近年来，血栓相关疾病如中风、心肌梗死、肺栓塞等仍然是全球健康的头号杀手。尽管医疗技术不断进步，但如何快速、彻底、安全地清除血管内血栓，一直是临床急诊和介入治疗的难题。日前，斯坦福大学赵芮可教授团队的一项突破性研究引发了医学界的高度关注——由90后华人学者Yilong Chang领衔开发的新型微型旋流取栓技术(Milli-spinner thrombectomy)，被刊载于国际顶尖期刊《Nature》。该技术在血栓清除效率上较现有方法提升了2倍以上，或将颠覆传统治疗模式，极大提高急性缺血性卒中、心肌梗死甚至肺栓塞等多种血栓引发疾病的治疗成功率。

2025年6月4日，相关工作以“Milli-spinner thrombectomy”为题发表在 Nature上。第一作者为斯坦福大学机械工程系博士生常一隆，赵芮可助理教授为通讯作者。吴帅博士（2019-2024 坦福大学机械工程系博士生）为第二作者。斯坦福大学医学院放射系Jeremy J. Heit 副教授等为共同作者。

一、血栓疾病的严峻挑战与现有治疗现状

首先，为什么我们这么关注血栓的清除？血栓形成是人体凝血机制失衡的产物，常因血管内皮损伤、血流异常及高凝状态等因素诱发。在脑血管、心脏冠状动脉及肺动脉等关键部位形成的血栓，极易导致组织缺血坏死。以急性缺血性中风为例，时间就是大脑生命，中风后“黄金时间”内迅速溶栓和取栓直接关联患者预后。

目前临床上的血栓清除主要依赖药物溶栓和机械取栓两大手段。药物溶栓受限于疗效慢、出血风险高，且仅适用于部分患者。机械取栓则是通过介入装置直接“夹取”或“吸取”血栓，相关技术包括支架取栓器（stent retriever）和抽吸装置。但现有机械取栓器械存在诸多限制——如操作复杂、清除不彻底、血管损伤风险及对较小血管不适用等问题。尤其是一些微小分支血管的血栓清除仍无理想手段。

如何实现更快速、高效、低创地去除血栓，成为血管介入领域的“圣杯”课题。在此背景下，来自斯坦福的这项新技术应运而生。

二、微型旋流取栓术：原理创新与技术优势

Yilong Chang等人的Milli-spinner thrombectomy技术，核心创新在于利用微型旋流器械，利用血栓与设备产生的旋转流体动力学相互作用，快速剥离并带走血栓。通俗来说，这是一种“旋风”式的取栓器。

具体原理：

1. 微型旋流器借助微机电系统（MEMS）技术制造，尺寸在毫米级，能够进入更细小的血管。

2. 利用旋转的螺旋状结构，在血管内产生强烈的旋涡流动，机械离心力将血栓从血管壁“剥离”，并通过旋流带走血栓碎片。

3. 设计形成有效的取栓通道，避免血栓碎片游离引发二次栓塞。

根据论文透露，该技术在体外模拟人体血管条件下，不仅清除速度比传统机械装置快一倍以上，且对血管壁的机械损伤更小，安全性更佳。此外其小巧灵活的结构，使得操作者可以深入微细血管病灶，治疗范围得到极大扩展。

Milli-spinner 工作原理 Milli-spinner通过机械方式致密化血栓的纤维蛋白网络并释放红细胞，显著减少血栓体积，从而实现快速、高效和完整的血栓移除。具体来说，Milli-spinner通过旋转产生的压缩和剪切力来改变血栓的微观结构。这一过程类似于通过压缩和摩擦使棉花球体积减小的原理。当Milli-spinner在血栓上旋转时，它会产生局部负压，将血栓紧紧压在前端表面，增强剪切力，从而致密化纤维蛋白网络并释放红细胞。这一过程可以将血栓体积减少95%，留下一个小而致密的纤维蛋白核心，便于通过抽吸轻松移除。 图1. Milli-spinner血栓切除技术的基本原理和设计。 A. 通过示意图展示了血管被血栓堵塞引发的多种医疗状况，强调血栓阻塞对血液循环和组织供氧的严重影响。  B. 展示了当前常用的机械血栓取出技术的示意图，包括吸引法（左图）和支架取栓法（右图），说明这两种技术的基本操作原理。  C. 通过显微结构图展示血栓的微观组成，主要由纤维蛋白网络和红细胞构成，揭示血栓的结构基础。  D. 介绍了通过联合作用的压缩和剪切力对松散纤维网络进行致密化的概念，目的是通过机械力减少血栓体积。  E. 实验展示了在压缩和剪切力作用下，纤维蛋白网络致密化并释放红细胞，从而实现血栓尺寸的显著缩小。  F. 示意图说明毫米旋转器通过机械作用对血栓进行体积减小和破碎的工作原理。  G. 展示了作者设计的三维打印毫米旋转器实物图，外径为1.2毫米，标尺显示1毫米，体现设备的微型化特点。 设计优化 为了优化Milli-spinner的设计，使用计算流体动力学（CFD）模拟来评估不同设计在生成负压和剪切力方面的效果。实验中比较了三种设计：空心圆柱、仅鳍片和鳍片加缝隙设计。结果显示，鳍片加缝隙设计在生成负压和剪切力方面表现最佳。具体来说，鳍片加缝隙设计在3毫米直径的管内旋转时，能够产生显著的负压和剪切力，从而有效地压缩和剪切血栓。 图2. 通过CFD模拟展示了不同设计（空心圆柱、仅鳍片和鳍片加缝隙设计）在生成负压和剪切力方面的效果。 A. 三种微型旋转器设计方案：空心圆柱体、仅带叶片设计和带叶片及缝隙设计。空心圆柱体的内径为r，带叶片设计的叶片长度为L。通过计算流体力学模拟，在转速f=40,000 rpm条件下，展示了内径为3毫米管道内纵截面的速度等高线和流线图（参数为r=0.6 mm，L/r=0.87），以直观反映三种设计的流场分布情况。  B. 在转速f=40,000 rpm条件下，沿轴向距离比较三种设计的中心线压力分布，同时展示了旋转器前表面的压力等高线。结果显示不同设计在压力分布上的差异，为后续设计优化提供依据。  C. 利用微型粒子图像测速（micro-PIV）技术，在转速f=1,600 rpm的条件下，于尺寸为36 mm × 10 mm × 10 mm的水箱中对带叶片及缝隙设计的微型旋转器进行了吸力能力的实验验证，结果表明该设计具备良好的吸引能力。  D. 以不同转速f为变量，分析了带叶片及缝隙设计中叶片长度比L/r对最大中心线压力降的影响，反映了该设计在压缩血栓时的吸力变化趋势。  E. 以不同转速f为变量，分析了带叶片及缝隙设计中叶片长度比L/r对旋转器前表面剪切力的影响，揭示了该设计在血栓去除过程中剪切力的变化规律。图中比例尺为2毫米。

