无束缚微型机器人用于微创血栓治疗：从实验室到临床试验的突破性进展

为解决缺血性卒中治疗中导管可及性有限和溶栓药物副作用大的难题，香港中文大学、浙江大学等团队系统综述了无束缚微型机器人(MRs)在血栓治疗中的设计原则、成像导航和临床转化路径。研究揭示了MRs通过机械摩擦、酶催化(如tPA)和流体对流协同作用实现精准溶栓的机制，并创新性提出磁驱动微群(Fe3O4纳米群)在超声/荧光引导下的"等待-捕获"回收策略。该成果为开发新一代微创血管再通技术提供了重要理论支撑，发表于《The Innovation》期刊。

　　

在当今全球健康领域，缺血性卒中犹如一柄高悬的达摩克利斯之剑——每年导致1500万人发病，其中500万人死亡，另有500万人遗留永久性残疾。这种由脑血管血栓引发的急症，治疗窗口期短暂得令人窒息：黄金救治时间仅3-4.5小时。传统治疗手段如同在刀尖上跳舞：静脉溶栓面临颅内出血风险，而机械取栓在24%-46%的大血管闭塞病例中束手无策，更遑论那些蜷缩在大脑M3/M4段血管深处、直径不足1毫米的"狡猾"血栓。

面对这一临床困境，香港中文大学、浙江大学等机构的研究团队在《The Innovation》发表重磅综述，系统阐述了无束缚微型机器人(MRs)如何化身"血管清道夫"，突破现有治疗瓶颈。研究团队通过多学科交叉视角，首次构建了从分子机制到临床转化的完整技术路线图，为微创血栓治疗提供了革命性解决方案。

研究采用四大关键技术方法：1) 磁驱动系统设计（含Fe_{3和FePt等高磁饱和材料）；2) 多模态成像融合（包括超声多普勒、荧光和X射线透视）；3) 微流控血栓模型构建（模拟3D分支血管环境）；4) 大动物模型验证（兔颈动脉和猪脑血管实验）。特别值得注意的是，团队创新性地采用临床级双平面X射线平台实现微米级实时追踪。}

【设计原则】研究揭示MRs需同时攻克三大难关：在工程学层面，需平衡尺寸（毫米级提供强力但牺牲灵活性，纳米级反之）与磁响应性；在生物相容性方面，聚乙二醇(PEG)涂层和血小板膜伪装有效减少蛋白冠形成；运动控制上，螺旋结构设计使磁扭矩转化效率提升3倍。令人惊叹的是，仿白细胞设计的微滚轮机器人能在1.2达因/平方厘米血流剪切力下逆流而上。

【成像导航】团队创造性地将临床现有设备重新赋能：超声多普勒模式追踪微群运动速度（最高35毫米/秒），B超模式定位精度达亚毫米级。更突破性的是，在兔模型中通过荧光透视实现首个"全流程可视化"——从导管投送到血栓定位仅需19分钟，较传统tPA治疗缩短70%时间。

【协同溶栓机制】研究首次量化三种溶栓方式的贡献度：酶催化(tPA)降解纤维蛋白网络，机械摩擦（磁驱旋转产生0.67 mm³/min清除率）破坏血栓结构，而微群诱导的流体对流使药物渗透深度增加2倍。这种"三重奏"效应在猪模型中将再通时间压缩至12.33±2.52分钟。

【临床转化路径】研究团队前瞻性地提出五阶段路线图：基础研究（材料优化）→概念验证（体外模型）→临床前研究（大动物实验）→医疗器械认证→产业化应用。特别值得关注的是，文中引证的7例临床实验显示，磁增强扩散(MED)技术使所有受试患者实现完全再通，为后续转化注入强心剂。

这项研究的意义远超单一技术突破：它构建了"诊疗一体化"新范式——微型机器人既是治疗载体（搭载tPA），又是诊断工具（增强成像对比）。在老龄化社会背景下，这种可远程操控的技术尤其适合医疗资源匮乏地区。正如讨论部分强调，当AI算法与磁控系统深度耦合，未来或实现"无人机式"的自动血栓巡航清除，彻底改写神经介入治疗格局。不过，研究者也清醒指出：降解产物的长期安全性、复杂血管拓扑中的自主导航等挑战仍需攻克。这项站在生物医学工程与临床神经学十字路口的研究，正引领我们迈向精准血管治疗的新纪元。