TIỂU LUẬN Ứng dụng công nghệ sinh học trong sinh sản

Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG…………………




TIỂU LUẬN


Ứng dụng công nghệ sinh học trong sinh sản














Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

2

I. Ứng dụng nuôi cấy TBĐV và người
1.1. SX vaccin virus, huyết thanh
1.1.1. Vaccin sống
Một vài vaccin sống đã đáp ứng về cơ bản những tiêu chuẩn cho một vaccin lý
tưởng. Đó là: Có khả năng tạo ra một sự bảo vệ suốt đời với một phản ứng tối thiểu ở gần
như toàn thể những người đã nhận một hoặc hai liều vaccin. Những vaccin loại này chứa
các vi sinh vật thường là các virus; chúng gây nhiễm các tế bào và nhân lên ở túc chủ,
giống như sự nhân lên của vi sinh vật hoang dại gây ra nhiễm khuẩn tự nhiên. Như vậy,
vi sinh vật có trong vaccin sẽ gây ra một đáp ứng miễn dịch của cơ thể giống như đáp
ứng với vi sinh vật hoang dại. Vaccin sống đã được giảm độc lực, tức là khả năng gây
bệnh của vi sinh vật hầu như đã được loại bỏ bằng các thủ thuật sinh học hay kỹ thuật.
Các vaccin sống thường tạo ra cả hai loại miễn dịch, đó là miễn dịch dịch thể (kháng thể)
và miễn dịch tế bào (tế bào Limpho T).
Vaccin sống gồm có 2 loại sau:
1.1.1.1. Vaccin cổ điển
Thuật ngữ “cổ điển” đề cập tới những chiến lược vaccin không dùng tới công nghệ
rADN. Chiến lược vaccin cổ điển đầu tiên làm giảm độc lực trong nuôi tế bào đã trở nên
hiện thực trong các thập kỷ 40 và 50 với nuôi tế bào hiện đại invitro (trong phòng thí
nghiệm) và khả năng nuôi virus trong các nuôi tế bào đó, tạo ra vaccin uống poliovirus,
các vaccin tiêm như sởi, quai bị, thuỷ đậu, rubella. Một cách chế tạo vaccin cổ điển thứ
hai là phân lập và nuôi virus động vật, gây ra một bệnh động vật tương tự như bệnh ở
người. Virus động vật này tạo ra được miễn dịch ở người nhưng không gây bệnh cho
người. Đó là trường hợp Jenner đã dùng virus Vaccina (đậu bò) để làm vaccin phòng
bệnh đậu mùa ở người (Variola virus) 200 năm về trước. Chính vaccin này đã dẫn đến
việc thanh toán bệnh đậu mùa trên phạm vi toàn thế giới vào giữa thập kỷ 70, đây cũng
chính là căn bệnh đầu tiên được thanh toán bằng vaccin.

Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

3








Hình 1: Kiểm tra mẫu dưới kính hiển vi điện tử
1.1.1.2. Vaccin tái tổ hợp
Có 2 hướng trong đó công nghệ rADN đã được ứng dụng để phát triển những
vaccin virus sống mới: Ứng dụng thứ nhất là tạo ra những biến đổi đặc hiệu hoặc những
xoá bỏ ở gen của virus, điều đó sẽ làm cho virus được giảm độc lực một cách vững bền.
Như vậy, chúng sẽ không còn có khả năng quay trở lại độc lực. Đây là hướng đi tạo
vaccin H5N1 của Viện Vệ sinh dịch tễ TƯ (Hà Nội). Ứng dụng thứ hai của công nghệ
ADN cho việc phát triển những vaccin sống mới là làm cho những virus trở thành các
vecto của những Polypeptit “ngoại lai” hay những Epitop peptit từ những tác nhân gây
bệnh khác của người. Mục đích tạo ra những vecto như vậy là để giới thiệu Polypeptit
hay peptit ngoại lai cho hệ thống miễn dịch, trong khuôn khổ của một virus sống, làm sao
cho hệ thống miễn dịch đáp ứng với Polypeptit ngoại lai như một kháng nguyên miễn
dịch “sống”. Như vậy sẽ phát triển được một miễn dịch rộng rãi hơn (dịch thể, tế bào hay

