网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

Nature | 徐天添/吴新宇/潘湘斌/王首正合作开发新型磁流体机器人:克服左心耳封堵临床挑战的突破性技术

0
分享至

在左心耳封堵的临床治疗中,传统介入技术面临金属封堵器械与左心耳适配性差、术后内皮化不完全、存在器械相关性血栓和周围漏等长期问题,临床亟需可以实现个性化完全封堵、根除血栓形成的新型介入技术。虽然液体材料可自适应腔室结构并避免心肌损伤,但是常规液体难以对抗左心耳内高速的血流冲击和剧烈的心跳扰动,无法临床使用。

心脏左心耳血栓是房颤患者常见的并发症,患者左心耳内的血栓形成会使中风风险增加5 倍以上,对于无法使用口服抗凝药的患者,左心耳封堵术是降低其中风风险的关键治疗手段。但现有封堵技术长期面临两大核心挑战:一是生物相容性与机械适配性矛盾,金属封堵器(如 Watchman)骨架质地坚硬,与柔软的心肌组织机械性能差异大,且封堵器锚定钩通过刺破心肌壁实现在左心耳处的固定,必将产生周围漏和器械相关性血栓;而现有文献中的软封堵器如硅胶等需 过度扩张才能密封,易破坏心脏内血流动力学;二是无法实现完全封堵,左心耳内部布满小梁和间隙,且不同病人的左心耳形态差异巨大,固体封堵器难以完全填充,未填充的区域极易成为血栓形成和残留的死角,若在内皮化完成之前脱落则仍会造成病人中风。

针对这一临床难题,3月5日,中国科学院深圳先进技术研究院(简称“深圳先进院”)集成所研究员徐天添团队联合中国医学科学院阜外医院潘湘斌团队,在Nature发表题为“Long-term thrombus-free left atrial appendage occlusion via magnetofluids”的最新研究。合作团队首次研发出了一款可个性化适配所有左心耳类型的磁流体材料——Magnetofluids,并提出了一种基于液体的心脏左心耳封堵的技术体系。新的封堵体系将可原位固化的胶体材料与磁控微型机器人集群结合,组成可控的磁流体胶,通过磁场在高速血流和心跳挤压下固定,颠覆了目前临床上使用的基于金属封堵器的封堵手段。

该技术通过材料创新与磁控技术融合,实现了磁流体在动态生理环境下的精准定位、原位固化和完全封堵。磁流体可以完全填充不同类型的左心耳内部,术后材料表面心内膜覆盖迅速且完整,没有产生任何器械性血栓或周围漏,有效解决了传统左心耳封堵的临床痛点。

研究团队围绕磁流体机器人技术完成多维度研发,成功打造出适配临床需求的磁控左心耳封堵体系,整合了开放式大空间磁控装置、原位固化磁流体材料,并实现了多物种模型的临床前验证,封堵效果优于现有临床上最广泛使用的金属封堵器。该方法首次解决了心脏左心耳血栓治疗中面临的“封堵周围漏、器械相关性血栓、心肌损伤、内皮化不完全”等核心痛点,实现了在猪模型上超过10个月的稳定封堵,标志着左心耳封堵技术从“固体适配”迈向“流体完全封堵”的全新阶段。

在研发过程中,团队成员发现临床实现在材料的抗生理干扰能力、长期生物相容性等核心环节存在诸多挑战。而针对这些挑战,研究团队提出核心研发思路:以钕铁硼颗粒为磁响应材料,以乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的二甲基亚砜(DMSO)溶液为基载液,通过仿真、体外实验确认合适的磁铁以及覆盖位置,并创新地通过聚乙烯醇(PVA)粉末调控磁流体对内皮化的促进,最终聚焦临床实际需求,构建完善的磁流体左心耳封堵技术体系,填补了该领域内的技术空白。

为了论证磁流体封堵的有效性和安全性,双方团队在论文初次投稿之前使用了8头巴马猪,30只以上的SD大鼠,并在返修过程中补充了比格犬进行尽可能充分的跨物种验证,最长植入时间高达10个月以上。期间,深圳湾实验室赵东良研究员加入提供了充分的流体动力学仿真的验证,并对于体外实验的设计提出了宝贵的意见。吴新宇研究员和王首正主任则分别在材料合成阶段的研发和动物实验阶段的验证各自提供了有力的支持。最终,团队实现了从小动物到大动物,从7天急性期到10个月,从材料学检测到生物学检测的完备验证,证明了该研究的封堵结果可以比临床广为使用的金属封堵器更彻底,更适配,生成的心内膜更加光滑平整且无血栓。

