“液体封堵”，磁流体机器人破解临床难题 | 科技前线

心脏左心耳是左心房向外延伸的狭长管状结构，其内壁凹凸不平的结构易导致血流堵塞。心脏左心耳血栓是房颤患者常见的并发症。传统的金属封堵器治疗方法因封堵不全、血栓形成等问题，容易给患者埋下新的隐患。

针对这一临床难题，中国科学院深圳先进技术研究院等，研发出一种可个性化适配所有左心耳类型的磁流体机器人，提出了一种基于液体的心脏左心耳封堵技术体系。

▲数字减影血管造影拍摄的巴马猪体内磁流体左心耳封堵实验过程

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新思路破解临床难题

对于无法使用口服抗凝药的房颤患者来说，左心耳封堵术是降低其中风风险的关键治疗手段。但是现有的封堵技术长期面临两大核心挑战：

一方面，现有的金属封堵器质地坚硬，需刺破心肌壁才能固定，易导致封堵器周围漏、器械相关性血栓和心肌损伤，硅胶等软封堵器需要过度扩张才能封堵，易破坏心脏内血流动力学；

另一方面，左心耳内部布满小梁间隙，不同患者的左心耳形态千差万别，固体封堵器难以完全适配，未封堵的死角仍可能形成血栓，导致患者中风。且普通流体材料难以对抗血流冲刷和心跳挤压，实现安全封堵较为困难。

▲磁流体左心耳封堵术示意及封堵效果展示

为了解决该问题，团队想到了磁流体。磁流体可在外加磁场作用下定向运动，并像水一样自适应填充任何复杂空间。

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构建封堵技术新体系

团队研发了超声引导介入技术体系，在实时显示心脏内部结构的同时，利用外磁场作用以及磁流体的自适应塑形能力，成功实现了磁流体植入。

团队在离体猪上完成了初步验证，此后科研人员对初版磁流体的磁性、流动性、固定性等方面进行了改进和优化，最终研发出了一款新型磁流体机器人。

▲磁流体左心耳封堵体外实验过程

新型磁流体机器人可经心脏介入导管进入左心耳，在磁力牵引下，能成功对抗高速血流和剧烈心跳带来的干扰。与血液接触后，它能快速原位固化，继而形成完全贴合左心耳形状的磁凝胶，对出血部位完全封堵。

团队还通过仿真、体外实验确认了合适的外磁场参数，通过聚乙烯醇粉末调控磁流体，促进心内膜的生长，构建了完善的磁流体左心耳封堵技术体系，填补了该领域的技术空白。

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有望提供治疗新方案

动物验证和3D重建显示，新型磁流体机器人能够彻底封堵左心耳血栓，适用于各种复杂形态的左心耳。其封堵效果优于目前临床最广泛使用的传统金属封堵器。

磁流体机器人在猪模型上植入2至10个月后，固化后的磁凝胶表面可形成光滑完整的心内膜，且无器械相关性血栓形成和心肌损伤。

新型磁流体封堵术有望为房颤患者，尤其是左心耳形态复杂、无法耐受传统封堵器的患者，提供更安全、长效的卒中预防方案。

来源：中国科学院深圳先进技术研究院

责任编辑：宋同舟