1.4.8.1. Cấu trúc sợi của khung fibrin
Khi fibrinogen bị phân hủy bởi thrombin, các monomer tập hợp thành các sợi nhỏ. Các sợi này sẽ hình thành nên mạng lưới không gian ba chiều (3D-three dimensional). Các quan sát dưới kính hiển vi điện tử cho thấy rằng các sợi fibrin riêng lẻ có kích thước rất khác nhau: từ tiền sợi fibril nhỏ chỉ gồm 2 phân tử fibrin liên kết chéo với nhau cho đến những sợi lớn gồm nhiều sợi liên kết chéo nhau tạo thành một nút có đường kính lên đến 200 nm [47].
Phương pháp đo lường quét ánh sáng và độ đục chỉ ra rằng cấu trúc các khung fibrin khác nhau thì khác nhau: khung thơ có những lỗ lớn và những sợi dày; khung mịn có những lỗ nhỏ hẹp được tạo thành từ những sợi mảnh. Có nhiều yếu tố tác động lên cấu trúc của khung như nồng độ của chất phản ứng, pH, độ bền của ion. Khi nồng độ CaCl2 tăng lên thì đường kính sợi và độ dài sợi trung bình cũng tăng lên [59]. Việc tăng nồng độ thrombin làm giảm bớt thời gian đông và sẽ tạo nên những sợi với chiều dài và đường kính nhỏ hơn [59;64]. Mật độ các nút cũng như các sợi tăng lên nhiều lần khi nồng độ thrombin tăng lên, trong khi đó các thơng số này sẽ giảm xuống khi nồng độ CaCl2 tăng lên [71;72].
Các đặc điểm của mạng lưới cũng được mô tả bằng cách sử dụng kính hiển vi điện tử quét ở nhiệt độ đông lạnh (cryo-SEM). Kỹ thuật này cho phép đánh giá cấu trúc khung mà không cần phải đông khô. Người ta thấy rằng nếu nồng độ CaCl2 tăng lên từ từ khi mà nồng độ thrombin và fibrinogen khơng đổithì hình dạng của mạng lưới thay đổi một cách đáng kể, từ một cấu trúc đẳng hướng ở nồng độ CaCl2 thấp thành những sợi định hướng cao ở nồng độ CaCl2 cao hơn. Thêm vào đó, người ta còn thấy rằng nồng độ ion Ca càng tăng thì càng gây ra sự kết khối sợi và sự hình thành các cụm lớn đồng tồntại với những sợi mịn. Nếu nồng độ thrombin thay đổi và nồng độ calcium và nồng độ fibrinogen khơng đổi thì chỉ gây ra những thay đổi rất nhỏ trong hình dạng của khung [77].
1.4.8.2. Đặc tính cơ học của khung fibrin
Những thí nghiệm ban đầu về đặc tính cơ học của khung fibrin đã công bố những đặc điểm đàn hồi của fibrin như sau [3]:
(1) Với sức căng nhỏ, trong khoảng thời gian ngắn thì fibrin có độ đàn hồi/tính mềm dẻo gần như hồn hảo;
21
(2) Với loại khung khơng có liên kết chéo của các tơ fibrin, quan sát thấy có sự “dão” (creep) chậm dưới lực căng không đổi, tuy nhiên ứng suất ban đầu vẫn duy trì gần như khơng đổi;
(3) Với loại khung khơng có liên kết chéo của các tơ fibrin, sau khi tác động một lực kéo căng rồi ngưng tác động thì nhận thấy khối gel phục hồi khơng hồn tồn; (4) Với cả khung mịn và khung thô khi có sự hiện diện của nhân tố XIII và Ca2+
, sự “dão” cơ bản được loại bỏ.
Nồng độ fibrinogen tăng lên làm tăng độ rắn chắc của khối đông. Ảnh hưởng của các thành phần khác trong khung fibrin lên độ đàn hồi/tính mềm dẻo cũng đã được nghiên cứu. Nồng độ ion Ca giảm xuống dưới mức 10mM sẽ làm giảm suất biến dạng của gel. Khi có sự hiện diện của nhân tố XIII thì tính cứng nhắc/rít của khung sẽ tăng lên một cách cơ bản và sự dão hay sự biến dạng không thuận nghịch (biến dạng không hồi phục) bị giảm xuống bởi sự ổn định các tương tác giữa các tiền fibril trước khi kết khối lại, nhờ đó làm tăng độ cứng của sợi [10].
Người ta thấy rằng các đặc tính cơ học của bất kỳ mạng lưới phân nhánh nào cũng phụ thuộc vào đặc tính cơ học của từng sợi riêng lẻ. Đặc tính cơ học của từng sợi fibrin riêng lẻ khi có/khơng có nhân tố XIII cũng đã được Liu và cộng sự nghiên cứu. Liu và cộng sự đã chứng minh rằng tính đàn hồi và tính kéo dãn tăng lên trong những khối gel có liên kết chéo, các liên kết chéo ở đây chỉ sự sắp xếp thẳng hàng của những liên kết chéo dọc theo những sợi trục [64].
1.4.8.3. Đặc tính bám dính của khung fibrin
Một yêu cầu khác của vật liệu dán dính mơ là khả năng giữ mơ lại với nhau với lực đủ mạnh và thời gian đủ lâu. Đặc tính kết dính của khung fibrin đã được một số nhóm các nhà nghiên cứu quan tâm nghiên cứu sử dụng các kỹ thuật khác nhau như là đánh giá sự biến dạng, sức căng và sự phồng giộp. Có nhiều loại mơ khác nhau và cũng sẽ có tương ứng nhiều phương pháp đánh giá khác nhau, tùy thuộc vào yêu cầu của từng trường hợp phẫu thuật riêng biệt. Nhiều phương pháp tạo khung khác nhau đã được phát triển trong nỗ lực để đạt được những sản phẩm có độ kết dính cao từ kết quả của những đánh giá trên.
Mức độ dán dính mơ của khung fibrin tự thân được kiểm tra bằng thử nghiệm dán dính. Thử nghiệm này bao gồm 2 mảnh màng mơ người dính với nhau và kết nối với một sợi dây lụa nhỏ và một cái thiết bị đo trọng lượng. Người ta thấy rằng mức độ dán dính mơ của khung fibrin có mối liên hệ trực tiếp với nồng độ của fibrinogen. Các sản phẩm khung fibrin thương mại cho thấy có mức độ dán dính cao hơn khung fibrin tự thân trong vịng 10 phút sau khi dán dính. Tuy nhiên, sau 30 phút dán dính thì khung fibrin tự thân cho thấy có độ dán dính cao hơn [33; 62; 70]
22