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斯坦福大学的研究人员开发出一种新的血栓清除技术，其效率是现有技术的两倍多。它可以显著提高治疗中风、心脏病、肺栓塞和其他血栓相关疾病的成功率。
在治疗缺血性中风（血栓阻塞大脑供氧）时，每一分钟都至关重要。医生越快地取出血栓并恢复血流，存活的脑细胞就越多，患者获得良好预后的可能性也就越大。但目前的技术在第一次尝试中成功取出血栓的概率仅为50%，而约15%的病例会完全失败。
斯坦福工程学院的研究人员开发了一种名为“毫旋器血栓切除术”的新技术，该技术可以显著提高治疗中风、心脏病发作、肺栓塞和其他血栓相关疾病的成功率。在 6月4日发表 于 《自然》杂志的一篇论文中，研究人员利用血流模型和动物实验，证明毫旋器血栓切除术的效果显著优于现有治疗方法，并提供了一种快速、简便、彻底清除血栓的新方法。
“在大多数情况下，我们的疗效是现有技术的两倍以上，而对于最顽固的血栓——目前使用现有设备清除率仅为11%——我们90%的一次尝试就能打通动脉，”论文合著者、斯坦福大学神经影像与神经介入科主任 、放射学副教授Jeremy Heit说道。“这真是令人难以置信。这是一项颠覆性的技术，将极大地提升我们帮助患者的能力。”
血凝块由纤维蛋白（一种坚韧的丝状蛋白质）缠结而成，纤维蛋白能捕获红细胞和其他物质，形成粘稠的团块。通常，医生会尝试将导管插入动脉，然后用真空吸尘器吸走血凝块，或用金属丝网将其拉出。但这些方法并不总是有效，而且可能会扯断纤维蛋白丝，导致血凝块脱落并卡在新的、更难触及的地方。
“现有技术无法缩小血凝块的尺寸。他们只能依靠使血凝块变形和破裂来将其取出，” 机械工程助理教授、该论文的资深作者Renee Zhao说道。“毫微旋转器的独特之处在于，它能够施加压缩力和剪切力来缩小整个血凝块，从而显著减小其体积，且不会造成破裂。”
毫微旋转器也通过导管到达血凝块，它由一根可以快速旋转的长空管组成，管子上布满了一系列的翅片和狭缝，有助于在血凝块附近形成局部吸力。这会产生两种力——压缩力和剪切力——将纤维蛋白丝卷成紧密的球状，而不会将其弄断。
想象一下一团松散的棉纤维（或者你也可以把它想象成一把从梳子上拔下来的长发）。如果你把它压在手掌之间（挤压），然后双手搓成一个圆圈（剪切），纤维就会越来越缠结成一个更小、更致密的球。毫微旋转器可以对血凝块中的纤维蛋白丝进行同样的操作，利用吸力将血凝块压向管子的末端，并快速旋转以产生必要的剪切力。
赵和她的同事们证明，微型旋转器可以将血凝块缩小到原始体积的5%。这个过程会震落红细胞，红细胞一旦脱离纤维蛋白的束缚，就能在体内正常移动。此时，微小的纤维蛋白球会被吸入微型旋转器，排出体外。
“它对各种成分和大小的血凝块都非常有效，”赵教授说道。“即使是目前技术无法处理的坚硬、富含纤维蛋白的血凝块，我们的毫微旋转器也能利用这种简单而强大的力学原理，使纤维蛋白网络致密化，从而缩小血凝块。”
毫微旋转器的设计是赵教授在 毫微机器人研究方面的延伸。毫微机器人 是一种微型折纸机器人，可以在体内游动，用于分配药物或辅助诊断。这种带有鳍片和狭缝的旋转空心结构原本设计用于推进，但当研究人员意识到它也能产生局部吸力时，他们决定看看它是否还有其他用途。
“起初，我们只是想知道这种吸力是否能帮助清除血栓，”赵说。“但当我们用旋转器测试血栓时，我们发现血栓的颜色发生了显著变化，从红色变成了白色，体积也急剧减小。说实话，感觉就像魔术一样。当时我们并不完全了解其中的原理。”
这种出乎意料且前所未有的血栓反应引起了研究人员的浓厚兴趣，他们着手探究其潜在机制，并经过数百次设计迭代，力求使毫微旋转器尽可能高效有效。但他们并没有忘记它的推进可能性。赵教授和她的同事们还在研发一种不受束缚的毫微旋转器，它可以自由地在血管中游动，从而瞄准并治疗血栓。
Zhao表示，虽然他们目前专注于治疗血栓，但离心机还有许多其他潜在用途。她和她的团队已经在研究利用离心机的局部吸力来捕获和清除肾结石碎片。
“我们正在探索这种微型旋转器设计的其他生物医学应用，甚至探索其在医学以外的应用，”Zhao教授说道，“未来将会有很多令人兴奋的机遇。”
Zhao教授和他们的同事们深知这项技术对中风患者和其他血栓相关疾病患者的巨大益处，他们希望这项微型旋转血栓切除术能尽快获得批准，供患者使用。他们已经成立了一家新公司，获得了斯坦福大学的这项技术授权，以进行开发并将其推向市场，并计划在不久的将来进行临床试验。
“这项技术真正令人兴奋的地方在于它独特的机制，能够主动重塑和压缩血栓，而不仅仅是提取它们，”Zhao教授说道。“我们正致力于将其应用于临床，希望它能够显著提高血栓切除术的成功率，挽救患者的生命。”
Milli-spinner thrombectomy
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