Nghiên cứu nuôi cấy và tạo màng tế bào gốc mô mỡ trên nền màng polymer sinh học PHB v

Đỗ Minh Trung 2 Để điều trị vết thương, vết bỏng hiệu quả, bên cạnh việc tạo nguồn và ứng dụng tế bào gốc thì việc kết hợp với vật liệu như giá thể màng sinh học cũng vô cùng quan trọng.

Trang 1

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

- -

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU NUÔI CẤY VÀ TẠO MÀNG

TẾ BÀO GỐC MÔ MỠ TRÊN NỀN MÀNG POLYMER SINH HỌC PHB-V

HÀ NỘI - 2016

Giáo viên hướng dẫn : TS Đỗ Minh Trung Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Thuý Mai Lớp : YD - 1201

Trang 2

SVTH: Nguyễn Thị Thúy Mai GVHD: Đỗ Minh Trung

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực hiện khoá luận tốt nghiệp, cùng với sự nỗ lực của bản thân, đồng thời nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn, hỗ trợ và động viên từ quí thầy cô, từ gia đình cùng các bạn, em đã hoàn thành được khoá luận như mong muốn

Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới Đại uý, TS Đỗ Minh Trung,

là người thầy đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo cũng như tạo điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất, phòng thí nghiệm cho em trong quá trình em thực hiện nghiên cứu khoá luận tốt nghiệp tại Trung tâm Nghiên cứu Y Dược học Quân sự - Học viện Quân y để em hoàn thành khoá luận này

Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo Khoa công nghệ sinh học, Viện Đại học Mở Hà Nội đã truyền đạt những kiến thức quý báu, đã tạo điều kiện giúp đỡ em để từ

đó em phát triển thêm vốn hiểu biết của mình vận dụng trong quá trình hoàn thành khoá luận và trong công việc sau này

Em xin gửi lời cảm ơn tới cha mẹ, người đã sinh thành, dạy dỗ và nuôi em khôn lớn, là người luôn bên cạnh em và chia sẻ mỗi khi em gặp khó khăn trong cuộc sống

Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện khoá luận một cách hoàn chỉnh nhất Song do mới làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực tế cũng như hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định

mà bản thân chưa thấy được Em rất mong nhận được sự góp ý của quý Thầy, cô giáo và các bạn để khoá luận được hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng 5 năm 2016

Sinh viên

Nguyễn Thị Thúy Mai

Trang 3

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

YHTT Y học tái tạo

FBS Fetal Bovine Serum (Huyết thành bê bào thai)

PHB-V Poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)

MSC Mesenchymal stem cell ( tế bào gốc trung mô)

NCKH Nghiên cứu khoa học

CN-TBG Công nghê- Tế bào gốc

CNSH Công nghệ sinh học

SVF Stromal vascular fraction (phân đoạn mạch nền)

ADSCs adipose derived stem cells (tế bào gốc mô mỡ)

GM-CSF Granulocyte Macrophage Colony Stimulating Factor (

bạch cầu hạt đại thực bào)

Trang 4

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Tế bào gốc ……… 3

Hình 1.2: Ứng dụng của công nghệ TBG……… 5

Hình 1.3: Tế bào gốc toàn năng, vạn năng ……… 6

Hình 1.4: Tế bào gốc đa năng……… 7

Hình 1.5: Hình ảnh tế bào gốc mô mỡ ……… 10

Hình 1.6: Cấu tạo của PHB-V ( Poly 3- hydroxybutyrate-c0-3-hydroxyvalerate) ………

14 Hình 2.1: Tạo màng PHB V ……… 24

Hình 3.1: Nuôi cấy tăng sinh TBG từ mô mỡ ……… 26

Hình 3.2: Hình ảnh TBG mô mỡ nhuộm Giemsa ……… 27

Hình 3.3 Hình ảnh kết quả tạo được màng PHB-V ……… 28

Hình 3.4: Nuôi cấy TBG trên nền màng PHB-V nồng độ 0,75% …… 29

Hình 3.5: Hình ảnh nuôi cấy TBG mô mỡ trên nền màng PHB-V khảo sát ở các nồng độ khác nhau ………

31 Hình 3.6: Kết quả nuôi cấy tạo màng tế bào gốc mô mỡ trên nền màng PHB-V ………

36

Trang 5

Trang 6

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tế bào gốc và công nghệ tế bào gốc 3

1.1.1 Tế bào gốc 3

1.1.2 Phân loại tế bào gốc 5

1.1.2.1 Phân loại theo đặc tính hay tiềm năng biệt hóa 5

1.1.2.2 Phân loại theo dựa theo nguồn gốc phân lập 8

1.1.3 Tế bào gốc mô mỡ 9

1.1.3.1 Ứng dụng của tế bào gốc mô mỡ 11

1.2 Poly 3- hydroxybutyrate-c0-3-hydroxyvalerate (PHB- V) 13

1.2.1 PHB-V 13

1.2.2 Ứng dụng của PHB-V 15

1.3 Bỏng, thực trạng về Bỏng và các phương pháp điều trị 16

1.3.1 Thực trạng bỏng 16

1.3.2 Các phương pháp điều trị Bỏng 18

PHẦN II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 Vật liệu nghiên cứu 21

