בעת טיפול במכה איסכמית – שם קריש חוסם את זרימת החמצן למוח – כל רגע סופר. ככל שהרופאים מהר יותר יכולים להסיר את הקריש ולהחזיר את זרימת הדם, כך תאי מוח ישרדו יותר, וככל שהמטופלים ככל הנראה יהיו תוצאה טובה. אולם טכנולוגיות נוכחיות רק מסירות את הקרישים בהצלחה בניסיון הראשון של כ- 50% מהזמן, ובכ -15% מהמקרים הם נכשלים לחלוטין.
חוקרים בסטנפורד הנדסה פיתחו טכניקה חדשה בשם פקקת פקקת המילי-ספינר שעלולה לשפר משמעותית את שיעורי ההצלחה בטיפול במשיכות, כמו גם בהתקפי לב, תסחיפי ריאה ומחלות אחרות הקשורות לקריש. במאמר שפורסם ב -4 ביוני ב טֶבַעהחוקרים השתמשו במודלים זרימים וגם במחקרי בעלי חיים כדי להראות כי המילי-ספינר עולה על ביצועים משמעותיים של טיפולים זמינים ומציע גישה חדשה להסרת קריש מהירה, קלה ומלאה.
ברוב המקרים, אנו מכפילים יותר את היעילות של הטכנולוגיה הנוכחית, ולגבי הקרישים הקשים ביותר – שאנו רק מסירים כ -11% מהזמן במכשירים הנוכחיים – אנו פותחים את העורק בניסיון הראשון 90% מהזמן. זה לא ייאמן. זוהי טכנולוגיה לשינוי ים שתשפר באופן דרסטי את היכולת שלנו לעזור לאנשים. "
ג'רמי היי, מחבר משותף, ראש ההדמיה העצבית וההתנכחות בסטנפורד ופרופסור חבר לרדיולוגיה
מנצל את הסבכים
קרישי דם מוחזקים יחד על ידי סבכים של פיברין, חלבון קשוח ודמוי חוט המלכוד כדוריות דם אדומות וחומר אחר ליצירת גוש דביק. בדרך כלל, הרופאים מנסים להסיר אותם על ידי הכנסת צנתר לעורק או שואבים את הקריש או חוטם אותו ברשת תיל. אבל שיטות אלה לא תמיד פועלות ויכולות להצמיד את חוטי הפיברין, ולגרום לחתיכות הקריש להתנתק ולהיגש במקומות חדשים וקשים יותר להגיע.
עם הטכנולוגיה הקיימת, אין דרך לצמצם את גודל הקריש. הם מסתמכים על עיוות וקורע על קריש הקריש כדי להסיר אותו. מה שמיוחד בספינר המילי הוא שהוא מיישם כוחות דחיסה וגזירה כדי לכווץ את הקריש כולו, ומפחית באופן דרמטי את הנפח מבלי לגרום לקרע. "
רנה ג'או, עוזרת פרופסור להנדסת מכונות וסופרת בכירה בעיתון
המילי-ספינר, שמגיע גם הוא לקריש דרך צנתר, מורכב מצינור ארוך וחלול שיכול להסתובב במהירות, עם סדרת סנפירים וחריצים המסייעים ביצירת יניקה מקומית בסמוך לקריש. זה מיישם שני כוחות – דחיסה וגזירה – כדי לגלגל את חוטי הפיברין לכדור הדוק מבלי לשבור אותם.
דמיין כדור רופף של סיבי כותנה (או קומץ שיער ארוך שנמשך ממברשת שיער, אם אתה מעדיף). אם תלחץ עליו בין כפות הידיים (דחיסה) ותשפשף את הידיים יחד במעגל (גזירה), הסיבים יסתבכו יותר ויותר לכדור קטן וצפוף יותר. המילי-ספינר מסוגל לעשות את אותו הדבר לחוטי הפיברין בקריש, באמצעות יניקה כדי לדחוס את הקריש על קצה הצינור ולסובב במהירות ליצירת הגזירה הדרושה.
