Nhà khoa học gốc Việt phát triển trái tim ngoài lồng có thể thay thế tim người

PGS Đỗ Thanh Nhỏ được Tổ chức Y tế thế giới bình chọn là Người thúc đẩy y tế tương lai do những nghiên cứu đột phá về trái tim robot, mang lại hy vọng cho hàng triệu bệnh nhân.

Là một trong số diễn giả tham gia diễn thuyết truyền cảm hứng tại phiên mở màn Tuần lễ khoa học VinFuture 2025, sáng 2/12, PGS Đỗ Thanh Nhỏ, 40 tuổi, Đại học New South Wales (UNSW) Sydney, mang đến nhiều cảm xúc cho người nghe khi giới thiệu về trái tim nhân tạo do ông và nhón nghiên cứu phát triển.

Nghĩ khác đi để cứu nhiều người hơn

Ông Đỗ Thanh Nhỏ là Phó giáo sư tại Đại học New South Wales (UNSW), Úc. Ông đồng thời là Giám đốc Phòng thí nghiệm Robot Y tế UNSW, tiên phong nghiên cứu về trái tim nhân tạo - thường được gọi là trái tim robot mềm. Đây là một mô hình trái tim nhân tạo phát triển ngoài cơ thể - giải pháp mang tính đột phá, khác biệt hoàn toàn với phương pháp can thiệp tim truyền thống.

Nghiên cứu này của PGS Đỗ Thanh Nhỏ xuất phát từ nỗi trăn trở của ông về sự hạn chế của can thiệp tim mạch bằng việc đưa thiết bị vào trong cơ thể người hiện nay.

Theo PGS Đỗ Thanh Nhỏ, tim mạch là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu hiện nay. Tại Việt Nam, khoảng 33% số ca tử vong liên quan đến tim mạch, 1,6 triệu người đang sống chung với suy tim và xu hướng ngày càng tăng.

Trong khi đó, các can thiệp phẫu thuật hiện nay như cấy ghép thiết bị hoặc can thiệp van tim qua ống thông, đang đối mặt với nhiều thách thức. Bác sĩ thường đưa ra quyết định phẫu thuật dựa trên hình ảnh tĩnh, tiền sử y khoa.

Song, mỗi trái tim là duy nhất về hình dạng, chuyển động và đặc tính cơ học, khiến việc đánh giá của bác sĩ dễ bị sai lệch hoặc lập kế hoạch điều trị chưa tối ưu và làm tăng nguy cơ biến chứng hậu phẫu. 

Trái tim người đập 60-100 lần mỗi phút và trong 70 năm có thể đạt 2,5-3 tỷ nhịp. Tim khỏe mỗi phút bơm 5-6 lít máu, tương đương khoảng 200 triệu lít máu trong cả đời. Nhưng sự bền bỉ đó không tồn tại ở mọi người.

Ông Đỗ Thanh Nhỏ cũng dẫn con số khoảng 60,8% bệnh nhân không thể sử dụng phương pháp can thiệp van hai lá qua ống thông (TMVI) do các biến chứng như tắc nghẽn đường ra tâm thất trái hoặc rò rỉ máu qua van. 

Trong điều trị suy tim, nhiều bệnh nhân sau phẫu thuật cấy thiết bị hỗ trợ tâm thất trái (LVAD) bị suy tâm thất phải vì các chức năng trong tim không kết nối đồng bộ. Đặc biệt, tại Việt Nam, mới chỉ có một ca được cấy ghép thiết bị LVAD, cho thấy khó khăn trong việc áp dụng rộng rãi phương pháp can thiệp xâm lấn này.

Ghép tim được xem là phương pháp tối ưu, nhưng lại không dễ dàng triển khai do khan hiếm nguồn hiến tạng. Phần lớn bệnh nhân cần ghép tim không thể chờ được đến khi có tim phù hợp để ghép.

Đột quỵ xảy ra khi máu lên não bị tắc. Bệnh van tim khiến máu chảy ngược. Nhồi máu cơ tim chỉ bắt đầu từ một điểm tắc nhỏ nhưng có thể dẫn đến tử vong rất nhanh. Không chỉ vậy, nhiều bệnh lý khác cũng dẫn đến suy tim.

Nhưng ngay cả khi có kỹ thuật can thiệp hiện đại, rủi ro vẫn luôn tồn tại. Với bệnh hở van hai lá, một nửa số bệnh nhân không phù hợp phẫu thuật mở, phải can thiệp qua da. Tuy nhiên, có đến 40% gặp tắc nghẽn sau thay van. "Làm sao dự đoán được rủi ro và chọn đúng bệnh nhân?", ông đặt câu hỏi.

Với suy tim, trong 64 triệu bệnh nhân trên thế giới, chỉ 4.000 người được ghép tim mỗi năm. Nhiều người phải dùng bơm hỗ trợ thất trái (LVAD), nhưng 43% trường hợp có thể gặp suy thất phải sau cấy ghép. Theo PGS Nhỏ: "Nếu dựng được trái tim bệnh nhân ngoài cơ thể, chúng ta có thể biết trước chuyện gì xảy ra khi đặt thiết bị vào".

Trong bối cảnh đó mô hình "tim nhân tạo mềm có nhịp đập" được nhóm của ông phát triển mang lại hy vọng cho những người bị suy tim trên toàn cầu. Thiết bị làm từ vật liệu có tính đàn hồi cao, mô phỏng được chuyển động xoắn, co bóp và dòng máu như tim thật. Khi được cá thể hóa theo dữ liệu từng bệnh nhân, mô hình giúp bác sĩ kiểm tra, mô phỏng và đánh giá rủi ro trước khi vào phòng mổ.

