一、“揭榜挂帅”攻关任务

1.攻关任务名称

磁外科技术研发及应用

2.攻关任务背景和意义

磁外科技术研发及应用团队针对传统手术中血管吻合耗时长、操作复杂、内镜手术器械干涉与视野受限、腹主动脉阻断需开腹创伤大且抢救窗口短等临床痛点，系统攻关血管磁吻合器、磁锚定牵引设备及超导磁压迫腹主动脉阻断系统三项核心技术。

该任务以医工深度融合为范式，创新性将钕铁硼永磁体与超导磁体技术引入外科领域，通过表面生物相容性改性、磁路优化设计及实时磁-力-热耦合反馈控制，实现中小血管快速无缝线吻合、体内靶器官精准无线牵引以及腹主动脉无创可逆压迫阻断。其意义在于将肝移植无肝期缩短80%以上，显著降低血栓与出血风险；减少腹腔镜戳孔数量并提升操作灵活性；为腹主动脉破裂等急危重症赢得黄金救治时间，填补我国在外科磁技术领域的空白，构建具有完全自主知识产权的磁外科技术体系，推动我国在外科器械革新领域从跟跑迈向国际领跑。

3.技术方案

(1) 研发血管磁吻合器：血管磁吻合器采用钕铁硼永磁体等高矫顽力磁体为核心，表面镀钛或二氧化硅等提升生物相容性，通过机械加工或3D打印制成环状结构，环周可设固定针实现血管外翻锚定。利用极性相反磁环间的吸引力完成断端快速对合，吻合时间较传统缝线可缩短80%以上，配套可降解高分子支架避免二次取出。需开展体外磁力持久性及生物相容性测试，通过大鼠、犬等动物模型验证吻合口通畅率与安全性，适用于2-8mm中小血管吻合，如冠脉搭桥与移植血管重建，兼具操作便捷、血栓率低、内膜修复快等优势

(2) 研发磁锚定牵引设备：磁锚定牵引设备采用体内钕铁硼磁锚与体外经磁路优化的永磁体耦合实现无线牵引，体内磁锚表面镀钛或派瑞林并集成微型抓钳，体外永磁体经磁路设计增强场强与梯度，通过机械臂多自由度调控以提供可调牵引力。核心技术包括磁-力耦合建模、磁锚姿态感知与力反馈控制，适用于内镜黏膜下剥离、单孔腹腔镜等术式，替代传统抓钳以减少腹壁穿刺孔、避免器械干涉，显著提升手术灵活性与视野暴露，需验证磁热效应、组织安全性及操控精准度。

(3)研发超导磁压迫腹主动脉阻断系统：超导磁压迫腹主动脉阻断系统采用小型化的超导线圈产生强磁场，通过体外磁路设计驱动体内磁压迫装置，实现腹主动脉无创快速阻断。体内装置由钕铁硼磁环与柔性压迫垫构成，集成压力传感器与温度监测单元，在影像引导下精准定位腹主动脉。系统通过调节励磁电流控制压迫力（0-300mmHg），实时监测远端血压与磁体温度，实现可逆性血流阻断，阻断时间可达30分钟。适用于创伤性腹主动脉破裂急救或复杂腹盆腔手术，避免开腹阻断，显著缩短抢救时间，核心技术包括超导磁体冷却系统、磁-力耦合建模、闭环压力反馈控制，需验证磁场生物学效应、组织热损伤及阻断精准性。

二、团队概况

磁外科技术研发及应用团队由西安交通大学第一附属医院院长、著名肝胆外科专家、教育部创新团队学科带头人吕毅教授作为学术带头人，现有专职科研人员48人，硕士和博士研究生共43人。

经过多年建设，在国际上率先建立了磁外科这一新兴学科体系，以吕毅教授为学科带头人的磁外科团队，坚持原始自主创新，研发出用于磁压榨吻合、磁锚定牵引、磁导航定位、磁压迫阻断、肿瘤纳米磁热疗等系列磁性器械和装备10个，获批国家注册产品4个，开展22项外科创新技术，建立了目前国际上磁外科技术门类最全、病例数最多的磁外科研发诊疗中心，致力于外科救治模式变革，促进医工交叉深度发展，推动我国磁外科相关技术创新及体系建设走在了世界前列。团队牵头制定磁外科国际国内专家共识7项和地方标准1项。授权美国发明专利1项，国家发明专利46项，转化16项，累计转化1500万元。团队科研人员曾获国家科技进步二等奖、中华医学科技奖一等奖、教育部技术发明一等奖、陕西省科技进步一等奖、高等教育（研究生）国家级教学成果奖二等奖、华夏医学奖等奖项。

三、近三年（平台成立起）攻关领域科研情况

近三年团队承担攻关领域国家级项目6项，发表SCI论文36篇，获攻关领域省部级以上重大奖励7项。成果获专利40项，其中申请专利40项，授权专利28项。主办及参与学术活动8场次，邀请企业及行业专家来校授课及讲座8场次。

多次举办国际磁外科大会

四、团队人才培养情况

2023至2025年，共招收本科生60人，硕士生35人，博士生19人。其中13人获得国家级竞赛获奖，7人获得个人荣誉。开设攻关领域必修及选修课共计5门，与企业联合开展实习实训课程3门。获得1项国家级教改奖励。

