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2026年3月5日,国际权威学术期刊《自然》(Nature)正式发表中国医学科学院阜外医院潘湘斌团队联合中国科学院深圳先进技术研究院徐天添团队完成的磁流体左心耳封堵术原创研究成果。
该研究首次解决了心脏左心耳血栓治疗中面临的“封堵周围漏、器械相关性血栓、心肌损伤、内皮化不完全”等核心痛点,实现了在猪模型上超过10个月的稳定封堵,颠覆了目前临床上使用的基于金属封堵器的封堵手段。
这标志着左心耳封堵技术从“固体适配”迈向“流体完全封堵”的全新阶段,验证了潘湘斌教授十年前提出的心脏在体3D打印技术,使我国在心血管介入治疗原创技术上再次取得重大突破,为全球房颤患者防治卒中带来了颠覆性的中国方案。
研究介绍
研究人员提出了一种新型左心耳封堵(LAAO)策略。将磁流体通过导管注入左心耳。在强外部磁场下,磁流体能抵抗高速血流冲击。磁流体与血液中的水接触后,可自发沉淀成磁凝胶。猪模型试验证实了磁凝胶的长期韧性和生物相容性,磁凝胶表面形成的心内膜光滑、坚实且无血栓,且无磁流体泄露发生。
关于磁流体
本研究中使用的磁性颗粒是钕铁硼(NdFeB),载体液体是一种乙烯-乙烯醇共聚物/二甲基亚砜(EVOH/DMSO)溶液,其中含有钽(Ta)和聚乙烯醇(PVA)。充足的钕铁硼可有效阻断血流并抵抗心脏收缩,而PVA则促进植入左心耳(LAA)的磁凝胶后续心内膜化。
这种磁流体是一种两相非牛顿流体,其流动性可通过提高温度(25~80°C)和降低磁感应强度(50~200 mT)得到增强。
数字减影血管造影(DSA)拍摄的巴马猪体内磁流体左心耳封堵实验过程。深圳先进院供图
大鼠模型
本研究在体外细胞相容性验证基础上,通过开胸封堵方式,将磁流体首次注入 SD 大鼠左心耳,开展长期体内验证。
影像结果
术后3个月影像显示磁凝胶封堵器位置稳定、无变形、无移位,初步证实安全性;6个月时心内膜完整封闭左心耳口,无裂隙。超声心动图表明,该封堵方式对大鼠心功能无明显影响。
血常规及脏器组织染色
血常规与组织学结果显示,磁凝胶在24 h至6个月内不干扰大鼠凝血及代谢功能,具有良好长期生物相容性。
内皮化研究
H&E及CD31免疫荧光染色显示,封堵6个月后左心耳完全内皮化,心内膜沿华法林嵴封闭左心耳开口。
体外实验进一步证实,磁凝胶表面纤维蛋白沉积速度远快于临床常用Watchman封堵器的PET膜,可快速形成致密稳定的纤维蛋白与胶原网络,有利于早期内皮化与封堵愈合。
本研究以巴马小型猪为大型动物开展磁流体左心耳封堵临床前研究,通过多维度检测评估其安全性和有效性。
研究采用介入手术将磁流体注入猪左心耳,借助机械臂控制磁铁提供抗血流磁力,20分钟后磁流体形成磁凝胶,手术全程无磁流体泄漏。
影像结果
采用经胸超声心动在术前、术后、7天、3个月、6个月及10个月收集射血分数(EF)和短轴缩短率(FS)数据。术后不同时间点的经胸超声心动图显示,猪的射血分数(EF)和短轴缩短率(FS)与术前无显著差异,表明该封堵方式不影响心脏功能。
与Watchman封堵器相比,磁凝胶(实心结构)无瓣周漏,封堵效果更优。
心肌损伤标志物和组织学
左心耳植入磁凝胶的猪,其肌红蛋白和心肌肌钙蛋白I水平均在正常范围内,组织学检查无心肌损伤、炎症及纤维化。
单细胞RNA测序
收集10个月磁凝胶封堵猪的左心耳组织样本,分为与磁凝胶接触区域(接触区)和非直接接触的邻近区域,细胞比例正常,无异常过敏或炎症反应。
综上,磁流体左心耳封堵术在猪模型中具有良好的安全性、有效性及生物相容性,为后续临床应用提供了有力支撑。
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