1.9.1. Tình hình nghiên cứu của nước ngồi
Thối hĩa khớp là một bệnh thối hĩa tiến triển, liên quan đến hệ thống tự miễn và phản ứng viêm. Ban đầu, những yếu tố cơ học làm xuất hiện các vết nứt hình sợi và các vi gãy xương do collagen bị suy yếu, từ đĩ sẽ gây ra sự hoạt hĩa và giải phĩng enzyme trong quá trình thối biến chất căn bản gây ra sự phá hủy sụn khớp và sự tạo khớp bị suy giảm. Kết quả là bề mặt sụn khớp bị mỏng dần, xơ hĩa và cĩ biểu hiện lâm sàng là đau và vận động khớp hạn chế. Mục tiêu điều trị chính là giảm sự hoạt hĩa và giải phĩng enzyme gây hủy bề mặt sụn khớp và giúp tái tạo lại bề mặt sụn khớp. Các phương pháp điều trị bằng thuốc hay phẫu thuật hiện nay cĩ thể làm giảm đau, giảm triệu chứng và kiểm sốt vơi hĩa [50], [53]. Tuy nhiên, những phương pháp điều trị bị hạn chế về hiệu quả và khơng ngăn chặn được quá trình tiến triển của bệnh, khả năng phục hồi lại chức năng bình thường của bề mặt sụn khĩ đạt được [139].
Nuơi cấy sụn đã được sử dụng để điều trị tổn thương sụn từ năm 1994. Sụn tự thân được tách chiết và nuơi cấy trước khi tiêm vào khớp, nuơi cấy sụn đã cung cấp một số kết quả tốt [57], [89]. Tuy nhiên, phương pháp này cũng cĩ một số hạn chế, đặc biệt là thiếu nguồn sụn nuơi cấy, hầu như tất cả các sụn đều bị chết sau một thời gian nuơi cấy trưởng thành.
Với mong muốn tái tạo lại bề mặt sụn khớp bị tổn thương, các phương pháp điều trị ghép tế bào gốc đã được nghiên cứu và cho các kết quả ban đầu rất khả quan, nổi bật trong đĩ là việc sử dụng TBGTM trong điều trị. Các nhà nghiên cứu ban đầu đã sử
dụng giá thể như một nền tảng phân phối tế bào gốc để đảm bảo tỷ lệ sống sĩt của việc cấy ghép tế bào gốc đến khiếm khuyết và tăng cường khả năng lưu giữ tế bào và hiệu quả điều trị tại chỗ. Vahedi và cộng sự đã cấy ADSC vào giá thể polycaprolactone (PCL), và cấu trúc ASC-PCL được xử lý bằng sĩng siêu âm cường độ thấp đã đạt được hiệu quả tái tạo sụn ở mơ hình cừu bị khiếm khuyết sụn chêm ở xương đùi [156]. Collagen tồn tại rộng rãi trong nhiều loại mơ sinh học, cĩ tính tương hợp sinh học và khả năng phân hủy sinh học tốt, và cĩ độ dẻo tốt [59]. Shi và cộng sự chế tạo thành cơng giá thể composite-fibroin-gelatin bằng cơng nghệ in 3D và đưa vào peptide ái lực đặc hiệu BMSC [139]. Giá thể composite này khơng chỉ cung cấp cấu trúc ba chiều phù hợp để tăng sinh, biệt hĩa và tổng hợp chất nền ngoại bào của tế bào gốc mà cịn giúp tái tạo sụn khớp bằng cách thu nhận các BMSC nội sinh.
Trong số các vật liệu cũng như chất liệu tự thân, đồng loại hay dị loại được nghiên cứu ứng dụng trong lĩnh vực ghép và tạo hình, thì việc sử dụng màng chân bì da được xem như là giá thể sinh học rất hiệu quả trong việc hỗ trợ tái sinh mơ giúp quá trình phục hồi diễn ra nhanh, tự nhiên và giảm thiểu các biến chứng sau phẫu thuật.
Năm 1994, Tập đồn LifeCell đã được cấp bằng sáng chế đầu tiên cho sản phẩm màng chân bì da (lấy tên thương mại là Alloderm®) trong việc ghép cho những bệnh nhân bị phỏng, nhằm giúp phần mơ bị tổn thương sau khi ghép cĩ khả năng hồi phục, nĩ giúp cho việc tái thành lập mơ da thơng qua hình thành tân tạo mạch máu, giúp tế bào di chuyển và sinh sản trên giá thể màng chân bì da. Khơng chỉ dừng lại ở đây, tập đồn Lifecell đã cĩ những bước tiến vượt trội trong việc sử dụng dịng sản phẩm này vào trong ứng dụng tái tạo các mơ khác như ở vùng mặt, thành bụng và gần đây là tái tạo vùng ngực.
