ECaBox: Thiết bị đột phá có thể hiện thực hóa việc cấy ghép mắt
Các nhà nghiên cứu đã phát triển một thiết bị tưới máu mang tính cách mạng có khả năng "hồi sinh" mắt của người hiến tặng, tiềm năng vượt qua rào cản lớn nhất trong cấy ghép nhãn khoa. Bằng cách mô phỏng dòng máu sinh học, công nghệ này mở ra một ranh giới mới cho việc bảo tồn võng mạc và nghiên cứu y học.
Cách ECaBox mô phỏng sức sống sinh học
Được phát triển bởi Pia Cosma và đội ngũ của bà tại Trung tâm Điều tiết Di truyền (Centre for Genomic Regulation) ở Tây Ban Nha, "Eye-in-a-Care-Box" (ECaBox) hoạt động bằng cách cung cấp nguồn dịch giàu oxy trực tiếp qua động mạch vốn cung cấp máu cho mắt. Thiết bị được thiết kế để đóng vai trò như một môi trường vi mô được kiểm soát; mắt được đặt trên một giá đỡ chuyên dụng để dẫn lưu dịch thừa, và toàn bộ bộ phận được niêm phong để duy trì mức nhiệt độ và áp suất chính xác. Một cửa sổ trong suốt cho phép các nhà nghiên cứu theo dõi và chụp ảnh mắt trong thời gian thực mà không làm phá vỡ niêm phong vô trùng.
Phương pháp này giải quyết một điểm yếu chí tử trong việc bảo quản nội tạng. Trong các thử nghiệm sơ bộ sử dụng mắt lợn — được chọn vì sự tương đồng về giải phẫu với con người — các nhà nghiên cứu nhận thấy các phương pháp làm lạnh tiêu chuẩn đã thất bại. Ngay cả ở 4°C (39°F), mắt bắt đầu bị thoái hóa và mất cấu trúc tế bào trong vòng 24 giờ. Ngược lại, những con mắt được duy trì thông qua quá trình tưới máu bằng ECaBox vẫn giữ được khả năng sống sót cao hơn đáng kể.
Khôi phục độ nhạy ánh sáng và chức năng tế bào
Một trong những khám phá đáng kinh ngạc nhất trong giai đoạn thử nghiệm là sự khôi phục phản ứng cảm giác. Trong khi mắt lợn không qua xử lý mất khả năng phản ứng với ánh sáng gần như ngay lập tức sau khi được lấy ra khỏi vật chủ sống, thì mắt được xử lý bằng ECaBox đã lấy lại khả năng này chỉ sau 15 phút tưới máu. Một số mắt được xử lý đã duy trì được chức năng này trong hơn 10 giờ.
Nhóm nghiên cứu đã chuyển đổi thành công từ các mô hình động vật sang đối tượng người, thử nghiệm thiết bị trên 12 con mắt được thu thập từ sáu người hiến tặng đã qua đời. Trong một nghiên cứu có kiểm soát, nơi một mắt từ mỗi cặp được đặt vào ECaBox và mắt còn lại không được xử lý, những con mắt được tưới máu cho thấy khả năng bảo quản vượt trội, đặc biệt là về tính toàn vẹn của võng mạc.
Con đường hướng tới việc cấy ghép toàn bộ mắt thành công
Mục tiêu cuối cùng của ECaBox là thu hẹp khoảng cách giữa phẫu thuật cấy ghép và việc khôi phục thị lực thực tế. Mặc dù việc cấy ghép toàn bộ mắt đã được thực hiện — đáng chú ý nhất là vào tháng 5 năm 2023 bởi NYU Langone, nơi một người đàn ông được cấy ghép một phần khuôn mặt và mắt — người nhận vẫn không thể nhìn thấy qua con mắt mới. Thách thức chính vẫn là việc bảo tồn các mô thần kinh và võng mạc mỏng manh cần thiết để truyền tín hiệu hình ảnh đến não.
Nếu ECaBox có thể duy trì các mô này ở mức độ sống sót cao, nó có thể thay đổi tính khả thi của các cuộc phẫu thuật như vậy. Hơn nữa, thiết bị này còn mang lại một lợi thế đạo đức to lớn: nó cung cấp một nền tảng để nghiên cứu các phương pháp điều trị và bệnh lý về mắt trên mô người hiến tặng mà không cần đến các thí nghiệm trên động vật sống.
Các phát triển trong tương lai và mở rộng lâm sàng
Nhóm nghiên cứu đã và đang hướng tới phiên bản tiếp theo của công nghệ này. Để tối đa hóa cơ hội cấy ghép, họ đặt mục tiêu phát triển một phiên bản ECaBox di động dùng trong phòng phẫu thuật. Điều này sẽ cho phép tưới máu ngay lập tức cho những con mắt của người hiến tặng khi "tim vẫn còn đập", giảm thiểu sự thoái hóa xảy ra giữa thời điểm tử vong và thời điểm bảo quản.
Các điểm chính cần lưu ý
- Tưới máu giàu oxy: ECaBox sử dụng dịch giàu oxy được đưa qua động mạch mắt để ngăn ngừa sự co rút tế bào và thoái hóa cấu trúc.
- Khôi phục cảm giác: Không giống như các phương pháp làm lạnh truyền thống, việc tưới máu bằng ECaBox có thể khôi phục độ nhạy ánh sáng cho mắt trong vòng 15 phút điều trị.
- Tiềm năng lâm sàng: Ngoài việc tạo điều kiện thuận lợi cho cấy ghép toàn bộ mắt, thiết bị còn cung cấp một giải pháp thay thế không dùng động vật cho các nghiên cứu võng mạc người với độ chính xác cao.