約11%的成功率。
該研究成果於6月4日發表在“自然”雜志,論文合著者、斯坦福大學神經影像與神經介入科主任Jeremy Heit教授表示,“這項顛覆性技朮將極大提升我們治療缺血性腦卒中、肺栓塞及心血管血栓疾病患者的能力。”
毫微旋轉器為微創取栓治療帶來了全新方向,尤其在治療因縴維蛋白密集導致傳統方法效果欠佳的血栓方面展現出巨大潛力,有望顯著改善缺血性卒中、心肌梗死、肺栓塞及外周血栓疾病患者的治療預后。
從藥物遞送到精准血栓切除的跨越
趙教授將其在毫微機器人領域的研究延伸應用於毫微旋轉器的設計。毫微機器人是一種微型折紙機器人,能夠在人體內游動,用於藥物遞送或輔助診斷。該旋轉空心結搆帶有鰭片和狹縫,最初是為推進設計,但研究團隊發現它同時能產生局部吸力,便開始探索其更多潛能。
“起初,我們只是想測試這種吸力是否有助於清除血栓。沒想到,當旋轉器作用於血栓時,血栓顏色由紅轉白,體積大幅縮小,簡直像魔朮一樣。那時我們并不完全理解背后的機理。”趙教授回憶道。
這一意外發現激發了團隊濃厚的興趣,他們開展了數百次設計迭代,致力於提升毫微旋轉器的效率和效果。同時,他們也未忘其作為推進裝置的潛力,正研發一種能夠在血管內自由游動、主動定位并治療血栓的毫微旋轉器。
趙教授表示,盡管目前重點在血栓治療,離心機的局部吸力特性還有許多潛在應用。團隊已在研究利用該技朮捕獲并清除腎結石碎片,未來甚至探索醫學以外的領域。“我們正在開拓這款微型旋轉器在生物醫學乃至更廣泛領域的多樣化應用,前景令人振奮,”趙教授說。
深知該技朮對中風及其他血栓疾病患者的重要意義,團隊成立了新公司,獲得斯坦福技朮授權,推動產品開發和市場推廣,并計划盡快開展臨床試驗。“這項技朮令人興奮之處在於其獨特機制,能主動重塑和壓縮血栓,而非簡單提取。我們期待其臨床應用顯著提升取栓成功率,挽救更多生命。”
毫微旋轉器的誕生不僅代表着醫療技朮的一次飛躍,更象徵着科學創新如何通過跨學科融合創造出改變生命的解決方案。它提醒我們,在面對復雜的醫學難題時,勇於探索未知、擁抱意外發現,往往能夠催生顛覆性的突破。隨着這項技朮的不斷完善和臨床應用的推進,我們有理由相信,未來血栓治療將變得更加精准、高效,也必將為無數患者帶來重生的希望與更光明的未來。