Lược sử bảo quản nội tạng chờ cấy ghép

Cấy ghép nội tạng là một trong những thành tựu nổi bật của y học hiện đại. Trên khắp thế giới, mỗi năm có khoảng 139.000 ca cấy ghép. Một trong những câu chuyện thành công gần đây là ca ghép hai lá phổi đầu tiên cho một bệnh nhân nhiễm Covid-19 ở Trung Quốc, căn bệnh do virus SARS CoV-2 gây ra.

Hoạt động cấy ghép nội tạng chỉ trở nên phổ biến cách đây khoảng vài thập kỷ. Năm 1954, một nhóm bác sĩ phẫu thuật do tiến sĩ Joseph Murray ở Boston (Mỹ) đứng đầu đã thực hiện thành công ca ghép thận đầu tiên giữa hai cặp song sinh giống hệt nhau Richard và Ronald Herrick. Đáng tiếc là người nhận chỉ sống thêm được 8 năm.

Tuy nhiên, câu chuyện không thực sự bắt đầu ở đó. Việc cấy ghép các bộ phận trên cơ thể xuất hiện sớm nhất vào thế kỷ thứ ba, khi các bác sĩ người Ả Rập Cosmos và Damien miêu tả ca cấy ghép chân thành công trong một số bức vẽ nổi tiếng.

Để quá trình cấy ghép nội tạng có thể thực hiện về mặt y tế, trước tiên các nhà khoa học phải tìm cách bảo quản chúng trong thời gian dài. Nếu tách chúng ra khỏi cơ thể mà không có các biện pháp bảo quản thích hợp, tình trạng của chúng sẽ nhanh chóng xấu đi và bắt đầu bị phân hủy. Do đó, khoa học về bảo quản nội tạng là nền tảng cho sự thành công của các ca cấy ghép phức tạp ngày nay.

Từ cuối thế kỷ 18, vào thời kỳ Cách mạng Pháp, giới khoa học đã tìm cách xác định các bộ phận của não và cơ thể cần thiết để duy trì sự sống. Julien Jean Cesar le Gallois, nhà sinh lý học người Pháp sinh năm 1770, đã thực hiện một loạt thí nghiệm, trong đó ông tiêm máu trở lại đầu, tay chân và các cơ quan bị cắt rời để xem liệu chúng có thể hồi sinh hay không. Năm 1887, nhà nghiên cứu về thần kinh Jean-Baptiste Vincent Laborde tiếp nối nghiên cứu của Gallois với một nỗ lực khủng khiếp nhằm hồi sinh đầu của một tù nhân bị chém bằng máu tươi. Tất nhiên, họ đều không thành công. Trong một nỗ lực khác, Laborde tuyên bố đã giữ cho đầu tù nhân sống sót trong một phút, mặc dù không có gì ngạc nhiên khi tù nhân không bao giờ tỉnh lại sau cuộc hành quyết.

Từ những thí nghiệm có phần ghê sợ này, họ đã đặt nền móng cho sự hiểu biết của chúng ta về vai trò của các cơ quan riêng lẻ và ý tưởng giữ chúng “sống” khi bị tách rời khỏi cơ thể bằng cách phục hồi lại sự lưu thông máu.

Đến thế kỷ 20, nhà phẫu thuật và nhà sinh vật học người Pháp Alexis Carrel đã có nhiều thành tựu mới về khoa học bảo quản nội tạng. Phần lớn nghiên cứu của ông tập trung vào việc giữ cho các mô và cơ quan sống bên ngoài cơ thể, bằng cách cho chất lỏng nuôi cấy mô chảy tuần hoàn qua chúng. Thành tựu nổi bật nhất của ông là phát minh ra kỹ thuật khâu mạch máu, yếu tố then chốt cho việc cấy ghép nội tạng sau này.

Vào đầu những năm 1900, kỹ sư người Mỹ nổi tiếng Charles Lindbergh đã sáng chế máy bơm truyền dịch: một thiết bị chứa một loạt hộp kính có thể bảo quản các cơ quan ở nhiệt độ bình thường và thấp. Thiết bị này sẽ bơm huyết thanh ấm chảy qua các cơ quan để giữ cho chúng “sống” bên ngoài cơ thể hàng giờ đồng hồ.