cả hai). Là một phần của một virus sống, Polypeptit ngoại lai được biểu thị bên trong bào
tương của tế bào bị nhiễm, được làm gẫy thành những đoạn peptit, rồi được chuyển vận
tới bề mặt của tế bào. Từ đó, chúng sẽ kích thích sự đáp ứng của tế bào Limpho T độc
với tế bào. Vecto virus mẫu thường được dùng rộng rãi trong việc tạo ra vaccin sống mới
là virus đậu mùa. Để làm cho virus này trở thành một vecto, phải tạo ra một plasmid có
chứa gen cho polypeptit ngoại lai, với những trình tự nối tiếp hướng sự biểu thị của nó
vào trong các tế bào, sự kết hợp đó được gọi là “một cát xét biểu thị”. Virus Vaccinia và
cát xét biểu thị được đưa cùng vào nuôi tế bào, các tế bào có thể tiếp nhận cả hai cùng
một lúc vào trong bào tương. Ở đó xảy ra quá trình tái tổ hợp, sản xuất ra một virus
Vaccinia tái tổ hợp biểu thị ra Polypeptit ngoại lai.


Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

4











Hình 2: Sản xuất vaccin ADN

1.1.2. Vaccin bất hoạt

So với vaccin sống thì các vaccin bất hoạt dễ sản xuất hơn. Theo định nghĩa, các
vaccin bất hoạt không thể nhân lên hoặc lan tỏa để có thể gây ra bệnh. Nói chung, chúng
được dung nạp tốt hơn, đặc biệt phần lớn các vaccin bất hoạt đã qua xử lý tinh khiết để
loại bỏ các đại phân tử khác. Ngoài ra, do công nghệ phát triển hiện nay, có thể dễ thực
hiện được việc sản xuất các vaccin bất hoạt. Khả năng tạo miễn dịch của một vaccin bất
hoạt thường được nâng cao nhờ thêm tá dược. Tá dược duy nhất được cấp giấy phép
dùng cho người là muối nhôm hydroxit hay photphat, đã được dùng tiêm cho hơn 1 tỷ
người trên toàn cầu. Kháng nguyên của vaccin gắn một cách vững bền vào muối nhôm
nhờ tác động tương hỗ iôn và làm thành một hỗn dịch. Các vaccin chết thường có chức
năng kích thích các đáp ứng miễn dịch dịch thể, cũng như khởi động cho miễn dịch tế
bào.
1.1.2.1. Vaccin bất hoạt nguyên tế bào
Sản xuất vaccin bất hoạt nguyên tế bào vi khuẩn hay toàn hạt nhỏ virus, với mục
đích kích thích việc hình thành các kháng thể đối với nhiều kháng nguyên; một vài vaccin
còn có tác dụng trung hoà tác nhân gây bệnh. Trong trường hợp vaccin viêm gan A chẳng
hạn, các tế bào bị nhiễm virus viêm gan A được làm dung giải bởi các hạt virus đã tinh
khiết bằng phương pháp sinh hoá học, bất hoạt bằng Formalin, rồi sau đó hấp phụ vào
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

5
một muối nhôm.Chiến lược cổ điển này dẫn đến việc sản xuất ra những vaccin có hiệu
lực, đến nay vẫn còn là một công nghệ lựa chọn cho nhiều vaccin virus.
1.1.2.2. Vaccin bất hoạt protein
Đối với nhiều tác nhân gây bệnh thì việc phát triển một vaccin dựa trên Protein là
chiến lược được lựa chọn. Phương pháp chế tạo ra một vaccin dựa trên Protein bằng các
kỹ thuật miễn dịch, di truyền và sinh hoá học xác định tính đặc hiệu kháng nguyên. Kỹ
thuật nói trên cho phép các biểu vị bảo vệ và những Polypeptit được xác định rất đặc
hiệu. Vaccin viêm gan B làm từ nguồn huyết tương người là vaccin đầu tiên trong thể
loại này. Protein bề mặt của virus viêm gan B (HBsAg), được xác định là một

