Đề XuấT, 2019

Editor Choice

Phẫu thuật cắt bỏ vú ngoài da: Lợi ích và lựa chọn
Cắt bỏ bộ phận sinh dục nữ là gì?
Mọi thứ bạn nên biết về bệnh kiết lị

Thận nhân tạo cấy ghép dựa trên vi mạch thấy tiến bộ lớn

Một quả thận nhân tạo cấy ghép có thể thay đổi triển vọng cho những người bị suy thận và phải dựa vào lọc máu hoặc cơ hội hiếm hoi của cấy ghép để sống. Giờ đây, các nhà nghiên cứu làm việc trên thiết bị đầu tiên có mục đích đáp ứng nhu cầu này cho biết họ hy vọng sẽ chạy thử nghiệm thí điểm ở người trong năm.


Các nhà nghiên cứu có kế hoạch bắt đầu thử nghiệm thí điểm bộ lọc vi mạch ở bệnh nhân chạy thận vào cuối năm 2017.
Tín dụng hình ảnh: Đại học Vanderbilt

Thận là dụng cụ tuyệt vời hoạt động 24/7 để làm sạch máu và xử lý chất thải. Mỗi ngày, những cơ quan có kích thước bằng hạt đậu này nằm ở hai bên cột sống ngay dưới bộ lọc lồng xương sườn khoảng 150 lít máu để tạo ra 1-2 lít nước tiểu.

Cấy ghép là phương pháp điều trị tốt nhất cho bệnh suy thận nhưng nhu cầu về nội tạng là rất lớn so với nguồn cung.

Mạng lưới mua sắm và cấy ghép nội tạng Hoa Kỳ cho biết có hơn 100.000 bệnh nhân trong danh sách chờ ghép thận, nhưng năm ngoái, chỉ có 17.108 người nhận được một.

Tổng cộng, Quỹ Thận Quốc gia ước tính rằng hơn 460.000 người Mỹ mắc bệnh thận ở giai đoạn cuối và mỗi ngày, 13 người ở Mỹ chết vì chờ một quả thận của người hiến. Họ nói rằng hóa đơn Medicare liên bang cho việc chăm sóc bệnh nhân mắc bệnh thận - không bao gồm thuốc theo toa - là khoảng 87 tỷ đô la vào năm 2012.

William H. Fissell IV, một chuyên gia về thận và phó giáo sư y khoa tại Trung tâm Y tế Đại học Vanderbilt ở Nashville, TN, và nhóm của ông hy vọng sẽ chấm dứt kịch bản tàn khốc này, như ông giải thích:

"Chúng tôi đang tạo ra một thiết bị lai sinh học có thể bắt chước một quả thận để loại bỏ đủ chất thải, muối và nước để giữ cho bệnh nhân chạy thận."

Mục tiêu là tạo ra một thiết bị đủ nhỏ - có kích thước bằng một lon soda - để nó nằm gọn trong cơ thể bệnh nhân.

Thận nhân tạo cấy ghép có chứa bộ lọc vi mạch và tế bào thận sống và sẽ được cung cấp bởi trái tim của chính bệnh nhân.

Công nghệ nano silicon cộng với các tế bào thận sống

Vi mạch sử dụng cùng công nghệ nano silicon mà ngành vi điện tử sử dụng cho máy tính.

Giáo sư Fissell nói rằng các con chip là không tốn kém, chính xác và tạo ra các bộ lọc lý tưởng. Mỗi thiết bị sẽ chứa khoảng 15 vi mạch, cái này nằm trên cái kia.

Mỗi bộ lọc vi mạch chứa lỗ chân lông, mỗi lỗ sẽ chứa và hoạt động như một giàn giáo cho một màng tế bào thận sống bắt chước các chức năng tự nhiên của thận. Nhóm đang thiết kế bộ lọc một lỗ chân lông tại một thời điểm để làm chính xác những gì họ muốn mỗi người làm.

Giáo sư Fissell nói rằng may mắn là các tế bào phát triển tốt trong đĩa thí nghiệm. Họ có thể tạo ra một màng tế bào thận có thể tìm ra hợp chất nào trong máu tái hấp thu dưới dạng chất dinh dưỡng trong máu và phải được loại bỏ dưới dạng chất thải được xử lý để thải vào nước tiểu.