2.2 Phương pháp nghiên cứu 21

2.2.1 Nuôi cấy tăng sinh tế bào 21

2.2.2 Bảo quản tế bào 22

2.2.3 Giải đông tế bào 22

Trang 7

2.2.4 Xác định mật độ tế bào 22

2.2.5 Tạo màng PHB V 23

2.2.6 Nuôi cấy cấy tế bào trên màng PHB-V 24

2.2.7 Địa điểm nghiên cứu 25

2.2.8 Xử lý số liệu 25

PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26

3.1 Kết quả nuôi cấy tăng sinh tế bào gốc mô mỡ 26

3.2 Kết quả tạo màng PHB-V 28

3.3 Nuôi cấy TBG mô mỡ trên nền màng PHB 29

3.3 Kết quả về tạo màng tế bào gốc trên nền màng PHB-V 30

3.3.1 Kết quả khảo sát nuôi cấy TBG Mô mỡ trên màng PHB V khảo sát ở các nồng độ khác nhau 30

3.3.2 Kết quả nuôi cấy tế bào trên nền màng PHB-V 0,75% khảo sát ở các thể tích khác nhau 33

KẾT LUẬN 37

KIẾN NGHỊ 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 39

Trang 8

SVTH: Nguyễn Thị Thúy Mai GVHD: TS Đỗ Minh Trung

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Hằng năm trên thế giới có hàng triệu người bị bỏng Ở nước ta theo nghiên cứu của Uỷ ban quốc gia về phòng chống tai nạn thương tích, Cục Y tế dự phòng và số liệu của một số cơ sở chữa bỏng, tỷ lệ bỏng hằng năm trong cả nước khoảng 20.000 đến 25.000 bệnh nhân bỏng mỗi năm [ 1] Bỏng là tổn thương của cơ thể do tác dụng trực tiếp với các nguồn năng lượng sức nóng, điện, hóa chất và bức xạ, để lại di chứng sẹo, tàn tật, thậm chí dẫn đến tử vong Theo thống kê của Tổ chức Y tế thế giới, bỏng

đã gây ra gần 300.000 trường hợp tử vong hằng năm trên thế giới và là nguyên nhân đứng hàng thứ 9 trong các nguyên nhân hàng đầu gây nên gánh nặng bệnh tật và chấn thương toàn cầu ở nhóm trẻ từ 5-14 tuổi Ở Việt Nam, số lượng bệnh nhân bỏng hằng năm có xu hướng tăng Bỏng không những gây ảnh hưởng trước mắt mà còn để lại hậu quả lâu dài, đặc biệt là với trẻ em Tổn thương bỏng ở bên ngoài cơ thể như bỏng trên da có thể gây ảnh hưởng đến ngoại hình cũng như tinh thần của bệnh nhân, kéo theo những tổn thất về chi phí điều trị, làm ảnh hưởng đến kinh tế và xã hội Từ đó, ta nhận thấy việc tìm ra các phương pháp điều trị bỏng là rất quan trọng Với các vết thương bỏng (loét) trên da, việc tạo ra lớp màng che phủ và bảo vệ vết thương sẽ giúp tình trạng của bệnh nhân ổn định hơn cả về ngoại hình và tinh thần

Hiện nay, tế bào gốc (TBG) được biết đến với nhiều tiềm năng ứng dụng lớn, đặc biệt là ứng dụng trong lĩnh vực y học tái tạo TBG trưởng thành có thể lấy ở nhiều nguồn khác nhau, trong đó phổ biến nhất là lấy từ tuỷ xương và mô mỡ Kỹ thuật lấy TBG từ mô mỡ có thể cho số lượng tế bào gốc tương đương hoặc lớn hơn so với kỹ thật lấy TBG từ tuỷ xương, đây cũng là kỹ thuật ít xâm nhập và ít gây đau cho bệnh nhân Chính vì vậy mô mỡ được coi là một nguồn rất tiềm năng và dễ thực hiện việc phân lập và cung cấp nguồn TBG cho điều trị

Trang 9

2

Để điều trị vết thương, vết bỏng hiệu quả, bên cạnh việc tạo nguồn và ứng dụng

tế bào gốc thì việc kết hợp với vật liệu như giá thể (màng sinh học) cũng vô cùng quan trọng Giá thể vừa là vật liệu để tế bào sinh trưởng và phát triển trên đó và tạo thành lớp màng tế bào bền chắc, dễ dàng sử dụng và che phủ vết thương Hiện nay Poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) - PHB-V, được biết đến như một nguồn cung cấp vật liệu sinh học có nhiều tiềm năng được ứng dụng, bởi có khả năng tự phân huỷ, không độc hại, có tương thích sinh học cao và có thể được tổng hợp từ các vi khuẩn