Lipoprotein, một kháng nguyên có những biểu vị bảo vệ trên bề mặt. HBsAg lấy từ huyết
tương của những người mang virus viêm gan B mãn được tinh khiết rồi bất hoạt để làm
vaccin. Vaccin viêm gan B tái tổ hợp là ứng dụng đầu tiên của công nghệ rADN cho việc
sản xuất vaccin dùng cho người.
Định hướng phát triển vaccin mới:
Để phát triển 1 vaccin mới có nhiều trở ngại thường làm nản lòng các nhà nghiên
cứu và đầu tư:
- Cần thời gian lâu 10-20 năm
- Rủi ro cao: Khoảng 80% gặp thất bại trong nghiên cứu lâm sàng
- Không ngạc nhiên khi các doanh nghiệp nhà nước ở các nước tư bản không tiếp
tục phát triển sản xuất vaccin nữa.
- Báo trước/tồn tại một hố sâu ngăn cách giữa cam kết của cộng đồng quốc tế, quốc
gia về nhu cầu sức khỏe cộng đồng với vấn đề thương mại.
- Các tổ chức thương mại luôn cân nhắc về khả năng thu hồi vốn, giá cả và thị
trường.
Nói chung, để phát triển vaccin mới cần xem xét các vấn đề công nghệ sau:
So sánh công nghệ bào chế “Cổ điển”:
- Vaccin sống giảm độc lực hay được bất hoạt.
- Vaccin nguyên tế bào hay vaccin tiểu đơn vị“ Mới”:
- Những vecto sống, vật lây truyền khác.
- Những mầm bệnh được biến đổi về di truyền.
- Cộng hợp.
- Tá dược.
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

6
- Hấp thu qua niêm mạc.
- Tái tổ hợp ADN.
- Những kỹ thuật phát hiện kháng nguyên.

- Các thiết bị chiết tách.
Với các tế bào vi khuẩn hoặc nấm men đã được lắp ghép thêm các gen mới, người
ta có thể nuôi cấy ở quy mô lớn sản xuất các loại protein kháng nguyên để chế tạo ra các
loại vaccin thế hệ mới. Ưu điểm của các loại vaccin này là:
- Rất an toàn vì không sử dụng các tác nhân gây bệnh.
- Giá thành hạ vì không phải nuôi cấy trên phôi gà hoặc trên các tổ chức động vật,
trong các thiết bị đắt tiền.
- Hạn chế được kinh phí kiểm định.
- Hạ thấp giá thành trong bảo quản và vận chuyển.
Thuộc về các loại vaccin thế hệ mới có thể kể đến vaccin kháng nguyên nhân tạo,
vaccin riboxom, vaccin các mảnh của virus, vaccin công nghệ ADN.
Các vaccin chống ung thư gan nguyên phát, chống ung thư cổ tử cung , chống ung
thư bạch cầu Burkih là những bước tiến quan trọng đầu tiên của con người trong việc tìm
kiếm biện pháp miễn dịch chống hiểm hoạ ung thư. Nhờ ghép được ADN của vi khuẩn
Hansen vào vi khuẩn E.coli mà người ta hy vọng làm ra được vaccin chống phong thế hệ
hai ngừa một bệnh nan y đang làm khổ sở 15 triệu người trên thế giới. Theo Vane và
Cuatrecasas (1984) có thể tóm tắt các tiến bộ lai của vaccin tương lai như sau:
- Vaccin thông thường: Vaccin sống giảm độc và vaccin bất hoạt mà việc sản xuất
chủ yếu dựa trên kiến thức kinh nghiệm.
- Vaccin cải tiến: việc sản xuất dựa trên nuôi cấy invitro (kể cả tế bào động vật có
vú), nắm chắc tính chất các kháng nguyên hiểu biết rõ các vị trí sinh miễn dịch và ADN
của chúng.
- Vaccin protein đơn: bao gồm việc phân lập kháng nguyên tinh khiết sao nhân mã
hoá các kháng nguyên đó, phân tích cấu trúc bậc nhất đưa vào sử dụng công nghệ kháng
thể đơn dòng và tá dược cải tiến.
- Vaccin peptit tổng hợp: việc chế tạo dựa trên hoá miễn dịch, nghiên cứu cấu trúc
peptit trên máy tính và hiểu biết cơ chế của hiện tượng cộng hợp.
- Vaccin qua đường uống, khí dung và thực phẩm.
Các dạng trình bày mới của vaccin tương lai:
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

