VinFuture 2025: Nhà khoa học Việt nói về hy vọng chế tạo tim nhân tạo gắn ngoài cơ thể

Tại sự kiện “Diễn thuyết truyền cảm hứng: Công nghệ đột phá tương lai” thuộc Tuần lễ Khoa học – Công nghệ VinFuture 2025, PGS Đỗ Thanh Nhỏ, nhà khoa học Việt Nam hiện công tác tại Đại học New South Wales (UNSW), Australia đã nói về hy vọng phát triển trái tim nhân tạo.

Theo PGS. Đỗ Thanh Nhỏ, hệ tuần hoàn là cơ quan kì diệu giúp duy trì sự sống, đập 2 tỷ nhịp trong đời một người thọ trung bình 70-80 tuổi, lượng máu có thể làm đầy 80 bể bơi tiêu chuẩn Olympic.

Song tim mạch là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên toàn cầu. Những bệnh lý như suy tim, đột quỵ, hở van tim hay rối loạn đông máu mỗi năm cướp đi hơn 20,5 triệu sinh mạng. Riêng tại Việt Nam, số ca tử vong liên quan đến tim mạch lên tới 261.000 trường hợp mỗi năm, trong khi 1,6 triệu người đang phải sống chung với suy tim và chịu rủi ro thường trực về tính mạng.

“Cục máu đông khiến vỡ động mạch đột quỵ, mô máu chết đi. Hoặc bệnh về van tim, bệnh nhồi máu vì tắc nghẽn cơ tim. Các bệnh này xảy ra rất nhanh và suy tim, sơ cứng tim… là giai đoạn cuối của bệnh tim mạch”, PGS. Đỗ Thanh Nhỏ miêu tả về quá trình diễn biến của bệnh tim.

Nói về những khó khăn trong việc điều trị bệnh, như với bệnh nhân có vấn đề về van tim, theo PGS. Đỗ Thanh Nhỏ, can thiệp thông qua ống thông TMVI hỗ trợ tâm thất trái để bơm máu cho tim, thiết bị khó thích ứng với cơ thể, liệu thể trạng bệnh nhân có phù hợp để sử dụng ống thông, rỉ máu quanh van gần 68,5% bệnh nhân không sử dụng được TMVI.

Hay như bệnh suy tim, gần 64 triệu người thì gần 50% trường trường hợp HFrEF (suy tim có phân suất tống máu giảm) sử dụng phương pháp cấy hỗ trợ tâm thất trái LVADs, duy trì bơm máu và giữ sự sống cho bệnh nhân. Nhưng 43% bệnh nhân lại bị suy tâm thất phải, chức năng không được khớp với nhau và thất bại khiến bệnh nhân không thể kéo dài

“Thách thức lâm sàng hiện nay khoa y học phải đương đầu là gì? Thay vì được cấy vào cơ thể người thì thiết bị bên ngoài cơ thể có thể giúp cho sự sống không?”, PGS. Đỗ Thanh Nhỏ đặt vấn đề.

Theo PGS. Đỗ Thanh Nhỏ, một “trái tim nhân tạo mềm có nhịp đập” được thiết kế riêng cho từng bệnh nhân, có thể tái hiện chính xác chuyển động, áp suất và dòng máu của một trái tim thật. Trái tim này sẽ giúp bác sĩ tìm ra chính xác những bệnh nhân phù hợp, tiến hành những cuộc thử nghiệm thiết bị tim mạch mới, diễn tập các ca phẫu thuật phức tạp và xác định được rủi ro trước khi vào phòng mổ, từ đó nâng cao đáng kể độ an toàn và tỷ lệ thành công trong việc điều trị bệnh.

PGS. Đỗ Thanh Nhỏ cho biết, trong ngắn hạn, có thể xây dựng tim robot mềm. Còn trong dài hạn có thể sản xuất trái tim bằng vật liệu mềm để thay thế được tim người. Để làm được điều này cần phối hợp trong nghiên cứu, y học, công nghệ vật liệu, để có thể làm được.

Robot có thể “đọc” được ý định vận động của người bệnh

Cũng tại sự kiện, Giáo sư Raymond Tong, Đại học Trung văn Hong Kong (Trung Quốc) đã đem đến sự kiện công trình nghiên cứu “Bàn tay Hy vọng” (Hand of Hope), một bộ khung xương robot có thể “đọc” được ý định vận động của người bệnh và hỗ trợ họ cử động trở lại, tái đào tạo não bộ thông qua hành động.

Ông cũng giới thiệu XoMuscle, một loại cơ nhân tạo lấy cảm hứng từ sinh lý tự nhiên, mềm mại, mạnh mẽ và có thể mang mặc được, tái định nghĩa quá trình phục hồi chức năng - nơi sự thoải mái và phẩm giá của bệnh nhân được đặt ở trung tâm.

“Tổn thương vùng não bộ, liệt nửa người, không nâng chân tay hay việc sinh hoạt cơ bản của cuộc sống, cần có người chăm sóc và hỗ trợ khiến rất nhiều bệnh nhân khóc và muốn lấy lại cuộc sống độc lập”, Giáo sư Raymond Tong cho biết.

Thông qua chụp chiếu MRI và nhiều phương pháp, có thể thấy trong não khi muốn di chuyển bàn tay, robot bàn tay phải kết nối chuyển động với tín hiệu thần kinh. Bên cạnh đó, một yêu cầu được đặt ra là cần cải tiến từ robot bàn tay gọn nhẹ hơn, linh hoạt hơn, rồi đến robot cổ chân, nẹp tập đi… áp dụng nghiên cứu để tạo ra các sản phẩm phục hồi chức năng khác.

XoMuscle là cơ nhân tạo mạnh nhất kết hợp não bộ với máy tính. Hơn 300 bệnh nhân cả người già và trẻ nhỏ được hỗ trợ đều hiệu quả. Từ nắm chai nước tới cầm trái bóng, vật thể nhỏ, bút…tập tay thuận rồi tay không thuận.

Sử dụng tín hiệu điện từ cơ EMG, sau này là kết nối với máy thì hiệu quả hơn, lúc đầu 10% bệnh nhân phục hồi được khi robot hỗ trợ nhưng hiện tại lên đến 80%. Cơ đùi, cơ cánh tay thì sao? XoMuscle có thể nâng được bình nước 20kg, chuyển từ vật liệu cứng sang mềm để giúp co giãn tốt hơn.

Thông qua những thị phạm công nghệ thực tiễn và câu chuyện từ những bệnh nhân, Giáo sư Tong đã đưa tới một tương lai nơi khoa học kỹ thuật không chỉ tạo ra máy móc mà còn tái tạo cuộc sống con người.