Mạch máu nhân tạo từng được PGS.TS Nguyễn Thị Hiệp, Khoa Kỹ thuật Y sinh, Đại học Quốc Tế, ĐHQG TPHCM nghiên cứu, phát triển dựa trên việc sử dụng vật liệu polymer sinh học, từ năm 2012. Khi đó các vật liệu đều đáp ứng yêu cầu về cấu trúc và tính chất vật lý.Tuy nhiên, khi cấy ghép trong phòng thí nghiệm, sau một tháng đã hình thành cục máu đông trong mạch, thử nghiệm thất bại.

Tiếp nối nghiên cứu này, đến cuối năm 2017, PGS Nguyễn Thị Hiệp hướng dẫn ThS Lê Nguyễn Mỹ An (25 tuổi, từng làm việc tại ĐH Quốc tế, ĐHQG TP HCM), giải bài toán gây đông máu đối với mạch nhân tạo.

Ở lần này, nhóm nghiên cứu ngoài sử dụng vật liệu polymer kỵ nước polyurethane (PU) và polycaprolactone (PCL) với khả năng đàn hồi, co giãn và tương thích sinh học tốt, còn kết hợp thêm loại polymer poloxamer với tỷ lệ 3-8% . Đặc tính ưa nước của vật liệu này giúp tế bào tiểu cầu trong máu tăng khả năng bám dính và lưu thông trong mạch, từ đó ngăn xuất hiện cục máu đông.

Để chế tạo mạch, thay vì phương pháp truyền thống như phối trộn các chất và đổ khung, ThS An dùng công nghệ điện quay (electronspinning) biến các vật liệu ban đầu thành sợi mịn kích thước nano để tăng diện tích tiếp xúc giữa vật liệu và tế bào máu được bám dính tốt.

ThS An cho biết, mạch máu nhân tạo dùng để cấy ghép, thay thế đoạn mạch tổn thương, giúp hồi phục chức năng vận chuyển, tuần hoàn tế bào. Mạch nhân tạo phải có tính đàn hồi, chịu được áp lực dòng chảy của máu và độ tương thích sinh học cao để thích ứng với điều kiện trong cơ thể, không bị hệ miễn dịch loại thải khi cấy ghép vào cơ thể gây viêm hoặc nhiễm trùng. Đặc biệt, thành phần vật liệu cần không gây hiện tượng đông máu.

Thông thường, đường kính mạch máu nhân tạo càng nhỏ (dưới 6 mm), khả năng gây đông máu càng cao. Nguyên nhân xuất phát từ việc chưa xử lý và cải thiện bề mặt bên trong và ngoài của các vật liệu. Nghiên cứu mạch nhân tạo của PGS Hiệp và ThS An phát triển là công trình đầu tiên chế tạo thành công mạch nhân tạo loại nhỏ (3-6 mm), không gây đông máu.

ThS An cho biết, khi áp dụng công nghệ này, chất lượng, kích thước sợi đều phụ thuộc vào tốc độ quay và cường độ dòng điện tác động. Bởi nếu quay nhanh, sợi dễ bị kết dính và tạo thành từng lớp màng trơn, khiến tế bào máu khó bám dính. So sánh trong nhiều điều kiện khác nhau, nhóm nghiên cứu tìm ra tốc độ quay phù hợp để sợi nano đồng đều về kích thước và cách sắp xếp.

Các sợi nano được bắn lên khung ống cố định, kết thành mạch máu nhân tạo có đường kính nhỏ từ 3-6 mm. Bên ngoài mạch máu là sợi PU, PCL có tính kỵ nước, bên trong có thêm sợi poloxamer để ngăn hiện tượng đông máu.

Mạch máu có kết cấu đủ mịn, độ co giãn, đàn hồi tốt. Nhóm thử nghiệm trên tế bào nội mô của bò trong điều kiện phòng thí nghiệm, kết quả cho thấy mạch máu nhân tạo có độ tương thích sinh học trên 80%, chứng tỏ không gây độc cho tế bào và không xuất hiện máu đông.

Tại Việt Nam, mạch nhân tạo là sản phẩm nhập ngoại trong y tế. Hiện có nhiều nhóm nghiên cứu quốc tế (Trung Quốc, Mỹ) đã chế tạo thành công mạch máu nhân tạo, nhưng mới tập trung vào các đặc tính cơ học, vật lý của vật liệu.Nghiên cứu mạch nhân tạo của PGS Hiệp và được ThS An phát triển là công trình đầu tiên chế tạo thành công mạch nhân tạo loại nhỏ, không gây đông máu.

Từ thành công trong thử nghiệm bước đầu, ThS An và cộng sự dự định cấy ghép trên chuột, tiến tới thử nghiệm trên mô người để từng bước có thể đưa sản phẩm này ứng dụng thực tế. "Nếu thành công, mạch nhân tạo này có thể được sản xuất pilot và cung cấp cho một số bệnh viện trong nước để giảm phụ thuộc vào sản phẩm nhập ngoại", ThS An nói.