7
Đó là các loại: ADN tái tổ hợp di truyền, vaccin ăn qua miệng, vaccin tinh thể
Trehaloz, vaccin dán trên da.Một gen kháng nguyên được ghép vào hệ gen của một vi
khuẩn hay virus (vecto) dưới sự điều hoà của một promoter, rồi gây nhiễm cho cơ thể,
kích thích tạo miễn dịch. Vaccin tái tổ hợp có vecto dẫn truyền này, cũng như loại hình
vaccin sống giảm độc, còn nhiều hạn chế. Trước hết nó khá cồng kềnh do phải duy trì
nguồn virus hay vi khuẩn sống. Do vậy, người ta phải tìm kiếm một phương thức khác,
đưa gen kháng nguyên vào một vecto đơn giản là plasmid. Thực nghiệm cho thấy, khi
đưa ADN của một loại plasmid tái tổ hợp mang gen kháng nguyên ngoại lai vào cơ thể
thì cơ thể lại tạo miễn dịch chống lại.Vaccin nucleic bao gồm vaccin ADN và vaccin
ARN. Đó là các ADN hoặc ARN của một loại plasmid tái tổ hợp mang gen kháng
nguyên ngoại lai và promoter.
- Vaccin tái tổ hợp dùng tiêm
Loại vaccin này đang tạo một cuộc cách mạng trong công nghệ sản xuất vaccin.
Năm 1989, Gustav (USA) tình cờ phát hiện ra liệu pháp gen trong phòng thí nghiệm
dùng tế bào động vật có vú sản xuất một loại protein mã hoá trong gen. Ba năm sau, S.
Johnston ở đại học Texas phát minh kỹ thuật nhân chuỗi ADN tạo sản phẩm protein
ngoại lai trên tế bào động vật. Từ protein đến vaccin phải chờ đến bước đột phá tiếp theo
của các nhà bác học Mỹ Harriet Robinson, David Weiner và nhóm S.Johnstons tiến hành
thành công vào năm 1991.
Vaccin ADN có tác dụng chống ung thư, chữa bệnh tự miễn dịch và dị ứng.
Vaccin ADN có khả năng dung nạp cao, an toàn, ổn định và hiệu quả kéo dài so với
vaccin cổ điển. Ngoài ra, việc dễ dàng sản xuất lớn, giá thành chấp nhận được rất có lợi
cho các nước đang phát triển.
- Vaccin ăn qua miệng (thực phẩm)
Giữa những năm 80, RoyCutiss III và Guy Gardinau (USA) đề xuất ý tưởng cấy
gen ADN ngoại lai của virus, vi khuẩn vào thực vật. Năm 1992 nhà thực vật học Boyce
Thompson ở New-York có ý tưởng làm vaccin tự nhiên cho người qua việc ăn các thực

phẩm cấy gen trên. Hiện đã có ít nhất 5 công ty công nghệ sinh học lớn đang nghiên cứu
phát triển vaccin “ăn” được kiểu này.
- Vaccin hóa học dùng tinh thể “Trehaloz” làm “vật mang”
Là loại đường đôi có nhiều trong các mô sinh học, có khả năng tích trữ năng lượng
để duy trì sự sống khi gặp điều kiện bất lợi. Năm 1990 B.Roz ở Anh đã đề xuất việc gắn
các kháng nguyên với tinh thể này và xoa trên da, dễ dàng xâm nhập vào mô sống phóng
thích kháng nguyên như kiểu tiêm chủng cổ điển. Trehaloz còn là tá dược đông khô
vaccin, dạng khí dung dùng qua đường thở (vaccin cúm). Nhờ khả năng bắt giữ và thải
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