Do vậy, PHB-V được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như dược phẩm và vật liệu che phủ Những đặc tính mong muốn này mở ra tiềm năng mới có thể ứng dụng PHB-V vào trong y học, sử dụng như một vật liệu có tính tương thích sinh học và không độc hại thích hợp cho việc tạo vật liệu cấy ghép ở người Xuất phát từ những

vấn đề trên em tiến hành nghiên cứu đề tài: ” Nghiên cứu nuôi cấy và tạo màng tế bào gốc mô mỡ trên nền màng polymer sinh học PHB-V” với các mục tiêu sau:

Mục tiêu:

1 Nuôi cấy tăng sinh tế bào gốc mô mỡ

2 Tạo màng tế bào gốc trên nền màng polymer sinh học PHB-V

Trang 10

3

PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tế bào gốc và công nghệ tế bào gốc

1.1.1 Tế bào gốc

Tế bào gốc (TBG) là các tế bào chưa có chức năng chuyên biệt, có tiềm năng phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau và có khả năng tự thay mới (Self-Renewal) [50] Các tế bào này là các tế bào chưa biệt hóa (Unspecialized Cell) hoặc đang ở những giai đoạn khác nhau nhưng chưa kết thúc quá trình biệt hóa (tế bào vạn tiềm năng, tế bào đa tiềm năng, tế bào ít tiềm năng, tế bào đơn tiềm năng), do vậy chúng có thể đi theo nhiều hướng khác nhau để tạo thành nhiều loại tế bào khác nhau

Hình 1.1: Tế bào gốc

(Nguồn: http://nas-sites.org/stemcells )

Trang 11

4

Tự thay mới là khả năng của các TBG tạo ra các tế bào giống hệt chúng

về mức độ biệt hóa Thông thường các tế bào phân cắt theo kiểu đối xứng (Symetric): từ 1 tế bào tạo ra 2 tế bào giống hệt nhau; các TBG là các tế bào có khả năng phân cắt không đối xứng (Asymetric): từ 1 tế bào tạo ra 2 tế bào không giống nhau, 1 tế bào giống hệt tế bào ban đầu về mức độ biệt hóa, tế bào còn lại

đã biệt hóa hơn sẽ tiếp tục phân cắt như vậy để tạo thành các tế bào, cơ quan chuyên biệt Khả năng tự thay mới và đặc tính chưa có chức năng chuyên biệt chính là cơ sở cho những tiềm năng ứng dụng to lớn của công nghệ TBG

Nghiên cứu về TBG có thể cho ta thêm những hiểu biết về quá trình biệt hóa tế bào và sự phát triển của cơ thể người Bản chất của quá trình biệt hóa là việc tắt các gen trong vốn gen chung Hiểu rõ về quá trình này ta có thể chủ động tác động và kiểm soát để tạo ra các tế bào như mong muốn hoặc điều trị các bệnh di truyền

Trên cơ sở các TBG chưa hoàn tất quá trình biệt hóa và khả năng tăng sinh mạnh mẽ của chúng, các nhà khoa học có thể chủ động tạo ra các tế bào giống hệt nhau và ở các giai đoạn sinh lý, bệnh lý khác nhau rất gần với thực tế lâm sàng, điều này rất có ý nghĩa trong việc nghiên cứu cơ chế tác dụng cũng như độc tính của các loại thuốc hay các chế phẩm sinh học

Có thể nói ứng dụng quan trọng và rộng lớn nhất của công nghệ TBG là trong điều trị Trên cơ sở các TBG có thể biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau, chúng ta có thể chủ động nuôi cấy TBG trong ống nghiệm sau đó biệt hóa chúng thành các tế bào như tế bào cơ, tế bào xương, tế bào thần kinh, tế bào sụn,

tế bào tuyến tụy, tế bào cơ tim… rồi ghép vào cơ thể người bệnh để điều trị một

số bệnh như các bệnh lý tim mạch, điều trị Parkinson, tiểu đường, trong lĩnh vực thẩm mỹ hay thúc đẩy quá trình liền xương… [50]

Trang 12

5

Hình 1.2: Ứng dụng của công nghệ TBG

(Nguồn: www.youth-restored.com/types-of-stem-cells)

1.1.2 Phân loại tế bào gốc

Có nhiều cách để phân loại tế bào gốc như: phân loại dựa vào tiềm năng biệt hóa, phân loại dựa theo nguồn gốc phân lập và phân loại dựa vào kiểu tế bào mà chúng biệt hóa

1.1.2.1 Phân loại theo đặc tính hay tiềm năng biệt hóa

Theo tiềm năng biệt hóa có thể xếp tế bào gốc thành 4 loại: Tế bào gốc toàn năng, TBG vạn tiềm năng, TBG đa tiềm năng, TBG đơn năng

