数百万人的心脏存在一种称为心房颤动的节律紊乱,导致心脏的上腔室(心房)跳动杂乱无章,而非平稳协调的节律。对许多人来说,症状可能较轻,如心悸、疲劳或气短,但最大的危险是更为严重的事情——中风。
心脏内部有一个称为左心耳的小囊袋。当心脏不规律跳动时,血液可能淤积并停滞在这个囊袋中,而非正常流动——而静止的血液容易凝结。
如果其中一个血凝块脱落并进入大脑,就会阻塞血流,引发中风。
心房颤动会使中风风险增加约五倍。因此,研究人员一直面临的问题是,能否简单地将这个囊袋从问题中移除。
研究人员最近揭示了一种可能的答案——一种新技术,目前仅在动物身上测试过,即通过导管将磁引导的液体注入心脏,使其硬化并永久地从内部封堵该囊袋。
在大鼠和猪身上的早期测试表明,这种方法未来可能降低心房颤动患者的中风风险。
当前治疗有效但不够完美。如今,多数患者被处方血液稀释药物(如抗凝剂)。这些药物降低血液凝结能力,显著降低中风风险。
然而,抗凝剂有副作用。它们会增加出血风险,这对某些患者可能很危险——尤其是老年人或患有其他疾病(如胃溃疡、高血压、肝病或肾病以及癌症)的患者。
有些人无法耐受这些药物,或因出血并发症而必须停止治疗。
另一种选择是称为左心耳封堵术的操作,医生植入一个小装置以堵塞心耳。最广为人知的装置通过导管输送,像一把小金属伞一样展开以封堵开口。
这些装置可能有效,但并非完美。由于心耳的形状和大小因人而异,刚性植入物可能无法始终形成完全密封。
有时,少量血液可能会从边缘渗漏,装置表面也可能形成小血凝块。固定装置的部分还可能损伤心脏组织。
新报道的方法采取了一条截然不同的路径。研究人员不是插入刚性植入物,而是通过导管将一种磁响应液体(有时称为磁流体)直接注入左心耳。
一旦进入腔体,外部磁场帮助引导并固定液体,使其充满整个心耳,即使在循环血液的冲击下也能保持稳定。
几分钟内,液体与血液中的水反应,转化为柔软的“磁凝胶”,封堵住腔体。
由于材料最初是液体,它可以精确适应每个患者左心耳高度不规则的形状。
理论上,这使其能够形成比传统刚性装置更完整的密封。
该凝胶似乎还能与心脏内壁整合,形成光滑表面,可能降低血凝块形成的几率。
令人鼓舞的早期结果
目前,该技术仅在动物身上测试过。研究人员首先在大鼠身上评估了这一概念,随后推进到猪实验——这是心血管研究中的一个重要里程碑。
在猪的研究中,磁凝胶在心耳内稳定存在了10个月,没有发现血凝块或泄漏的迹象。
心脏内壁在凝胶表面生长,形成一个连续、看似健康的层。
与猪体内传统的金属封堵装置相比,磁凝胶产生了更光滑的内壁,并避免了锚定倒钩引起的组织损伤。同样重要的是,研究人员未在动物身上观察到有害的生物学效应。
猪因其心脏与人类心脏在大小、结构和功能上高度相似,而被广泛用于心血管研究。
因此,证明磁流体在猪心脏中安全有效,提供了一个有价值的概念验证。但这并不能保证该技术对人类同样安全有效。
尽管结果令人鼓舞,该技术仍处于实验阶段。在人体试验开始之前,研究人员必须证明其长期安全性,完善材料输送方式,并确保其在更大动物研究中表现可预测。
此外,还有一些实际问题需要解决。例如,磁性材料会影响心脏MRI扫描,使得心脏某些部分难以观察。
诸如此类的问题在应用于患者之前需要解决。此外,医疗设备必须经过大量测试,因此真正用于实际治疗可能还需要很多年。
如果该技术最终在人体中被证明安全有效,它可能为心房颤动患者提供一种预防中风的新方法。
一种通过导管输送的液体密封剂可能为无法耐受抗凝药的患者提供替代方案,并可能克服现有封堵装置的一些局限性。
鉴于心房颤动影响着全球数千万人,即使在中风预防方面取得微小改善,也可能对全球健康产生重大影响。
目前,磁凝胶仍是一项实验室创新,而非临床疗法。但它凸显了材料科学和生物医学工程的进步如何为解决心脏病学最持久的挑战之一开辟新的可能性。
David C. Gaze,化学病理学高级讲师,威斯敏斯特大学
本文根据知识共享许可协议从The Conversation重新发布。阅读原文。
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