8
chậm, vaccin Trehaloz rất ổn định luôn giữ được công hiệu cao trong thời gian dài ở bất
kỳ nhiệt độ bảo quản nào (60
o
C/1 tháng không mất công hiệu).
- Vaccin dán trên da
Người Mỹ cho rằng việc thấm qua da cũng là một cách đưa vaccin vào tiếp cận hệ
thống miễn dịch của cơ thể người. Nhóm nghiên cứu của G.Glenm đã thử dán miếng giấy
thấm chứa độc tố tả CT. CT là chất kích thích miễn dịch mạnh nhưng nếu được làm giảm
độc tính (các tiểu phần) thì chính nó trở thành một tá dược chuẩn cho nhiều loại vaccin
khác, việc đưa CT qua da rất an toàn sau khi thử trên một số người tình nguyện. Thử với
LT của E.coli trên chuột cũng cho kết quả tốt. Đã có 30 loại kháng nguyên làm vaccin
thử ở dạng này (bạch hầu, uốn ván, cúm, dại …) thậm chí không gây miễn dịch chéo với
CT. “Miễn dịch qua da” đã bước đầu được thử trên 18 người tình nguyện với hai kháng
nguyên CT và LT dán trên cánh tay trong 6 giờ. Sau 3 tuần đo hiệu giá kháng thể thấy rất
cao, không gây phản ứng phụ so với chứng. Có thể vaccin này sẽ phải cải tiến bằng việc
thay dùng trực tiếp các độc tố vi khuẩn bằng các vector plasmid ADN.
- Vaccin khí dung: Phun xịt qua đường hít thở (Vaccin cúm…)
Phân loại Vaccin

Vaccin có thể là các virus hoặc vi khuẩn sống, giảm độc lực, khi đưa vào cơ thể
không gây bệnh hoặc gây bệnh rất nhẹ. Vaccin cũng có thể là các vi sinh vật bị bất hoạt,
chết hoặc chỉ là những sản phẩm tinh chế từ vi sinh vật.
- Vắc xin thế hệ thứ 1:
+ Vaccin bất hoạt ( Vaccin vi khuẩn chết) là các vi sinh vật gây bệnh bị giết bằng hóa
chất hoặc bằng nhiệt. Thí dụ: các Vaccin chống cúm, tả, dịch hạch và viêm gan siêu vi A.
Ưu điểm: An toàn hơn vì các vi sinh vật không còn khả năng phục hồi dạng độc
Nhược điểm:
- Tính miễn dịch kém hơn, hầu hết các Vaccin loại này chỉ gây đáp ứng miễn dịch
không hoàn toàn và ngắn hạn, cần phải tiêm nhắc nhiều lần.
- Đắt hơn
+ Vaccin vi khuẩn, virus sống, giảm độc lực là Vaccin chứa toàn bộ tế bào vi
khuẩn hoặc vi rus được nuôi cấy dưới những điều kiện đặc biệt nhằm làm giảm hoạt lực,
giảm đặc tính độc hại của chúng.
Ưu điểm: Có khả năng tạo đáp ứng miễn dịch cao do chúng nhân lên theo chu kỳ
thời gian trong cơ thể. Vaccin điển hình loại này thường gây được đáp ứng miễn dịch dài
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

