"Da trong ống tiêm": Phương pháp đột phá giúp chữa bỏng không để lại sẹo

Nhóm nghiên cứu đã in 3D các miếng gel nhỏ chứa tế bào để hình thành da - Ảnh: Magnus Johansson/Đại học Linköping

Tái tạo lớp hạ bì – Làn da thứ hai của cơ thể

Da là hàng rào bảo vệ quan trọng của cơ thể trước môi trường bên ngoài. Tuy nhiên, ở những ca bỏng nặng, việc cấy ghép da thường chỉ sử dụng một lớp mỏng từ phần thượng bì, dẫn đến sẹo xấu và mất đi chức năng của da.

Lớp hạ bì – phần da dày và phức tạp hơn – chứa các mạch máu, dây thần kinh, nang lông và nhiều cấu trúc quan trọng khác. Dù vậy, việc cấy ghép lớp hạ bì là điều bất khả thi, vì nó sẽ tạo ra một vết thương mới lớn bằng vết thương cần chữa trị.

Nhiều năm qua, các nhà khoa học đã tìm cách tạo ra một loại da mới không phải là mô sẹo, mà là một lớp hạ bì hoạt động đầy đủ chức năng.

Tiến sĩ Johan Junker - chuyên gia phẫu thuật thẩm mỹ và y học thảm họa tại Đại học Linköping, Thụy Điển - chia sẻ: "Lớp hạ bì quá phức tạp để chúng tôi có thể nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Chúng tôi thậm chí không biết tất cả các thành phần của nó là gì. Đó là lý do chúng tôi nghĩ rằng có thể cấy ghép các “viên gạch” và để cơ thể tự xây dựng lớp hạ bì".

Giải pháp độc đáo từ tế bào và gel sinh học

Nhóm nghiên cứu đã tìm ra một giải pháp đầy tiềm năng. Họ sử dụng tế bào nguyên bào sợi, loại tế bào phổ biến nhất trong lớp hạ bì, dễ dàng lấy từ cơ thể và nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Các tế bào này được nuôi trên những hạt gelatine nhỏ, xốp, có cấu tạo tương tự collagen da. Vấn đề là làm sao để các hạt này bám lại trên vết thương.

Giải pháp là kết hợp các hạt gelatine với một loại gel khác có nguồn gốc tự nhiên từ cơ thể – axit hyaluronic. Khi hai thành phần này được trộn với nhau, chúng liên kết chặt chẽ. Kết quả là một loại gel đặc biệt có thể gọi là "da trong ống tiêm".

Giáo sư Daniel Aili - trưởng nhóm nghiên cứu - giải thích: "Loại gel này có một đặc điểm độc đáo: nó sẽ chuyển sang dạng lỏng khi chịu áp lực nhẹ. Bạn có thể dùng ống tiêm để bôi nó lên vết thương, và sau đó nó sẽ đông lại. Điều này cũng cho phép in 3D lớp gel chứa tế bào".

Trong nghiên cứu thử nghiệm trên chuột, các nhà khoa học đã in 3D những miếng "khung da" hạ bì nhỏ và đặt dưới lớp da thượng bì của chúng. Kết quả rất khả quan: các tế bào sống sót và sản xuất những chất cần thiết để tạo ra lớp hạ bì mới. Quan trọng hơn, các mạch máu cũng được hình thành trong mô cấy ghép, giúp mô sống sót và phát triển.

Mở ra kỷ nguyên mới cho cấy ghép

Việc tạo ra mạch máu là yếu tố then chốt cho nhiều ứng dụng y học. Các nhà khoa học có thể nuôi cấy tế bào trong vật liệu 3D để tạo ra các cơ quan thu nhỏ (organoids) – phiên bản mini của các cơ quan thật. Tuy nhiên, rào cản lớn nhất là thiếu mạch máu để vận chuyển oxy và chất dinh dưỡng, khiến các tế bào ở trung tâm mô chết dần.

Trong một nghiên cứu song song, nhóm đã phát triển một phương pháp tạo ra các sợi từ vật liệu hydrogel chứa tới 98% nước. "Các sợi hydrogel này khá đàn hồi, chúng tôi có thể thắt nút chúng. Chúng tôi cũng tạo ra những ống nhỏ để bơm chất lỏng hoặc nuôi cấy tế bào mạch máu bên trong" - giáo sư Aili cho biết.

Những kênh dẫn này mở ra khả năng phát triển mạch máu cho các cơ quan thu nhỏ, tiến gần hơn đến việc tái tạo các cơ quan phức tạp. Công trình được tài trợ bởi nhiều tổ chức uy tín như Quỹ Erling-Persson, Hội đồng Nghiên cứu châu Âu (ERC), Hội đồng Nghiên cứu Thụy Điển và Quỹ Knut and Alice Wallenberg.

Linh La (theo Science Daily)