三、实验证据及潜在临床意义

研究团队通过多项体外模型和动物实验验证了Milli-spinner thrombectomy的有效性和安全性。在糖尿病、动脉硬化病灶模拟条件下，旋流取栓对不同类型和形态的血栓清除率均显著优于当前支架取栓器。

在体外实验中，在肺动脉和脑动脉血流模型中测试了Milli-spinner的血栓减容能力。实验结果表明，Milli-spinner能够在10秒内将6.5毫米的血栓体积减少70%，最终实现至少85%的体积减少。这一过程不仅快速，而且高效，显著优于现有的直接抽吸血栓切除术。 图3. Milli-spinner在体外实验中对不同大小和成分的血栓的减容效果。

更令人期待的是，这种新技术操作简便，耗时更短，配合实时影像引导，能够显著缩短手术时间，减少患者因缺血时间延长导致的组织损害。这一特性极为适用于急诊神经介入，极大提升中风闭塞动脉的再通率。

如果后续临床试验能验证其在各类患者中的效果与安全，则有望成为急性缺血性疾病治疗的首选手段，甚至改变目前以溶栓药物与传统机械取栓为主的治疗格局。此外，心脏病发作和肺栓塞等复杂临床情况，也将受益于这一灵活高效的新技术。

四、多学科团队与90后华人学者的背后力量

值得一提的是，该项目的第一作者Yilong Chang正是一名90后华人学者，其勇于挑战现有技术壁垒，融合机械工程、生物医学及临床医学的跨学科背景，为新技术开发注入了创新活力。斯坦福赵芮可教授团队强调，这种“年轻创新”与“多学科结合”的科研模式，是推动医学工程突破的关键驱动力。

这种年轻一代科学家快速成长的背后，也体现了全球华人学者群体在世界顶尖科研前沿的卓越贡献和影响力。

五、未来展望与临床转化挑战

毫无疑问，Milli-spinner thrombectomy作为一项颠覆性技术，开辟了血栓治疗的新思路。然而，从实验室技术走向大规模临床应用，仍有一系列挑战：

1. 长期安全性与疗效验证：动物模型虽有效，但人体解剖复杂，反复评价其对血管内皮的影响及血栓清除后可能产生的并发症非常重要。

2. 装置标准化与适用性：如何实现装置在不同血管条件、不同类型血栓中的个性化设计和优化，是研发环节需要深入的。

3. 培训与推广：新技术必需配合医生介入操作技能的培训，确保安全高效应用。

4. 费用与医保支持：高新技术如何实现临床普及，降低患者负担，是产业链和政策层面需考虑的问题。

长远来看，微型旋流取栓术有望推动一场介入血栓治疗的变革，释放急性脑心血管疾病救治的巨大潜力。

六、结语

血栓清除，关乎千万患者生命质量和存活率。Yilong Chang与斯坦福团队的新型Milli-spinner thrombectomy，无疑在这条充满挑战的道路上迈出了关键一步。它不仅技术上卓越领先，也代表了华人新生代科学家在国际舞台上的崭新姿态。

未来，让我们共同期待这项技术的临床试验结果，期待它早日走进手术室，造福更多患者。

——梅斯编辑

【点评】这项研究引领我们思考几个重要问题：微型旋流器械设计背后的物理学原理究竟如何优化？在多形态、多部位血栓中其适应证界限在哪里？如何实现技术和临床需求的深度融合？此外，我们还应关注这类创新技术的成本效益比，以及如何在不同医疗资源环境下推广。面对急性血栓疾病，技术革新也许只是第一步，临床实践、循证支持和多学科合作同样不可或缺。期待更多研发团队聚焦微创新，推动整个血栓治疗领域的长足进步。

Tags： Nature：90后华人学者革新血栓清除术，助力卒中、心脏病治疗迎来新时代