Tế bào gốc toàn năng (Totipotent stem cell):

Là những tế bào có khả năng biệt hóa thành tất cả các loại tế bào cơ thể từ một tế bào ban đầu Tế bào toàn năng có khả năng phát triển thành thai nhi, tạo

ra 1 cơ thể sinh vật hoàn chỉnh Trứng đã thụ tinh (hợp tử) và các tế bào được

Trang 13

6

sinh ra từ các lần phân chia đầu tiên của tế bào trứng đã thụ tinh (giai đoạn 2-4

tế bào – các blastosomer) là các tế bào gốc toàn năng, có khả năng phân chia và biệt hóa ra tất cả các dòng tế bào để tạo ra cơ thể sinh vật hoàn chỉnh [3]

Hình 1.3: Tế bào gốc toàn năng, vạn năng

(nguồn: wikipedia.org/wiki/Cell_potency)

Tế bào gốc vạn tiềm năng (Pluripotent stem cell):

Là khối tế bào bên trong của Blastocyst Là tế bào có khả năng biệt hoá

thành tất cả các tế bào ngoại trừ tế bào phôi

Tế bào gốc đa tiềm năng (Multipotent stem cells):

Là những tế bào có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào của cơ thể từ một tế bào ban đầu Trong cơ thể người, các tế bào gốc đa năng có mặt ở nhiều

mô khác nhau như màng xương, máu, tủy xương, cuống rốn, mô mỡ… Các tế bào được tạo thành nằm trong một hệ tế bào có liên quan mật thiết, ví dụ chỉ tạo nên các tế bào máu (bao gồm hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu, lympho…) hoặc chỉ

Trang 14

Tế bào gốc đơn năng (Mono/unipotential stem cells):

Tế bào gốc đơn năng còn gọi là tế bào định hướng đơn dòng hay tế bào đầu dòng (progenitor cells), là những tế bào gốc chỉ có khả năng biệt hóa theo một dòng Ví dụ mẫu tiểu cầu, tế bào định hướng dòng lympho, tế bào định hướng dòng hồng cầu, dòng bạch cầu Trong điều kiện bình thường, các tế bào gốc trưởng thành trong nhiều mô đã biệt hóa tính đơn năng và có thể biệt hóa thành chỉ một dòng tế bào Khả năng biệt hóa theo dòng này cho phép duy trì trạng thái sẵn sàng tự tái tạo mô, thay thế các tế bào mô chết vì già cỗi bằng các

tế bào mô mới

Trang 15

8

1.1.2.2 Phân loại theo dựa theo nguồn gốc phân lập

Theo nguồn gốc phân lập có thể phân tế bào gốc thành: Tế bào gốc phôi,

tế bào mầm phôi, tế bào gốc thai, tế bào gốc trưởng thành

Tế bào gốc phôi (Embryonic stem cells):

Tế bào gốc phôi là tế bào gốc vạn năng được lấy từ phôi giai đoạn sớm (4-7 ngày tuổi) Ở giai đoạn này phôi có hình cầu và được gọi là phôi túi (blastocyst) Blastocyst có cấu trúc gồm 3 thành phần: Một lớp tế bào bên ngoài (trophoblast), một khoang chứa đầy dịch và một nhóm có khoảng 30 tế bào vạn năng nằm lệch về một cực gọi là khối tế bào bên trong (inner cell mass) Dùng một loại enzyme đặc biệt để phân tách các tế bào của khối này sẽ thu được các

tế bào gốc phôi

Tế bào mầm phôi (Embryonic germ cells):

Tế bào mầm phôi là các tế bào mầm nguyên thủy có tính vạn năng Đó là những tế bào sẽ hình thành nên giao tử (trứng và tinh trùng) ở người trưởng thành Các tế bào mầm nguyên thủy này được phân lập từ phôi 5-9 tuần tuổi hoặc từ thai nhi So với tế bào phôi, các tế bào mầm phôi khó duy trì dài hạn hơn trong nuôi cấy nhân tạo do chúng ở giai đoạn biệt hóa cao hơn

Tế bào gốc thai (Foetal stem cells):

Là các tế bào vạn năng hoặc đa năng được phân lập từ rau thai sau nạo phá thai hoặc từ máu cuống rốn sau khi sinh Nhiều người cho rằng, tế bào gốc thai thuộc loại tế bào gốc trưởng thành ở giai đoạn biệt hóa thấp

Tế bào gốc trưởng thành (Adult stem cells/Somatic stem cells):

Còn gọi là tế bào gốc thân Là các tế bào chưa biệt hóa được tìm thấy với một lượng ít các mô người trưởng thành (máu ngoại vi, mô da, mô cơ, mô mỡ…) Đặc biệt trong cơ thể, vai trò chủ yếu của các tế bào gốc trưởng thành là duy trì và sửa chữa mô mà ở đó chúng được tìm ra Tế bào gốc trưởng thành

