Một thiết bị siêu nhỏ có thể xoay như tua-bin được kỳ vọng sẽ thay đổi cách bác sĩ loại bỏ cục máu đông trong não, nâng tỷ lệ thành công lên gấp đôi so với hiện tại.
Trong điều trị đột quỵ do thiếu máu cục bộ, là khi cục máu đông làm tắc dòng máu lên não, thời gian là yếu tố quyết định sống còn. Càng lấy được cục máu đông sớm, khả năng phục hồi của bệnh nhân càng cao. Tuy nhiên, các thiết bị hiện tại chỉ thành công ngay từ lần đầu trong khoảng 50% trường hợp và thất bại hoàn toàn đến 15%.
Nhằm khắc phục điều này, các nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford (Mỹ) đã phát triển một thiết bị mới mang tên milli-spinner, có khả năng làm thay đổi hoàn toàn cục diện điều trị. Theo kết quả công bố ngày 4/6 trên tạp chí Nature, milli-spinner không chỉ hoạt động hiệu quả hơn các phương pháp hiện tại mà còn mang lại cách tiếp cận hoàn toàn mới, đó là loại bỏ cục máu đông một cách nhanh chóng, triệt để và an toàn.
Jeremy Heit, đồng tác giả công trình và là Trưởng khoa Chẩn đoán hình ảnh thần kinh tại Stanford, cho biết: “Trong phần lớn trường hợp, thiết bị của chúng tôi có hiệu quả gấp đôi so với công nghệ hiện tại. Đặc biệt với những cục máu đông cứng đầu, vốn chỉ được loại bỏ khoảng 11% bằng phương pháp hiện tại, thiết bị mới có thể mở thông động mạch ngay từ lần thử đầu tiên với tỷ lệ lên tới 90%. Điều này là không thể tin được. Đây là một công nghệ mang tính bước ngoặt sẽ cải thiện mạnh mẽ khả năng cứu sống người bệnh”.
Cơ chế hoạt động khác biệt
Cục máu đông thường được tạo thành từ sợi fibrin, một loại protein bền chắc giữ các tế bào máu lại với nhau tạo thành một khối dính. Các phương pháp hiện nay như hút bằng ống thông hoặc kéo bằng lưới kim loại đều dựa vào việc phá vỡ khối đông, điều này có nguy cơ làm bung ra các mảnh nhỏ và gây tắc nghẽn ở vị trí khác.
Khác với những cách làm đó, milli-spinner sử dụng hai lực: nén và xoáy. Thiết bị bao gồm một ống rỗng có thể xoay nhanh với các cánh và khe nhỏ tạo lực hút cục bộ ngay tại chỗ cục máu đông. Khi cục đông bị hút về đầu ống và đồng thời bị xoay ép, các sợi fibrin bị cuộn lại thành một khối chặt mà không bị đứt gãy, giúp giảm thể tích cục đông mà vẫn giữ nguyên cấu trúc.
Renee Zhao, kỹ sư cơ khí và là tác giả chính của công trình, giải thích: “Điểm đặc biệt của milli-spinner là nó tạo ra lực nén và xoáy cùng lúc để làm co nhỏ toàn bộ cục máu đông mà không làm rách hay vỡ cấu trúc. Cơ chế này giúp xử lý hiệu quả cả những cục máu đông chứa nhiều fibrin, vốn cực kỳ khó lấy bằng phương pháp hiện tại”.
Trong thử nghiệm trên mô hình dòng chảy và động vật, milli-spinner có thể giảm thể tích cục máu đông xuống còn 5% so với ban đầu. Các tế bào máu bị kẹt được giải phóng, tiếp tục lưu thông bình thường, còn phần sợi fibrin cô đặc thì được hút ra khỏi cơ thể thông qua thiết bị.
Từ ý tưởng robot đến ứng dụng y tế
Ban đầu, nhóm nghiên cứu phát triển milli-spinner như một phần đẩy cho robot y học mini có thể bơi trong cơ thể. Trong lúc thử nghiệm, họ phát hiện cơ chế hút tại chỗ do cấu trúc xoay tạo ra khiến cục máu đông co lại và đổi màu, từ đỏ sang trắng, một cách rõ rệt.
“Khi thử nghiệm spinner trên cục máu đông, chúng tôi nhận thấy khối đông đổi màu và co lại một cách ấn tượng. Lúc đó, nó giống như phép màu. Chúng tôi chưa hiểu hết cơ chế nhưng biết rằng mình đang chạm vào điều gì đó rất tiềm năng”, Zhao kể lại.
Từ phát hiện bất ngờ này, nhóm nghiên cứu đã tiến hành hàng trăm thử nghiệm và cải tiến để tối ưu hóa thiết kế. Phiên bản hiện tại được kỳ vọng có thể ứng dụng trong điều trị không chỉ đột quỵ mà cả nhồi máu cơ tim, tắc mạch phổi và các bệnh lý liên quan đến cục máu đông khác.
Nhóm đã thành lập một công ty mới để đưa thiết bị ra thị trường, với mục tiêu sớm bắt đầu các thử nghiệm lâm sàng. Họ cũng đang phát triển phiên bản không dây có thể di chuyển tự do trong lòng mạch, hướng đến tương lai điều trị chính xác hơn.
Đột phá trong điều trị đột quỵ nhờ công nghệ hút mới
Những kết quả ấn tượng về hiệu quả và độ an toàn đã đưa milli-spinner trở thành một trong những ứng viên sáng giá cho tương lai điều trị đột quỵ. Thay vì phải phụ thuộc vào các kỹ thuật “kéo, hút, đẩy” dễ gây tổn thương, giờ đây bác sĩ có thể sử dụng một thiết bị đơn giản, linh hoạt và hiệu quả hơn nhiều.
Zhao tổng kết: “Công nghệ này đặc biệt ở chỗ nó không chỉ đơn giản là lấy cục máu đông ra ngoài, mà còn chủ động điều chỉnh cấu trúc khối đông ngay tại chỗ, làm co nhỏ lại rồi mới hút ra ngoài. Cơ chế này giúp giảm thiểu rủi ro và nâng cao tỷ lệ thành công trong ca can thiệp, có thể cứu sống nhiều người hơn”.
Không dừng lại ở y học, Zhao và cộng sự còn kỳ vọng milli-spinner sẽ có ứng dụng trong các lĩnh vực khác như loại bỏ sỏi thận, hoặc những tình huống cần hút và xử lý các khối vật chất vi mô trong cơ thể.
“Chúng tôi đang khám phá nhiều ứng dụng khác cho thiết kế spinner này, không chỉ trong y học mà cả những lĩnh vực tiềm năng khác”, Zhao chia sẻ.
