Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học California San Diego đã tạo ra loại hydrogel đóng vai trò như rào cản giữ cho các mô tim không bị dính vào nhau sau phẫu thuật tim. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Communications ngày 18 tháng 6 năm 2021.

Trong thử nghiệm trên chuột, hydrogel đã ngăn chặn hoàn toàn tình trạng kết dính mô tim. Trong nghiên cứu thí điểm quy mô nhỏ, tim lợn sau phẫu thuật được điều trị bằng hydrogel, dính ít hơn và dễ xử lý. Ngoài ra, hydrogel không gây viêm mãn tính.

Biến chứng dính, là tình trạng các mô trong một bộ phận của cơ thể dính vào nhau, là vấn đề tương đối phổ biến khi bác sĩ cần phẫu thuật lại tại cùng một vị trí. Trong phẫu thuật tim, mỗi năm, biến chứng dính xảy ra trong 20% tổng số ca. Các ca phẫu thuật lại đặc biệt phổ biến khi bệnh nhân là trẻ em bị dị tật tim. Bởi lẽ, khi tim của trẻ lớn lên, cần có thêm các biện pháp can thiệp.

Biến chứng dính xuất hiện trong vòng 30 ngày hậu phẫu, gây khó khăn cho việc phẫu thuật và làm tăng nguy cơ tử vong trong quá trình can thiệp. Trong một số trường hợp, dính mô tim cũng có thể tác động đến chức năng tim hoặc ngăn chặn hoàn toàn phẫu thuật lặp lại.

Hiện nay, chưa có sản phẩm nào ngăn ngừa kết dính mô tim sau phẫu thuật, được Cục Quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phê duyệt cho thương mại trên thị trường. "Sản phẩm này sẽ tác động lớn đến cuộc sống của nhiều bệnh nhân phải trải qua phẫu thuật nhiều lần ở tim hoặc bất kỳ vị trí nào trên cơ thể", TS. Michael M. Madani, Chủ tịch Khoa Phẫu thuật tim mạch và lồng ngực tại trường Y thuộc Đại học California San Diego và là đồng tác giả nghiên cứu nói.

Cơ chế hoạt động của hygrogel chống dính mô

Hydrogel chống dính được thiết kế đặc biệt để đáp ứng nhu cầu của cả bệnh nhân và bác sĩ phẫu thuật. Hydrogel dạng xịt và rất dễ sử dụng. Sau khi được phun vào mô, hydrogel liên kết với cơ tim và biến thành một lớp phủ mềm, đàn hồi, tạo nên một hàng rào bảo vệ, trong khi vẫn cho phép nó chuyển động. Gel có thể dễ dàng được loại bỏ khỏi mô và tan biến sau hơn bốn đến sáu tuần.

Thách thức lớn nhất là đảm bảo cho hydrogel đủ mạnh để bám vào tim nhưng không phồng lên để tránh gây nguy hiểm cho tim. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng phương pháp liên kết hai phân tử với nhau bằng liên kết cộng hóa trị. Cụ thể, các nhà khoa học đã dùng hợp chất catechin, tương tự như chất mà loài trai sử dụng để bám vào đá, để giữ hydrogel ở đúng vị trí trong tim.

Catechin có chứa axit amin L-dopa, loại protein liên kết cơ. Trong trường hợp này, nó đã được bổ sung vào nền gel, một polyme hòa tan trong nước được gọi là PEG. Kết quả là hydrogel dính vào cơ quan mà nó được phun lên và tạo ra hàng rào bảo vệ ít nhất bốn tuần trước khi tan ra. Do đó, biến chứng kết dính ít có khả năng xảy ra. Theo các nhà nghiên cứu, đây là lần đầu tiên công thức này được sử dụng để ngăn tình trạng kết dính hậu phẫu.

Thiết bị phun

Các nhà nghiên cứu cũng thiết kế một thiết bị để phun hydrogel một cách an toàn và chính xác vào bên trong vị trí đang được phẫu thuật tim hở. Thiết bị chứa hai thành phần chính của hydrogel trong hai khoang khác nhau. Mỗi thành phần được làm từ PEG với các nhóm phản ứng khác nhau liên kết chéo để tạo thành hydrogel. Một trong những giải pháp là điều chỉnh PEG bằng catechin để nó nằm trong tim. Cả hai hòa trộn với nhau khi chúng được phun ra, tạo thành gel. Quá trình này tương tự như sử dụng hai hộp sơn phun, ví dụ, màu xanh lam và màu vàng, để tạo ra màu thứ ba là xanh lá cây.

Bước tiếp theo

Nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ thực hiện một thử nghiệm quy mô lớn trên lợn để điều chỉnh liều lượng và kiểm tra cách hydrogel liên kết với chỉ khâu và ống dẫn lưu. Mục tiêu cuối cùng là thực hiện một nghiên cứu nhi khoa ở trẻ từ một tuổi rưỡi đến hai tuổi và sau đó, sẽ xin FDA phê duyệt cho sử dụng sản phẩm trong vòng năm năm tới.

N.P.D (NASATI), theo https://medicalxpress.com/news/2021-06-bio-inspired-hydrogel-heart-post-op-adhesions.html, 18/6/2021