Cột sống nhân tạo giúp người bị tổn thương tủy sống phục hồi khả năng vận động
Đây là sản phẩm của nhóm các chuyên gia nghiên cứu Đại học Melbourne và Bệnh viện Hoàng gia Melbourne có thể giúp những người bị tổn thương tủy sống phục hồi khả năng vận động bằng cách sử dụng năng lực trí não mà không cần thiết phải tiến hành một cuộc phẫu thuật não có nguy cơ gặp các biến chứng.
Tiến sĩ Thomas Oxley, tác giả của công trình nghiên cứu cột sống nhân tạo (Bionic Spine) cho biết: "Mục đích của chúng tôi trong việc chế tạo ra cột sống nhân tạo là khôi phục chức năng và khả năng hoạt động của chân, tay cho các bệnh nhân bị liệt hoàn toàn từ nửa thân cho đến toàn thân. Các tín hiệu chỉ huy từ não bộ sẽ được xử lý và truyền tải đến các bộ phận hỗ trợ với tốc độ không khác gì người bình thường, do đó có thể coi đây là một dạng tủy sống thay thế".
Cột sống nhân tạo này hoạt động dựa trên một stent điện cực, còn gọi là "stentrode", được cấy vào mạch máu nằm trong não của bệnh nhân, kèm theo một nguồn điện và máy phát chèn vào dưới vùng da phía trước vai. Hệ thống mới sẽ tạo ra một chỉ số BMI (thiết bị cấy ghép não) xâm lấn tối thiểu, giúp diễn dịch suy nghĩ thành hành động.
 |
| Stent điện cực chỉ dài khoảng 3cm. |
Điểm đặc biệt, thiết bị này có độ dài khoảng chừng 3cm và rộng khoảng vài mm. Ưu điểm này khiến công việc phẫu thuật cấy ghép trở nên đơn giản hơn rất nhiều vì các bác sĩ chỉ cần tạo một vết nhỏ ở phần gáy của bệnh nhân và "thả" thiết bị này vào là nó sẵn sàng hoạt động.
Sau khi theo các mạch máu tiếp cận khu vực vỏ não kiểm soát hoạt động của các cơ bắp, cột sống nhân tạo đã sẵn sàng để giúp các bệnh nhân bại liệt thực hiện những bước đi hoặc những cái bắt tay đầu tiên sau một thời gian dài.
Toàn bộ quá trình phẫu thuật và kích hoạt thiết bị này chỉ diễn ra trong vòng vài tiếng đồng hồ. Tiến sỹ Oxley cũng cho biết, thiết bị này sẽ hạn chế những nguy cơ rủi ro nhiễm trùng của những ca phẫu thuật gắn chip điện tử vào não trước đó vì bộ não hoàn toàn không phải chịu tác động của tiến trình phẫu thuật.
Như vậy thì stentrode được cấy vào mạch máu như thế nào? Nó được đưa vào phần sau gáy bệnh nhân nhờ sử dụng một ống thông dạng xoắn được làm từ nitinol - hợp kim của niken và titan.
"Công nghệ này thực sự thú vị"- Giáo sư Terry O'Brien, người đứng đầu khoa Y của Đại học Melbourne, thuộc Bệnh viện Hoàng gia Melbourne (Australia) cho biết: "Đây là lần đầu tiên chúng tôi đã có thể chứng minh và phát triển một thiết bị cấy ghép mà không cần phẫu thuật lớn, để giám sát hoạt động não. Nó khá đơn giản và an toàn cho bệnh nhân". Trước khi chính thức tiến hành thử nghiệm trên người, thiết bị này đã trải qua quá trình thử nghiệm trên cừu và chứng minh được hiệu quả.
 |
| Quy trình cấy stent điện cực vào mạch máu nằm trong não của bệnh nhân. |
"Sau khoảng 10 ngày cấy ghép hoặc 2 tuần, thiết bị gần như hấp thụ vào thành tĩnh mạch, các tín hiệu điện tiếp tục trở nên rõ ràng và mạnh hơn, lên đến 190 hertz, mạnh mẽ như tín hiệu trước đây ghi lại bằng phẫu thuật não xâm lấn phức tạp", Giáo sư Clive May từ Viện Khoa học thần kinh và sức khỏe tâm thần Florey, người tiến hành các thử nghiệm lâm sàng trên con cừu, cho biết.
Trước khi cấy ghép, bệnh nhân sẽ được yêu cầu tưởng tượng di chuyển cánh tay trái, phải của họ lên và xuống, cũng như di chuyển bàn tay đi theo các đối tượng xuất hiện trên màn hình máy tính. Quá trình này sẽ tạo ra một bản đồ ảo của vỏ não vận động, giúp các bác sĩ phẫu thuật cấy ghép thiết bị chính xác vào vị trí thích hợp.
Theo báo cáo mới nhất, thiết bị này sẽ được đưa vào các mạch máu được nối đến não thông qua một ống thông. Khi thiết bị này đã chạm đến trung tâm vận động của não, chính là nơi các xung thần kinh có thể kiểm soát hoạt động của cơ bắp, thì bionic spine sẽ được giữ lại, khi đó ống thông sẽ được lấy ra. Các điện cực nhỏ xíu sẽ được gắn chặt vào các thành tĩnh mạch và chúng bắt đầu tiếp nhận tín hiệu từ những trung tâm vận động xử lý của não.
Những tín hiệu này theo đó sẽ được chuyển đến một thiết bị cấy vào các vùng da trước vai của người bệnh. Đội ngũ nghiên cứu cho biết, các bệnh nhân bị liệt trong thời gian dài sẽ gặp nhiều khó khăn khi tiếp xúc với thiết bị này nên họ đã soạn hẳn một giáo án tập luyện để hướng dẫn những người bệnh từng bước phục hồi phản xạ và khả năng vận động.
15 năm trước đây, khái niệm "bionic" xuất hiện trong y học được hiểu là sự kết hợp giữa sinh học và điện tử với thử nghiệm thực tế qua sản phẩm cánh tay sinh học dành cho những bệnh nhân bị thiếu, mất tay do bẩm sinh hoặc do tai nạn. Cánh tay sinh học gắn vào người bệnh được điều khiển trực tiếp từ bộ não. Cơ sở cho phương pháp này có tên là "tái kích thích thần kinh có mục đích cho cơ bắp".
Nhược điểm của thiết bị này là quá cồng kềnh và người được gắn chi sinh học phải vận động thường xuyên và nó khá bất tiện trong việc di chuyển, lại dễ gây ảnh hưởng lâu dài đến cột sống.
