Thiết bị cỡ hạt gạo mở ra bước ngoặt điều trị cục máu đông

Cận cảnh máy quay milli-spinner. Nguồn ảnh: Andrew Brodhead.

Mỗi năm, hàng triệu người trên toàn cầu phải đối mặt với các biến chứng đột quỵ, nhồi máu cơ tim và thuyên tắc phổi do cục máu đông gây ra. Các phương pháp điều trị phổ biến như cắt bỏ huyết khối bằng máy hút hoặc lưới cơ học chỉ hiệu quả một phần - với tỷ lệ thành công lần đầu tiên chưa tới 50%. Trong các trường hợp đặc biệt phức tạp, con số này tụt xuống dưới 20%.

Máy quay milli-spinner của Stanford đưa ra một hướng tiếp cận khác biệt. Thay vì cố kéo cục máu đông ra khỏi mạch máu, thiết bị này sử dụng lực nén và lực cắt cực kỳ chính xác để định hình lại cấu trúc của cục máu, khiến nó nhỏ gọn và dễ dàng loại bỏ.

Cốt lõi của thiết bị là thiết kế tinh xảo: một bộ phận quay có thể đạt tốc độ 40.000 vòng/phút. Khi tiếp cận cục máu đông, thiết bị không đâm xuyên mà quay nhanh để tạo ra lực hút và ép nhẹ cục máu vào thành ống. Cùng lúc, các vây quay cắt dần cấu trúc fibrin - loại protein dạng sợi đóng vai trò như khung dính của cục máu.

Quá trình này nén chặt cục máu đông, giải phóng tế bào hồng cầu và giảm thể tích của khối tắc nghẽn đến 95%. Phần lõi fibrin cuối cùng được hút vào thiết bị một cách an toàn, hạn chế tối đa nguy cơ tái tắc nghẽn ở vị trí khác.

Trong các thử nghiệm tiền lâm sàng trên mô hình động mạch não và thận của lợn - có cấu trúc tương tự mạch máu người - thiết bị đạt hiệu quả gần như tuyệt đối, kể cả trong những mạch ngoằn ngoèo và phức tạp. Đáng chú ý, trong hơn 500 lần thử nghiệm, thiết bị này thành công ngay cả khi các phương pháp hiện có hoàn toàn thất bại.

 
Các nhà khoa học trình diễn cách đưa máy quay milli-spinner vào bằng cách sử dụng mô hình hệ tuần hoàn của con người có kích thước bằng người thật. Nguồn ảnh: Aaron Kehoe.

Khởi đầu từ một phát hiện tình cờ trong quá trình thử nghiệm millirobot, công trình đã được phát triển qua nhiều năm và hiện chuẩn bị bước vào thử nghiệm lâm sàng trên người. Nếu thành công, thiết bị có thể mở rộng ứng dụng sang loại bỏ sỏi thận hoặc các can thiệp vi xâm lấn khác, đưa công nghệ y sinh bước vào kỷ nguyên tinh vi, chính xác và hiệu quả hơn.

Từ một ống quay nhỏ bé đến một tương lai y tế đột phá, thiết bị của Stanford cho thấy công nghệ y sinh không nhất thiết phải to lớn để tạo nên thay đổi lớn. Đôi khi, chỉ cần một “hạt gạo” thông minh để cứu cả một mạng sống. 

Nguồn: Zmescience