PGS Đỗ Thanh Nhỏ và phát minh 'trái tim mềm nhân tạo' thần kỳ

Thông tin này được PGS Đỗ Thanh Nhỏ, Đại học New South Wales (UNSW), Australia chia sẻ tại sự kiện “Diễn thuyết truyền cảm hứng: Công nghệ đột phá tương lai” thuộc Tuần lễ Khoa học - Công nghệ VinFuture 2025 diễn ra sáng 2.12.

Trên thế giới, các bệnh lý tim mạch như bệnh hở van tim, suy tim và đột quỵ, luôn là những mối đe dọa tới sức khỏe, cướp đi hơn 20 triệu sinh mạng mỗi năm và chiếm gần 32% tổng số ca tử vong trên toàn cầu.

Dù hiện tại, các can thiệp phẫu thuật phức tạp bằng các thiết bị tim mạch đang đóng vai trò trung tâm trong việc điều trị những bệnh lý này, nhưng việc lựa chọn bệnh nhân vẫn thường dựa trên hình ảnh tĩnh, tiền sử y khoa hoặc mô phỏng. Đây là những phương pháp thiếu phản hồi động và cảm nhận xúc giác, dẫn đến việc đánh giá sai lệch, lập kế hoạch điều trị chưa tối ưu và nguy cơ biến chứng sau phẫu thuật.

Điều này khiến cho việc đánh giá thiếu độ chính xác, phác đồ điều trị lập ra chưa được tối ưu và làm tăng nguy cơ biến chứng hậu phẫu thuật.

PGS Đỗ Thanh Nhỏ, Đại học New South Wales (UNSW), Australia

PGS Đỗ Thanh Nhỏ cho rằng mỗi trái tim con người là duy nhất, chúng khác nhau về hình dạng, chuyển động và đặc tính cơ học của mô tim, khiến các mô hình hiện có chưa thể mô phỏng một cách hoàn chỉnh.

"Điều này buộc các bác sĩ phải đưa ra những quyết định mang tính sống còn với nhiều biến số khó xác định. Tuy động vật vẫn được sử dụng trong nghiên cứu và thử nghiệm các thiết bị tim mạch, nhưng chúng lại có những khác biệt đáng kể so với con nghiền về mặt sinh lý. Sự khác biệt này sẽ gây tốn kém, rủi ro trong quá trình phát triển và dẫn đến xác suất phê duyệt thiết bị tim của FDA còn thấp", ông Nhỏ nêu.

Nhà khoa học này cũng giới thiệu một “trái tim nhân tạo mềm có nhịp đập” được thiết kế riêng cho từng bệnh nhân, có thể tái hiện chính xác chuyển động, áp suất và dòng máu của một trái tim thật.

Trái tim này sẽ giúp bác sĩ tìm ra chính xác những bệnh nhân phù hợp, tiến hành những cuộc thử nghiệm thiết bị tim mạch mới, diễn tập các ca phẫu thuật phức tạp và xác định được rủi ro trước khi vào phòng mổ, từ đó nâng cao đáng kể độ an toàn và tỷ lệ thành công trong việc điều trị bệnh.

PGS Đỗ Thanh Nhỏ cho hay tại Việt Nam, số ca tử vong liên quan đến tim mạch lên tới 261.000 trường hợp mỗi năm, trong khi 1,6 triệu người đang phải sống chung với suy tim và chịu rủi ro thường trực về tính mạng.

“Hệ tuần hoàn là cơ quan kì diệu giúp duy trì sự sống, đập 2 tỉ nhịp trong đời một người thọ trung bình 70 - 80 tuổi, lượng máu có thể làm đầy 80 bể bơi tiêu chuẩn Olympic. Tuy nhiên, các bệnh tim như vỡ động mạch đột quỵ, suy tim… có nguyên nhân từ các cục máu đông xảy ra rất nhanh”, ông Nhỏ nói.

Khi đó, các bác sĩ thường phải dựa vào hình ảnh tĩnh, mô phỏng đơn giản hoặc tiền sử bệnh nhân để đưa ra quyết định, trong khi thực tế mỗi trái tim lại có cấu trúc, độ đàn hồi và nhịp đập hoàn toàn khác nhau. Sự thiếu hụt thông tin động học về mô tim khiến việc đánh giá dễ sai lệch, phác đồ điều trị chưa được tối ưu và nguy cơ biến chứng sau phẫu thuật cao hơn.

Ví dụ, với bệnh suy tim, các bác sĩ sử dụng phương pháp cấy hỗ trợ tâm thất trái LVADs, duy trì bơm máu và giữ sự sống cho bệnh nhân, nhưng 43% bệnh nhân lại bị suy tâm thất phải, chức năng không được khớp với nhau.

PGS Đỗ Thanh Nhỏ, Đại học New South Wales (UNSW), Úc, giới thiệu một “trái tim nhân tạo mềm"

Với “trái tim mềm”, ông Nhỏ cho hay thiết bị giúp mô phỏng chuyển động của trái tim bình thường, siêu âm theo trục dài ngắn. Trái tim nhân tạo mềm có thể hỗ trợ bác sĩ đánh giá chính xác hơn mức độ phù hợp của bệnh nhân với các can thiệp tim mạch phức tạp, dự đoán rủi ro trước phẫu thuật và cải thiện tỷ lệ thành công của các ca mổ.

Công nghệ này cũng mở ra khả năng thử nghiệm thiết bị y tế mới mà không cần sử dụng động vật, giảm chi phí nghiên cứu và rút ngắn thời gian phát triển sản phẩm.

Ông Nhỏ kỳ vọng trong tương lai, trái tim mềm có thể mang lại hy vọng mới cho bệnh nhân tim, thậm chí có thể phát triển hơn để ghép tim.

"Trên thế giới hơn 42.000 bệnh nhân được cấy HeartMate (tim nhân tạo) 3 LVAD nhưng ở Việt Nam thì mới có một ca được sử dụng, nó không phù hợp với tất cả các bệnh nhân", ông Nhỏ nói.

Theo đó, ông Nhỏ cho rằng trong ngắn hạn, có thể xây dựng tim robot mềm. Còn trong dài hạn sẽ sản xuất trái tim bằng vật liệu mềm để thay thế được tim người; cần phối hợp trong nghiên cứu, y học, công nghệ vật liệu, để có thể làm được.

Dù vậy, nhà khoa học này cũng nhìn nhận, hình ảnh thiết bị y tế chưa hoàn hảo để thu dữ liệu chính xác, khó bắt được mô hình hoạt động trong tim bệnh nhân, dữ liệu chưa đủ chất lượng là một khó khăn lớn.

Lam Thanh