Tháng 04, 2019
Thứ ba
Thứ Bảy, ngày 21/11/2015 06:00 AM (GMT+7)

Phục hồi giọng nói bằng thanh quản nhân tạo

Lần đầu tiên trong lịch sử y học, các nhà nghiên cứu đã tạo ra được mô thanh quản nuôi cấy từ tế bào thanh quản của người.

Phục hồi giọng nói bằng thanh quản nhân tạo - 1

Nguồn: Nathan Welham, University Of Wisconsin, Madison

Các nhà khoa học cấy mô niêm mạc nhân tạo (phần màu trắng sáng bên dưới) vào thanh quản của chó nhằm kiểm tra khả năng rung và phát ra âm thanh.

Khi trải qua kiểm tra trong phòng thí nghiệm, mô thanh quản được nuôi cấy bằng kĩ thuật sinh học này đã rung lên, thậm chí là phát ra âm thanh hoàn toàn giống như thanh quản tự nhiên. Kết quả đáng ngạc nhiên này sẽ mang lại phương pháp chữa trị hiệu quả cho những bệnh nhân bị tổn thương thanh quản và mất giọng vào một ngày không xa.  

Con người nói được là do dùng cơ họng ép luồng khí từ phổi đè lên các nếp gấp và dây thanh quản. Dây thanh quản được cấu tạo từ hai bó cơ rất nhạy cảm nối liền với một mô mỏng gọi là niêm mạc. Khi luồng khí làm rung các dây thanh quản, các dây này sẽ làm cho niêm mạc rung lên theo, phát ra âm thanh tương ứng. Thông thường, các dây thanh quản rung với tần số 100 đến 200 lần trên giây. Nhưng trong trường hợp đặc biệt của một nữ ca sĩ có giọng nữ cao, khi cô ta hát lên nốt cao nhất thì dây thanh quản có thể rung đến 1000 lần mỗi giây.

Phục hồi giọng nói bằng thanh quản nhân tạo - 2

 Thanh quản được cấu tạo từ hai bó cơ co giãn và rất nhạy cảm. Nguồn: C.Schaffer, Science

Ở một số người, thanh quản chỉ có thể rung không quá 100 lần trên giây. Các chuyên gia ước tính có khoảng 20 triệu người ở Mỹ phải chịu đựng các cơn mất giọng tạm thời hoặc vĩnh viễn xuất hiện bất chợt vào mọi thời điểm trong năm. Thông thường, mất giọng vĩnh viễn là do những cuộc phẫu thuật hoặc xạ trị nhằm tiêu diệt tế bào ung thư có liên quan đến vùng họng. Điều này thường làm tổn thương đến cả tế bào khỏe mạnh xung quanh. Nếu niêm mạc để lại sẹo và xơ cứng thì người bệnh sẽ hoàn toàn mất giọng vĩnh viễn, không thể cứu chữa được.

Một vài biện pháp chữa trị như tiêm chất collagen có thể làm dày lại mô thanh quản bị tổn thương. Tuy nhiên, nếu mô bị chai cứng thì việc tiêm collagen không thể khôi phục khả năng rung được như trước. 

Vì thế, các nhà khoa học đã bắt đầu nghiên cứu cấy ghép mô niêm mạc thanh quản trong phòng thí nghiệm. Họ sử dụng hai loại tế bào chính: nguyên bào sợi kết nối (connective fibroblasts) và tế bào biểu mô. Nguyên bào sợi giúp tạo thành toàn bộ cấu trúc của mô niêm mạc, trong khi tế bào biểu mô sẽ liên kết thành lớp phủ bề mặt.

Bước tiếp theo, họ đặt hai loại tế bào này vào một khung nền ba chiều làm từ chất collagen. Sau hai tuần, các tế bào dần phát triển và đan kết vào nhau tạo thành một cấu trúc phức tạp nhưng giống như mô thanh quản tự nhiên. Loại mô nhân tạo này mềm như thạch trái cây nhưng không bị méo mó hay vỡ nếu dùng áp lực đè lên. 

Các nhà khoa học bắt đầu kiểm tra thử các tính chất của mô thanh quản nhân tạo này. Họ nuôi cấy mô niêm mạc cho đến khi tương đương với kích thước thật của người, rồi sau đó cấy vào cổ họng của 5 con chó đã chết. Sau đó họ thổi luồng khí nóng vào cổ họng những con chó này thông qua một hệ thống ống dẫn. Mô niêm mạc được cấy ghép đã rung lên và tạo ra âm thanh giống y như niêm mạc thông thường.  

Khi các nhà khoa học cấy mô niêm mạc vào cơ thể chuột đã được chỉnh sửa gen có hệ miễn dịch tương tự như ở người, cơ thể chuột đã không đào thải bộ phận cấy ghép này trong suốt 3 tháng.

Việc lấy trực tiếp mô thanh quản từ người hiến tặng rồi cấy ghép sang người bệnh cũng có một số hiệu quả. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho rằng kỹ thuật nuôi cấy mô thanh quản nhân tạo đem lại những lợi ích rất lớn. Ví dụ như tế bào mô có thể nuôi cấy đến kích thước tùy ý, giúp phù hợp với mọi bệnh nhân từ người lớn đến trẻ em. Hơn nữa, chúng có thể được dự trữ trong tủ đông phục vụ cho việc cấy ghép tương lai. Và cuối cùng, có thể nuôi cấy chúng theo hình dạng mong muốn, phù hợp với vòm họng của từng bệnh nhân.

Tuy chỉ mới là bước khởi đầu, nhưng kỹ thuật nuôi cấy mô thanh quản nhân tạo này đã nhận được đánh gia cao từ giới khoa học. Trong tương lai, những nhà nghiên cứu sẽ cấy trực tiếp mô này vào cơ thể động vật sống nhằm kiểm tra xem chúng có thật sự hoạt động tốt không.

Phan Thanh (Sciencemag)

Tin đọc nhiều

Không chỉ thực hành công nghệ, phòng lab này còn giúp sinh viên có “đồng ra đồng vào” Nhờ việc nỗ lực hợp tác với doanh nghiệp, Phòng thí nghiệm...
Phần mềm chống sao chép sáng kiến của công chức được triển khai tại Quận 6 TP.HCM Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM sẵn sàng chuyển giao phần...
Trang trại rau sạch lớn nhất Đà Nẵng của chàng cử nhân luật Với thương hiệu mang tên Pihka, rau hữu cơ của chàng cử nhân...
Hệ thống nước xử lý nước thải 'tàng hình' trong những công trình xanh Ngay dưới chân những em nhỏ đang chơi bóng trên sân cỏ nhân...