中大开发微凝胶栓塞治动脉瘤

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中大跨学科研究团队成功开发「自黏微凝胶集群」,可防止动脉瘤持续膨胀以至破裂,成为崭新的栓塞治疗。研究已在科学期刊《Science Advances》上发表。

脉瘤(Aneurysm)是指血管壁上异常的、向外鼓起或膨胀的球形区域,是一种典型的血管畸形,可发生在人体任何部位(如主动脉、腹部、脑部等),一般无症状,但破裂后可能诱发严重内出血,为高度致命的疾病。

目前血管内传送栓塞剂(例如金属线圈、聚合物球体、胶凝液)的栓塞治疗已于临床上使用来堵塞动脉瘤,但现有的栓塞治疗可能无法完全填满动脉瘤囊,亦可导致严重并发症,如栓塞材料的溢出或碎裂导致远端血管意外闭塞,特别是巨大的动脉瘤或较大范围的主动脉剥离(Aortic Dissection)。

香港中文大学医学院余俊豪教授及工程学院张立教授领导的跨学科研究团队成功开发了「自黏微凝胶集群」,可防止动脉瘤持续膨胀以至破裂,成为崭新的栓塞治疗策略。

「自黏微凝胶集群」较现有的动脉瘤栓塞治疗物料可控性更高,突破因血液高速流动下难以将动脉瘤完全填满的瓶颈,减低并发症。这项新治疗更提供图像引导的介入传送,可在生物组织内作实时追踪和评估,是次发明也适用于其他器官的非入侵性栓塞治疗,以控制出血。

用作填充动脉瘤的「微型机械人」,每个构件为一个微型球体,每个球体由pH敏感型、自我修复水凝胶基质1、磁性纳米粒子和造影掺杂剂组成。在导管的协助及实时图像引导下,大量微凝胶微球体被置入到动脉瘤囊中,当加入酸性溶液时,微凝胶球体之间的自黏机制被活化而连接成一个整体,填满动脉瘤。

 

微凝胶在动脉瘤模型和人类胎盘中实现了高效和选择性的积累,填充率超越95%,微凝胶栓塞在生理环境中表现出稳定的自黏性,至少可持续半年,并表现出令人满意的生物或血液相容性。

中大工程学院机械与自动化工程学系教授张立表示:「未来,我们将继续进行对微型和纳米机械人的研发,更好地控制体内成像和遥距控制。另一方面,我们将与医学院的同事共同努力,进行医疗微型机械人的转化研究,有望早日应用到病人身上。」

中大医学院影像及介入放射学系教授余俊豪指出:「这项崭新的栓塞技术很好地说明了医学和工程学之间共同研究的价值,当中的合作不但解决临床问题,同时制定可行的生物相容性概念,亦验证其临床安全性和有效性。」

研究团队目前正在紧密合作,通过动物实验促进微型机械人栓塞治疗的发展,并进一步进行临床前研究和临床评估。研究小组展望,新型栓塞疗法将可发展为各种动脉瘤相关疾病的非侵入性方法,为患者提供高效、安全和个人化的治疗。3

注:

  1. pH敏感型、自我修复水凝胶基质是一种会因应pH值改变(如接触到酸性溶液)而自行黏合的物质。

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