深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院王奔博士與香港中文大學(xué)張立教授合作在Advanced Science上發(fā)表題為“Rapid Blood Clot Removal via Remote Delamination and Magnetization of Clot Debris”的論文。論文第一作者為深圳大學(xué)博士王慶龍,通訊作者為王奔,深圳大學(xué)為第一單位。該研究提出了一種創(chuàng)新的策略,通過(guò)遠(yuǎn)程剝離和磁化血栓碎片后磁控回收清除血栓。由于該過(guò)程無(wú)需完全溶解血塊,從而減少了溶栓所需時(shí)長(zhǎng),為急性血栓性疾病的治療提供了新思路。此前,王奔與張立在Science Advances(Sci. Adv. 2024, 10, adk8970, 入選2024年“香港十大科創(chuàng)新聞”)上設(shè)計(jì)出一種可回收的磁性膠體微群機(jī)器人,在X射線(xiàn)影像的反饋下,實(shí)現(xiàn)了在亞毫米級(jí)動(dòng)脈血管段的高效溶栓治療和膠體機(jī)器人回收。?相關(guān)成果為精準(zhǔn)醫(yī)療和血管內(nèi)治療提供了有力的技術(shù)支持?。
血栓性疾病,如缺血性卒中、肺栓塞和心肌梗死,嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康?,F(xiàn)有治療方法如機(jī)械取栓和溶栓等,存在操作復(fù)雜、治療時(shí)間長(zhǎng)及潛在副作用等問(wèn)題。為了克服這些挑戰(zhàn),研究團(tuán)隊(duì)合成了高酶活性的tPA-modified 納米顆粒。在設(shè)計(jì)的磁場(chǎng)作用下,tPA-microswarm 能沿血管壁精準(zhǔn)降解血栓并快速剝離碎片(圖1)。碎片被磁化后,通過(guò)螺旋游動(dòng)推進(jìn),最終由導(dǎo)管吸力回收。整個(gè)過(guò)程,包括導(dǎo)管輸送、可控運(yùn)動(dòng)、血栓剝離和回收,可在約半小時(shí)內(nèi)完成,顯著快于傳統(tǒng)溶栓治療時(shí)間。研究表明,該策略在模擬血管和活體豬模型中均展現(xiàn)高效性與安全性(圖2),為急性血栓性疾病的快速治療提供新可能。

圖1.兩種磁驅(qū)動(dòng)模態(tài)下的快速血栓脫壁剝離與碎塊磁化。

圖2.大動(dòng)物活體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
?此外,王奔與張立老師合作在The Innovation(IF: 33.2)上發(fā)表綜述文章“Untethered miniature robots for minimally invasive thrombus treatment: From bench to clinical trials”,系統(tǒng)總結(jié)了微型機(jī)器人在血栓治療中的技術(shù)潛力,從設(shè)計(jì)優(yōu)化到臨床轉(zhuǎn)化路徑進(jìn)行了全面探討,為這一前沿技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室邁向手術(shù)室指明了方向?。未來(lái),該交叉團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步優(yōu)化微群機(jī)器人的設(shè)計(jì),探索其在更多臨床場(chǎng)景中的應(yīng)用,以期推動(dòng)微/納米機(jī)器人在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。

圖3.微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)與成像系統(tǒng)引導(dǎo)下的大腦深部血栓治療示意圖。
上述研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、深圳市科技創(chuàng)新委員會(huì)、深圳市醫(yī)學(xué)研究專(zhuān)項(xiàng)(SMART)等項(xiàng)目的資助。
Advanced Science論文鏈接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202415305
The Innovation論文鏈接:https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(25)00077-3