9
hạn và là loại Vaccin được ưa chuộng dành cho người lớn khỏe mạnh. Các Vaccin ngừa
bệnh sốt vàng, sởi, bệnh ban đào và quai bị đều thuộc loại này.
Vaccin sống ngừa bệnh lao không phải là dòng vi khuẩn lao gây bệnh, mà là một dòng
lân cận được gọi là BCG.
Nhược điểm: Các Vaccin loại này có thể gây nguy hiểm vì chúng có thể không ổn
định và có thể trở lại dạng độc gây bệnh. Ví dụ , Vaccin bại liệt có thể gây chứng bại liệt
cho trẻ được tiêm chủng với tỉ lệ 3/106 (tại Mỹ, theo Girard,1985). Tiêm chủng Vaccin
đậu mùa có thể gây viêm não tỉ lệ 5/106 (tại Mỹ, theo Girard,1985).
+ Vaccin có nguồn gốc từ độc tố anatoxin: Ngoài vắc xin chứa toàn bộ tế bào vi
sinh vật, một số thành phần tiết ra của chúng cũng có khả năng kích thích miễn dịch đã

được biết như các độc tố (toxoid). Vaccin loại này chứa các độc tố đã làm bất hoạt ( gọi
là giải độc tố hay anatoxin). Các độc tố được chế tạo thành sau khi đã được ủ với
formalin cho đến khi mất độc tính. Ví dụ như Vaccin giải độc tố uốn ván hay bạch hầu.
Phối hợp vacxin:
Mục đích chính của việc phối hợp vacxin là làm giảm bớt số mũi tiêm chủng hoặc làm
giảm bớt số lần tổ chức tiêm chủng.
Có hai loại phối hợp vacxin:
- Tiêm chủng vacxin phối hợp (trộn các vacxin với nhau, tiêm chủng cùng một lần, cùng
một đường).
- Tiêm chủng nhiều vacxin riêng biệt trong cùng một thời gian, có thể ở các vị trí khác
nhau hoặc theo những đường khác nhau.
Phối hợp vacxin phải đảm bảo giữ được hiệu lực tạo miễn dịch và không gây ra tác hại
gì. Hiệu lực tạo miễn dịch đối với mỗi thành phần vacxin ít nhất phải bằng khi chúng
được tiêm chủng riêng rẽ. Một số trường hợp khi phối hợp vacxin sẽ tạo ra được đáp ứng
miễn dịch mạnh hơn. Ngược lại có những trường hợp phối hợp không hợp lý làm giảm
hiệu lực tạo miễn dịch. Sự phối hợp vacxin hợp lý sẽ không làm tăng tỷ lệ phản ứng phụ.
Nghĩa là độ an toàn vẫn được đảm bảo như khi chúng được tiêm chủng riêng rẽ ở những
thời gian khác nhau.
- Vắc xin thế hệ thứ 2:
Vaccin thế hệ thứ 2 và thế hệ thứ ba đều là văc-xin tái tổ hợp sẽ thay thế hoàn toàn
Vaccin cổ điển còn được gọi là subunit Vaccin. Đó là loại Vaccin chỉ sử dụng những
antigen của vi sinh vật (subunit) thích hợp nhất để kích thích tạo đáp ứng miễn dịch mạnh
nhất. Với công nghệ gen hiện đại, các antigen này được tổng hợp bằng cách cắt đoạn gen
tổng hợp nên protein đặc trưng cho vi sinh vật gây bệnh, ghép gen này vào bộ gen của vi
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

10
khuẩn, của nấm men khác hay tế bào nuôi cấy để tạo ra protein đặc hiệu cho mầm bệnh,
dùng protein này đề tiêm chủng tạo miễn dịch đặc hiệu. Ưu điểm của Vaccin loại này là:

