深圳大學化學與環(huán)境工程學院王奔博士與香港中文大學張立教授合作在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博士王慶龍,通訊作者為王奔,深圳大學為第一單位。該研究提出了一種創(chuàng)新的策略,通過遠程剝離和磁化血栓碎片后磁控回收清除血栓。由于該過程無需完全溶解血塊,從而減少了溶栓所需時長,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”)上設計出一種可回收的磁性膠體微群機器人,在X射線影像的反饋下,實現(xiàn)了在亞毫米級動脈血管段的高效溶栓治療和膠體機器人回收。?相關成果為精準醫(yī)療和血管內(nèi)治療提供了有力的技術支持?。
血栓性疾病,如缺血性卒中、肺栓塞和心肌梗死,嚴重威脅人類健康?,F(xiàn)有治療方法如機械取栓和溶栓等,存在操作復雜、治療時間長及潛在副作用等問題。為了克服這些挑戰(zhàn),研究團隊合成了高酶活性的tPA-modified 納米顆粒。在設計的磁場作用下,tPA-microswarm 能沿血管壁精準降解血栓并快速剝離碎片(圖1)。碎片被磁化后,通過螺旋游動推進,最終由導管吸力回收。整個過程,包括導管輸送、可控運動、血栓剝離和回收,可在約半小時內(nèi)完成,顯著快于傳統(tǒng)溶栓治療時間。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)動模態(tài)下的快速血栓脫壁剝離與碎塊磁化。

圖2.大動物活體實驗驗證。
?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)了微型機器人在血栓治療中的技術潛力,從設計優(yōu)化到臨床轉(zhuǎn)化路徑進行了全面探討,為這一前沿技術從實驗室邁向手術室指明了方向?。未來,該交叉團隊將進一步優(yōu)化微群機器人的設計,探索其在更多臨床場景中的應用,以期推動微/納米機器人在醫(yī)學領域的發(fā)展和應用。

圖3.微型機器人驅(qū)動與成像系統(tǒng)引導下的大腦深部血栓治療示意圖。
上述研究得到了國家自然科學基金、深圳市科技創(chuàng)新委員會、深圳市醫(yī)學研究專項(SMART)等項目的資助。
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