Tim nhân tạo do ông phát triển gồm tâm thất trái, tâm nhĩ trái và động mạch chủ, được dựng từ dữ liệu MRI, CT, siêu âm của từng bệnh nhân. Trái tim này tái tạo các thông số của tim thật, hỗ trợ việc chẩn đoán, điều trị các bệnh lý về tim mạch.

Trái tim robot này 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. Thay vì cấy thiết bị vào bên trong cơ thể như công nghệ truyền thống, thiết bị này đặt bên ngoài, có thể kết nối trực tiếp với tâm thất trái, tăng tốc độ áp suất bên trong buồng tim, phục hồi chức năng co bóp, đồng thời giảm nguy cơ nhiễm trùng. 

Theo PGS Đỗ Thanh Nhỏ, tim nhân tạo giúp thử nghiệm van tim nhân tạo, huấn luyện kỹ thuật can thiệp, phát triển công cụ phẫu thuật và dự đoán hiệu quả thiết bị trước cấy ghép. Một ứng dụng quan trọng khác là mô phỏng suy tim phân suất tống máu bảo tồn - dạng bệnh chiếm 50% ca suy tim nhưng khó tái hiện. "Bằng cách điều khiển độ giãn của cơ tim, chúng tôi có thể tái tạo áp lực giống hệt bệnh nhân thật", ông giải thích.

Bệnh tim mạch là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu, với hơn 19 triệu người, chiếm hơn 30% ca tử vong, theo Tổ chức y tế thế giới (WHO). Đến năm 2050, số ca mắc bệnh tim mạch có thể tăng lên 729,5 triệu. Tại Việt Nam, mỗi năm có khoảng 261.000 ca tử vong do bệnh tim mạch. Ước tính có từ 300.000 đến 1,6 triệu người Việt đang phải sống chung với suy tim. "Mục tiêu của tôi là góp phần thay đổi tương lai chăm sóc sức khỏe trong nhiều thập kỷ tới", PGS Đỗ Thanh Nhỏ nói.

Từ con một gia đình nông dân Nam bộ đến nhà nghiên cứu xuất sắc thế giới

Ông sinh năm 1985 tại huyện Gò Dầu, tỉnh Tây Ninh cũ trong một gia đình đều là nông dân. Năm 2004, theo học lớp kỹ sư tài năng, chuyên ngành kỹ thuật chế tạo của Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TPHCM. 

Năm 2011, ông nhận học bổng toàn phần cho chương trình tiến sĩ, chuyên ngành robot mổ tại Đại học Công Nghệ Nanyang, Singapore. Sau đó, ông sang Mỹ làm nghiên cứu sinh sau tiến sỹ tại Đại học California và cuối cùng đến giảng dạy tại Đại học New South Wales, Úc theo chương trình thu hút nhân tài.

PGS Đỗ Thanh Nhỏ được nhận hơn 30 giải thưởng và danh hiệu như Giải thưởng Khoa học Young Tall Poppy năm 2024, Giải thưởng Nghiên cứu của Google, Giải thưởng Người hướng dẫn xuất sắc Arc PGC, Top 4 Robot của năm 2023 do Reuters bình chọn và là người Thúc đẩy Y tế Tương lai do Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) bình chọn. PGS. Đỗ Thanh Nhỏ đã kêu gọi được hơn 15 triệu đô la tài trợ từ ARC, NHMRC, Quỹ Trái tim (Heart Foundation), NSW Health…

Các nghiên cứu khoa học của PGS Đỗ Thanh Nhỏ đã được công bố trên các phương tiện truyền thông hàng đầu như Reuters, The Washington Post, Engineers Australia, IEEE Spectrum, ASME. Ông cũng là nhà phát minh với 12 bằng sáng chế quốc tế, trong đó có một số phát minh đã được thương mại hóa.

Trong chương trình diễn thuyết truyền cảm hứng thuộc khuôn khổ Tuần lễ Khoa học - Công nghệ VinFuture, PGS Đỗ Thanh Nhỏ bày tỏ mong muốn sẽ tạo ra một sản phẩm giúp các thiết bị y tế được kiểm tra an toàn trước khi sử dụng trên bệnh nhân, đặc biệt là những bệnh nhân ở vùng sâu, vùng xa, nơi khó tiếp cận công nghệ y tế hiện đại. 

Và trái tim robot mềm nhân tạo là 1 trong các hướng nghiên cứu chính của PGS Đỗ Thanh Nhỏ. Ông còn là nhà khoa học nổi bật trong nghiên cứu robot phẫu thuật, vật liệu robot, các cơ quan nhân tạo, khung xương ngoài, công nghệ xúc giác (haptic)... Trước khi theo đuổi và thành công với Y sinh, PGS Đỗ Thanh Nhỏ là một kỹ sư cơ khí đến từ Việt Nam.

Hiện nay, ông đang hợp tác với Bệnh viện 108 cùng một số trường đại học Việt Nam như Đại học Bách khoa Hà Nội, Đại học Bách khoa TPHCM để tiếp tục phát triển và ứng dụng trái tim robot, với hy vọng sẽ ứng dụng thành công tại Việt Nam, giúp các bác sĩ chẩn đoán và lựa chọn phương pháp điều trị tốt hơn cho bệnh nhân tim mạch.

Tổng hợp theo vnexpress.net; dantri.com; kenh14.vn