Trái tim nhân tạo 3D làm từ bọt xốp hoạt động như tim thật

Trong tương lai, những trái tim bệnh tật rất có thể sẽ được thay thế bởi những quả tim nhân tạo 3D làm từ bọt xốp. Đó là một nghiên cứu mới nhất của đại học Cornell được công bố vào đầu tháng này, nhiều chuyên gia y học đã coi đây như một bước đột phá trong ngành giải phẫu bệnh lý cho trái tim của con người.

Thành phần chủ yếu của quả tim là bọt xốp đàn hồi (một loại silicon dẻo), có thể cấy ghép vào cơ thể và tương tác nhẹ nhàng với các mô hữu cơ. Chất bọt xốp này được đổ vào một chiếc khuôn 3D cùng với muối để tạo hình, đồng thời đặt thêm các van tim để phù hợp với cấu trúc hoàn chỉnh của một quả tim bình thường. Ngoài ra, các nhà khoa học còn thiết kế một chiếc bơm ngoài, được làm từ kim loại không phản ứng với cơ thể, để đẩy không khí và một lớp nhựa phủ quanh quả tim có cấu trúc giống da người để ngăn việc rò rỉ chất lỏng.

Điều khác biệt giữa quả tim xốp và những quả tim nhân tạo khác là nó rất mềm, có thể cho phép không khí đi qua và tạo ra nhịp đập, cũng giống như cách mà máu lưu thông trong các mạch máu và tạo ra nhịp đập của những quả tim người bình thường. Tuy nhiên, quả tim xốp này chỉ có 2 ngăn, khác với quả tim người thông thường (có 4 ngăn). Nhưng với vật liệu bọt xốp đàn hồi, quả tim nhân tạo có thể nở to gấp 3 lần so với kích thước ban đầu của nó rồi có thể trở về hình dạng ban đầu, không biến dạng và thay đổi công năng. “Vật liệu làm quả tim là bọt xốp đàn hồi nên chúng tôi có thể tạo ra nó với bất kỳ hình dạng nào cũng như bất kỳ kích thước nào, phù hợp với mọi bệnh nhân”, phó giáo sư Rob Shepherd, người đứng đầu công trình nghiên cứu cho biết.

Công trình nghiên cứu và thiết kế quả tim nhân tạo trên của các nhà khoa học trường đại học Cornell có thể mang lại lợi ích rất to lớn đối với cộng đồng trong tương lai, đặc biệt là hỗ trợ cho những người có bệnh lý về tim mạch cần phải tiến hành phẫu thuật. Các tài liệu liên quan tới công trình nghiên cứu này đã được các nhà khoa học trình lên Cục quản lý dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) để có được sự cho phép của cơ quan này trước khi họ tiến hành thử nghiệm trên người.

Việc thiết kế thành công quả tim xốp sẽ là sự khởi đầu đầy hứa hẹn cho ngành y tế toàn cầu trong tương lai. Tuy nhiên, tới nay, các nhà khoa học vẫn chưa kiểm tra chính xác liệu tính chất vật lý của bọt xốp có thay đổi khi ở môi trường nhiệt độ cao hơn cơ thể người hay không? Thứ hai, quả tim chỉ có 2 ngăn và khi bơm máu ở áp suất cao, nó có thể bị rách màng.

Và điều quan trọng nhất là hiện FDA chưa cho phép các cơ sở y tế trên toàn nước Mỹ cấy ghép các bộ phận nội tạng người làm từ silicon vào bên trong cơ thể. Trước mắt, các nhà nghiên cứu sẽ phải thay đổi một số thành phần của bọt xốp, biến nó thành một vật liệu tạo thành quả tim không thể rách, thủng và tạo đường dẫn khí thoáng hơn, đơn giản hơn để quả tim có thể nở phồng ở thể tích lớn.

Hiện tại, các nhà nghiên cứu của Đại học Cornell vẫn đang chờ FDA “bật đèn xanh” cho công trình nghiên cứu của họ. Đây không phải lần đầu tiên FDA cân nhắc để đưa ra quyết định có cho phép sử dụng tim nhân tạo trong cơ thể người hay không. Trước đó, năm 2006, lần đầu tiên FDA đã cho phép ghép tim nhân tạo cho bệnh nhân mắc bệnh liệt tim. Đó là quả tim nhân tạo AbioCor của hãng Abiomed Inc. nặng khoảng 0,7 đến 0,8kg, được làm từ titanium và plastic và việc cấy ghép trên đã giúp bệnh nhân sống thêm gần nửa năm.

Tham khảo PopularScience, NewScientist