Sự kỳ diệu của da nhân tạo

[TinNhanh247]

Da nhân tạo được sử dụng để thử nghiệm thuốc và mỹ phẩm. Một nghiên cứu gần đây cho thấy nó còn giúp ngăn chặn sự phát triển xâm lấn của các tế bào ung thư da.

Năm 1969, Ioannis Yannas, khi đó còn là nhà khoa học trẻ tuổi làm việc tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) ở Mỹ đã đi thăm khoa nhi tại Viện Bỏng Shriners, cùng với tiến sĩ John Burke.

Ông đã vô cùng sốc khi nhìn thấy những vết bỏng nặng trên thân thể của những đứa trẻ. Chúng phải băng bó khắp người và phải chịu những cơn đau đớn về mặt thể xác.

Yannas đã ngay lập tức liên hệ với tiến sĩ Burke để lên kế hoạch giúp đỡ bọn trẻ. Ông đã đạt được những bước tiến lớn trong điều trị bỏng, song bệnh nhân vẫn có nguy cơ tử vong do mất nước và nhiễm trùng nếu vết bỏng lan xuống lớp hạ bì - lớp mô dày bên dưới lớp biểu bì, chứa các mao mạch máu, đầu dây thần kinh, tuyến mồ hôi, nang lông và các cấu trúc khác.

Một bệnh nhân bị bỏng toàn thân - Ảnh: SCMP

Điều này đã thôi thúc ông Burke phát triển một loại da người nhân tạo giúp giữ ẩm vết bỏng, loại bỏ vi khuẩn và giúp đẩy nhanh tốc độ đóng vết thương. Yannas cũng đang nghiên cứu về collagen và polyme, song một loại da nhân tạo do ông phát triển và thử nghiệm trên động vật không những không giúp tăng tốc độ chữa lành vết thường mà còn làm chậm quá trình đó. Họ đã cùng nhau xem xét kỹ hơn các thử nghiệm và phát hiện ra rằng những con vật được điều trị bằng da nhân tạo từ collagen của Yannas không tạo ra mô sẹo.

Yannas, hiện là giáo sư khoa học và kỹ thuật polyme tại Khoa Cơ khí của MIT, cho biết: "Việc sử dụng loại da này đã khiến da mới được hình thành thay vì mô sẹo".

Đó là sự khởi đầu của một cuộc cách mạng trong việc điều trị các bệnh nhân bị bỏng.

Yannas (phải) và Burke cầm loại da nhân tạo do họ phát minh - Ảnh: Bảo tàng MIT

Ngày 24.4.1981, The New York Times đã đăng câu chuyện trên trang nhất về thành công của họ. Da nhân tạo mà họ phát triển là sự kết hợp giữa silicon, gân bò và sụn vi cá mập. Ở thời điểm đó, nó đã được sử dụng cho 19 bệnh nhân bị bỏng nặng, trong đó có một người bị bỏng hơn nửa người.

Phát minh của Yannas và Burke không phải là nỗ lực đầu tiên trong việc thay thế da, hoặc tạo ra da nhân tạo để thay thế vĩnh viễn hoặc tạm thời các lớp da bị tổn thương.

Từ năm 3000 trước Công nguyên, người theo đạo Hindu được cho là đã cấy ghép da từ một bộ phận của cơ thể, thường là ở mông, để sửa chữa tai và mũi bị tổn thương.

Trong thế kỷ 19 tại Đức, những ca cấy ghép da có độ dày đầy đủ đầu tiên đã đạt được bằng cách sử dụng da từ đùi của bệnh nhân ghép vào mũi của họ.

40 năm sau, bác sĩ người Anh George David Pollock đã thuyết phục thế giới về hiệu quả của việc ghép da cho các bệnh nhân bị bỏng.

Sơ đồ da người bao gồm nhiều lớp như nang lông, mồ hôi và tuyến bã nhờn - Ảnh: Shutterstock

Ngày nay, mục đích sử dụng chính của da nhân tạo vẫn là thay thế hoặc sửa chữa da bị tổn thương ở những bệnh nhân bị bỏng và ít để lại sẹo hơn so với ghép da thật.

Tuy nhiên, 50 năm sau phát minh của Burke và Yannas, da nhân tạo hiện cũng đang được sử dụng để điều trị các rối loạn khác.

Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Copenhagen (Đan Mạch) đã thành công trong việc ngăn chặn sự phát triển xâm lấn trong mô hình ung thư da bằng cách sử dụng da nhân tạo.

Trưởng nhóm nghiên cứu, Giáo sư Hans Wandall giải thích rằng ngày nay da nhân tạo bao gồm một loại gel collagen kết hợp các nguyên bào sợi của con người - một loại tiền tế bào chuyên biệt nằm ở lớp trung bì của da. Chúng cũng là nguồn gốc của những chất nền và sợi quan trọng nhất, quyết định trực tiếp tới sự vững chắc, căng mịn cũng như tuổi tác của làn da.

Các tế bào sừng của con người, các tế bào được tìm thấy trên bề mặt da, sau đó được phát triển trên lớp này để tạo ra một lớp phủ nhiều lớp, được cho là giống như da người bình thường khi quan sát dưới kính hiển vi.

Phát minh của Burke và Yannas là sản phẩm sáng lập của Integra - một công ty sản xuất các sản phẩm giúp tái tạo da và là sản phẩm đầu tiên được quảng cáo là tái tạo mô da được Cục Quản lý thực phẩm và dược phẩm Mỹ (FDA) chấp thuận.

Ngày nay, những phiên bản khác của da nhân tạo, bao gồm cả Episkin và Genoskin, có sẵn cho cả mục đích nghiên cứu và điều trị nạn nhân bỏng.

Những sản phẩm này được sử dụng trong các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới để nghiên cứu, thử nghiệm thuốc và thử nghiệm mỹ phẩm của các công ty như L'Oreal.

Da nhân tạo đang được sử dụng ngoài mục đích điều trị cho bệnh nhân bỏng - Ảnh: Shutterstock

Hiện nay, da nhân tạo cũng đóng một vai trò quan trọng trong điều trị ung thư da. Làn da khỏe mạnh bong ra và tạo ra các tế bào và lớp mới khi cần thiết nhưng các tế bào ung thư phá vỡ quá trình luân chuyển lành mạnh ấy. Ung thư da là hiện tượng các tế bào biểu bì trong cơ thể phát triển lộn xộn không tuân theo trật tự vốn có, từ đó hình thành nên các khối u. Tế bào ung thư sau đó lan sang các khu vực và bộ phận khác, gọi là di căn.

Nghiên cứu do Wandall đứng đầu đã sử dụng mô hình da 3D và kỹ thuật di truyền để thay đổi các gien cụ thể trong tế bào da người nhằm mô phỏng hành vi của tế bào ung thư. Những gien này rất quan trọng đối với việc điều tra tín hiệu - quá trình hướng dẫn các tế bào phát triển.

"Nghiên cứu của chúng tôi tiết lộ rằng hành vi xâm lấn có thể bị đảo ngược bởi các chất ức chế tín hiệu tế bào hiện có, cho thấy tiềm năng của những chất ức chế này trong cuộc chiến chống ung thư da. Bằng cách sử dụng da nhân tạo, chúng tôi đã vượt qua được những khó khăn về việc liệu kết quả từ các thử nghiệm trên chuột có thể được thực hiện trên người hay không", Wandall nói.

Ông cũng cho biết công việc này có thể giúp phát triển phương pháp điều trị các tình trạng bệnh khác ở da.