Nhà khoa học Việt kể chuyện chế tạo tim gắn ngoài cơ thể người
Trái tim nhân tạo do PGS Đỗ Thanh Nhỏ phát triển, có khả năng mô phỏng chuyển động, áp suất máu và dòng chảy như trái tim thật, sẽ góp phần cứu người có bệnh về tim.
Là một trong số diễn giả tham gia diễn thuyết truyền cảm hứng tại phiên mở màn Tuần lễ khoa học VinFuture 2025, sáng 2/12, PGS Đỗ Thanh Nhỏ, 40 tuổi, Đại học New South Wales (UNSW) Sydney, mang đến nhiều cảm xúc cho người nghe khi giới thiệu về trái tim nhân tạo do ông và nhón nghiên cứu phát triển.
Ông kể từ năm 2021 khi làm việc tại một số bệnh viện ở Sydney, ông và nhóm nghiên cứu theo đuổi một câu hỏi tưởng chừng bất khả thi: “Liệu con người có thể tái tạo trái tim ngoài cơ thể?”.
Câu hỏi đó được đặt ra bởi khi đó các bác sĩ tim lâm sàng rất trăn trở vì nhiều bệnh nhân sử dụng van tim và bơm tim nhân tạo xuất hiện biến chứng sau cấy ghép. Họ mong muốn có một trái tim nhân tạo giống tim bệnh nhân, cho phép thử cấy ghép và kiểm tra nếu có các biến chứng hay các thông số nguy hiểm trước khi thực hiện trên bệnh nhân. Đây là lý do TS Nhỏ bắt tay vào nghiên cứu trái tim nhân tạo sử dụng chính công nghệ robot mềm mà phòng thí nghiệm của ông tiên phong.
PGS Đỗ Thanh Nhỏ cùng trái tim nhân tạo do ông và nhóm nghiên cứu, phát triển. Ảnh: Minh Sơn
Tim nhân tạo do ông phát triển gồm tâm thất trái, tâm nhĩ trái và động mạch chủ, được dựng từ dữ liệu MRI, CT, siêu âm của từng bệnh nhân. Trái tim này tái tạo các thông số của tim thật, hỗ trợ việc chẩn đoán, điều trị các bệnh lý về tim mạch.
Khi nhắc đến công trình nghiên cứu tim nhân tạo, PGS Nhỏ không kể về hành trình của bản thân, mà nói về bệnh nhân – những người mà theo ông, đang “sống chung với bệnh suy tim”, chờ đợi sự phát triển của công nghệ để được cứu giúp bởi nguồn tim hiến rất hạn chế.
PGS Nhỏ cho hay, mỗi trái tim khác nhau về hình dạng, sợi cơ, tính chất đàn hồi của mô, khiến các mô hình tim chung không thể mô phỏng chính xác bệnh lý. “Bác sĩ buộc phải lập kế hoạch phẫu thuật dựa trên hình ảnh tĩnh”, ông nói. Điều này tạo ra khoảng trống thông tin và buộc họ phải quyết định trong điều kiện rủi ro cao.
Trái tim người đập 60-100 lần mỗi phút và trong 70 năm có thể đạt 2,5-3 tỷ nhịp. Tim khỏe mỗi phút bơm 5-6 lít máu, tương đương khoảng 200 triệu lít máu trong cả đời. Nhưng sự bền bỉ đó không tồn tại ở mọi người.
Đột quỵ xảy ra khi máu lên não bị tắc. Bệnh van tim khiến máu chảy ngược. Nhồi máu cơ tim chỉ bắt đầu từ một điểm tắc nhỏ nhưng có thể dẫn đến tử vong rất nhanh. Không chỉ vậy, nhiều bệnh lý khác cũng dẫn đến suy tim.
Nhưng ngay cả khi có kỹ thuật can thiệp hiện đại, rủi ro vẫn luôn tồn tại. Với bệnh hở van hai lá, một nửa số bệnh nhân không phù hợp phẫu thuật mở, phải can thiệp qua da. Tuy nhiên, có đến 40% gặp tắc nghẽn sau thay van. “Làm sao dự đoán được rủi ro và chọn đúng bệnh nhân?”, ông đặt câu hỏi.
Với suy tim, trong 64 triệu bệnh nhân trên thế giới, chỉ 4.000 người được ghép tim mỗi năm. Nhiều người phải dùng bơm hỗ trợ thất trái (LVAD), nhưng 43% trường hợp có thể gặp suy thất phải sau cấy ghép. Theo PGS Nhỏ: “Nếu dựng được trái tim bệnh nhân ngoài cơ thể, chúng ta có thể biết trước chuyện gì xảy ra khi đặt thiết bị vào”.
Trong bối cảnh đó mô hình “tim nhân tạo mềm có nhịp đập” được nhóm của ông phát triển mang lại hy vọng cho những người bị suy tim trên toàn cầu. Thiết bị làm từ vật liệu có tính đàn hồi cao, mô phỏng được chuyển động xoắn, co bóp và dòng máu như tim thật. Khi được cá thể hóa theo dữ liệu từng bệnh nhân, mô hình giúp bác sĩ kiểm tra, mô phỏng và đánh giá rủi ro trước khi vào phòng mổ.
Theo PGS Đỗ Thanh Nhỏ, tim nhân tạo giúp thử nghiệm van tim nhân tạo, huấn luyện kỹ thuật can thiệp, phát triển công cụ phẫu thuật và dự đoán hiệu quả thiết bị trước cấy ghép. Một ứng dụng quan trọng khác là mô phỏng suy tim phân suất tống máu bảo tồn – dạng bệnh chiếm 50% ca suy tim nhưng khó tái hiện. “Bằng cách điều khiển độ giãn của cơ tim, chúng tôi có thể tái tạo áp lực giống hệt bệnh nhân thật”, ông giải thích.
Bệnh tim mạch là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu, với hơn 19 triệu người, chiếm hơn 30% ca tử vong, theo Tổ chức y tế thế giới (WHO). Đến năm 2050, số ca mắc bệnh tim mạch có thể tăng lên 729,5 triệu. Tại Việt Nam, mỗi năm có khoảng 261.000 ca tử vong do bệnh tim mạch. Ước tính có từ 300.000 đến 1,6 triệu người Việt đang phải sống chung với suy tim. “Mục tiêu của tôi là góp phần thay đổi tương lai chăm sóc sức khỏe trong nhiều thập kỷ tới”, PGS Đỗ Thanh Nhỏ nói.
Sinh ra tại Gò Dầu, Tây Ninh, trong gia đình làm nông, PGS Nhỏ từng theo học lớp Kỹ sư tài năng ở Đại học Bách khoa TP HCM, sau đó làm tiến sĩ robot phẫu thuật tại Đại học Công nghệ Nanyang (Singapore) và nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Mỹ.
Giờ đây, ông là Phó giáo sư Scientia tại Đại học New South Wales (UNSW) Sydney, đồng làm Giám đốc Phòng thí nghiệm Robot Y tế của trường này. Ông cũng là nhà phát minh với 12 bằng sáng chế quốc tế, trong đó có một số phát minh đã được cấp phép hoặc thương mại hóa.
Trọng Đạt
Nguồn vnexpress