Trang 16

Tế bào gốc ung thư (Cancer Stem cells):

Là những tế bào được lấy ra trực tiếp từ khối u Chúng có những đặc điểm tương đối giống với tế bào gốc phôi và có khả năng biệt hóa thành nhiều loại tế bào

Tế bào gốc có thể phân bố ở bất kì vị trí nào trên cơ thể con người tạo thành các ổ TBG (Stem cells niches) Chúng có vai trò như một sự thay thế tế bào tại chỗ nhằm tái tạo lại mô và cơ quan bị tổn thương Như vậy về lý thuyết

có thể phân lập được tế bào gốc ở bất cứ đâu Người ta có thể phân lập TBG từ các nguồn khác như máu ngoại vi, màng ối hay màng dây rốn…Tuy nhiên khi phân lập TBG cần các chỉ tiêu về số lượng và chất lượng tế bào, vì thế hiện nay phổ biến nhất người ta phân lập ở hai vị trí đó là tủy xương và mô mỡ Tuy nhiên kỹ thuật lấy TBG từ mô mỡ có thể cho số lượng tế bào gốc tương đương hoặc lớn hơn so với kỹ thuật lấy từ tủy xương, đây cũng là kỹ thuật ít xâm nhập

và ít gây đau cho bệnh nhân Chính vì vậy mô mỡ được coi là một nguồn rất tiềm năng và dễ thực hiện việc phân lập TBG để dùng trong điều trị

1.1.3 Tế bào gốc mô mỡ

Mô mỡ là mô liên kết mềm, chứa collagen gắn kết các tế bào với nhau thành mạng lưới với cấu trúc được chia thành thùy bởi những mạch máu nhỏ

Mô mỡ phân bố chủ yếu ở dưới da và quanh các tạng Chức năng chính của mô

mỡ là dự trữ chất béo dưới hình thức triglyceride và làm nhiệm vụ đệm lót bảo

vệ cơ thể Ngoài ra mô mỡ còn thực hiện chức năng như một cơ quan nội tiết

Trang 17

10

thông qua việc sản xuất ra một số hormone như adiponectin, resistin, angiotensin Thành phần tế bào của mô mỡ bao gồm các tế bào mỡ trưởng thành, tế bào tiền tạo mỡ, nguyên bào sợi, tế bào cơ trơn mạch máu, tế bào nội

mô mạch máu, tế bào quanh mạch, các đại thực bào và tế bào lympho Trong

số các tế bào của mô mỡ, phân đoạn tế bào nền mạch máu (stromal-vascular fraction: SVF) được quan tâm nhiều trong nghiên cứu tế bào gốc, vì đây là nguồn cung cấp các tế bào gốc đa tiềm năng

Hình 1.5: Hình ảnh tế bào gốc mô mỡ

( Nguồn: https://en.wikipedia.org/Adipose_tissue.png )

Năm 2001, Patricia Zuk và nhóm nghiên cứu của đại học California (Mỹ) công

bố thu nhận được tế bào từ mỡ hút được xử lý (Processed lipoaspirate-PLA) PLA là dung dịch giàu tế bào được thu nhận bằng kỹ thuật chọc hút mỡ Mỡ sau khi thu nhận được rửa với dung dịch PBS và tách với collagenase 0,075% Phân lớp mạch nền (Stromal vascular fraction) được thu nhận bao gồm các loại tế bào khác nhau như MSC, tế bào gốc tạo máu và các tế bào không phải tế bào gốc như tế bào mội mạch, fibroblast, tế bào máu, preadipocyte và tế bào quanh mao mạch Để phân lập tế bào gốc trung mô khỏi các tế bào khác, tế bào được nuôi trên bề mặt nuôi cấy plastic trong

Trang 18

tương đương (hay nhiều hơn) lượng BMSC thu từ tủy xương (De Ugarte, Morizono et

al 2003 ; Dragoo, Choi et al 2003 ; Aust, Devlin et al 2004) Với 30 ml tủy xương

thu được khoảng 1x105 tế bào (Bruder et al 1997), trong khi với 21 ml mỡ có thể thu

được khoảng 5,5x106 tế bào (Gragoo et al 2003) Quần thể tế bào này có thể được duy trì trong điều kiện in vitro trong thời gian dài với khả năng tăng sinh ổn định và khả năng biệt hóa thành các dạng tế bào khác nhau [3]

Việc phát hiện sự tồn tại của nguồn tế bào gốc trung mô trong mỡ đã mở ra một tiềm năng to lớn trong ứng dụng điều trị Thứ nhất, mô này là phổ biến, có nhiều trong

cơ thể người, dễ dàng thu nhận không gây xâm hại lớn như tủy xương Lượng cần thiết của MSC tự thân có thể được thu nhận từ khoảng 1 g mỡ Hơn nữa, chỉ cần gây

mê cục bộ và vết thương có thể lành trong vòng 1 tuần Nếu mỡ thu nhận từ người cho

là mỡ hút hoặc mỡ từ phẫu thuật dưới da, thì lượng MSC đủ để cấy ghép ngay sau đó

mà không cần qua bước cấy chuyển ex vivo Thứ hai, mô này cũng là nguồn tế bào có thể tự bồi đắp Thứ ba và là quan trọng là sử dụng như một nguồn tế bào cho ghép tự thân