五、合作开展情况

1.合作企业、医院共14家。

六、转化成果

1.已转化成果社会经济效益

（1）磁性牵开器：本产品是利用磁性将连接口组件固定于可导磁磁的器械上，通过弹簧和夹子完成对微小组织的牵拉，充分暴露手术视野；本产品适用于开腹手术下配合导磁性手术器械完成对微小组织的牵拉以及肝移植过程中，通过和修肝盆配合使用，牵拉受体肝，完成植入前的修整。

（2）一次性磁性消化道吻合器：本产品是利用磁性吻合公头组件和磁性吻合母头组件之间的相吸磁力，对夹在其间的组织施加持续磁力吻合，使吻合面之间的组织逐渐缺血、坏死、脱落。最终实现腔道重建的一种吻合技术；本产品适用于腔镜及开腹手术，广泛用于胆石症、先天性胆管扩张症、医源性胆道损伤、胆管狭窄及胆道恶性肿瘤和壶腹周围癌等病症。主要包括胆囊空肠吻合术、胆总管十二指肠吻合术、胆管间置空肠十二指肠吻合术、胆管空肠Roux-en-Y吻合术及胆管空肠袢式吻合术等术式。

（3）无线胆道造影液推注系统：无线胆道造影液推注系统，是由西安交通大学第一附属医院和西安赛德欧医疗研究院有限公司，共同研发的一款胆道造影专用的低压推注设备，该设备由注射端和远控端两部分组成，医生使用远控端进行远程控制，设备通过压力传感器智能监测，实现注射端的造影推注和胆道压力监测，有效避免X射线危害医护人员的同时，减轻患者痛苦，确保造影的安全性；10.4寸全中文可触人机交互界面设计，确保精准控制推注速度、注射量及临床有效性，倾斜安装的注射器，无需手动排气泡，无操作者依赖，有利于加速医疗资源的普及。 

（4）高仿真全脏器手术训练系统：该系统将处理后鲜活的动物脏器置于高仿真脏器腹腔内，模拟持续稳定的血流灌注状态，高度还原临床腹腔镜手术的真实场景，对腹腔镜手术中的器械使用、术式掌握进行充分训练，缩短青年医生的成长曲线，提高培训质量，降低临床手术风险。

（5）磁牵引术野暴露系统：磁牵引术野暴露系统由磁性组织夹、磁性抓钳、磁性牵引器及自平衡机械臂四部分组成，利用磁体与磁体之间的磁场吸引力，通过操作体外磁体，将体内磁性组织夹牵拉至目标位置，协助暴露手术视野，实现对体内组织牵拉的一种非接触式空间牵引技术。

  

（6）磁热疗系统：为突破肿瘤磁热疗中纳米磁热疗剂热效率低以及国内无磁热设备的局限，团队与西安超磁纳米生物科技有限公司共同研发，国际首创涡旋磁氧化铁纳米热疗剂，相比国际标杆企业MagForce的纳米磁热疗剂，热效率提高20倍；自主研发科研级磁热设备，以及可定点定位聚焦临床磁热设备。相比临床超顺磁热疗，涡旋磁热疗技术使用剂量降低了10倍、配套的磁热设备的成本降低至少1倍，同时治疗时间缩短6倍、抗肿瘤活性提高5倍，极大降低了治疗成本并提高了患者的治疗体验。

2.获批医疗器械证

“磁牵引术野暴露系统”获批二类医疗器械注册证（粤械注准20242011437）：磁牵引术野暴露系统，是国内首个获批上市的磁外科辅助手术设备。辅助手术操作时，体外的磁性牵引器吸引体内的磁性组织夹动态移动，帮助医生实现术野暴露。手术过程中，可随时根据医生需要，调整磁性牵引器，变换需要牵拉暴露的位置，建立新的术野操作空间，整个调整过程，不需要另外打孔，不产生新的创伤切口。对医生来说，仿佛多了一只“隐形”、灵巧的小手，可以快速、高效地提供清晰、开阔的术中视野，让手术更加简单；对患者来说，既安全有效地接受了手术，减轻了疼痛，也能更快地恢复。

七、创新创业

1.核心技术支撑企业发展

2.孵化企业

八、潜在可转化技术

（1）磁疏通器械

针对严重的胆道、食管、肠道、输尿管狭窄/闭塞等患者外科手术治疗难度高、创伤大、成功率低的难题，团队创新性地将磁性装置与内镜技术相结合，以“开通隧道”的功能需求为引导，结合腔道解剖特点，设计了磁力适配的磁疏通器械（图3），为严重的胆道、食管、肠道、输尿管狭窄/闭塞等难以手术治疗的患者建立个体化的治疗方案，提高了疑难复杂腔道狭窄/闭塞的救治成功率。

（2）多维可控精准磁感应热疗系统

针对肝癌治疗中磁感应热疗技术存在的关键问题，包括肝癌病灶聚焦精准度不足、病灶原位温度无法实时监测以及个性化治疗方案规划能力欠缺等，专注于研发具有国际领先水平的肝癌磁感应热疗系统。该系统集成高精度磁热聚焦、非接触式原位温度监测和个性化治疗方案规划功能，旨在填补国内相关设备研发的技术空白，进一步提升肝癌治疗的精准性与有效性。该项目由刘晓丽教授负责牵头，联合西安迈格纳特医疗科技有限公司与中国信息通信研究院共同承担。目前，项目已顺利完成既定研究任务并达成考核指标，在多项关键核心技术上实现了预期突破。