Nhóm nghiên cứu của Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (KIST) đã phát triển công nghệ xử lý bề mặt stent mới bằng cách sử dụng mô hình laser. Công nghệ này thúc đẩy sự phát triển của tế bào nội mô đồng thời ức chế quá trình biệt hóa của tế bào cơ trơn trong mạch máu.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Bioactive Materials cho thấy rằng bằng cách kiểm soát phản ứng của tế bào đối với các mô hình có cấu trúc nano, công nghệ này hứa hẹn có tiềm năng cải thiện quá trình phục hồi mạch máu, đặc biệt là khi kết hợp với các phương pháp phủ hóa học.

Khi Hàn Quốc đang tiến tới một xã hội dân số siêu già, tỷ lệ mắc các bệnh về mạch máu ở người cao tuổi đang gia tăng, làm tăng nhu cầu sử dụng của stent điều trị. Stent là thiết bị y tế hình ống giúp duy trì lưu lượng máu bằng cách mở rộng các mạch máu bị hẹp hoặc bị tắc nghẽn. Tuy nhiên, stent kim loại truyền thống có thể gây ra tình trạng tái hẹp động mạch do sự phát triển quá mức của tế bào cơ trơn sau khi được cấy ghép khoảng một tháng.

Mặc dù stent phủ thuốc được sử dụng rộng rãi để giảm nguy cơ tái hẹp, chúng thường làm chậm quá trình tái tạo lớp nội mô mạch máu, gia tăng nguy cơ khối huyết và phải sử dụng thuốc chống đông máu. Để khắc phục những hạn chế này, nhiều nghiên cứu đã tập trung vào việc phủ bề mặt stent bằng các phân tử hoạt tính sinh học như protein hoặc axit nucleic. Tuy nhiên, các lớp phủ này thường không đủ hiệu quả trong việc thúc đẩy sự phát triển của tế bào nội mô.

Để giải quyết vấn đề này, Tiến sĩ Hojeong Jeon và Tiến sĩ Hyung-Seop Han thuộc Trung tâm nghiên cứu vật liệu sinh học tại KIST, cùng với Tiến sĩ Indong Jun từ KIST Châu Âu, đã áp dụng công nghệ tạo kết cấu bằng laser nano giây để tạo ra các mẫu nếp nhăn ở cấp độ nano và vi mô trên bề mặt hợp kim niken-titan.

Các mẫu nếp nhăn ức chế sự di chuyển và biến đổi hình thái của các tế bào cơ trơn do tổn thương thành mạch bởi stent gây ra, ngăn chặn tái hẹp động mạch. Đồng thời, cải thiện độ bám dính của tế bào, thúc đẩy quá trình tái tạo lớp nội mô để phục hồi lớp lót mạch máu.

Hiệu quả của công nghệ đã được xác nhận qua các thử nghiệm trên tế bào mạch máu trong ống nghiệm và thí nghiệm sinh mạch ex vivo sử dụng phôi xương động vật. Kết quả cho thấy bề mặt kim loại có kết cấu bằng laser tạo môi trường thuận lợi cho sự phát triển của tế bào nội mô, đồng thời ức chế quá trình biệt hóa ngược và tăng trưởng quá mức của tế bào cơ trơn. Đặc biệt, sự tăng trưởng của tế bào cơ trơn giảm khoảng 75%, trong khi quá trình sinh mạch tăng hơn hai lần.

Công nghệ tạo mẫu bề mặt này không chỉ áp dụng cho stent kim loại mà còn có thể sử dụng trên stent phân hủy sinh học. Khi áp dụng cho stent tự tiêu, các mẫu nếp nhăn giúp ngăn ngừa tái hẹp và tăng cường nội mô hóa trước khi stent tự phân hủy, cải thiện kết quả điều trị và giảm nguy cơ biến chứng.

Nhóm nghiên cứu dự kiến tiến hành thử nghiệm trên động vật và lâm sàng để xác minh tính an toàn và hiệu quả lâu dài của công nghệ laser này. Tiến sĩ Jeon nhấn mạnh: “Nghiên cứu này cho thấy tiềm năng của các mẫu bề mặt trong việc kiểm soát phản ứng tế bào mạch máu mà không cần thuốc. Việc sử dụng laser nanosecond công nghiệp hóa rộng rãi cho phép xử lý bề mặt stent một cách chính xác và nhanh chóng, mang lại lợi thế lớn cho quá trình thương mại hóa và hiệu quả sản xuất.”

Ex vivo: Thí nghiệm hoặc phép đo được thực hiện trong hoặc trên mô của sinh vật ở môi trường bên ngoài với sự thay đổi tối thiểu các điều kiện tự nhiên.

Angiogenesis: Tân sinh mạch là quá trình sinh lý hình thành các mạch máu mới từ những mạch máu có trước đó.

Nguồn: NASATI