1.1.3.1 Ứng dụng của tế bào gốc mô mỡ

Các nhà khoa học đã nghiên cứu và chứng mình rằng trị liệu các tổn thương bằng phương pháp tế bào gốc là một lĩnh vực khá mới nhưng hiệu quả của chúng

Trang 19

12

mang lại là vượt ngoài sự mong đợi Trước đây chưa từng có phương pháp trị liệu nào

có thể mang lại những kết quả mang tính đột phá như vậy Phương pháp trị liệu tổn thương bằng tế bào gốc không chỉ được áp dụng ở các nước tiến tiến mà ngay tại Việt Nam hiện nay cũng là một liệu pháp mà các nhà khoa học cũng như các nhà y học đã

có những bước đầu đưa vào điều trị và bước đầu đã có những kết quả có khả quan

Trên thế giới TBG nói chung và TBG mô mỡ nói riêng đã được nghiên cứu và được ứng dụng trong điều trị Một số nghiên cứu đã cho thấy hiệu quả của các tế bào gốc trong việc thúc đẩy làm lành vết thương nhanh hơn, Alexaki và CS đã sử dụng thành công tế bào gốc trung mô từ mô mỡ trong chữa lành vết thương trên chuột và có

so sánh hiệu quả của chúng với các nguyên bào sợi [4]

Nhiều nghiên cứu gần đây cũng đã cho thấy vai trò của tế bào gốc trong quá trình chữa lành vết thương nói chung và cụ thể là vết thương bỏng (Koenen và CS) [5] Việc sử dụng tế bào gốc để chữa lành vết thương bỏng, theo các báo cáo của Shumakov và CS., 2003, một trong những tác giả sử dụng tế bào gốc trung mô có nguồn gốc từ tủy xương (BMSC) trong việc làm lành vết thương bỏng và so sánh chúng với các nguyên bào sợi [7] Các nghiên cứu đã được thực hiện trên chuột kết quả cho thấy sự hình thành mô hạt nhanh hơn so với nhóm sử dụng nguyên bào sợi và nhóm không sử dụng tế bào[7] Nghiên cứu này là một trong những nghiên cứu có dấu mốc trong việc nghiên cứu chữa vết thương bỏng bằng việc sử dụng các tế bào gốc Năm 2004, Rasulov và CS đã công bố kết quả sử dụng tế bào gốc trung mô từ tủy xương người trên một bệnh nhân nữ bị bỏng da diện rộng (30% diện tích bề mặt cơ thể) bằng cách sử dụng tế bào gốc áp dụng lên bề mặt vết bỏng Việc áp dụng các tế bào gốc cho thấy việc chữa lành vết thương diễn ra nhanh hơn và tích cực hơn [8] Một nghiên cứu khác được thực hiện bởi Rasulov và CS trên chuột cũng cho thấy sự vượt trội của các tế bào gốc trong làm liền vết thương bỏng [9]

Trang 20

13

Những năm gần đây, TBG mô mỡ đã được sử dụng cho các ứng dụng trẻ hóa

da và chống lão hóa Hơn nữa, TBG mô mỡ được báo cáo có khả năng cải thiện da vì chúng có khả năng chống oxy hóa và làm trắng da (Matsumoto, năm 2006, Kim, 2008) và tăng sinh mạch (Kim, 2011) Có hai cơ chế giải thích tác động của ADSCs trong sự trẻ hóa da Cơ chế đầu tiên liên quan đến yếu tố tiết được sản xuất bởi TBG

mô mỡ, bao gồm các yếu tố tăng trưởng (HGF), FGF-1, yếu tố kích thích bạch cầu hạt (G-CSF), các nhân tố kích thích thực bào, bạch cầu hạt (GM-CSF), interleukin-6 ( IL-6), VEGF và TGF-β3 (Moon và CS., 2012) Những yếu tố này kích thích sản xuất collagen tupe I và tupe II và fibronectin trong nguyên bào sợi, bằng cách điều chỉnh mRNA của các thành phần chất nền ngoại bào (Kim và CS.,2007, Song và CS.,2011; Lee và CS.,2012), ức chế tổng hợp MMP-1 (Kim và CS.,2009; Song và CS.,2011)

trên in vitro (Kim và CS ,2007) Chúng làm giảm tác động của UVB gây ra hiện

tượng chết theo chu trình bằng cách giảm các giai đoạn sub-G1 trong các nguyên bào sợi (Kim và CS.,2008, 2009) Cơ chế thứ hai liên quan đến sự biệt hóa của TBG mô

mỡ thành các tế bào da, nhờ đặc tính TBG mô mỡ có thể biệt hóa thành tế bào

sừng trên in vitro (Yiqin Yu và CS.,2010)