Tháng 9/1996, được FDA của Hoa Kỳ cơng nhận sản phẩm Alloderm® là sản phẩm mơ người dùng trong cấy ghép chứ khơng là một dụng cụ y học. Đến cuối tháng 7 năm 2011, Tập đồn Lifecell đã thống kê được 2500 bệnh nhân sử dụng sản phẩm Alloderm® từ năm 1994.
Năm 1999, Hisako Mizuno cùng với các cộng sự đã tìm ra quy trình tạo ra màng chân bì da từ da người hiến tặng được bảo quản đơng lạnh và thử nghiệm thành cơng khi ghép thử sản phẩm lên cơ thể chuột, đồng thời so sánh kết quả ghép với sử dụng
một loại sản phẩm sinh học khác là tấm collagen nhân tạo [114]. Kết quả nghiên cứu cho thấy các đặc điểm của màng chân bì da khơng bị ảnh hưởng sau khi được bảo quản đơng lạnh, và việc ghép màng chân bì da rất cĩ lợi cho mơ vật chủ trong quá trình hình thành vết thương.
Năm 2001, Aichelmann-Reidy cùng các cộng sự đã sử dụng màng chân bì da cho những bệnh nhân bị tụt nướu [13]; kết quả: khơng cĩ sự khác biệt cĩ ý nghĩa về mặt thống kê trong việc điều trị tình trạng tụt nướu giữa việc sử dụng màng chân bì da và sử dụng mơ liên kết tự thân từ khẩu cái. Các nhà nghiên cứu cũng đưa ra đề nghị nên sử dụng màng chân bì da thay thế cho mơ liên kết tự thân khẩu cái.
Năm 2005, nhĩm nghiên cứu Jeremy Dan Vos cũng đã ứng dụng ghép sản phẩm Alloderm® của LifeCell lên những 25 bệnh nhân cần phẫu thuật tạo hình màng nhĩ trên tổng số 114 bệnh nhân [162]; các bác sỹ đã khẳng định sản phẩm Alloderm® cĩ hiệu quả tương đương như mơ màng nhĩ ở những bệnh nhân này, đồng thời giảm thời gian phẫu thuật.
Gần đây vào tháng 7/2012, Penny Hogg cùng các cộng sự của mình đã phát triển quy trình tạo màng chân bì da cũng như là các phương pháp đánh giá màng chân bì da và thử nghiệm in vitro, in vivo [74].
Ngồi dạng mơ rắn, màng chân bì da ngày nay cịn ở dạng “micronized”, một dạng vi hạt hĩa, giúp mơ chủ hấp thu nhanh hơn và đồng thời dễ sử dụng qua con đường bơm tiêm vào những vùng hẹp của cơ thể.
Và cịn cĩ nhiều báo cáo cũng đã ghi nhận ứng dụng thành cơng màng chân bì da trên lâm sàng. Màng chân bì da một khi đã được cấy ghép vào cơ thể, nĩ khơng những sửa chữa mơ, giúp tái sinh tế bào mới mà cịn trở thành mơ sống cĩ cấu trúc và chức năng như mơ của cơ thể người ghép. Hiện nay trên thế giới cĩ hơn 1 triệu ca ghép màng chân bì da thành cơng đã cho thấy tính an tồn và hiệu quả của vật liệu ghép này. Trên thế giới, màng chân bì da được ứng dụng vào trong những phẫu thuật tái tạo thành bụng, tạo hình mơ vú sau phẫu thuật cắt bỏ, bù đắp những mơ khiếm khuyết, phẫu thuật tạo hình các cơ quan khác như: mũi, mặt, tiền đình- ốc tai, tuyến mang tai, khoang miệng, thốt vị, phẫu thuật nội soi dây chằng - khớp - xương, các tổn thương da bệnh lý và chấn thương gây ra, …Ngồi ra, sử dụng màng chân bì da người giúp
cho người nhận khơng cần phải trải qua bất cứ một cuộc phẫu thuật thêm nào để lấy da tự thân dùng để tạo ra màng chân bì da và đơi khi việc lấy da tự thân nhiều khi khơng đủ số lượng để tiến hành phẫu thuật ghép. Màng chân bì da cịn cĩ ưu điểm hơn các vật liệu tổng hợp khác là khơng gây ra các phản ứng đào thải của cơ thể người nhận và ít khi gây nhiễm trùng tại chỗ ghép.
Do đĩ, ứng dụng cơng nghệ tế bào gốc và cơng nghệ mơ cĩ thể tạo ra các tấm tế bào sụn [81] đáp ứng được yêu cầu cho việc tái tạo bề mặt sụn khớp. Ngồi ra, các loại giá thể cho thấy khả năng thành cơng trong việc điều trị tổn thương sụn tạm thời [92], [163] và sự cĩ mặt của TBGTM cĩ thể làm tái sinh tế bào sụn tại vị trí tổn thương, các tế bào sụn sẽ phát triển, sản xuất ra chất nền sụn và tái tạo lại bề mặt mơ sụn. Trong số các loại giá thể để tạo mảnh ghép mơ sụn thì màng chân bì cĩ nguồn gốc từ da người cho thấy là một giá thể phù hợp để mang các TBGTM và giúp tạo thành tấm sụn hiệu quả.