Kháng nguyên sẽ dùng để kích thích miễn dịch được phan lập từ phần lành tính,
không gây bệnh của vi sinh vật gây bệnh, và được tổng hợp bằng các tế bào vi sinh vật
hay động vật đã được lắp ráp gen, đảm bảo được tính an toàn trong sản xuất
Dạng văc-xin này an toàn vì ít chất lạ hơn và không chưa toàn bộ gen của vi sinh
vật nguyên thủy và khhong tái sản xuất trong cơ thể nhận, ít tác dụng phụ, khả năng
miễn dịch cao.
Giảm giá thành sản xuất, vì thay thế được các công đoạn đắt tiền bao gồm môi
trường nuôi cấy mô động vật hoặc phôi bằng các môi trường nuôi cấy vi sinh vật thông
thường, tương đối đơn giản. Ngoài ra không phải trang bị tốn kém cho vấn đề đảm bảo
tính an toàn cao (ví dụ Vaccin thông dụng chống bệnh lở mồm long móng thường có giá
thành cao do sản xuất đòi hỏi nhà xưởng phải an toàn). Giá thành bảo quản và vận
chuyển thấp nhờ giảm được các yêu cầu về làm lạnh và đông khô.
Tránh được việc phải thử nghiệm tính an toàn trên qui mô lớn, vì Vaccin không
chứa tác nhân gây bệnh
Một điển hình của Vaccin dạng này là Vaccin phòng viêm gan virus B thế hệ II. Đó là
Vaccin tạo bằng cách lây nhiễm vius viêm gan B vào tế bào chủ cho virus sản xuất kháng
nguyên. Sau đó tách chiết và gây bất hoạt virus để tạo Vaccin. Hạn chế là kỹ thuật chiết
tách kháng nguyên phức tạp và tốn kém.
( ADN tái tổ hợp là ADN lai tìm được in-vitro (trong ống nghiệm) bằng cách tổ hợp hai
nguồn ADN thuộc hai loài khác nhau.)
- Vắc xin thế hệ thứ 3:
Là văc-xin tái tổ hợp trong đó các antigen đặc hiệu được tổng hợp từ ADN của vi sinh vật
được phối hợp với các tá dược làm gia tăng tính miễn dịch.
MiễnLà văc-xin tái tổ hợp trong đó các antigen đặc hiệu được tổng hợp từ ADN của vi
sinh vật được phối hợp với các tá dược làm gia tăng tính miễn dịch.
Miễn dich gia tăng: là cách để làm tăng mức kháng thể vì làm kích thích tế bào nhớ (
stimulating the memory celles). Một số hợp chất có khả năng làm gia tăng hiệu quả của
Vaccin vius hoặc Vaccin toxoid do làm gia tăng sự kìm chế kháng nguyên trong hệ thống
bạch huyết. Các chất này được gọi là các chất hỗ trợ (Adjuvant).
Các chất hỗ trợ: Đối với Vaccin toxoid dùng adjuvant gồm có aluminum sunfate và

aluminum hydroxid, còn đối với Vaccin vius dùng dầu vô cơ và dầu phộng.
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

11
Cơ chế tác dụng: một phần các chất adjuvant sẽ liên kết với kháng nguyên và sẽ làm
kháng nguyên dễ bị đánh bắt bởi macrophage, đồng thời có thể làm cho các lymphocytes
nhận diện các kháng nguyên đã liên kết một cách hiệu quả hơn các kháng nguyên ở dạng
hoà tan.
Có 3 vấn đề kỹ thuật quan trọng cần được giải quyết:
- Cần phải nhận biết được antigen đặc hiệu cao có tác dụng kích thích sự miễn dịch.
- Việc nuôi tế bào sống phải tái tạo lại được cấu trúc các antigen cần sản xuất.
- Kích thước của antigen sau đó phải được tăng lên để thúc đẩy sự thực bào và đáp ứng
miễn dịch.
Phương pháp này dùng để tổng hợp Vaccin ngừa vius viêm gan là một subunit chế
từ kháng nguyên bề mặt (HbsAg), tổng hợp trong tế bào nấm men hay động vật nuôi cấy
đã lắp ráp gen (Tiollais,1984, Giard, 1985); Chế phẩm đã được tinh chế, loại bỏ các
protein và các đoạn ADN của chính tế bào chủ. Vaccin này có ưu điểm là không chế tạo
từ máu người đã nhiẽm vius như trước đây nên tránh được tiếp xúc với máu nhiễm HIV.
Vius viêm gan B có vỏ ngoài lypoprotein. Kháng nguyên bề mặt là protein chính của vỏ
ngoài, được phát hiện trong máu người bị nhiễm: Vào năm 1963, người ta đã phát hiện
trong huyết thanh bệnh nhân ưa chảy máu một kháng thể tác dụng được với kháng
nguyên (virus), đến năm 1968, nó được xác định là kháng nguyên bề mặt của huyết thanh
bệnh nhânviêm gan B (gọi là HbsAg).
Một Vaccin khác là Vaccin sởi thế hê mới được điều chế ở trung tâm nghiên cứu
vi sinh học ứng dụng (Porton Down nước Anh) với sự hợp tác của trường Đại học Nữ
Hoàng (Belfast) có chứa hai thành phần kháng nguyên, một ngưng kết tố hồng cầu và
một protein liên kết, cả hai được tổng hợp bằng kỹ thuật tái tổ hợp ADN. Đó còn gọi là
vắc- xin đa trị. Một Vaccin khác là văc-xin dịch tả được sản xuất từ những genes tạo
toxin của vi khuẩn dịch tả đã được triển khai sản xuất từ năm 1993.