Ngoài các ứng dụng trên TBG hiện nay còn được nghiên cứu và ứng dụng kết hợp với các vật liệu khác – sử dụng như một giá đỡ (Scaffold) hay làm nền để nuôi cấy tế bào để ứng dụng trong các hướng điều trị khác nhau

1.2 Poly 3- hydroxybutyrate-c0-3-hydroxyvalerate (PHB- V)

1.2.1 PHB-V

PHB-V (Poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)) có công thức cấu tạo

là C27H44O12 (hình 1.3) PHB-V được biết đến như một nguồn cung cấp vật liệu sinh học có nhiều tiềm năng được ứng dụng, bởi có khả năng tự phân huỷ, không độc hại,

có tương thích sinh học cao và có thể được tổng hợp từ các vi khuẩn

Trang 21

và CS đã công bố cho thấy PHB- V là vật liệu không gây độc tế bào

Trong số các PHAs, polime phân huỷ sinh học được nghiên chính là một copolimer của hydroxybutyrate và hydroxyvalerate (HV) Nó lần đầu tiên được tổng hợp bởi ICI vào năm 1983 Nó có thể được sản xuất bằng cách thêm axit propionic sử dụng như nguyên liệu dinh dưỡng cung cấp cho vi khuẩn nguồn cacbon hỗn hợp cũng được sử dụng PHB-V là một polymer cao tinh với điểm nóng chảy 108°C và nhiệt độ chuyển thủy tinh trong khoảng -5°C đến 20°C [11] Các copolymer tinh khiết thường giòn, ít hơn PHB Độ co dãn tại điểm gãy thấp hơn 15% và đàn hồi là 1,2 GPa Nhiệt

độ nóng chảy và các tính chất cơ học có thể được sửa đổi bằng cách thay đổi đơn vị hydroxyvalerate PHB và PHB-V được thương mại hóa dưới tên thương mại khác nhau: Biopol ® từ Monsanto Hoa Kỳ), Nodax® từ Procter & Gamble (Mỹ) và tập đoàn KANEKA (Nhật Bản), Email ® từ Tianan Trung Quốc) và BIOMER P® từ BIOMER (Đức)

PHB-V thuộc nhóm polyhydroxyalkanoates (PHAs), polyeste tự nhiên được tổng hợp bởi các vi sinh vật và lắng đọng trong tế bào như dạng hình cầu nhưng không hoà tan [Grage và CS., 2009] Nhờ có đặc điểm về tính tương thích sinh học và phân

Trang 22

15

hủy sinh học làm cho PHB-V có nhiều tiềm năng ứng dụng trong y học, bao gồm cả

hệ thống dẫn thuốc [Reis và CS., 2006; Poletto và CS., 2008; Grage và CS., 2009; Franceschi và CS., 2008; Gangrade và CS.,1991; Sendil et al., 1999) PHB-V có thể được tổng hợp bởi các vi sinh vật, một lợi thế khi so sánh với PLLA và PLGA - thường được tổng hợp với điều kiện ở nhiệt độ cao [Park và CS., 2012 Thomas và CS.,2011)

1.2.2 Ứng dụng của PHB-V

Với tính năng có tính thương thích sinh học cao, không độc hại và có khả năng

tự phân hủy, cả PHB và PHB-V đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau đặc biệt là trong y tế

Ứng dụng của PHB trong tạo các vật liệu cấy ghép cho lĩnh vực nha khoa, chỉ khâu phẫu thuật, vít tự phân hủy, các giá đỡ cố định, màng phân hủy sinh học

PHB-V có đặc tính có khả năng phân hủy, tương thích sinh học cao và không gây độc tế bào, do đó chúng có thể được coi là ứng cử viên tiềm năng cho công nghệ mô Ngoài ra, PHB-V đã được chứng minh trong việc làm tế bào tăng sinh Tăng hàm lượng PHV ảnh hưởng đến các tính chất cơ học của copolyme PHB-V như tăng cường độ dẻo dai và cải thiện tính linh hoạt của các copolyme

Bên cạnh ứng dụng trong y học, PHB và PHB-V đã được sử dụng trong các ngành công nghiệp bao bì, ngành công nghiệp ô tô và nông nghiệp Các sản phẩm thương mại đầu tiên được làm bằng PHB-V đã được giới thiệu trên thị trường như tiêm thổi đúc chai dầu gội ở Đức đã được tạo bởi Wella AG và CS vào năm 1990 PHB-V đã được sử dụng trong các ứng dụng nông nghiệp như phát hành kiểm soát thuốc trừ sâu vào đất (Holmes và CS.,1985) Đặc biệt, PHB-V màng có tính thấm oxy rất thấp (Scherzer và CS.,1997)