Năm 2009, Wise và cộng sự đã đánh giá khả năng tồn tại, kiểu hình và sự phát triển của TBGTM người trên giá thể polycaprolactone (PCL). Các kết quả cho thấy, tế bào cĩ thể tồn tại và tăng sinh theo cho đến ngày thứ 35. Dựa vào sự biểu hiện các dấu ấn đặc trưng cho quá trình tạo sụn đã chỉ ra rằng sự biệt hĩa tạo sụn của các tế bào hTBGTM được tăng cường khi nuơi cấy trên giá thể PCL. Đồng thời, tổ chức tế bào và chất nền ngoại bào giống với mơ sụn tự nhiên [166].
Để đánh giá khả năng sửa chữa những tổn thương sụn cĩ kích thước lớn, Santos Martinez-Diaz và cộng sự (2010) đã tiến hành những đánh giá in vivo trên mơ hình thỏ [106]. Nghiên cứu này cho thấy rằng giá thể PCL được cấy tế bào sụn thỏ cĩ thể tương hợp với các vùng sụn tự nhiên xung quanh với mức độ cao hơn so với việc chỉ ghép cụm tế bào. Những đánh giá về sự tích tụ chất nền ngoại bào như collagen II, glycosaminoglycan của vùng ghép với vùng mơ xung quanh khơng cĩ sự khác biệt đáng kể. Ngồi ra độ đàn hồi của vùng ghép được phục hồi giống với vùng mơ sụn tự nhiên. Những kết quả cho thấy giá thể PCL cĩ thể hỗ trợ sự tái tạo sụn thơng qua các kĩ thuật kĩ nghệ mơ.
Vận dụng lợi thế điều biến miễn dịch của TBGTM, Li và cộng sự đã đánh giá sự tái tạo sụn in vivo sử dụng TBGTM người và giá thể PCL trên mơ hình lợn. Kết quả
sau 6 tháng ghép vào vị trí tổn thương cho thấy vùng được ghép được sửa chữa hồn tồn và tạo thành mơ sụn giống với sụn trong và bề mặt trơn của sụn được khơi phục. Trong khi đĩ, vùng mơ được ghép giá thể PCL được cấy tế bào sụn đồng loại cĩ cấu tạo giống với sụn xơ và vùng tổn thương khơng được sửa chữa hồn tồn. Khơng cĩ bằng chứng ghi nhận các phản ứng miễn dịch xảy ra tại vùng mơ ghép. Qua đĩ, giá thể PCL được cấy TBGTM cĩ thể sửa chữa những tổn thương sụn một cách hiệu quả và cách tiếp cận này sẽ mang lại những hứa hẹn trong sự tái tạo sụn [101].
Năm 2016, nhĩm nghiên cứu của tác giả Ken Ye và cộng sự đã cơng bố kết quả chứng minh khả năng tạo mơ ghép sụn ứng dụng trong tái tạo sụn bằng sự kết hợp giữa TBGTM từ mỡ dưới xương bánh chè người với màng chân bì chuột trên mơ hình in
vitro [173].
Năm 2018, tác giả Ken Ye và cộng sự cũng đã thực hiện ghép màng chân bì vào khuyết sụn ở thỏ, bước đầu cho thấy màng chân bì là giá thể cĩ tiềm năng sử dụng trong sửa chữa sụn [175].
Năm 2019, nhĩm nghiên cứu của tác giả Gobbi Alberto và cộng sự đã cơng bố kết quả theo dõi ở người sau can thiệp điều trị thối hĩa khớp tổn thương sụn khớp gối bằng phương pháp ghép TBGTM/giá thể acid hyaluronic với thời gian trung bình là 8 năm cho thấy sự cải thiện về mặt lâm sàng [61].
1.9.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Ở Việt Nam đã cĩ những cơng trình nghiên cứu cĩ liên quan đến tế bào gốc thu nhận từ mơ mỡ chuột, từ mơ mỡ người để phục vụ nghiên cứu và ứng dụng lâm sàng nhằm tái tạo các khuyết hổng liên quan đến mơ mềm, tái tạo cấu trúc mơ, phẫu thuật thẩm mỹ hoặc bù đắp các khuyết hổng do chấn thương nhưng chưa nhiều. Những nghiên cứu ban đầu đã cố gắng điều trị tổn thương bề mặt sụn khớp chủ yếu sử dụng các phương pháp ghép mơ tự thân. Tiếp theo sau đĩ là ứng dụng tế bào gốc như tiêm tế bào gốc trực tiếp tại vùng bề mặt sụn bị tổn thương.
