脑卒中,俗称中风,分为缺血性脑卒中和出血性脑卒中两种类型,是由多种原因导致脑血管受损,产生局灶性或整体脑组织损害的疾病。脑卒中具有发病率、致残率、复发率和死亡率高的特性,是中国居民的首要死亡原因。其中,缺血性脑卒中占所有脑卒中的75%~90%,而出血性脑卒中占10%~25%。
无论是缺血性脑卒中还是出血性脑卒都需要得到及时快速治疗。对于缺血性脑卒中如何疏通堵塞血管是关键。根据研究显示,一位脑卒中患者如果没有任何治疗干预下,每分钟就会造成约190万个脑细胞死亡,这些死亡脑细胞往往是不可逆的。如果无法及时疏通血管,就会给患者造成不可逆损伤--不是死亡就是瘫痪。
在这个大背景下,神经介入技术得到快速发展,尤其是机械取栓技术,这些技术出现让在脑动脉主干上的血栓变容易取出。然而对于深入脑远端区域的血管细小且弯曲,这些取栓技术就无能为力。因此目前取栓技术只能满足大于10%的缺血性卒中患者。
想要拯救更多脑卒中患者,需要颠覆性技术革命。香港中文大学的研究团队在解决深入脑远端区域血栓提供解决方案。他们在《Science Advances》和《Science Robotics》公布一项治疗脑卒中的新技术---磁控纳米机器人---tPA-nbots。
tPA-nbots
tPA-nbots是一种可回收的磁性胶体微群,由tPA(组织型纤溶酶原激活剂)和载体Fe3O4@mSiO2纳米机器人组成,可在球囊导管下用超低剂量的tPA实现体内增强溶栓效果。
根据香港中文大学的研究团队介绍tPA-nbots早期临床前研究显示:tPA-nbots能够通过磁驱动和荧光成像引导的实时跟踪,将tPA-nbot微群引导至亚毫米级段 (M3/M4) 的血栓部位。通过机械作用和化学溶解的耦合来是使血栓的高效溶解,与纯tPA相比剂量减少约42倍,但溶栓率提高约20倍。治疗后,tPA-nbot可以通过磁导航回球囊导管附近(即其尖端),并且绝大多数(即 80%)的 tPA-nbot 可以被收集。不仅能够快速打通堵塞血管,而且能够减少溶栓药物带来副作用,减少中风带来脑损伤。
tPA-nbots核心技术在于Fe3O4@mSiO2纳米机器人。纳米机器人由磁芯、介孔二氧化硅壳和接枝的tPA外层(机器人尺寸约为 300 nm)组成。
香港中文大学
香港中文大学(The Chinese University of Hong Kong),简称中大、港中大(CUHK),是一所享誉国际的公立综合性研究型大学,在人文学科、数学、计算机科学、经济与金融、医学、法律、传媒、地理等领域堪称学术重镇,也是香港唯一同时拥有诺贝尔奖、菲尔兹奖、图灵奖、拉斯克奖及香农奖得主任教的大学。