Trang 23

mô hữu cơ khác do bức xạ, phóng xạ, điện, ma sát hoặc tiếp xúc với hóa chất cũng được coi là bỏng Chấn thương bỏng gây ra các rối loạn chức phận trong

cơ thể và các phản ứng toàn thân để tự bảo vệ và tự phục hồi Tùy mức độ tổn thương (diện tích và độ sâu), tùy theo vị trí và trạng thái cơ thể mà xuất hiện trạng thái bệnh lý khác nhau Cả quá trình từ khi bị bỏng đến khi khỏi, có thể phát sinh ra những rối loạn toàn thân và biến đổi tại vết bỏng, biểu hiện bằng các hội chứng bệnh lý xuất hiện có tính chất quy luật được gọi là “bệnh bỏng”

Bỏng là một bệnh thuộc ngoại khoa, do các tác nhân như nhiệt độ, hoá chất, điện năng, bức xạ… gây ra Đa số bỏng thường gây ra các tổn thương ngoài da, nặng hơn là gây ra các vấn đề về gân, cơ, xương khớp Trong các trường hợp nặng đặc biệt

có thể phá hủy nội tạng hoặc dẫn đến tử vong Bỏng không chỉ gây tốn thương cho nạn nhân mà hằng năm chi phí dành cho việc khám và điều trị bỏng cũng rất tốn kém Chưa kể đến là bỏng gây hại đến sức khỏe, tổn thương nặng nề

Theo thống kê, trên toàn thế giới có khoảng 195.000 các trường hợp bị bỏng,

đa số các trường hợp xảy ra ở những nước có thu nhập thấp và trung bình [1] Mặc dù trong thời bình bỏng hoàn toàn có thể phòng ngừa nhưng con số bệnh nhân bị bỏng vẫn không ngừng gia tăng Bỏng thường gặp trong cuộc sống do quá trình lao động sản xuất hoặc bất cẩn gây ra, tỷ lệ bỏng chiếm 1,8% đến 10% so với chấn thương ngoại khoa

Trang 24

17

Trong năm 2004, trên toàn cầu, 95 772 trẻ em và thanh thiếu niên tuổi dưới 20

bị thương tích do bỏng liên quan tới lửa Bỏng có thể để lại kết quả là những hậu quả lâu dài to lớn mà ở những nơi thiếu một chương trình phục hồi chức năng toàn diện và được điều phối có thể để lại cho trẻ em các vết sẹo, cả về thể chất lẫn tâm lý, đối với phần còn lại của cuộc đời chúng Các hậu quả thể chất dài hạn phổ biến nhất sau bỏng bao gồm sẹo nặng, di chuyển hạn chế, hay phải cắt cụt một chân hoặc tay Bỏng đặt ra một gánh nặng kinh tế đối với chăm sóc y tế Một nghiên cứu từ Hoa Kỳ đã phát hiện rằng chi phí nhập viện cho các vụ bỏng có phạm vi từ 1187 đô la Mỹ cho các ca bỏng nước tới 4102 đô la Mỹ cho ca bỏng lửa [2]

Theo số liệu từ Viện bỏng Quốc gia, mỗi năm ở Việt Nam có đến hàng ngàn lượt người bị bỏng ở các mức độ khác nhau và năm sau luôn cao hơn năm trước Thống kê cứ 100 bệnh nhân bỏng có 3 đến 5 người tử vong và có hơn 30 người bị di chứng về sau

Bỏng xảy ra với nhiều nguyên nhân gồm 4 nhóm bỏng chính đó là: Bỏng nhiệt độ ( Bỏng khô: do các nguyên nhân như bỏng lửa, bỏng bô xe máy, bỏng kim loại,…; Bỏng ướt: bao gồm các nguyên nhân như bỏng nước sôi, bỏng dầu mỡ, bỏng hơi nước); Bỏng hóa chất ( bỏng do axit; bỏng do bazơ); Bỏng điện; Bỏng do các tia vật lý (tia hồng ngoại, tử ngoại, tia X, tia phóng xạ)

Người ta thường dựa vào nguyên nhân gây bỏng, thời gian gây bỏng và diễn biến lâm sàng mà chia bỏng theo các cấp độ :

Bỏng cấp độ 1 (cấp độ nhẹ nhất): vùng da chỉ bị tấy đỏ đau rát chỉ bị tổn thương vùng da bên ngoài Bình thường với cấp độ bỏng này sẽ tự khỏi sau 2-3 ngày

Bỏng cấp độ 2: tổn thương đến các lớp tế bào nông của thượng bì, lớp tế bào mầm còn nguyên vẹn, mao mạch ở lớp nhú trung bì bị ứ huyết và tăng tính thấm Dịch huyết tương thoát ra tạo thành nốt phỏng, cấp độ này người bị bỏng sẽ tăng cảm giác đau rát Thơì gian khỏi từ 8-13 ngày

Định dạng
Số trang	48
Dung lượng	3,19 MB