Kỳ tích của y học: Sống bằng trái tim nhân tạo !

Tim nhân tạo, đúng như tên gọi! Lần đầu tiên con người đã đạt được khả năng chế tạo một trái tim nhân tạo mà một khi gắn vào cơ thể thì có thể thay thế hoàn toàn chức năng của trái tim thật. Thật là một kì công với đầy đủ mọi ý nghĩa. “ Kiệt tác” công nghệ cao này có thể tích lớn hơn trái tim thật một tí, được thiết kế với những vật liệu tương thích đồng thời với tổ chức mô cũng như với máu, được nuôi bởi pin điện tử nó có thể đập hơn 200 triệu lần không nghỉ, phù hợp với nhịp bình thương hoặc khi gắng sức và nhất là đủ năng lượng hoạt động suốt 12h. Đây là thiết bị đầu tiên thay thế được cơ quan của cơ thể.

Về phương diện y học, trái tim nhân tạo biểu hiện niềm hi vọng lớn lao cho hơn 100.000 bệnh nhân bị suy tim nặng mỗi năm trên toàn thế giới mà cho đến bây giờ may mắn sống được duy nhất của bệnh nhân là ghép tim. Ghép tim là một cuộc phẫu thuật phức tạp,tốn kém và ít thực hiện (khoảng 8.000 trường hợp mỗi năm trên thế giới).
Nhờ tim nhân tạo tình trạng này hứa hẹn sẽ thay đổi tận gốc. Theo dự kiến sẽ gắn tim nhân tạo cho 6 bệnh nhân mà theo tình trạng bệnh lý của họ chỉ hi vọng sống được khoảng vài ngày. Đối với họ đây sẽ là một vấn đề sinh tử.
Vào cuối thập niên 1960, Alain Carpentier, nhà phát minh ra van nhân tạo đầu tiên được chế tạo từ một tế bào sinh học là tác giả của kỳ công này. Quyết tâm tim kiếm một thiết bị để thay thế ghép tim, bác sĩ người Pháp này đã đề xuất vào năm 1988 một thiết bị mô phỏng hoàn toàn trái tim người. Chắc chắn ông không phải là người đầu tiên theo đuổi giấc mơ này. Thật vậy, từ năm 1970, đã ra đời rất nhiều thiết bị tim nhân tạo này (như Syncardia và Abiomed). Tuy nhiên, các thiết bị tim nhân tạo này vẫn còn nhièu khiếm khuyết như dễ bị thải trừ hoặc tạo ra cục máu đông và gây ra tai biến mạch máu. Tóm lại, chúng mới chỉ giúp cho bệnh nhân duy trì chờ đợi để được ghép tim chứ chưa có thể thay thế cho trái tim thật để tiếp tục sống lâu dài.

MỘT CÁI BƠM CẦN THIẾT CHO CƠ THỂ
Để đáp ứng được thử thách vừa kỹ thuật, vừa y học và vừa công nghệ, kể từ năm 1993 Alan Capentier đã tập họp quanh mình khoảng 30 người bao gồm các nhà nghiên cứu và các kỹ sư của Matra để quyết định thành lập công ty Carmat vào năm 2008 ở thành phố Vélizy. Carmat là tên kết hợp giữa CARpentier-MATra.
Công ty mong muốn chế tạo một thiết bị gọn nhẹ chắc chắn và dễ tương thích với cơ thể người và hoàn toàn tự động. Họ còn mong muốn thiết bị có khả năng đáp ứng thường xuyên với nhu cầu của bệnh nhân như chạy nhảy, đi bộ, leo cầu thang… để thiết bị bắt chước hoàn toàn trái tim của con người.
Ba thế hệ nguyên mẫu đã ra đời vào khoảng giữa năm 1995 và 2004, hoàn hảo hơn, nhẹ hơn và ít tốn năng lượng hơn. Vào cuối tháng 11/2010, phiên bản mới nhất, tối ưu nhất của thiết bị tim nhân tạo này đã ra đời: thiết bị nặng 900g, dung tích 0,75l và chỉ tiêu thụ 27 watt.
Trái tim nhân tạo “made in France” có khác biệt với trái tim người ở chỗ là nó không có tâm nhĩ. Vào lúc ghép tim, phẫu thuật viên sẽ bảo tồn 2 tâm nhĩ của bệnh nhân và gắn tim nhân tạo vào dưới 2 tâm nhĩ đó, ở ngay vị trí của 2 tâm thất đã cắt bỏ. Thiết bị nhân tạo này bao gồm 2 tâm thất và 4 van nhân tạo có chức năng tương tự như tim của người.
Thông qua van thứ nhất, tâm thất phải sẽ tiếp nhận máu đen (máu chứa CO2) đên từ tâm nhĩ phải của bệnh nhân. Sau đó, tâm thất phải tống máu vào động mạch phổi thông qua van thứ 2. Tương tự chu trình trên, tâm thất trái nhận máu đỏ (máu chứa O2) đến từ nhĩ trái của bệnh nhân và tống máu vào động mạch chủ.
Sự chuyển dịch máu trong 2 tâm thất do 2 màng mềm có chứa dầu Silicon tạo ra. Ở mỗi chu kỳ các bơm tí hon đẩy dầu Silicon áp sát vào màng mềm: màng dịch chuyển và sự dịch chuyển này tống máu vào động mạch chủ và động mạch phổi. Sau đó, các bơm này sẽ hút dầu silicon: màng mềm dãn ra và máu đi vào trong tâm thất. Hai màng này co bóp và dãn ra tương tự như thành tâm thất của tim thật, chính sự co dãn này tạo ra nhịp đập của tim. Các bơm được điều khiển bởi một bộ vi xử lý theo các tín hiệu thu nhận được từ các đầu thu tín hiệu khác nhau. Cuối cùng, lưu lượng máu có thể đạt đến 9 lít mỗi phút.
TÍNH TƯƠNG THÍCH VỚI MÁU
Một tham vọng lớn của Alain Carpentier là tìm cách tránh được sự hình thành cục máu đông khi các nguyên liệu của tim nhân tạo tiếp xúc với máu. Thật vậy, bạch cầu và tiểu cầu đã xem phần lớn các nguyên liệu của tim nhân tạo như là vật thể lạ và kích thích tạo ra phản ứng đông máu. Các cục máu đông này có thể gây ra tai biến mạch máu não hoặc thuyên tắc động mạch phổi. Đây là vấn đề nghiêm trọng của các thiết bị tim nhân tạo từ trước đến nay.
Để tránh được tai họa đó, các kỹ sư của Carmat đã dựa vào kỹ thuật van nhân tạo của Alain Carpentier. Các nguyên mẫu tim nhân tạo sau cùng đã tương thích được với máu bởi vì chúng được cấu tạo bởi màng ngoài tim của bò. Khi tiếp xúc, máu không đông và hồng cầu không bị hư hại. Trước khi được dùng cho tim nhân tạo, màng ngoài tim của bò này được xử lý với Glutaraldehyd, một chất hữu cơ có khả năng loại trừ được nguy cơ thải trừ của cơ thể.

