用龙卷风溶解血栓,清华大学研发“超音波漩涡技术”

新冠疫情升温后人们抢打疫苗,但仍有人担心血栓风险而望之却步,清华大学生医工程与环境科学系教授叶秩光研发出全球独创的“超音波漩涡溶栓技术”,运用如龙卷风般的声波来震动溶解血栓,快速安全地化解栓塞危机。

根据统计,台湾平均每十万人中就有14人受血栓所苦,如腿部深层静脉栓塞可能造成血管发炎、肢体肿胀,严重时必须截肢,肺栓塞的死亡率更高达65%,而“超音波漩涡技术”已获美国与欧洲专利,今年初刊登在美国国家科学院院刊(PNAS)封面。

叶秩光指出,目前主要治疗血栓的方法是将导管伸入血管并释放溶栓药物,但不一定有效,且分解后的血块太大,也可能跟着血液流到下一处血管再次造成堵塞,因此清大团队投入研究,希望能找出更有效的溶栓疗法。

清大团队与材料厂合作,研发出仅有0.2厘米的超音波组件和迷你探头,结合心导管,深入血管后,发射出如同龙卷风般的超音波漩涡,在血栓周边产生强烈扰流,让血栓如同棉花般松开,并将溶栓药物更有效率地卷入血栓内部,将血栓溶解成仅0.001厘米的微粒。

叶秩光说明,临床上曾看到一条血栓的长度就超过40厘米,如果仅靠药物慢慢溶解,成效有限且缓不济急,就像洗衣服如果只泡洗衣液,就算用量再多,清洁效力仍然有限,但如果加上洗衣机的旋转拍打,就可快速有效地将衣物洗净。

叶秩光补充,动物实验证实,使用超音波漩涡溶栓技术,只要10分钟即可将小鼠的脑部血栓缩小60%,不但快速,还可减少用药量及出血的风险,且运用超音波的传感功能,也可即时掌握溶栓的进度。

清大团队更进一步朝“体外溶栓”的方向研发,也就是不使用侵入体内的导管,直接如照超音波般从体外发射指向性的超音波来溶解血栓,未来可应用在脑栓塞、冠状动脉栓塞治疗,而超音波漩涡技术未来也有望搭配微气泡药物释放,应用在帕金森氏症、癫痫等脑部疾病或神经性疾病的治疗。

谈到为何研发超音波漩涡技术,叶秩光表示,本来专注于超音波研究,十几年前带孩子到基隆海科馆游玩时,看到馆内的水龙卷实验,联想到超音波也能制造出如水龙卷的漩涡,因此发展出有趣的应用,并结合漩涡及声波英文单词,将创业公司团队命名为VorteSonic,意为声波制造出的龙卷风。

(首图来源:清华大学)

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