本研究的核心发现在于成功研发出兼具个体适配、生物相容、封堵完全的磁流体左心耳封堵体系,同时整合攻克了磁控精准覆盖、对抗生理扰动、材料可内皮化等关键技术,构建起覆盖材料、控制、临床的全链条磁流体机器人技术体系,并通过多物种、长期限的实验验证,证实了该技术的稳定性、安全性与有效性。

该研究的价值与意义体现在多个方面:从技术层面,磁控实现了流体材料可以稳定对抗高速血流和心跳挤压完成安全封堵;从临床层面,技术具备优异的临床兼容性,开放式磁控装置适配现有介入环境,操作无需过多培训,材料固化与降解符合临床安全标准,能有效解决传统左心耳封堵术器械相关性血栓和周围漏等临床痛点,为血管疾病诊疗领域提供了全新的微创解决方案。后续该项技术可推广至动脉瘤栓塞等多临床场景的技术升级,长期来看将助力微创介入诊疗的全面革新。

这项技术的研发颠覆了传统金属封堵器,为工程科学与医学交叉结合的跨学科发展提供了新范式,也为微创介入治疗方法的升级换代奠定了核心技术基础,具有重要的临床应用与产业转化价值。从产业与学科发展层面,该研究实现了材料科学、自动控制、生物医学等多学科的深度融合,为生物医药与先进制造交叉领域的研究提供了新的技术思路与研发范式,也为磁控机器人产业的发展奠定了核心技术基础,推动相关领域的技术转化与产业升级。

该研究中,深圳先进院研究员徐天添、吴新宇,阜外医院主任医师潘湘斌、王首正为论文共同通讯作者;浙医二院经血管植入器械研究院特聘研究员王姝(原徐天添团队博士后),阜外医院助理研究员鞠文浩、博士后庄东林,中国科学技术大学博士生陈哲诚(原徐天添团队硕士),深圳湾实验室研究员赵东良为论文共同第一作者。

https://www.nature.com/articles/s41586-025-10091-1

学术合作组织

(*排名不分先后)


战略合作伙伴

(*排名不分先后)

转载须知


【非原创文章】本文著作权归文章作者所有,欢迎个人转发分享,未经作者的允许禁止转载,作者拥有所有法定权利,违者必究。

BioArt

Med

Plants

人才招聘

近期直播推荐

点击主页推荐活动

关注更多最新活动!

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
200架轰炸机,70架预警机,1300架战斗机,亚洲第一空军浮出水面

200架轰炸机,70架预警机,1300架战斗机,亚洲第一空军浮出水面

历史点行
2026-10-14 18:30:13
两性心理学:同房时真正生理性喜欢,不是接吻,不是拥抱,而是这种感觉

两性心理学:同房时真正生理性喜欢,不是接吻,不是拥抱,而是这种感觉

心理观察局
2026-09-14 06:16:07
美国:中国不可怕,可怕的是,中国淘汰了4000年的东西他们还在用

美国:中国不可怕,可怕的是,中国淘汰了4000年的东西他们还在用

温读史
2026-10-18 06:28:16
我感觉阿姨这身打扮,就是成熟女人该有的样子

我感觉阿姨这身打扮,就是成熟女人该有的样子

美女穿搭分享
2026-10-05 15:22:36
俄外交部:中国正在进行“新的伟大长征”

俄外交部:中国正在进行“新的伟大长征”

新京报
2026-10-17 21:41:09
iPhone 18 Pro系列降价,苹果公布双11折扣

iPhone 18 Pro系列降价,苹果公布双11折扣

新京报
2026-10-15 11:38:07
沙特揭秘胡塞武装“手搓导弹”:导弹像拼积木靠颜色编码分类运输,在也门境内组装,零部件来源于美国、日本、德国等多个国家

沙特揭秘胡塞武装“手搓导弹”:导弹像拼积木靠颜色编码分类运输,在也门境内组装,零部件来源于美国、日本、德国等多个国家

扬子晚报
2026-10-17 17:25:49
长影资深演员、配音演员隋桂凤去世,曾为数百部外国译制片配音

长影资深演员、配音演员隋桂凤去世,曾为数百部外国译制片配音

澎湃新闻
2026-10-17 18:12:27
李嘉诚的命,真硬!