ĐỘ LÕNG TỐT NHẤT
Tất cả các nguyên liệu khác của tim nhân tạo tiếp xúc với mô tế bào của bệnh nhân đều là các vật liệu tổng hợp tương thích sinh học, nhẹ và bền bỉ, và không gây ra sự thải trừ: bao gồm các chất polyetherethercetone, Dacron, Titan… Cuối cùng, để làm giảm nguy cơ hình thành cục màu đông, các kỹ sư đã tối ưu hóa hình dạng của các buồng trong tâm thất. Các buồng này được thiết kế để làm giảm dòng xoáy, chính dòng xoáy này ngăn cản sự lưu thông sinh lý của máu và đồng thời làm giảm các vùng “ứ đọng”. Các kích thích kỹ thuật số đã cho thây 99,5% máu chứa trong tâm thất được làm mới toàn bộ cứ mỗi 5 lần “tim đập”.

TỰ ĐỘNG ĐIỀU HÒA
Nhờ một bộ vi xừ lý gắn trong thiết bị, tim nhân tạo này có khả năng điều tiết đến độ tinh vi lưu lượng của máu theo nhu cầu sinh lý của người bệnh thay đổi theo mọi tình huống như nghỉ ngơi, đi bộ, chạy nhảy… Theo TS Remi Notti, chuyên gia phẫu thuật tim thuộc Bệnh viện Marie-Lannelongue, Pháp, cho biết hệ thống tự điêu hòa này là một tiến bộ vượt bức về.kỹ thuật. Thực vậy, chính nhờ kỹ thuật này mà vấn đề điều hỏa huyết áp gần giống với chức năng của trái tim thật. Mục đích là tránh cho bệnh nhân khỏi bị khó thở và hồi hộp.

Sụ cung cấp diện cho thiết bị đang được cải thiện dần. Trong giai đoạn đầu, thiết bị được cung cấp bởi các pin lithium được sạc môi 4 giờ, đeo ở bụng, nối với thiết bị qua sợi dây cáp nhỏ. Pin có dây đeo, nặng khoảng 6kg. Để cải tiến vấn đế này, công ty Carmat kết hợp với công ty Paxitech để chế tạo pin nặng dưới 3kg, dày khoảng 2mm và có thế cung cấp điện đến 12 giờ. Carmat hy vọng sẽ hoàn thành vào năm 2013. Để có thé tung ra thị trường vào cuối nắm 2013, thiết bị tim nhân tạo này đã phải trải qua các cuộc thử nghiệm trên thú vật và trên người.

Sau cùng, trái tim công nghệ cao này có giá là 160.000 euro, giá còn khá cao nhưng thật ra cũng chỉ bằng cuộc phẫu thuật ghép tim ở Pháp mà thôi!

(Tổng hợp tù Sctence&vie,1/2012 và LaRecherche 1/2012)

BS NGUYÊN VĂN THÔNG
DrThong007@gmail.com

Bài này đã được đăng trong Khoa học ngày nay. Đánh dấu đường dẫn tĩnh.

Trả lời

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất /  Thay đổi )

Google photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google Đăng xuất /  Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất /  Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất /  Thay đổi )

Connecting to %s