在拯救心脏病患者生命的过程中，每一分钟都至关重要。
查尔斯·赵对此深有体会。10岁时，身为神经科医生的祖父突发心脏病。当他成为工程专业学生后，父亲又被诊断出慢性心脏疾病，需每日服药以防悲剧重演。
“祖父是我的榜样……我非常敬佩他，”赵说道，“看到他躺在病床上的样子，我决心要为此做些什么。”
十五年后，赵将博士研究聚焦于每年导致澳大利亚4.2万人死亡和50多万人住院的微观心血管病变。他重点研究供应大脑血液的颈动脉——当血栓或斑块脱落阻塞这些血管时可能引发中风，但病因因人而异，快速确诊对避免死亡或终身残疾至关重要。
通过在3D打印芯片上重现中风患者的动脉结构，赵及其团队能精准定位中风原因并找到预防复发的正确疗法。该流程包括：获取患者颈动脉CT扫描数据，按比例缩小后直接打印在玻璃载片上（赵耗时半年解决附着技术难题）；用模拟血管内壁的细胞处理管道，固定于检测盒中，并置于显微摄像系统下。
随后，注入患者血液样本模拟数周至数月的自然血流，预测未经治疗时的下次中风时间。赵表示，该方法可预先测试支架和抗凝剂等治疗方案，避免对患者实施侵入性或不必要的治疗。
本月发表的研究中，赵绘制了三名患者的动脉图谱，包括一名67岁左侧大脑反复中风的男性。通过测试其血液样本与溶栓药物及抗凝剂的反应，成功筛选出最有效的预防方案。
“他已在服用抗凝剂，但选错了类型，三个月内发生三次中风，”赵强调，“通常第二次中风就会致命。”
传统3D打印动脉模型使用树脂材料，单芯片制作需一周。赵的创新方法将血管直接打印在玻璃载片上，大幅缩短制造时间。从CT扫描到计算机分析的全流程压缩至两小时内。
“心脏病发作或中风时，患者等不起一周，”赵指出，“两小时内我们就能快速确定最佳治疗方案。”
2023年中风基金会分析显示，澳大利亚约四分之一的中风患者曾有中风史。其中85%属于脑供血血管阻塞引发的缺血性中风。基金会首席执行官、前重症监护及急诊医师莉莎·墨菲博士认为，赵的技术是改善中风患者治疗与康复前景的多项澳大利亚创新之一。
“中风发生后每过一分钟，就有190万个脑细胞死亡，”她表示，“任何缩短从发病到治疗时间的方法都至关重要。”
研究中两名患者虽动脉通畅被判定为低风险，仍不幸中风。赵的博士生导师、受家庭悲剧启发研究心脏病的阿诺德·朱教授指出，结合人工智能分析该技术生成的数据，将帮助医生建立更精准的中风预测模型。
“临床检测正从传统方式转向更具预测性的未来——就像更精准的天气预报，”朱教授说。
悉尼大学团队正招募患者进行临床前试验，目标是将技术推进至医院应用阶段。长远看，赵和朱计划开发类似快速抗原检测的试剂盒，仅需一滴血即可评估心脏健康状况。
“我正全力推进这项研究，既为我的家人，也为所有受血栓疾病困扰的人们，”赵表示。
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