一种更安全、更有效的房颤治疗方法——利用磁性凝胶可能即将问世
心房颤动是一种常见的心脏疾病,特征为源自心脏上腔的快速、不规律心跳。它是导致卒中(中风)的主要原因,栓子形成于心脏的一个小囊——左心耳(LAA)。虽然存在多种治疗方案,但它们都有许多缺点,风险往往依然存在。但现在,研究人员开发了一种前景光明的新疗法,涉及磁性流体。他们的研究发表在《自然》杂志上,描述了大鼠和猪研究中的新手术过程和结果。
心房颤动治疗方案
血液稀释剂是房颤的常见治疗方法。然而,有些患者因出血风险增加而无法服用。另一种选择是用装置封闭左心耳,这被称为左心耳封堵术(LAAO)。虽然目前可用的装置能降低卒中风险,但它们可能留下小渗漏,并在装置上或周围吸引血栓。其中一种装置是Watchman封堵器——一种金属经导管左心耳封堵装置。
封闭左心耳之所以困难,原因之一是其形状因人而异,且往往相当奇特。这些奇怪且难以填充的形状名称包括花椰菜形、仙人掌形、鸡翅形以及最具挑战性的类型——风向袋形。人们已经尝试了一些改进以更好地适应这些形状,但问题仍然存在。
"为了优化金属封堵器,人们开发了软性封堵器,例如经导管补片和基于3D打印模具的硅胶封堵器,以提供个性化治疗。然而,为了实现完全封堵,这些封堵器通常设计得过大或过度充盈。这给左心耳周围的解剖结构带来了额外压力,导致在开口处产生不良的血流动力学,"研究作者解释道。
由于液体或凝胶可以填充左心耳复杂的形态,一些基于液体的治疗方法已被尝试。然而,这些方法要么需要过高的固化温度,要么会被快速血流冲走,从而带来组织损伤或栓塞的风险。
用于左心耳封堵的磁性流体
参与一项新研究的团队提出了一种不同的方法——一种磁性流体,可以利用磁铁引导进入左心耳。一旦左心耳被填充,流体便会充分硬化以保持原位,完全填充空隙。发生特殊的结合作用,凝胶在大约60秒内开始凝固,并在约11分钟内达到稳定形态。
研究作者写道:"一旦左心耳开口在7天后被胶原网络密封,磁凝胶移位的风险就被消除了。通过循环压缩试验证明了磁凝胶长期使用的韧性。"
磁性材料由钕铁硼(NdFeB)磁性颗粒组成,与聚合物溶液和聚乙烯醇结合,以提高韧性和细胞粘附性。在通过导管插入时,流体由50–200毫特斯拉的磁场引导。研究团队确认它能抵抗血流并停留在左心耳内。然后,与血液中的水接触会触发液-液相分离,形成固态凝胶。
在大鼠和猪身上取得的可喜成果
该团队已在大鼠和猪身上进行了磁性流体试验,结果令人印象深刻。大鼠和猪研究的数据均显示心脏功能得以保持,无全身毒性、炎症或颗粒迁移至器官。在猪身上收集的数据持续了10个月,在此期间没有出现装置相关血栓或磁凝胶泄漏,没有心肌损伤,凝胶与心脏组织之间也没有出现裂隙。
磁性凝胶还与金属Watchman装置在猪身上进行了比较。植入Watchman的猪显示出粗糙、不完整的心内膜覆盖、渗漏和表面血栓。它们还因锚定倒钩而出现心脏组织损伤。同时,植入磁凝胶的猪左心耳内凝胶完全整合,具有光滑、牢固、无血栓的心内膜衬里,左心耳完全填充。
该团队写道:"在足够磁场下,高速血流和心脏收缩带来的挑战被有效克服。装置周围渗漏和装置相关血栓(DRT)这两个长期存在的临床问题得到解决,根据我们在不同动物模型上的体内实验,术后卒中相关风险显著降低。磁凝胶的韧性和生物相容性可为长期无血栓的左心耳封堵术提供有前景的临床解决方案。"
虽然研究团队持乐观态度,但他们还需要进行更多研究才能开始人体试验。他们希望优化磁流体配方,以改善保质期、操作时间和在临床实验室中的易用性。尽管植入物仍可进行核磁共振成像(MRI),但会产生遮蔽心脏的大面积伪影,限制患者的心脏磁共振成像。不过,对某些患者而言,该手术未来可能提供持久的卒中预防效果。
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