李嘉诚的命,真硬!

梳子姐
2026-10-15 15:48:06
彻底坐不住了!中朝大桥开通当天,韩国不甘心在一旁看着,也想跟中国更进一步,引发舆论热议!

彻底坐不住了!中朝大桥开通当天,韩国不甘心在一旁看着,也想跟中国更进一步,引发舆论热议!

林杰论事
2026-10-17 01:08:45
铁饭碗要碎了!事业单位开始搞全员竞聘上岗!

铁饭碗要碎了!事业单位开始搞全员竞聘上岗!

职场资深秘书
2026-10-15 20:20:34
浙江一对夫妻花67.3万买两块劳力士,不挑选、不试戴,店员报警:他们先说买给家里人,又说用于投资……

浙江一对夫妻花67.3万买两块劳力士,不挑选、不试戴,店员报警:他们先说买给家里人,又说用于投资……

环球网资讯
2026-10-17 08:26:16
自愿放弃无效,单位欠缴社保最高罚3倍!新规即将施行

自愿放弃无效,单位欠缴社保最高罚3倍!新规即将施行

新京报
2026-10-17 18:00:12
国家出手抓的4位首富,劣迹触目惊心,害惨百姓,没一个值得饶恕

国家出手抓的4位首富,劣迹触目惊心,害惨百姓,没一个值得饶恕

不畏山海a
2026-10-07 16:09:37
终于回来了!全红婵重返跳水赛场仅3天,陈芋汐因一举动口碑暴涨

终于回来了!全红婵重返跳水赛场仅3天,陈芋汐因一举动口碑暴涨

枯蝶
2026-10-17 21:16:17
入职第一天因截图社死:他偷偷留个纪念,结果全公司都“看见”了

入职第一天因截图社死:他偷偷留个纪念,结果全公司都“看见”了

大稻网络科技
2026-10-16 00:02:41
6-1!1.8亿超巨传射,凯恩独造3球,迪亚斯帽子戏法,拜仁静候枪手

6-1!1.8亿超巨传射,凯恩独造3球,迪亚斯帽子戏法,拜仁静候枪手

我的护球最独特
2026-10-18 02:37:16
中国留学生在俄罗斯课堂上身披旭日旗,真实身份曝光,网传被校方约谈并遣返回国

中国留学生在俄罗斯课堂上身披旭日旗,真实身份曝光,网传被校方约谈并遣返回国

Mr王的饭后茶
2026-10-17 11:07:17
“红果短剧降智”冲上热搜,医生说了句大实话

“红果短剧降智”冲上热搜,医生说了句大实话

ZAKER新闻
2026-10-14 18:57:00
大批中国精英移民美国后,集体消失!朋友圈彻底停更,太真实了

大批中国精英移民美国后,集体消失!朋友圈彻底停更,太真实了

史之铭
2026-10-03 02:22:30
2026-10-18 07:40:49
BioArt incentive-icons
BioArt
探索生物艺术之奥秘
11406文章数 18548关注度
往期回顾 全部

科技要闻

刘煜辉:99%的黄金分析师报告一钱不值

头条要闻

96岁爷爷因年龄被旅行社拒绝 乘40小时火车到西藏旅游

头条要闻

96岁爷爷因年龄被旅行社拒绝 乘40小时火车到西藏旅游

体育要闻

升级版杨瀚森再闯难关:当上开拓者第三中锋还得拼

娱乐要闻

庾澄庆罕谈前妻 撕下伊能静仅剩的体面

财经要闻

新一轮大跌源头,找到了!

汽车要闻

星瑞L PLUS限时售价10.97万元起 开启智混3L时代

态度原创

游戏
旅游
艺术
家居
房产

《使命召唤:现代战争4》Switch 2版支持DLSS

旅游要闻

打造移动旅游驿站 满足不同群体需求

艺术要闻

美到窒息!黛安笔下的午后“印象”,明媚又温柔,看完心情都亮了!

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

房产要闻

利好密集落地+现房好房断档,广州楼市买入窗口,正在倒计时!

无障碍浏览 进入关怀版