中大研发新型纳米机械人溶栓速度快5至20倍

2024-04-02 15:52

中风是全球第二大死因,亦是导致成年人永久伤残和认知障碍的最常见成因。中大跨学科研究团队开发了磁控溶血酶激活剂纳米机械人﹙tPA-nbots﹚治疗缺血性中风,溶栓速度较传统治疗快5至20倍,有效疏通更幼细更远离主干的末梢血管,有望减少中风患者缺血引起的脑损伤,及减低治疗的副作用。

中大工程学院机械与自动化工程学系、中大医学院影像及介入放射学系和内科及药物治疗学系的跨学科研究团队共同开发的磁控tPA-nbots。透过将载有tPA-nbot群的导管置入到接近血栓的位置,然后遥控这些纳米机械人到达只有亚毫米大小的血管中,瞄准血块启动溶栓过程。血块溶解后,tPA-nbot群将被导航回到导管,一并离开体内,以策安全。

余俊豪、张立、叶耀明,以及陈启枫和梁慧康

▲左起:余俊豪、张立、叶耀明,以及陈启枫和梁慧康。中大提供

中大机械与自动化工程学系教授张立教授解释,tPA-nbots的尺寸只有约300纳米,可在狭窄的末梢血管中导航至血栓位置,定位输送tPA。此精准局部施药方法可防止高剂量的tPA在体内流动,降低出血风险。即使减少剂量,tPA-nbots的溶栓速度亦较传统治疗快5至20倍,节省疏通血管时间,有望减少中风患者的脑损伤。

体外磁场引导到血栓位置

中大医学院影像及介入放射学系荣休讲座教授余俊豪教授指出,这个新治疗系统有望将纳米机械人经导管输送,并由体外磁场引导到末端血管或其他小血管内的血栓位置,弥补单纯倚靠导管的不足。

中大医学院内科及药物治疗学系利国伟脑神经学教授及脑神经科主任梁慧康教授强调,及时疏通大脑受阻塞的血管,恢复血流非常重要。他表示,中风患者在没有施予任何治疗下,每分钟约有190万个脑细胞死亡。虽然在现有技术下,导管已可进入脑动脉的主干清除血栓,但仍难以进入远离脑动脉主干和更幼细的末梢血管。需要克服此技术瓶颈,发展安全而有效的新技术,以保护大脑功能。

同时团队亦成功利用激光散斑对比影像扫描(LSCI)实时追踪、输送纳米机械人及监察血流通状况,为相关干预治疗提供了新方法。

需验证如何在人体应用

中大医学院内科及药物治疗学系脑神经科助理教授叶耀明医生表示,实时监测纳米机械人在血管内的活动,是证明其安全性和传输至准确位置的关键。透过LSCI成功观察并追踪纳米机械人在血管模型、胎盘和小动物于静止或快速流动的血液环境中的活动,这些影像有助调较纳米机械人的剂量、磁场应用的距离、强度和角度,为日后临床应用的发展奠下基础。将会进行更多实验,以确立如何在人体应用此技术。

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