Chế tạo mạch máu nhân tạo đường kính nhỏ phục vụ điều trị tim mạch

05/08/2021, 11:41

TNNN - Nhóm tác giả ở Trường Đại học Quốc tế TPHCM đã nghiên cứu và chế tạo thành công mạch máu nhân tạo đường kính nhỏ từ các polymer, có tính chất cơ lý tốt, hỗ trợ tế bào nội mô phát triển và chống tạo đông máu trong quá trình cấy ghép điều trị bệnh tim mạch.

Trong y học tim mạch, phương pháp phẫu thuật và cấy ghép thường là lựa chọn điều trị tối ưu. Hiện tại, các mạch máu cấy ghép có thể được lấy từ phần mạch máu của cơ thể bệnh nhân, hoặc từ một người hiến thích hợp. Tuy nhiên, cách điều trị này thường không đáp ứng đủ nhu cầu của người bệnh, do nhiều nguyên nhân như nguồn mạch máu tự thân hạn chế, nguy cơ huyết khối, nhiễm trùng từ mạch ghép cao,...

Vì vậy, một lựa chọn thay thế là mạch máu nhân tạo, giúp duy trì lưu thông máu và đảm bảo hoạt động sinh lý bình thường. Các mạch máu nhân tạo phải có tính cơ lý tốt, đảm bảo phù hợp với áp lực máu, cho phép các tế bào nội mô tăng sinh và quan trọng nhất là ngăn ngừa sự hình thành cục máu đông trong quá trình cấy ghép.

Cho đến nay, tại Việt Nam, các mạch máu nhân tạo đường kính lớn (>6mm) đạt được một số thành công nhất định trong việc cấy ghép, chữa trị liên quan đến mạch máu. Trong khi đó, các mạch máu nhân tạo có đường kính nhỏ (≤6mm) vẫn còn hạn chế về độ bền và độ cứng, dẫn đến tắc nghẽn động mạch trong thời gian bệnh nhân mang cấy ghép.

Polyurethane (PU) và polycaprolactone (PCL) được coi là các polymer tiềm năng cho các ứng dụng mạch máu nhân tạo nhờ tính chất cơ học tốt và khả năng tương thích sinh học cao. PU có tính đàn hồi, khả năng tương thích máu tốt, có thể cung cấp một môi trường cơ học giống như các mô mạch máu tự nhiên, đặc biệt là hỗ trợ tăng sinh tế bào nội mô. PCL là một polymer kỵ nước, có tính chất cơ học phù hợp lý tưởng cho sự tăng sinh của các tế bào nội mô, một yếu tố quan trọng trong việc ngăn chặn sự hình thành huyết khối (đông máu).

Trong nước, đã có một số nghiên cứu về việc sử dụng PU/PCL để chế tạo mạch máu nhân tạo, nhưng không chống huyết khối nên thất bại khi cấy ghép. Ngoài ra, do tính trơ, kỵ nước của polymer, mạch máu tạo từ sợi PU/PCL hỗ trợ tế bào nội mô bám dính và phát triển với hiệu suất thấp. Hiện cũng chưa có nghiên cứu nào về chống huyết khối và biến tính bề mặt hỗ trợ tế bào nội mô phát triển của mạch máu tạo từ PU/PCL.

Hình ảnh chụp kính hiển vi lớp bên ngoài của mạch máu nhân tạo PU/PCL. Ảnh: NNC

Trước thực tế đó, nhóm tác giả tại Trường Đại học Quốc tế TPHCM đã thực hiện đề tài “Chế tạo và cải tạo tính chống đông bề mặt màng nano electrospun poly-urethan/poly-caprolacton (PU/PCL) cho ứng dụng mạch máu nhân tạo đường kính nhỏ”, nhằm chế tạo các mạch máu đường kính nhỏ, cải tiến bề mặt thành mạch với tính chất cơ lý tốt, tính tương hợp sinh học cao, hỗ trợ tế bào nội mô phát triển và chống tạo đông máu trong quá trình cấy ghép.

Theo đó, nhóm tác giả đã sử dụng phương pháp quay điện (sử dụng lực điện trường để kéo ra những sợi rất mảnh từ dung dịch polymer), chế tạo thành công mạch máu nhân tạo PU/PCL, có chiều dài 5cm, đường kính ≤ 6mm với độ bền kéo > 5Mpa.

Trong quá trình chế tạo, nhóm sử dụng poloxamer 407 (chất hoạt động bề mặt), giúp thúc đẩy sự bám dính và tăng sinh tế bào, đồng thời ức chế sự bám dính tiểu cầu cho các ứng dụng kỹ thuật mạch máu. Ngoài ra, poloxamer còn tăng cường đáng kể khả năng thấm ướt của bề mặt do tính ưa nước của các khối polymer PEG (Polyethylene glycol).

Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy, mạch máu nhân tạo đường kính nhỏ PU/PCL do nhóm chế tạo, có khả năng chống huyết khối, chịu đựng được áp suất máu sau khi cấy ghép và hạn chế bám dính tiểu cầu. Đồng thời, ngăn chặn được hiện tượng xuyên màng rò rỉ và thấm, có thể ứng dụng trong kỹ thuật mạch máu, điều trị bệnh tim mạch.

Đề tài đã được Sở KH&CN TPHCM nghiệm thu trong năm qua.

Nguồn: Khoa học & Phát triển