近年来，尽管在中风治疗领域取得了诸多进展，但一些核心问题依然存在。医学界常言，“时间就是大脑”，意味着每耽搁一分钟未对中风进行治疗，患者长期脑损伤或死亡的风险就会加剧。专家指出，每分钟大脑缺血，患者平均会失去约190万个神经元以及大约一周的独立生活能力。
绝大多数中风属于缺血性中风，即血栓阻塞了流向大脑的氧气供应，因此迅速清除血栓至关重要。无论血栓大小或密度如何，这一点都适用——然而，通过机械手段可靠地移除最密集的血栓一直是一个难以攻克的问题。
研究人员表示，虽然“时间”和“密度”这两个问题并不必然相关，但它们都很重要。这也是为什么斯坦福大学开发的一项新技术被认为有潜力重塑中风患者的治疗方式。
这种设备被称为“毫旋器”，是一种微型强力旋转空心管，配备了鳍片和狭缝。实验室测试和猪模型实验表明，它能够显著压缩并缩小血栓的体积，从而更快速、更有效地将其移除——通常在第一次尝试时即可完成。
“这可能成为游戏规则的改变者，”斯坦福大学中风中心主任、该领域资深专家Greg Albers表示。“结果很可能在临床试验中得到良好转化。”
设计毫旋器的斯坦福工程师Renee Zhao表示，当毫旋器靠近血栓时，会对血栓施加压缩力和剪切力，从而释放被紧密粘连的红细胞。这一现象在实验室中首次观察到时令研究团队感到意外。
“对我们来说，这就像魔法一样，因为即使在我们观察到这一现象后，要直接弄清楚其工作机制也并非易事，”Renee Zhao在接受《财富》杂志采访时说道。
毫旋器周围仍有一层纤维蛋白核心，但它已经被大幅缩小，变得易于移除。（可以想象将一团棉花糖放在手中并紧握拳头的情景。）“令人惊讶的是，它的速度极快——只需几秒钟就能将血栓旋转成一个小团块，并迅速吸入导管，”Heit博士说道。“它的速度非常惊人。”
研究人员表示，尽管还有许多工作要做，包括全面的人体试验，但如果实验室和猪模型实验的结果能够在人体试验中得到验证，这项设备可能会改变一种常见且严重的医疗问题的治疗路径。
中风是美国第五大死因，每年近80万例中风病例中约有16万人死亡。其中约九成是缺血性中风，即由血栓引起的中风。目前，缺血性中风患者通常接受溶栓药物（如tPA）或机械取栓术（有时两者结合）治疗，但现有的机械技术仍面临失败的情况。
在某些情况下，血栓太大以至于无法通过支架或抽吸装置取出，或者可能过于牢固地附着在血管壁上。此外，由于血栓松散，部分碎片可能在取栓过程中脱落，随血液流动进入大脑深处，从而扩大中风范围或引发新的功能障碍，Heit博士解释道。
“无论是抽吸还是支架取栓器，都有很高的碎裂风险，”Zhao说道。“至少在实验室中，毫旋器实际上防止了这种情况的发生。”
专家表示，现有取栓设备在第一次尝试时成功移除血栓的概率不到50%，而在约15%的病例中完全失败。这一点尤为重要，因为在首次尝试中成功清除阻塞的患者比需要多次尝试的患者临床效果更好。
布朗大学诊断成像系主任Maresh Jayaraman表示：“如果只需要一次就能成功打开所有血管，其效果远优于需要两三次甚至更多次尝试的情况。显然，我们需要确认（毫旋器）在人体中是否安全有效。如果是，它有可能彻底改变我们移除脑部血栓的方式。”
Zhao表示，她和她的同事最初并未试图解决这一问题。实际上，这位工程师一直在研究基于折纸原理的微型机器人，这些机器人能够通过外部磁场驱动，在血液中无束缚地游动。仍在开发中的微型机器人未来可能用于向体内特定区域输送药物、执行诊断任务，甚至携带仪器或摄像头。
Zhao表示，这些旋转的微型机器人会产生“高度局部化且非常强的吸力”。“我们想，能不能利用这种吸力来吸取血栓？这个想法极其简单——可以说是非常直接的思路。”
在实验室的脑动脉流体模型中，Heit博士表示，毫旋器在500多次尝试中100%成功移除了血栓。在猪模型中，该设备在首次尝试时恢复了至少一半血流量的成功率为90.3%，几乎是抽吸法平均成功率的两倍。对于最难处理的血栓，其完全开放动脉的能力接近抽吸法的四倍。
“我预计（该设备）将成为急性缺血性中风患者治疗技术的一次重大变革，”Heit博士说道。“如果在人体中也能以我们在实验中看到的高成功率移除血栓，那么毫旋器将挽救数万人的生命，并大幅减少治疗患者的残疾程度。”
接下来的步骤是进行人体临床试验。田纳西大学健康科学中心的神经外科医生和中风专家Arthur Adam表示，值得关注的领域包括新取栓方法对人脑组织的影响，以及血栓细胞和碎片在毫旋器释放后的表现。
“人体试验至关重要，有时它们会显示出与早期结果非常不同的结果，”Adam说道。
尽管如此，这项技术的发展前景依然令人期待。“这是一种非常令人兴奋的新设备，具有巨大的潜力，”弗吉尼亚大学医学院放射学和医学影像系主任Colin Derdeyn表示。“如果它在人体中表现得和这些模型一样出色，它将提高再通率——即我们能够打开脑部、心脏或肺部阻塞血管的频率。这将改善中风、心脏病发作和肺栓塞患者的预后。”
这项技术可能还只是开端。Zhao和她的同事认为，未来无束缚的机器人版毫旋器将能够直接游动到血管内部，治疗血栓、脑动脉瘤、肾结石等疾病。与此同时，该团队已在加利福尼亚成立了一家公司，以推进毫旋器的临床试验。
“考虑到不断增长的患者群体和这项极具前景的技术，我认为我们有可能挽救大量患者的生命，”Zhao说道。“我们希望尽快将这项技术应用于人体。”
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