磁驱动软体旋转头微导管：提升血管内介入治疗效率的革命性突破

针对狭窄迂曲血管系统中导管可及性差、治疗效率低及侵入性高的临床难题，香港研究团队创新性开发了亚毫米级磁驱动软体旋转头微导管(MSRM)。该设备通过旋转辅助主动导航策略提升血管通达性，兼具加速药物-血栓相互作用、机械碎栓及碎片清除等多功能，在体外模型、兔活体实验及人胎盘模型中验证了其高效治疗血栓能力与低侵入性特性，为血管疾病治疗提供了全新解决方案。

　　

血管疾病治疗领域长期面临"最后一公里"难题——当血栓堵塞在如大脑M3/M4段或冠状动脉远端等迂曲纤细的血管时，传统导管常因缺乏主动转向能力而束手无策。更棘手的是，现有设备需要反复更换导航与治疗工具，不仅延长手术时间至3.6年脑组织老化/小时的速度，还增加血管损伤风险。这些痛点催生了香港团队在《SCIENCE ADVANCES》发表的突破性研究。

研究团队采用多学科交叉技术：1）磁导航系统（5自由度机械臂协同永磁体实现25mT场强调控）；2）微型球关节结构（直径800μm整合PDMS螺旋鞘与NdFeB磁体）；3）计算流体力学（CFD）优化螺旋叶片参数（θ_p=60°,α=45°）；4）人胎盘血管模型（直径1-4mm）评估内皮损伤。样本来源于香港威尔士亲王医院经伦理批准的临床捐赠胎盘及新西兰兔活体模型。

旋转辅助主动导航
通过轴向-径向双自由度旋转设计，微导管在25mT旋转磁场(RMF)下实现50%工作空间提升。L型通道实验显示，相比静态磁场(DMF)引导，旋转摩擦使插入力降低69%，导航速度提升3倍。在模拟MCA分叉的硅胶模型中，该策略成功穿越165°锐角分支。

结构优化治疗功能
CFD模拟揭示螺旋叶片设计产生双向流场：正向5Hz旋转时产生2.1kPa压力差加速药物输送，反向旋转形成负压吸引碎片。圆形端头设计使血栓接触面积达扁平设计的300%，配合tPA(3mg/ml)可使猪血栓清除速度提升10倍。

体外导航验证
在全尺寸人脑血管模型中，MSRM在M3-M4过渡区（直径0.8-1mm）的导航效率是传统导丝的1.7倍。特别在ICA的S型弯曲段（曲率半径R₁=3mm），旋转辅助策略仅需单次通过，而商用导丝需反复回撤调整。

多功能治疗演示
兔颈动脉模型中，MSRM在15分钟内完全清除5mm血栓，而单纯药物组仅完成20%清除。超声多普勒证实螺旋叶片产生的逆向流成功捕获纤维蛋白-rich血栓碎片，检索效率达90%（5Hz旋转时）。

低侵入性验证
人胎盘血管测试显示，8Hz连续旋转30分钟后，H&E染色未见内皮层剥离。相比之下，商用导丝(Boston Scientific)仅100次摩擦接触即导致细胞层断裂，证实PDMS软质材料的生物相容性优势。

这项研究标志着血管介入治疗进入"智能微创"新时代。MSRM的创新性体现在：1）突破"亚毫米可操纵导管"的尺寸极限；2）首创旋转摩擦调控导航策略；3）实现诊断-治疗-监测功能集成。特别值得注意的是，其25mT的磁场需求与临床现有MRI设备兼容，为快速转化奠定基础。未来通过集成FBG光纤传感器，有望进一步实现实时力反馈，为脑卒中等危急病症提供更优解决方案。