Một cơn đau tim xảy ra khi dòng máu đến nuôi dưỡng cơ tim bị chặn lại, khiến một vùng mô tim bị chết đi. Vùng mô chết này sẽ để lại một vết sẹo không thể co bóp, làm suy yếu vĩnh viễn khả năng bơm máu của tim và làm tăng nguy cơ suy tim hoặc các cơn đau tim tiếp theo trong tương lai.
 |
| Ảnh: Frank Mullin / Đại học Brown |
Nhưng sẽ ra sao nếu chúng ta có thể "vá" lại vết sẹo đó và tái tạo vùng tim bị tổn thương? Đây chính là mục tiêu của một nghiên cứu đột phá đến từ các kỹ sư tại Đại học Brown (Mỹ) và Viện Công nghệ Ấn Độ Kanpur.
Họ đã phát triển thành công một miếng dán nano cho tim, một loại "băng cá nhân" công nghệ cao có khả năng hồi sinh vùng tim đã chết, mở ra một hướng đi mới đầy hứa hẹn trong việc điều trị cho hàng triệu bệnh nhân tim mạch trên toàn thế giới.
"Giàn Giáo" Công Nghệ Cao Cho Tế Bào Tim
Miếng dán nano này về cơ bản là một "giàn giáo" sinh học, được thiết kế để khuyến khích các tế bào tim khỏe mạnh phát triển và tái tạo lại vùng bị tổn thương. Cấu trúc của nó bao gồm hai thành phần chính:
Sợi nano carbon (Carbon Nanofibers): Đây là những ống carbon siêu nhỏ, có đường kính chỉ từ 60 đến 200 nanomet. Chúng được chọn vì một lý do quan trọng: chúng là chất dẫn điện tuyệt vời. Tim hoạt động dựa trên các xung điện để duy trì nhịp đập ổn định. Các sợi nano carbon này có thể mô phỏng lại mạng lưới dẫn truyền điện tự nhiên của tim, tạo ra một môi trường lý tưởng cho các tế bào cơ tim mới kết nối và hoạt động đồng bộ.
Polymer sinh học: Các sợi nano carbon được "dệt" lại với nhau bằng một loại polymer có tên là poly lactic-co-glycolic acid (PLGA), một vật liệu đã được chính phủ phê duyệt, tương thích sinh học và có khả năng tự phân hủy.
Sản phẩm cuối cùng là một tấm lưới mỏng (dày 15 micron), có màu đen và trông giống như một chiếc "băng cá nhân" công nghệ cao.
Kết Quả Thử Nghiệm Đầy Hứa Hẹn
Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã đặt miếng dán nano này vào môi trường nuôi cấy tế bào tim. Kết quả vô cùng ấn tượng:
Tái tạo tế bào cơ tim: Sau 5 ngày, mật độ tế bào cơ tim (cardiomyocytes) phát triển trên bề mặt miếng dán nano cao gấp 6 lần so với mẫu đối chứng (chỉ có polymer mà không có sợi nano carbon).
Tái tạo tế bào thần kinh: Các tế bào thần kinh, vốn cũng đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa nhịp tim, cũng phát triển mạnh mẽ. Sau 4 ngày, mật độ tế bào thần kinh trên miếng dán cao gấp đôi so với mẫu đối chứng.
Phó giáo sư Thomas Webster, tác giả chính của nghiên cứu, giải thích rằng sự thành công này đến từ việc giàn giáo nano có các đặc tính cơ học gần giống với mô tim tự nhiên: nó đàn hồi và bền chắc, có thể giãn ra và co lại theo nhịp đập của tim. Chính sự kết hợp giữa tính linh hoạt cơ học và khả năng dẫn điện tuyệt vời đã tạo ra một môi trường hoàn hảo, "dụ" các tế bào tim và tế bào thần kinh đến cư trú và sinh sôi, về cơ bản là tái tạo lại vùng mô đã chết.
Ý Nghĩa và Hướng Đi Tương Lai
Nếu công nghệ này được chứng minh là thành công trên người, nó sẽ là một cuộc cách mạng trong lĩnh vực tim mạch. Theo Hiệp hội Tim mạch Hoa Kỳ, chỉ riêng tại Mỹ, mỗi năm có gần 800.000 người bị một cơn đau tim mới, và rất nhiều người trong số họ phải sống với những di chứng do sẹo cơ tim. Miếng dán nano có thể giúp:
- Phục hồi chức năng tim sau cơn đau tim.
- Giảm nguy cơ suy tim và các biến chứng lâu dài.
- Ngăn ngừa các cơn đau tim tái phát trong tương lai.
Các nhà khoa-học hiện đang tiếp tục cải tiến thiết kế của miếng dán để nó mô phỏng tốt hơn nữa dòng điện của tim và đảm bảo các tế bào mới phát triển trên giàn giáo có đầy đủ chức năng như các tế bào tim khỏe mạnh khác. Dù vẫn còn một chặng đường dài phía trước, miếng dán nano này thực sự là một tia hy vọng sáng giá, hứa hẹn một ngày không xa con người có thể "vá" lại những trái tim tan vỡ theo đúng nghĩa đen.
