Các mạch máu bị tắc nghẽn do bệnh tim mạch có thể dẫn đến các hậu quả nghiêm trọng bao gồm đau tim hoặc đột quỵ. Tình trạng này có thể được điều trị bằng cách phẫu thuật bắc cầu tắc nghẽn bằng cách sử dụng một mạch từ nơi khác trong cơ thể bệnh nhân. Khi điều này là không khả thi, một mảnh ghép mạch nhân tạo thường được sử dụng. Tuy nhiên, các mảnh ghép tổng hợp có tỷ lệ thất bại cao do tình trạng viêm mãn tính do cơ thể đào thải một chất lạ. Một lựa chọn khác là ghép mạch nhân tạo mô người (TEVGs), cho thấy nhiều hứa hẹn trong cơ thể kết quả, nhưng đòi hỏi các quy trình dài, phức tạp và tốn kém để tạo ra.
Giờ đây, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm kỹ thuật sinh học mô của INSERM (BioTis U1026) tại Đại học Bordeaux đã chế tạo thành công TEVG đường kính nhỏ bằng cách sử dụng các sợi màng ối người (HAM) kết hợp với chiến lược dệt lấy cảm hứng từ vải dệt. Mô tả quá trình trong Chế tạo sinh học, họ cho rằng những mảnh ghép này có những đặc tính đáng chú ý để biện minh cho việc di chuyển vào trong cơ thể thử nghiệm động vật trong phòng thí nghiệm.
HAM, lớp màng trong cùng bao quanh thai nhi trong quá trình phát triển, cung cấp một “giàn giáo” sinh học khả thi cho kỹ thuật mô. Nó thể hiện đặc tính chống viêm, tác dụng chống vi khuẩn, tính sinh miễn dịch thấp (khả năng kích thích phản ứng miễn dịch), khả năng tương thích với máu, khả năng giữ chỉ khâu và độ bền cơ học cao. Nó cũng thường xuyên bị các bệnh viện loại bỏ và do đó, được bán rộng rãi và giá cả phải chăng.
sản xuất sợi
Điều tra viên chính Nicolas L'Heureux và các đồng nghiệp đã tạo ra sợi HAM từ màng bào thai được thu thập từ những bệnh nhân đồng ý sau khi sinh mổ. Họ đã chuẩn bị màng để sử dụng bằng cách rửa các mô nhiều lần trong nước cất, cắt màng thành các tấm hình chữ nhật 10 x 18 cm và tách màng ối và màng đệm (màng trong và màng ngoài) theo cách thủ công. Sau đó, một thiết bị cắt có động cơ sẽ cắt các tấm HAM thành các dải rộng 5 hoặc 10 mm.
Để tạo ra những sợi chỉ chắc chắn về mặt cơ học, các nhà nghiên cứu đã gắn những dải ruy băng này vào một thiết bị quay để xoắn chúng với tốc độ 5, 7.5 hoặc 10 vòng/cm. Đường kính sợi giảm sau khi xoắn, ổn định ở 7.5 vòng/cm, trong khi ứng suất kéo cuối cùng tăng đáng kể sau khi xoắn ở 7.5 và 10 vòng/cm.
Các sợi HAM (ruy băng và chỉ) được làm khô ở nhiệt độ phòng, được cuộn lại và bảo quản ở -80°C, một quá trình được gọi là quá trình khử sinh khí vì nó giết chết các tế bào. Khi cần, các nhà nghiên cứu đã bù nước cho sợi trong nước cất.
Vì mục đích của họ là cung cấp một bộ phận cấy ghép có sẵn, nên các nhà nghiên cứu đã kiểm tra tác động của quá trình khử tế bào và khử trùng bằng chiếu xạ gamma trên các dải băng HAM. Mô học cho thấy quá trình khử tế bào đã loại bỏ hiệu quả các thành phần tế bào còn sót lại sau quá trình khử tế bào, không ảnh hưởng đến độ bền của HAM và tăng khả năng co giãn của nó.
Khi các dải băng HAM khô được khử trùng bằng gamma, chúng trở nên mỏng hơn, cứng hơn và ít co giãn hơn. Việc giữ cho các dải băng HAM ngậm nước trong quá trình khử trùng đã ngăn chặn nhiều tác động này. Các nhà nghiên cứu quan sát thấy rằng khử trùng ướt không ảnh hưởng đến khả năng HAM hỗ trợ sự gắn kết và phát triển của tế bào nội mô.
Dệt các tàu
Ở bước cuối cùng, các nhà nghiên cứu đã lắp ráp các sợi HAM thành TEVG. Họ đã sử dụng một khung dệt tròn tùy chỉnh để dệt TVEG xung quanh một trục gá bằng thép không gỉ. Để tạo ra một ống dệt, một sợi có chu vi ("sợi ngang") được chèn vào giữa một bộ ruy băng dọc có thể di chuyển được và cố định ("sợi dọc"). Hai bộ sợi dọc được di chuyển để bắt chéo qua sợi ngang, sợi có chu vi được chạy lại giữa chúng và quá trình này được lặp lại 50 lần.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng 51 dải băng dọc (rộng 5 mm) và một sợi theo chu vi hai dải băng để dệt TVEG có đường kính trong trung bình là 4.4 ± 0.2 mm. Các TEVG được dệt chắc chắn về mặt cơ học, với độ bền duy trì chỉ khâu vượt trội và áp suất nổ trung bình so với các động mạch vú bên trong của con người, loại mạch được ưu tiên cho phẫu thuật bắc cầu tim.
Tuy nhiên, do khả năng thấm xuyên thành quá cao nên nhóm đã sản xuất một bộ TVEG thứ hai sử dụng các dải băng dọc rộng 10 mm và thiết kế ren theo chu vi tương tự. Điều này tạo ra các TEVG có đường kính trong lớn hơn là 5.2 ± 0.4 mm. Các bức tường hiển thị mật độ sợi tăng lên và giảm đáng kể tính thấm xuyên thành. Áp suất nổ tăng lên và độ bền giữ của chỉ khâu vẫn giữ nguyên.
Các tác giả viết: “Kết hợp HAM rẻ tiền với phương pháp lắp ráp dệt giúp giảm chi phí sản xuất TEVG bằng cách tránh sử dụng tế bào và lò phản ứng sinh học, vốn cần thiết trong các phương pháp khác”. “Không có phương pháp lắp ráp nào được sử dụng ngày nay cho phép sản xuất TVEG dựa trên HAM với chi phí thấp với các đặc tính cơ học đã được chứng minh là tương thích với việc cấy ghép động mạch.”
Hướng tới ống nghiệm chế tạo mạch máu
Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng các chiến lược lắp ráp lấy cảm hứng từ dệt may sử dụng dệt, đan và bện đã được sử dụng rộng rãi để sản xuất các thiết bị y tế. Do đó, không khó để thiết kế các máy xử lý sợi HAM và cho phép sản xuất hàng loạt TVEG sau khi các nghiên cứu lâm sàng thành công được thực hiện. Họ nói thêm rằng đường kính sợi, độ bền cơ học và các đặc tính cơ học khác có thể dễ dàng thay đổi để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khác nhau.
Tiếp theo, các nhà nghiên cứu có kế hoạch đánh giá tác động của quá trình khử tế bào và khử trùng gamma sau lắp ráp đối với các đặc tính khác nhau của TVEG dệt, đặc biệt là về tính thấm và khả năng co giãn.
