Một nhóm nhà khoa học từ Đại học California, Los Angeles (UCLA) và Đại học California, San Diego (UCSD) vừa công bố phát triển thành công một loại miếng dán sinh học thế hệ mới, có khả năng giúp cầm máu tức thì và kết dính hiệu quả trên mô mềm, mở ra triển vọng thay thế chỉ khâu trong điều trị các tổn thương tại những cơ quan đàn hồi cao như phổi, tim và mạch máu.

Sản phẩm mang tên MeTro/SN là sự kết hợp giữa protein đàn hồi sinh học cao MeTro (methacryloyl-substituted tropoelastin) và các tiểu phiến nano silicat Laponite (SNs), vốn có tác dụng tăng cường khả năng cầm máu và độ bền kết dính của vật liệu. Hỗn hợp này tạo thành một lớp hydrogel có thể bơm trực tiếp lên vùng mô tổn thương và cố định vết thương chỉ trong vài giây.

Theo nhóm nghiên cứu, việc vá lại những tổn thương ở các cơ quan chuyển động liên tục như phổi, tim hay mạch máu là một trong những thách thức lớn của y học hiện đại. Các phương pháp khâu truyền thống bằng chỉ, ghim hoặc kim loại thường gặp khó khăn trong điều kiện mô ẩm ướt, đang vận động và có nguy cơ cao gây chảy máu kéo dài, rò rỉ hoặc viêm cục bộ. Trong khi đó, các loại keo dán mô hiện có dù có khả năng bám dính nhưng thường làm cứng mô, ảnh hưởng đến chức năng sinh lý và đôi khi gây phản ứng miễn dịch.

MeTro/SN được thiết kế để khắc phục những nhược điểm này. Protein MeTro giúp hydrogel mềm mại, linh hoạt theo chuyển động của mô, còn SNs tăng độ kết dính và kích thích quá trình đông máu. Kết quả thử nghiệm tiền lâm sàng trên mô hình chuột và lợn cho thấy hiệu quả vượt trội của sản phẩm.

Cụ thể, trên mô phổi của lợn, lực bám dính của MeTro/SN đạt 23 kPa, gần gấp đôi so với MeTro đơn thuần (12 kPa). Trên mô động mạch, hydrogel chịu được áp suất lên tới 3,6 kPa, cao hơn nhiều so với các sản phẩm keo sinh học thương mại hiện nay. Đặc biệt, trên mô tim đang đập, MeTro/SN vẫn duy trì kết dính ở áp lực 47 kPa, cho thấy khả năng chống rò rỉ đáng tin cậy trong môi trường hoạt động liên tục.

Trong thử nghiệm cắt đuôi chuột, miếng dán giúp giảm lượng máu mất đến 99% so với nhóm không điều trị và 91% so với khi sử dụng MeTro đơn thuần. Chỉ cần bổ sung 1% SN vào hydrogel, thời gian đông máu rút ngắn từ 15 phút xuống còn 12 phút.

Không chỉ hiệu quả, MeTro/SN còn chứng minh tính an toàn sinh học cao. Kết quả phân tích mô học sau 7 và 28 ngày điều trị không ghi nhận các dấu hiệu viêm, xơ hóa hay tổn thương mô. Sản phẩm không gây tán huyết hay độc tế bào, cho thấy độ tương thích sinh học tốt và không tạo phản ứng miễn dịch đáng kể.

Một thử nghiệm đặc biệt tại mô phổi lợn cho thấy hydrogel giữ độ bám dính ổn định và ngăn rò rỉ trong suốt 14 ngày, ngay cả dưới áp suất sinh lý. Không phát hiện hiện tượng bong tróc hoặc tổn thương mô xung quanh, một yếu tố then chốt khi ứng dụng trong thực tiễn lâm sàng.

Với khả năng cầm máu nhanh, độ bám dính mạnh, tính đàn hồi cao và độ an toàn vượt trội, MeTro/SN được kỳ vọng sẽ trở thành giải pháp thay thế hiệu quả cho chỉ khâu và các loại keo sinh học hiện nay, đặc biệt trong phẫu thuật tim mạch, chấn thương cấp cứu, ghép tạng và nhiều tình huống y học khẩn cấp.