Theo cách này, giáo sư Fissell nói, "chúng ta có thể tận dụng 60 triệu năm nghiên cứu và phát triển của mẹ thiên nhiên" để tạo ra một lò phản ứng sinh học của các tế bào sống ở trung tâm của thận nhân tạo.

Cung cấp bởi lưu lượng máu của bệnh nhân mà không có nguy cơ đông máu

Sự thật nhanh về lọc máu
  • Tuổi thọ trung bình trên lọc máu là 5-10 năm
  • Tuy nhiên, nhiều bệnh nhân đã sống tốt khi chạy thận trong 20 hoặc thậm chí 30 năm
  • Nhiều bệnh nhân có thể sống cuộc sống bình thường, ngoại trừ thời gian cần thiết để điều trị.

Tìm hiểu thêm về lọc máu thận

Thiết bị không cần nguồn năng lượng vì nó sử dụng sức mạnh của tim bệnh nhân - áp lực tự nhiên của lưu lượng máu trong mạch máu - để đẩy máu qua các bộ lọc.

Tuy nhiên, tính năng này cũng đưa ra một thách thức: làm thế nào để tinh chỉnh động lực học chất lỏng để máu chảy qua thiết bị mà không bị vón cục.

Tiến sĩ Amanda Buck, một kỹ sư y sinh có hứng thú với cơ học chất lỏng, phụ trách phần này của dự án.

Tiến sĩ Buck sử dụng các mô hình máy tính để tinh chỉnh hình dạng của các kênh bên trong thiết bị để đạt được lưu lượng máu trơn tru nhất. Sau đó, với sự trợ giúp của in 3D, nhóm nghiên cứu tạo ra một nguyên mẫu và kiểm tra nó để xem dòng máu chảy qua nó trơn tru như thế nào.

Giáo sư Fissell cho biết vì thiết bị lai sinh học sẽ nằm ngoài tầm với của phản ứng miễn dịch của cơ thể, nên không có khả năng bị từ chối. "Vấn đề không phải là một trong những tuân thủ miễn dịch, phù hợp, giống như là ghép tạng", ông giải thích.

Hơn một thập kỷ nghiên cứu sắp thành hiện thực

Dự án thận bắt đầu hơn một thập kỷ trước. Năm 2003, nó đã thu hút khoản tài trợ đầu tiên từ Viện sức khỏe quốc gia (NIH) và NIH gần đây đã trao khoản tài trợ 4 năm trị giá 6 triệu đô la cho Giáo sư Fissell và đối tác nghiên cứu của ông và cộng tác viên lâu năm Shuvo Roy, từ Đại học California-San Francisco.

Vào năm 2012, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã cấp phép cho dự án theo dõi nhanh - tình trạng cơ quan quản lý liên bang dành cho các phương pháp điều trị giải quyết các tình trạng nghiêm trọng hoặc đe dọa đến tính mạng và cho thấy tiềm năng đáp ứng nhu cầu y tế chưa được đáp ứng.

Nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ tiến hành thử nghiệm thí điểm các bộ lọc silicon vào cuối năm 2017. Giáo sư Fissell nói rằng ông có một danh sách dài các bệnh nhân mong muốn tham gia và ông tuyên bố ngưỡng mộ họ khi kết luận:

"Bệnh nhân của tôi hoàn toàn là anh hùng của tôi. Họ trở lại nhiều lần và họ chấp nhận gánh nặng bệnh tật vì họ muốn sống. Và họ sẵn sàng đặt tất cả những điều đó vào nguy cơ vì lợi ích của một bệnh nhân khác."

Trong video sau đây nhìn vào bên trong thận nhân tạo, Giáo sư Fissell giải thích cách họ đang thiết kế để tránh cho bệnh nhân chạy thận nhân tạo:

Trong khi đó, Tin tức y tế hôm nay gần đây đã học được cách - lần đầu tiên - một máy in 3D đã giúp ghép một quả thận trưởng thành vào một đứa trẻ 2 tuổi. Các mô hình abdomens của người cho và người nhận được tạo trên máy in 3D đã giúp các bác sĩ phẫu thuật lập kế hoạch hoạt động rất phức tạp một cách chính xác để giảm thiểu rủi ro.

Các LoạI Phổ BiếN

Top