心脏左心耳血栓是房颤患者常见的并发症,一旦血栓发生会致使患者中风危害加重。当前,针对于左心耳血栓经常使用的方式是口服抗凝药,或者实行左心耳封堵术,但传统的金属封堵器经常面对封堵不全、血栓形成等难题。 针对于这一临床难题,北京时间3月5日,中国科学院深圳进步前辈技能研究院集成所徐天添团队结合中国医学科学院阜外病院潘湘斌团队,于《天然》发表最新研究。互助团队初次研发出了一种可个性化适配所有左心耳类型的磁流体呆板人(Magnetofluids),并提出了一种基在液体的心脏左心耳封堵的技能系统。 该研究初次解决了心脏左心耳血栓医治中面对的“封堵周围漏、器械相干性血栓、心肌毁伤、内皮化不彻底”等焦点痛点,实现了于猪模子上跨越10个月的不变封堵,倾覆了今朝临床上利用的基在金属封堵器的封堵手腕,标记着左心耳封堵技能从“固体适配”迈向“流体彻底封堵”的全新阶段。 破解左心耳血栓临床难题 心脏左心耳是左心房向外延长的狭长管状布局,具备调治左心房压力、贮存血液、介入凝血、维持心脏功效等作用,其内壁高低不服的布局易致使血流拥塞,是房颤患者血栓形成的重要缘故原由。 而对于在没法利用口服抗凝药的房颤患者来讲,左心耳封堵术是降低此中风危害的要害医治手腕。 现有的封堵技能持久面对两年夜焦点挑战:一方面,现有的金属封堵器质地坚硬,需刺破心肌壁才能固定,易致使封堵器周围漏、器械相干性血栓及心肌毁伤,硅胶等软封堵器需要过分扩张才能封堵,易粉碎心脏内血流动力学;另外一方面,左心耳内部充满小梁间隙,差别患者的左心耳形态千差万别,固体封堵器难以彻底适配,未封堵的死角仍可能形成血栓,致使患者中风。 一直以来,徐天添团队深耕磁控微型呆板人技能。该项技能依附无线操控、微创参与、精准靶向等上风,成为解决微创参与诊疗临床痛点的主要标的目的。团队常年与多个临床团队踊跃开展互助,致力在经由过程磁控技能实现临床难题的冲破。 2023年11月的一天,徐天添团队正于缭绕原位固化的磁流体呆板人睁开试验,恰逢潘湘斌团队来访交流。徐天添团队于交流中相识到了左心耳封堵的临床难题。 “平凡流体质料难以匹敌血流冲洗及心跳挤压,难以实现安全封堵,假如使用磁流体这种新型质料,巧妙地使用外磁场作用以和自己的自顺应塑形能力,也许能降服解决左心耳封堵的临床难题。”徐天添说道。 潘湘斌团队研发的超声指导参与技能系统可以及时显示心脏内部布局,为植入磁流体,提供了要害指导路径。两边一拍即合,迅速开展试验研究。 团队于离体猪上完成开端验证后,对于第一版磁流体的磁性、流动性、固定性等方面举行了改良及优化,终极研发出了一款新型磁流体呆板人。该呆板人可以尽心脏参与导管进入左心耳中,于磁力牵引下,能乐成匹敌高速血流及猛烈心跳带来的滋扰。与血液接触后,它能快速原位固化,继而形成彻底贴合左心耳外形的磁凝胶,对于出血部位彻底封堵。 效果逾越临床最广泛利用的金属封堵器 “从研究假想到试验落地,再到论文投稿、返修、上线,整个历程连续了两年多的时间。”论文配合第一作者王姝回忆。 于研发历程中,团队发明磁流体呆板人于临床上实现左心耳封堵还有存于诸多挑战。为此,他们以钕铁硼颗粒为磁相应质料,乙烯-乙烯醇共聚物的二甲基亚砜溶液为基载液,经由过程仿真、体外试验确认适合的磁铁和笼罩位置,并立异地经由过程聚乙烯醇粉末调控磁流体,以促成心内膜的生长。团队经由过程聚焦临床现实需求,构建起了完美的磁流体左心耳封堵技能系统,弥补了该范畴内的技能空缺。 此外,因为年夜鼠没法实行参与手术,需开胸后直接打针封堵,对于科研职员的操作精度要求极高;于猪模子验证明验中,猪与犬体型、心理布局悬殊,需非分特别留意磁场摆放位置、磁流体固化时间,每一次试验都要举行充实的术前评估、重复预演。两年多的时间里,研究团队经常于深圳、北京两地屡次来回,通宵会商、彻夜试验成了研究事情的常态。 验证效果显示,这一新型磁流体呆板人对于左心耳的封堵效果优在作为临床最广泛利用的传统金属封堵器。 研究职员于8头巴马猪、30只SD年夜鼠,以和比格犬的跨物种验证中发明,该质料于试验动物参与手术中无较着出血及心率异样。3D重修显示,新型磁流体呆板人可以或许完全封堵左心耳血栓,合用在各类繁杂形态的左心耳。磁流体呆板人于猪模子上植入2至10个月后,固化后的磁凝胶外貌可形成平滑完备的心内膜,剖解学显示,无器械相干性血栓形成及心肌毁伤,为团队提出的磁流体封堵术的有用性及安全性提供了有力支撑。 审稿人对于该结果评价道,该研究将为左心耳封堵术确立全新计谋基础,有望解决现有器械面对的诸多问题。 左心耳封堵迈向“液体封堵”阶段 中国心房颤抖治理指南(2025)指出,全世界房颤患者人数约为5970万例。此中相称比例的患者因左心耳形态繁杂、高龄、出血危害高档因素,没法耐受传统金属封堵器的植入。现有的金属封堵器纵然有差别的型号,也难以彻底适配临床上繁杂形态的左心耳。研究团队提出的新型磁流体封堵术有望为临床上左心耳封堵术的实行计谋带来新思绪。 论文通信作者徐天添暗示,该研究创始了左心耳血栓“液体封堵”的参与医治新模式,为繁杂腔隙的彻底封堵提供了新范式,是一次工程科学与医学交织联合的乐成案例。 “该研究解决了传统封堵技能的焦点痛点,为房颤患者,特别是左心耳形态繁杂、没法耐受传统封堵器的患者提供了更安全、长效的卒中预防方案,可削减二次手术危害及医疗成本。”论文通信作者潘湘斌暗示, 将来,研究团队将进一步缭绕左心耳封堵后磁凝胶外貌内皮的天生机制,以和更持久的安全性方面睁开摸索,并鞭策该新型磁流体向临床运用举行转化。 相干论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-025-10091-1
磁流体左心耳封堵体外试验历程。深圳进步前辈院供图
DSA(数字减影血管造影)拍摄的巴马猪体内磁流体左心耳封堵试验历程。深圳进步前辈院供图
磁流体磁相应效果测试中。阜外病院供图