ג'או ועמיתיה הראו כי המילי-ספינר יכול להפחית קריש לקריש עד 5% מהנפח המקורי שלו. התהליך רועד משחרר את תאי הדם האדומים, הנעים בדרך כלל בגוף ברגע שהם לא נלכדים בפיברין, וכדור הפיברין הזעיר כעת נשאב אל תוך המילי-ספינר ומחוצה לגוף.
"זה עובד כל כך טוב, למגוון רחב של קומפוזיציות וגדלים של קריש," אמר ג'או. "אפילו עבור קרישים קשוחים ועשירים בפיברין, שאי אפשר לטפל בהם בטכנולוגיות נוכחיות, המילי-ספינר שלנו יכול להתייחס אליהם באמצעות מושג מכניקה פשוט אך עוצמתי זה כדי לצמצם את רשת הפיברין ולכווץ את הקריש."
הצלחה מפתיעה
העיצוב של מילי-ספינר הוא הרחבה של עבודתו של ג'או על מילירובוטים-רובוטים זעירים, מבוססי אוריגמי, שנבנו כדי לשחות בגוף כדי להפיץ רפואה או לסייע באבחון. המבנה החלול המסתובב עם סנפירים וחריצים נועד כמנגנון הנעה, אך כאשר החוקרים הבינו שהוא גם יוצר יניקה מקומית, הם החליטו לבדוק אם יש לו גם שימושים אחרים.
"בהתחלה, פשוט תהינו אם היניקה הזו יכולה לעזור להסיר קריש דם," אמר ג'או. "אבל כשבדקנו את הספינר בקריש, צפינו בשינוי צבע קריש בולט, מאדום ללבן, יחד עם צמצום דרמטי בנפח. בכנות, זה הרגיש כמו קסם. לא הבנו לחלוטין את המנגנון באותה תקופה."
החוקרים התכוונו לתגובת הקריש הבלתי צפויה והחסרת התקדים הזו, התכוונו לחשוף את המנגנון הבסיסי ואז עברו מאות איטרציות עיצוביות כדי להפוך את המילי-ספינר ליעיל ויעיל ככל האפשר. אבל הם לא שכחו מאפשרויות ההנעה שלה. ג'או ועמיתיה עובדים גם על גרסה לא קשורה של המילי-ספינר שיכול לשחות בחופשיות דרך כלי דם כדי למקד ולטיפול בקרישים.
בעוד שהם התמקדו קודם בטיפול בקרישי דם, ישנם שימושים פוטנציאליים רבים אחרים עבור המילי-ספינר, אמר ג'או. היא והצוות שלה כבר עובדים על שימוש במניקה המקומית של מילי-ספינר כדי לתפוס ולהסיר שברי אבן כליות.
"אנו בוחנים יישומים ביו-רפואיים אחרים לעיצוב מילי-ספינר ואפילו אפשרויות מעבר לרפואה", אמר ג'או. "יש כמה הזדמנויות מרגשות מאוד קדימה."
בידיעת ההבדל זה יכול לגרום לחולי שבץ מוחי ולאלה עם מחלות אחרות הקשורות בקריש דם, ג'או, היי, ועמיתיהם מקווים לקבל את כריתת הפקקת המילי-ספינר לאישור השימוש בחולים בהקדם האפשרי. הם הקימו חברה חדשה שמרשיכה את הטכנולוגיה מסטנפורד על מנת לפתח ולהביא אותה לשוק, עם ניסויים קליניים המתוכננים לעתיד הקרוב.
"מה שהופך את הטכנולוגיה הזו למרגשת באמת היא המנגנון הייחודי שלה לעצב מחדש וקשרי קומפקט באופן פעיל, ולא רק לחלץ אותם", אמר ג'או. "אנו פועלים להביא את זה למסגרות קליניות, שם זה יכול להגביר משמעותית את אחוזי ההצלחה של נהלי פקקת ולהציל את חייהם של המטופלים."
