Mạch máu không phải là hình trụ thẳng. Chúng quanh co, thành những đường cong, xoắn ốc và uốn cong phức tạp. Khi máu được đưa đến, nó sẽ thay đổi cơ học chất lỏng và tương tác với thành mạch.
Ở người khỏe mạnh, những thay đổi này hài hòa với môi trường vi mô quanh co, nhưng khi bị bệnh, môi trường này có thể dẫn đến tình trạng dòng chảy rất phức tạp kích hoạt protein và tế bào cuối cùng dẫn đến cục máu đông.
Tiến sĩ Abhishek Jain, cho biết thách thức lớn trong y học là các thiết bị y tế được sử dụng để phát hiện cục máu đông và đánh giá tác dụng của thuốc chống đông máu hoàn toàn dựa trên hóa học.
Và dòng chảy không thông qua các mạch máu và xoắn tự nhiên, vốn là điều chỉnh vật lý của quá trình đông máu. Do đó, các chỉ số từ các hệ thống tĩnh hiện tại này không mang tính dự đoán cao và thường dẫn đến kết quả dương tính giả hoặc âm tính giả.
Để tiếp cận vấn đề từ một góc độ mới, các nhà nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của Jain tại Texas A & M đã thiết kế một microdevice bắt chước các mạch máu quanh co và tạo ra môi trường vi mô bị bệnh trong đó máu có thể nhanh chóng đông lại theo dòng chảy.
Và thiết bị đông máu sinh học này có thể được sử dụng để thiết kế và theo dõi các loại thuốc được dùng cho những bệnh nhân bị rối loạn đông máu. Nó có thể được sử dụng để phát hiện các rối loạn đông máu và được sử dụng trong y học chính xác, khi mà chúng ta muốn theo dõi các liệu pháp điều trị huyết khối hoặc chống huyết khối và tối ưu hóa phương pháp điều trị.
Sau khi phát triển thiết bị, nhóm nghiên cứu đã đưa nó vào lĩnh vực nghiên cứu thí điểm và phối hợp với các bác sĩ lâm sàng để thử nghiệm thiết bị với các bệnh nhân nhi trong tình trạng nguy kịch mà tim và phổi không hoạt động bình thường. Những bệnh nhân này đang cần máy oxy hóa màng ngoài cơ thể (ECMO), cung cấp hỗ trợ về tim và hô hấp để trao đổi oxy và carbon dioxide.
Một biến chứng phổ biến trong ECMO là đông máu, vì vậy bệnh nhân được dùng thuốc chống đông máu để ngăn ngừa đông máu. Tuy nhiên, máy ECMO cũng được biết là "tiêu thụ" protein đông máu và tiểu cầu, khiến bệnh nhân chống đông máu có nguy cơ chảy máu cao hơn. Bệnh nhân nhi được chống đông trên ECMO đặc biệt dễ bị chảy máu.
Các xét nghiệm đông máu dựa trên hóa học hiện nay rất tốn kém, mất thời gian, có thể không đáng tin cậy và cần có kỹ thuật viên lành nghề. Hệ thống vi lỏng dựa trên sự khéo léo của nhóm nghiên cứu không yêu cầu các hóa chất đắt tiền, nhanh chóng, với kết quả trong vòng 10 - 15 phút, sử dụng lượng mẫu máu thấp và dễ vận hành.
Jain giải thích: "Biên độ sai số về cơ bản là bằng không đối với những bệnh nhân này. Do đó, điều bắt buộc là tất cả các xét nghiệm, không chỉ xét nghiệm đông máu, phải hoạt động và cung cấp cho bác sĩ lâm sàng thông tin nhanh chóng và đáng tin cậy về bệnh nhân của họ để họ có thể cung cấp dịch vụ chăm sóc tốt nhất có thể”.
Nghiên cứu đã được thử nghiệm trên bệnh nhân thực tế, nhóm thực hiện đã chứng minh được thiết bị của họ có thể phát hiện chảy máu ở bệnh nhân chống đông với số lượng tiểu cầu thấp, có thể giúp hướng dẫn bác sĩ đưa ra quyết định lâm sàng dựa trên bằng chứng tốt hơn cho bệnh nhân của họ.
Đối với Jain và nhóm của ông, giai đoạn tiếp theo là các nghiên cứu lâm sàng tiếp tục so sánh phương pháp của họ với các phương pháp tiêu chuẩn và hy vọng chứng minh các lợi thế hiệu suất chính.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature's Scientific Reports.
