Nature重磅：90后华人学者开发新型血栓清除术，有望颠覆中风、心脏病等疾病治疗

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

动脉或静脉中由血栓引起的阻塞可能会导致严重的健康问题。机械血栓切除术是一种微创技术，用于治疗缺血性中风、心肌梗死、肺栓塞和外周血管疾病，通过抽吸、支架取栓器或切割机制清除血栓。

例如，在治疗缺血性中风（即血栓阻塞了大脑的氧气供应）时，每一分钟都至关重要。医生越快清除血栓并恢复血液流动，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。

然而，目前的机械血栓切除术在 10%-30% 的患者中无法成功清除血栓，尤其是对于那些血栓体积大且富含纤维蛋白的情况。此外，这些方法还可能使血栓破裂和碎裂，导致远端栓塞和不良结局。

2025 年 6 月 4 日，斯坦福大学赵芮可团队（Yilong Chang为第一作者）在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为 ： Milli-spinner thrombectomy 的研究论文。

该研究开发出了一种清除血栓的新技术——微型旋流取栓术（Milli-spinner thrombectomy），其效果是现有技术的 2 倍多，为快速、简便且彻底清除血栓提供了新途径，有望显著提高治疗中风、心脏病发作、肺栓塞以及其他与血栓相关疾病的治疗成功率。

研究团队表示，在大多数情况下，微型旋流取栓术是现有技术效果的 2 倍多，而对于最难处理的血栓，使用目前的设备和技术将其清除的概率只有约 11%，而使用微型旋流取栓术，首次尝试就能使动脉畅通的概率达到 90%。这简直令人难以置信。这是一项变革性的技术，将极大地提升帮助患者的能力。

血栓由纤维蛋白缠结而成，这是一种坚韧的丝状蛋白质，能将红细胞和其他物质困住形成“黏糊糊”的团块。通常，医生会将导管插入动脉，通过抽吸或用金属丝网套住的方式来清除血栓。但这些方法并非总是奏效，而且可能会扯断纤维蛋白丝，导致血栓碎裂，这些血栓残片可能会卡在新的、更难触及的位置。

利用现有技术，根本无法缩小血栓的体积，只能依靠挤压和破裂血栓来将其清除。而微型旋流取栓术的独特之处在于，它能对整个血栓施加压缩和剪切力，从而大幅缩小其体积，而不会导致其破裂。

该研究开发的微型旋流器同样通过导管到达血栓处，有一根长而空心的管子构成，管子上有一系列的鳍片和狭缝，能够通过快速旋转时产生的流体动力学效应在血栓周围形成局部负压吸引区，施加两种力——压缩力和剪切力，将纤维蛋白丝卷成一个紧密的球体，而不会将其弄断，从而逐渐抽吸并缩小血栓体积。

通俗来说，这就像面对一团松散的棉花，用手掌挤压（施加压缩力），同时双手做圆周运动相互摩擦（施加剪切力），就会让棉花纤维缠绕在一起，形成一个更小、更紧密的棉花团。

微型旋流取栓术高效清除血栓的原理

这种革新性设计突破了传统机械取栓装置易导致血栓碎裂的局限，能在最小化栓塞风险的同时实现高效清除。

微型旋流器的特写：其主体为一根可高速旋转的空心长导管，靠近血栓的一端设有多组鳍状结构及狭缝。

研究团队进一步证明，这种微型旋流器能够将血栓体积缩减至其初始体积的 5% 以下。这一过程让红细胞得以释放，它们不再受纤维蛋白束缚，能够正常在体内流动，而此时已变得很小的血栓球则被微型旋流器吸走并排出体外。

论文通讯作者赵芮可表示，这个设备效果非常好，适用于各种成分和大小的血栓。即使是那些难以用现有技术处理的、富含纤维蛋白的硬血栓，该研究开发的微型旋流器也能利用这一简单却强大的力学原理来压缩纤维蛋白网络，从而缩小血栓。

这种 微型旋流器 的设计是赵芮可团队在微型机器人方面工作的延伸，2022 年 6 月，赵芮可团队在Nature Communications期刊发表论文【2】，开发了一款基于基于折纸原理的磁力驱动的微型机器人，能够在人体内（胃部）爬行、游动、旋转以递送药物或辅助诊断。

可旋转的无线两栖折纸毫米机器人

带有鳍片和狭缝的中空旋转结构原本是作为机器人的推进机制设计的，但当研究团队发现它还能产生局部吸力时，他们决定探索其他用途。

赵芮可表示，起初，团队只是想知道这种吸力能否帮助清除血栓，而把这种旋转装置放在血栓上测试时，观察到血栓颜色发生了显著变化——从红色变成了白色，体积也大幅缩小，但当时并不完全明白其中的机制。

面对这种出乎意料且前所未有的血栓反应，研究团队着手探究其背后的机制，他们对微型旋流器进行了数百次设计迭代，力求使其尽可能高效和有效。此外，他们还在研发能够在血管中自由游动的微型旋流器，以靶向并清除血栓。

研究团队表示，该论文主要展示了微型旋流器用于治疗血栓，但该装置在生物医学领域还有许多其他潜在应用，甚至在生物医学领域之外的应用，他们现在正探索利用微型旋流器的局部吸力来捕获并移除肾结石碎片。

考虑到这种微型旋流取栓术对中风患者以及其他血栓相关疾病患者可能产生的影响，研究团队希望尽快让这种新技术获得批准用于患者治疗，为此，他们已成立了一家新公司以进行技术开发，并计划在近期开展临床试验。

赵芮可表示，这项技术真正令人兴奋之处在于，其独特的主动重塑和压缩血栓的机制，而不仅仅是将血栓取出。团队正在努力将其引入临床环境，以提高血栓切除术的成功率，从而挽救患者生命。

赵芮可教授

赵芮可，2012 年本科毕业于西安交通大学，2016 年博士毕业于布朗大学，2016-2018 年在麻省理工学院进行博士后研究（合作导师为赵选贺教授），2018-2021 年在俄亥俄州立大学任助理教授，2021 年加入斯坦福大学，任助理教授并领导柔性智能材料实验室。她的研究重点在于开发用于多功能机器人系统的刺激响应型柔性复合材料，这些材料具备集成的形状变化、组装、传感和导航功能，通过将力学、材料科学和先进材料制造相结合，她的工作推动了柔性机器人、微型生物医学设备、机器人手术、折纸系统、主动超材料以及一般可展开变形结构等领域的创新。

论文链接：

1. https://www.nature.com/articles/s41586-025-09049-0

2. https://www.nature.com/articles/s41467-022-30802-w