Do ảnh hưởng của Chiến tranh Thế giới thứ hai nên nghiên cứu của Charles Lindbergh bị dừng lại đột ngột. Tuy nhiên, các kết quả nghiên cứu của ông đã trở thành cơ sở cho việc thiết kế và phát triển các kỹ thuật bảo quản nội tạng hiện đại. Máy bơm truyền dịch của ông cũng được sử dụng rộng rãi cho các ca phẫu thuật tim, phổi sau này.

Trước sự phát triển của những kỹ thuật hiện đại, các bác sĩ phẫu thuật vào đầu thập niên 1960 sẽ cố gắng đảm bảo khoảng thời gian từ khi lấy nội tạng từ người hiến tặng đến khi cấy ghép ở mức tối thiểu. Việc bảo quản thành công các cơ quan nội tạng bên ngoài cơ thể là một bước tiến đột phá, cho phép các bác sĩ tiến hành cấy ghép nội tạng có nguồn gốc từ cả những người hiến tặng còn sống và đã qua đời.

Đến cuối thập niên 1960, bác sĩ phẫu thuật người Mỹ Folkert Belzer phát triển một loại máy cho phép truyền dịch đến các cơ quan ở nhiệt độ thấp. Ông có thể giữ cho thận chó nguyên vẹn trong thời gian tối đa ba ngày bằng dung dịch chứa huyết tương. Ông cũng tạo ra một hệ thống di động cho phép vận chuyển nội tạng, nhưng thiết bị này khá cồng kềnh và nặng nề.

Khi nhu cầu cấy ghép nội tạng ngày càng tăng, chúng ta cần phải có những phương pháp bảo quản nội tạng đơn giản hơn. Bác sĩ phẫu thuật người Úc Geoffrey Collins là người đầu tiên giới thiệu kỹ thuật bảo quản nội tạng trong đá lạnh. Theo đó, cơ quan nội tạng sẽ được lưu trữ trong hộp đá chứa một dung dịch đặc biệt giúp ngăn ngừa tổn thương tế bào. Bác sĩ phẫu thuật có thể bảo quản các cơ quan nội tạng theo cách này trong vòng tối đa 24 giờ.

Đến thập niên 1980, bác sĩ phẫu thuật người Anh Neville Jamieson cùng với hai nhà khoa học người Mỹ bao gồm James Southard và Belzer đã phát triển dung dịch UW có khả năng bảo quản các cơ quan nội tạng ở nhiệt độ thấp. Đây là dung dịch tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi trong việc cấy ghép nội tạng ngày nay.

Trong 60 năm qua, quy trình cấy ghép nội tạng ngày càng hoàn thiện và có những bước tiến đáng kể. Nhiều kỹ thuật phẫu thuật mới đã được áp dụng để tăng số lượng các ca cấy ghép từ những người hiến tặng còn sống. Ví dụ, tiến sĩ Lloyd Ratner tại Đại học Johns Hopkins ở Baltimore (Mỹ) đã thực hiện thành công ca phẫu thuật cắt thận nội soi đầu tiên cho người hiến tặng vào năm 1995. Theo phương pháp cũ, bác sĩ phẫu thuật sẽ rạch một đường lớn ở bên hông của người hiến thận, và họ sẽ mất nhiều tuần để hồi phục. Ngày nay, người hiến thận sẽ xuất viện sau ca phẫu thuật khoảng hai ngày.

Gần đây, cách chúng ta bảo quản nội tạng đang dần thay đổi. Các bác sĩ quan tâm hơn đến kỹ thuật bảo quản ấm. Việc duy trì tuần hoàn máu ở nhiệt độ cơ thể bình thường sau khi nội tạng được lấy ra khỏi người hiến tặng bằng cách sử dụng các loại máy móc đặc biệt đang dần trở nên phổ biến ở một số trung tâm cấy ghép trên thế giới. Đáng chú ý, nhóm nghiên cứu tại Đại học Zurich và Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ (ETH Zurich) đã sử dụng kỹ thuật này để bảo quản gan thành công trong bảy ngày liên tiếp vào tháng 1/2020. Trước đó, gan chỉ có thể được lưu trữ an toàn bên ngoài cơ thể trong vài giờ. Đây là một bước đột phá lớn trong y học, giúp làm tăng số lượng nội tạng sẵn có để cấy ghép và cứu sống nhiều bệnh nhân hơn.