研究揭示：磁化方法在肾结石取回中显著优于传统手段

斯坦福大学推出了一种兼容输尿管镜的设备，该设备通过一根线提取并磁化肾结石碎片，在猪模型中的表现超过了传统的取石技术。

肾结石疾病大约影响11%的美国人，通常需要进行输尿管镜激光碎石术。碎石术后，碎片的移除效率很低，许多患者仍然留有残余碎片，这可能引发疼痛、感染、重复手术和额外费用。

结石是由结晶的盐分形成的，这些盐可能会阻塞从肾脏到膀胱的细小管道，导致疼痛、感染和肾损伤。

输尿管镜激光碎石术仍然是最常见的手术。内窥镜从尿道进入上尿路，激光纤维在生理盐水的灌注下将结石打碎成小碎片，外科医生的目标是移除或让小碎片自发排出。

残余碎片在高达 40% 的患者中在输尿管镜检查后仍然存在，导致急诊就诊和重复干预等并发症。随着时间的推移，风险逐渐增加，30% 有残余碎片的患者在五年内需要再次手术，而没有残余碎片的患者仅为 4%。

医疗需求非常大，在美国每年有超过 130 万次急诊就诊和超过 40 亿美元的支出。加上肥胖和糖尿病的上升，这些都是形成肾结石的主要风险因素，预计到 2030 年，肾结石将每年增加 12 亿美元的医疗费用。

在研究“通过输尿管镜在猪模型中磁性取回肾结石”时，发表在 Device 上，研究人员设计了一种与输尿管镜兼容的系统，用水凝胶对石头碎片进行磁化，并在猪的直接内窥镜可视化下使用磁性导线取回它们。

实验设置

仪器与临床输尿管镜检查中使用的仪器相似，并经过了一些优化。一个 3D 打印的肾脏模型被放置在 0.9% 的盐水浴中。人类来源的肾结石碎片被放置在模型肾脏中。

两种水凝胶前体，铁氧化物和壳聚糖，通过双腔注射器共同输送，使其在碎片表面接触并现场形成磁性水凝胶，之后磁性导线尝试取回。

猪肾脏接受了人源草酸钙碎片的逆行置入，碎片直径小于3毫米，磁性水凝胶被输送到碎片上，磁性导线尝试取回。对照组肾脏仅进行了碎片置入和篮子取出。

生存实验使用了三头猪。每头猪的一侧肾脏接受了磁性水凝胶，并通过内窥镜确认了凝胶的形成，而另一侧肾脏则保持未处理作为对照。

3D打印肾脏结果

台式优化确定了铁氧化物和壳聚糖在生理盐水中的初始密度不匹配。向壳聚糖前体中添加甘油后使密度匹配，并将1-2毫米草酸钙碎片的磁性标记提高了四倍。

输尿管镜操作显示在单次水凝胶应用后实现了多碎片的去除。在通过注射器输送大约100 μL的铁氧体和200 μL的壳聚糖后，共去除了28个大小为1-2毫米的碎片，经过六次操作。

在猪中的表现

为期一周的生存实验记录了无事件的无结石恢复，且排尿正常。尿液分析和血液检查均保持在正常范围内。

单独灌溉清除了约70%的注入凝胶。结合磁性取回和灌溉，99.8%的凝胶在10分钟内被清除。一周后对尿液、血液、肾脏、输尿管、膀胱和选定器官的磁性粒子成像显示信号低于检测限，支持在这一时间点完全消除水凝胶。

未来研究计划

作者得出结论，磁化和取回策略在猪模型中是可行的，且与临床输尿管镜兼容，具有良好的短期安全性，并且有明确的术中去除和生理清除途径。

未来的计划包括在输尿管镜模型中进行对比测试，水凝胶配方的改进，以便简化剂量比例，导管的改进，以及对替代磁几何形状的探索。

成功转化为临床方法可能提高无石症排除率，减少患者的不良反应，降低医疗负担。