澳大利亚悉尼大学研究人员近日开发出一种"动脉芯片"平台，可精确重建患者特异性颈动脉几何结构和血流动力学，为缺血性卒中的个体化风险预测提供新工具。相关成果已发表于《细胞生物材料》。
缺血性卒中发生于向大脑供血的血管被血凝块或脂肪斑块堵塞时，脑细胞可在数分钟内因缺血缺氧而死亡。预测个体卒中风险极具挑战性，因为血栓栓塞——即血凝块从形成处脱落、随血流移动并堵塞另一血管的过程——取决于每位患者独特的血管结构和血流状态。即便被评估为"低风险"的患者，也可能遭受严重甚至致命的卒中。
研究团队对六名患有不同程度颈动脉疾病的患者进行了研究，利用计算流体动力学计算血液在每条颈动脉中的流动方式，发现尽管患者的血管狭窄程度相似，局部血流模式却存在显著差异。研究人员随后在芯片平台上重建了这些患者特异性的颈动脉三维几何结构，并采用能够更贴近真实血流动力学的细胞，构建出被称为"物理孪生"的个体化血管模型。
通过激光在底层胶原蛋白上制造微小损伤以模拟血管损伤，研究人员观察到不同几何形状的动脉呈现出截然不同的凝血行为。论文第一作者、澳大利亚纽敦心脏研究所的Yunduo Charles Zhao表示，研究结果表明血管的三维形状和局部血流紊乱对卒中风险的影响，远比单纯的血管狭窄程度更为重要。Zhao表示，他转向预测性卒中诊断研究的动力，来自博士期间祖母因卒中离世的切身经历。
论文通讯作者、悉尼大学Lining Arnold Ju表示："这一想法源于临床中一个关键的缺口——我们知道即便是'低风险'患者也可能遭受严重或致命的卒中。我们的工作精确重建了患者特异性颈动脉几何结构，所用细胞也能更贴近这些结构中血流动力学的实际状态。"他表示，希望这些工具能够用于研究降低卒中风险的药物，并最终基于每位患者的解剖结构提供个性化治疗方案。
研究团队目前正在招募卒中患者参与临床试验，以评估这一技术如何直接惠及卒中患者。研究人员还指出，这一平台技术同样具有研究其他心血管疾病的潜力，包括外周动脉疾病、深静脉血栓和动脉瘤等。
参考文献：Patient-specific carotid artery-on-a-chip 'physical twin' dissects complex flow-dependent VWF mechanopresentation, Cell Biomaterials (2026). DOI: 10.1016/j.celbio.2026.100541
编辑：王洪
排版：李丽
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