Phát triển miếng vá phân hủy sinh học, khắc phục khuyết tật tim bẩm sinh ở trẻ sơ sinh

Trên toàn cầu, dị tật tim bẩm sinh (CHD) ảnh hưởng đến khoảng 9 trên 1.000 trẻ sinh ra. CHD đề cập đến một nhóm các khuyết tật bẩm sinh do tim không phát triển bình thường trong thai kỳ. Trong khi các khuyết tật đơn giản thường không cần điều trị, một số khuyết tật phức tạp đòi hỏi phải phẫu thuật xâm lấn trong nhiều năm, thường bắt đầu từ năm đầu đời.

Một số ca phẫu thuật yêu cầu cấy ghép miếng vá tim, hiện được làm từ vật liệu không sống, không thể phân hủy, không phát triển cùng với tim của bệnh nhân và dễ bị hỏng do không thể tích hợp với mô tim. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu tại cơ sở y tế Anschutz của Đại học Colorado (CU) đã phát triển miếng vá phân hủy sinh học được làm từ tế bào của chính bệnh nhân, được thiết kế để điều chỉnh CHD, hạn chế các ca phẫu thuật xâm lấn và tồn tại lâu hơn các miếng dán hiện tại.

Các nhà nghiên cứu phát triển miếng vá phân hủy sinh học được thiết kế bằng mô để điều trị các khuyết tật tim bẩm sinh.

Jeffrey Jacot, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Mục tiêu cuối cùng là tạo ra mô tim được nuôi trong phòng thí nghiệm từ tế bào của chính bệnh nhân để tái cấu trúc tim nhằm điều chỉnh các khuyết tật về tim. Bất kỳ miếng vá nào không được thay thế bằng mô khỏe mạnh trước khi chúng bị thoái hóa chắc chắn sẽ hỏng và dẫn đến các biến chứng lâu dài".

Kỹ thuật mô cơ tim đưa ra một số thách thức đặc biệt. Đầu tiên, tim có cấu trúc không đối xứng và có khả năng tái tạo hạn chế cũng như nhu cầu trao đổi chất lớn. 

Thứ hai, cấu trúc sử dụng để sửa chữa các khuyết tật tim có độ dày hoàn toàn phải đáp ứng thách thức của môi trường cơ học khắc nghiệt bao gồm áp suất cao, sức căng theo chu kỳ và tiếp xúc trực tiếp với máu. Thứ ba, các miếng vá được tạo ra từ mô phải hoạt động ngay từ thời điểm chúng được cấy ghép.

Với những thách thức này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng phương pháp quay điện – tạo ra sợi nano bằng cách cho điện vào dung dịch lỏng để tạo ra một cấu trúc dày, xốp từ polycaprolactone (PCL) có khả năng phân hủy sinh học và lấp đầy nó bằng fibrin, một loại protein đóng vai trò quan trọng. 

Sau đó, cấu trúc được gieo hạt bằng tế bào gốc đa năng do con người tạo ra (iPSC), sau ba tuần, người ta quan sát thấy chúng đã đi được hơn nửa chặng đường. Ngoài ra, cấu trúc còn hỗ trợ các tế bào cơ tim có nguồn gốc từ iPSC co bóp tự nhiên và thúc đẩy quá trình làm dày mô.

Ông Jacot nhấn mạnh: “Cấu trúc được cho là đủ về mặt cơ học để sửa chữa thành tim. Các tế bào mạch máu có thể xâm nhập hơn một nửa cấu trúc trong môi trường nuôi cấy tĩnh trong vòng ba tuần". Mặc dù miếng vá này cần được thử nghiệm thêm trước khi thử nghiệm trên người nhưng các nhà nghiên cứu cho rằng nó sẽ rất quan trọng đối với việc phát triển phương pháp điều trị mới cho bệnh CHD và các bệnh tim khác.

 Hà My