V. VẬT LIỆU SINH HỌC TẠO KHUNG (SCAFFOLD) TRONG KỸ NGHỆ MƠ
V.9.1. Van tim dựa trên scaffold sinh học
- Các van tim từ người cho hoặc từ động vật mất các kháng nguyên tế bào nên khơng gây đáp ứng miễn dịch cĩ thể được sử dụng làm vật liệu scaffold. Để xử lý các scaffold này, tiến hành lọai bỏ các thành phần tế bào, cịn lại các protein nền ngọai bào làm khuơn nội tại cho các tế bào bám dính. Các kỹ thuật lọai tế bào như làm khơ lạnh, xử lý trypsin/EDTA, dùng thuốc tẩy, xử lý enzym nhiều bước. Tuy nhiên, việc sử dụng trypsin làm biến đổi cấu trúc của chất nền và khơng lọai được tế bào hịan tịan. Các phương pháp lọai tế bào khác nhau được ứng dụng
khơng thống nhất cĩ lẽ do sự hiện diện của các protease trong mơ tự nhiên. Khi các protease này họat động dẫn đến tự phân giải các protein nền ngọai bào làm hư hỏng cấu trúc và chức năng của scaffold nền. Vì thế, cần phải sử dụng các nhân tố ức chế protease thích hợp. Nuclease được dùng để phân hủy DNA và RNA từ chất nền. Các tế bào nội mơ được nuơi cấy trên khuơn nền vơ bào đã tạo ra lớp confluent (nhập dịng) phủ trên van. Sau khi cấy ghép 3 tháng, các van tim dày lên do sự tạo thành nền ngọai bào và tăng sinh tế bào.
- Tạo ra van tim thay thế từ mơ tự thân, vật liệu scaffold phải phân hủy trong khi mơ van tim mới đang phát triển. Collagen là một trong những vật liệu sinh học thể hiện khả năng phân hủy sinh học và cĩ thể được sử dụng như là bọt (foam), gel hay phiến (sheet), xốp (sponge) hay thậm chí là một scaffold dựa trên sợi. Tuy nhiên collagen cĩ nhược điểm là khĩ thu nhận từ bệnh nhân. Hiện tại, phần lớn scaffold collagen cĩ nguồn gốc từ động vật. Do collagen chậm phân hủy nên vật liệu scaffold vẫn tồn tại vào thời điểm cấy ghép. Điều này dẫn đến nguy cơ nhiễm bệnh từ động vật, gây phản ứng miễn dịch và hiện tượng viêm.
- Fibrin là một vật liệu sinh học khác mà thể hiện khả năng phân hủy sinh học cĩ thể kiểm sĩat tốt. Gel fibrin cĩ thể được thu nhận từ máu của bệnh nhân nên đĩ là scaffold tự thân, sẽ khơng độc và khơng gây viêm. Cĩ thể tạo ra cấu trúc ba chiều từ hỗn hợp tế bào – gel, sau đĩ polymer hĩa fibrinogen bằng enzym. Sự phân hủy được kiểm sĩat bằng cách thêm aprotonin, một nhân tố ức chế proteinase mà làm chậm lại hoặc thậm chí làm ngừng phân giải fibrin. Cĩ thể cố định các nhân tố tăng trưởng lên các vùng đặc hiệu của scaffold. Tuy nhiên vật liệu scaffold cũng cĩ nhược điểm là sự khuếch tán và rửa sạch các chất vào mơi trường xung quanh giảm so với những nền xốp khác. Ngịai ra, fibrin cịn cĩ khuynh hướng co lại và cĩ đặc tính cơ học yếu. Điều này cĩ thể được khắc phục bằng cách sử dụng poly-L-lysin cố định gel. Bên cạnh tiềm năng như một vật liệu scaffold sinh học, gel fibrin cĩ thể được sử dụng như một vật mang tế bào trong các scaffold tổng hợp.