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新型磁流體機器人破解臨床難題

2026年03月09日 深圳先進技術研究院
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心臟左心耳是左心房向外延伸的狹長管狀結構,其內壁凹凸不平的結構易導致血流堵塞。心臟左心耳血栓是房顫患者常見的并發癥。傳統的金屬封堵器治療方法因封堵不全、血栓形成等問題,容易給患者埋下新的隱患。

針對這一臨床難題,中國科學院深圳先進技術研究院等,研發出一種可個性化適配所有左心耳類型的磁流體機器人,提出了一種基于液體的心臟左心耳封堵技術體系。

對于無法使用口服抗凝藥的房顫患者來說,左心耳封堵術是降低其中風風險的關鍵治療手段。但是現有的封堵技術長期面臨兩大核心挑戰:

一方面,現有的金屬封堵器質地堅硬,需刺破心肌壁才能固定,易導致封堵器周圍漏、器械相關性血栓和心肌損傷,硅膠等軟封堵器需要過度擴張才能封堵,易破壞心臟內血流動力學;

另一方面,左心耳內部布滿小梁間隙,不同患者的左心耳形態千差萬別,固體封堵器難以完全適配,未封堵的死角仍可能形成血栓,導致患者中風。且普通流體材料難以對抗血流沖刷和心跳擠壓,實現安全封堵較為困難。

為了解決該問題,團隊想到了磁流體。磁流體可在外加磁場作用下定向運動,并像水一樣自適應填充任何復雜空間。

團隊研發了超聲引導介入技術體系,在實時顯示心臟內部結構的同時,利用外磁場作用以及磁流體的自適應塑形能力,成功實現了磁流體植入。

團隊在離體豬上完成了初步驗證,此后科研人員對初版磁流體的磁性、流動性、固定性等方面進行了改進和優化,最終研發出了一款新型磁流體機器人。

新型磁流體機器人可經心臟介入導管進入左心耳,在磁力牽引下,能成功對抗高速血流和劇烈心跳帶來的干擾。與血液接觸后,它能快速原位固化,繼而形成完全貼合左心耳形狀的磁凝膠,對出血部位完全封堵。

團隊還通過仿真、體外實驗確認了合適的外磁場參數,通過聚乙烯醇粉末調控磁流體,促進心內膜的生長,構建了完善的磁流體左心耳封堵技術體系,填補了該領域的技術空白。

動物驗證和3D重建顯示,新型磁流體機器人能夠徹底封堵左心耳血栓,適用于各種復雜形態的左心耳。其封堵效果優于目前臨床最廣泛使用的傳統金屬封堵器。

磁流體機器人在豬模型上植入2至10個月后,固化后的磁凝膠表面可形成光滑完整的心內膜,且無器械相關性血栓形成和心肌損傷。

新型磁流體封堵術有望為房顫患者,尤其是左心耳形態復雜、無法耐受傳統封堵器的患者,提供更安全、長效的卒中預防方案。

相關研究成果發表在《自然》(Nature)上。

論文鏈接

磁流體左心耳封堵術示意及封堵效果展示

打印 責任編輯:宋同舟

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