用新的填充方法治疗脑动脉瘤
脑动脉瘤是由大脑血管壁异常引起的畸形。当这些血管破裂时，大约30％的患者当场死亡。最近，Postech的一个研究团队提出了一种新的治疗方法，可以通过用新方法填充血液中的动脉瘤来拆卸这些时间炸弹。
为了克服线圈的缺点栓塞，Postech的联合研究团队（机械工程系教授和Jongkyeong Lim博士与Hyung Joon Cha教授和博士学位化学工程系的候选人Geunho Choi）开发了一种新的结构稳定的生物兼容性栓塞材料这不会在人体。此外，提出了一个新的脑动脉瘤疗法（治疗装置）的概念，能够在血管内环境中稳定形成和控制微纤维形式的材料。这些研究发现被发表为外部封面纸高级材料2021年4月8日。
由于定期检查，脑动脉瘤的早期检测正在增加。当前的治疗方法使用线圈栓塞，通过在破裂之前用铂线圈填充动脉瘤，从而降低了内部血流的方向和压力。但是，线圈栓塞手术是一种经济负担，因为它需要许多与动脉瘤大小相称的铂金线圈（每线线圈600,000 [USD 550]）。此外，由于线圈的良好弹簧结构，动脉瘤可能在手术期间或动脉瘤的内部可能破裂。还有其他问题，由于操作后填充率低引起的重新压缩，线圈可能与受影响区域分离。
水凝胶对各种刺激的反应，例如温度，pH和光线以及表现出柔软的机械强度，引起了人们对栓塞材料的极大关注，可以以高速填充动脉瘤。其中，由于其易于时空的控制，可光叠式链接水凝胶被认为最适合栓塞。但是它们的实际用法是有限的。此外，为动脉瘤栓塞开发的材料当前使用高浓度的生物学无活性合成水凝胶，这些水凝胶有毒且不生物相容性。这些也可能导致体内严重肿胀（通常导致破裂），并挫败其商业化。此外，传统的手术方法不能应用于临床应用，因为在血管内环境中使用光产生和控制水凝胶，该血管内的几何结构和高吸光度很高。
由化学工程系Hyung Joon Cha教授领导的研究小组提出了一种源自藻类的基于藻酸盐的水凝胶，该水凝胶可以双重地连接为动脉瘤栓塞的新材料。这种新的栓塞材料表现出极好的生物相容性，并通过使用血液中存在的钙离子与无害的可见光和离子交联，利用了快速共价交联的协同效应。此外，由于人体中没有降解酶，因此不会降解并表现出出色的结构稳定性而不会肿胀。这可以安全有效地填充动脉瘤并成功防止破裂。由于可以安装对比介质，因此表现出放射线性，因此可以连续监测通过CT或MRI施加的栓塞材料长时间。
由机械工程系的Joonwon Kim教授领导的研究团队开发了具有集成光纤的微流体设备。该设备是一种新的概念外科手术装置，可以在极端的血管内环境中以微纤维的形式稳定地产生和控制可光叠型水凝胶，该水纤维具有曲折的几何结构和高吸光度。
在这些微流体设备中产生和控制的双链接基于藻酸盐的水凝胶微纤维可以安全均匀地填充动脉瘤。在此阶段，超细纤维彼此交织在一起以形成一个团块，以阻止流体流动进入动脉瘤，并在手术后即使在脉冲环境中，也没有解离的结构形状和恒定的机械强度。这可以最大程度地减少在内部的压力动脉瘤或破裂。
Hyung Joon Cha教授说：“这项研究是世界上第一个开发一种新的栓塞材料的研究，该材料可能无需副作用而可以生物相容性，并在人体中稳定地维持长期。”“我们计划通过技术转移。”
Joonwon Kim教授解释说：“这项研究是世界上第一个开发一种可用于通过在血管中微纤维链接水凝胶微生物微凝胶微纤维微生物来治疗动脉瘤的方法。”他补充说：“预计这些材料将有效地适用于许多需要栓塞的血管疾病。”
“在本研究中开发的栓塞方法的新概念使用了由新的深层涂料技术和3-D血管复制品生产技术实施的先进动态血管模型（ADAM）模拟器，并使用研究团队先前开发的液体栓塞材料实施。Adam Simulator是一个提供的虚拟环境，该系统与真正患者的外科手术环境非常相似，可用于模拟各种血管疾病。” Kim教授解释说。
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