Năm 2006, nhĩm nghiên cứu của tác giả Tăng Hà Nam Anh và Lương Đình Lâm đã báo cáo thực hiện ghép sụn xương khớp gối tự thân bằng mổ mở khớp gối và sử dụng dụng cụ lấy xương tự chế tại Bệnh viện Chợ Rẫy với kết quả được đánh giá tốt [1]. Năm 2016, tác giả Bùi Hồng Thiên Khanh đã thực hiện ghép sụn xương tự thân
điều trị tổn thương sụn khớp gối bằng phẫu thuật nội soi tại Bệnh viện Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh. Tác giả đã chọn lọc bệnh nhân thối hĩa khớp gối khơng đáp ứng với điều trị nội khoa với tổn thương sụn 1 – 3cm2 cho kết quả khả quan và an tồn [5].
Năm 2014, Phạm Văn Phúc và cộng sự đã báo cáo 21 bệnh nhân bị thối hĩa khớp gối độ II – III cải thiện triệu chứng lâm sàng và trên MRI bằng cách tiêm TBGTM từ mỡ tự thân với huyết tương giàu tiểu cầu [25].
Năm 2015, nhĩm nghiên cứu của tác giả Dương Đình Tồn đã báo cáo sử dụng cơng nghệ tế bào gốc để điều trị thối hĩa khớp gối bằng cách tạo tổn thương dưới sụn và bơm khối tế bào gốc tự thân từ tủy xương của chính người bệnh. Kết quả cho thấy bước đầu khả quan và khơng cĩ biến chứng, triệu chứng đau gối được cải thiện ngay sau mổ 6 tuần, chức năng khớp gối được cải thiện rõ rệt sau mổ 3 và 6 tháng [7].
Tuy nhiên, việc sử dụng đơn thuần tế bào gốc để điều trị tổn thương bề mặt sụn khớp chưa cho thấy hiệu quả như mong đợi vì tế bào gốc khơng thể lắp đầy vùng tổn thương hoặc tái tạo hồn tồn vùng sụn bị tổn thương. Do đĩ, một giải pháp khác thay thế là kết hợp tế bào gốc và cơng nghệ vật liệu để tạo ra mảng ghép sụn nhằm cung cấp nguồn tế bào để tái tạo tế bào sụn và phần mơ sụn cần thiết để lắp đầy vùng sụn bị tổn thương.
Năm 2013, tác giả Huỳnh Duy Thảo và cộng sự đã tiến hành thu nhận thu nhận TBGTM từ mơ mỡ người [9], kết quả cho thấy quần thể tế bào thu nhận được mang đặc tính của TBGTM theo tiêu chuẩn của Hiệp hội tế bào gốc Hoa Kỳ, cĩ thể ứng dụng được trong nghiên cứu in vitro. Cũng trong năm 2016 tác giả và cộng sự đã thử nghiệm thành cơng nuơi cấy TBGTM từ mỡ người trên giá thể sinh học Gelatin- Alginate và khung Fibrin [10].
Năm 2014, tác giả Hồng Kc Hương và cộng sự đã thiết lập thành cơng quy trình thu nhận giá thể collagen từ màng chân bì da người [4].
Năm 2015, nhĩm nghiên cứu của tác giả Nguyễn Thị Thanh Giang tại Trung tâm Cơng nghệ Sinh học TP.HCM đã thử nghiệm nuơi cấy TBGTM biệt hĩa tế bào sụn trên giá thể ba chiều. Kết quả nghiên cứu của nhĩm bước đầu đánh giá khả năng sống
sĩt của TBGTM từ mơ mỡ trên màng bacterial cellulose [2].
Năm 2017, tác giả Đào Thị Thanh Thủy và cộng sự đã phân lập thành cơng TBGTM từ tủy xương thỏ và biệt hĩa thành tế bào sụn, kết hợp với giá thể polycaprolactone tạo nên tấm mơ sụn cơng nghệ mơ in vitro [39]. Nhĩm nghiên cứu của tác giả Đặng Thị Hà Thanh cũng đã tạo thành cơng tấm tế bào sụn từ giá thể collagen thu nhận từ da người kết hợp với TBGTM từ mơ mỡ người [8]. Cả 2 tấm mơ sụn được tạo từ cơng nghệ mơ trong 2 nghiên cứu trên đều cĩ hiện diện tế bào sụn và chất nền sụn đặc trưng, cho thấy tiềm năng ứng dụng trên lâm sàng rất cao.
Việc ứng dụng tế bào gốc thu nhận từ mơ mỡ để điều trị các khuyết hổng mơ mềm, tái tạo chức năng mơ, điều trị bỏng sâu hoặc mất mơ mềm do chấn thương thì