Màng sinh học điều trị tổn thương sụn khớp gối

[miro1510]

Trung tâm Công nghệ sinh học TPHCM đã triển khai nghiên cứu và chế tạo thành công màng sinh học từ tế bào gốc, phân lập mô sụn heo một ngày tuổi.

Màng sinh học chứa các thành phần như protein cấu trúc, chất nền ngoại bào, enzyme xúc tác và yếu tố sinh trưởng, giúp hỗ trợ tối ưu quá trình tăng sinh, biệt hóa tế bào sụn.

Tương đồng với mô sụn tự nhiên

Thoái hóa khớp gối (THKG) là một trong những bệnh lý xương khớp phổ biến nhất hiện nay, ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng vận động và chất lượng cuộc sống, đặc biệt ở người cao tuổi.

Tuy nhiên, do thói quen sinh hoạt, tai nạn thể thao và dinh dưỡng chưa hợp lý, bệnh lý này đang ngày càng trẻ hóa, đặt ra yêu cầu cấp thiết trong việc tìm kiếm các phương pháp điều trị hiệu quả, bền vững hơn.

Trong bối cảnh đó, nhóm các nhà khoa học tại Trung tâm Công nghệ sinh học TPHCM đã triển khai nghiên cứu và chế tạo thành công màng sinh học từ tế bào gốc phân lập mô sụn heo một ngày tuổi. Đây là giải pháp mới, không chỉ giúp tái tạo mô sụn bị tổn thương, mà còn có khả năng thay thế miếng dán màng xương truyền thống trong phương pháp ghép tế bào tự thân - vốn đang được ứng dụng bước đầu tại Việt Nam.

Dưới sự chủ nhiệm của TS Trương Minh Dũng, nhiệm vụ khoa học - công nghệ “Nghiên cứu chế tạo màng sinh học từ tế bào gốc cơ thể heo chưa trưởng thành sử dụng trong điều trị tổn thương sụn khớp gối” được triển khai với mục tiêu tối ưu hóa quy trình điều trị THKG bằng công nghệ sinh học hiện đại. Trọng tâm của nghiên cứu là phát triển màng sinh học có cấu trúc và chức năng tương đồng với mô sụn tự nhiên.

So với tế bào gốc trưởng thành thường được lấy từ tủy xương, mô mỡ hay dây rốn, tế bào gốc chưa trưởng thành từ mô sụn có nhiều ưu thế nổi bật. Đây là loại tế bào có tính “nguyên sơ” cao, khả năng biệt hóa và tăng sinh mạnh, đồng đều về đặc điểm sinh học vì được phân lập từ một cá thể duy nhất. Bên cạnh đó, chúng có mức độ an toàn sinh học cao và ít nguy cơ kích ứng miễn dịch khi ứng dụng cấy ghép.

Những đặc điểm này khiến tế bào gốc từ heo một ngày tuổi trở thành nguồn nguyên liệu hứa hẹn không chỉ trong điều trị THKG, mà còn mở ra cơ hội trong nghiên cứu cấy ghép dị loài (xenograft) và phát triển các liệu pháp điều trị bệnh mãn tính hoặc tổn thương sâu rộng ở cơ quan khác.

Quy trình chế tạo màng sinh học ở quy mô phòng thí nghiệm.

Triển vọng ứng dụng trong y học tái tạo

Nhóm nghiên cứu đã thu thập và phân lập tế bào gốc từ mô sụn heo một ngày tuổi. Sau khi phân lập, tế bào được nuôi cấy và đánh giá về khả năng nhân đôi, biệt hóa. Tế bào được kết hợp với giá thể sinh học để tạo thành màng sinh học. Quy trình sử dụng công nghệ xử lý loại bỏ tế bào (decellularization) và đông khô (freeze-drying) để tạo vật liệu có tính ổn định cao, dễ bảo quản và sử dụng.

Màng sinh học được tạo thành trong nghiên cứu có độ dày, tính chất hóa sinh và độ an toàn sinh học ổn định. Đặc biệt, nó chứa các thành phần như protein cấu trúc, chất nền ngoại bào, enzyme xúc tác và yếu tố sinh trưởng, giúp hỗ trợ tối ưu quá trình tăng sinh và biệt hóa tế bào sụn.

Khi ứng dụng trên mô hình động vật, màng sinh học PCM không chỉ không gây độc, mà còn giúp thúc đẩy sự lành vết thương mô sụn. Tại vị trí tổn thương, các tế bào sụn mới hình thành được quan sát có cấu trúc tương tự mô sụn tự nhiên, đồng thời làm giảm tình trạng viêm và cải thiện chức năng khớp.

So với miếng dán màng xương truyền thống - vốn phụ thuộc nhiều vào nguồn gốc tự thân, khó chế tạo đại trà - màng PCM từ tế bào gốc heo là bước tiến lớn trong tối ưu hóa điều trị. Nó giúp rút ngắn thời gian điều trị, giảm chi phí, giảm nguy cơ biến chứng và mở rộng cơ hội cho nhiều bệnh nhân hơn.

TS Trương Minh Dũng cho biết, kết quả triển khai nhiệm vụ cho thấy nhóm nghiên cứu đã làm chủ được toàn bộ quy trình từ phân lập tế bào, nuôi cấy đến chế tạo vật liệu sinh học. Các kết quả đánh giá cũng cho thấy Việt Nam đang dần bắt kịp trình độ nghiên cứu trong lĩnh vực này so với các nước trong khu vực và thế giới.

Sản phẩm từ nghiên cứu có thể được ứng dụng không chỉ trong điều trị tổn thương sụn khớp gối, mà còn trong nhiều lĩnh vực y học tái tạo khác. Ví dụ, với khả năng biệt hóa đa dạng, tế bào gốc từ heo một ngày tuổi có thể ứng dụng trong điều trị chấn thương cột sống, xơ hóa cơ tim, bệnh lý thần kinh hoặc trong nghiên cứu tái tạo mô gan, tụy.

Đặc biệt, nếu được phát triển thành sản phẩm thương mại, màng sinh học PCM sẽ là một phần quan trọng trong thế hệ thứ hai - thậm chí thứ ba - của công nghệ ghép tế bào tự thân tại Việt Nam, góp phần đưa nước ta trở thành quốc gia có năng lực độc lập trong nghiên cứu và sản xuất vật liệu y sinh tiên tiến.

Sau khi hoàn thiện ở quy mô phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đang xây dựng kế hoạch mở rộng thử nghiệm trên người và hợp tác với các đơn vị y tế để đánh giá lâm sàng.