- Dạng kháng – kháng thể Vaccin (Anti-idiotypic vaccines):
Một hướng mới trong điều chế là dùng các kháng –kháng thể làm Vaccin. Kháng –
kháng thể đóng vai trò nhái lại cấu trúc của kháng thể đã được antigen từ vi sinh vật tạo
thành nhưng chúng an toàn hơn. Nguyên tắc sản xuất Vaccin này như sau:
Đầu tiên sản xuất kháng thể chống lại kháng nguyên Ab1. Kháng thể loại này gọi
là diotypic.
Sau đó diotipic được tiêm vào thú để tạo kháng kháng thể Ab2 ( gọi là anti
diotypic Ab2). Trong cấu trúc của kháng- kháng thể có phần trùng với kháng nguyên.
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

12
Ab2 bây giờ có vai trò như một antigen xác định nhưng đơn giản hơn so với antigen
nguyên thủy ban đầu và được dùng làm vacxin.
Cơ thể nhận được Vaccin chứa Ab2 sẽ đáp ứng tạo kháng thể Ab3.
Nếu sau đó hệ miễn dịch tiếp xúc với antigen nguyên thuỷ, Ab3 sẽ phản ứng với
antigen, phá huỷ hoặc làm mất hoạt tính của chúng.
Ưu điểm:
- Không phải tiêm vi sinh vật sống hoặc chết vào cơ thể.
- Vaccin này chuyên biệt cao vì chống lại trực tiếp phàn antigen đặc trưng một cách
chuyên biệt nhất.
- Có một vài kháng nguyên không thể kích thích hệ thống miễn dịch của trẻ sơ sinh nưng
văc-xin loại này chứa protein có thể cho một đáp ứng miễn dịch ở trẻ em một cách nhanh
chóng
- Văc-xin này có thể nhận biết vị trí nhận trên tế bào. Vì vậy có thể dùng để khoá sự tấn
công của virus trên tế bào. Đay cũng là một hướng để sản xuất Vaccin kháng HIV.
Một vấn đề quan trọng trong sản xuất kháng – kháng thể văc-xin là nguồn idiotipic
antibody. Trong đó nguồn kháng thể đơn dòng từ tế bào người sẽ tốt hơn từ tế bào chuột.
1.1.3. Huyết thanh miễn dịch.
Nguyên lý sử dụng huyết thanh:

Sử dụng huyết thanh là đưa vào cơ thể kháng thể có nguồn gốc từ người hoặc
động vật, giúp cho cơ thể có ngay kháng thể đặc hiệu chống lại tác nhân gây bệnh.
Nói một cách khác: sử dụng huyết thanh là tạo miễn dịch thụ động nhân tạo.
Nguồn kháng thể:
* Bào chế từ huyết thanh động vật:
Trước hết phải gây miễn dịch cho động vật. Đầu tiên động vật thường được tiêm
vacxin, sau đó chúng có thể được tiêm chính vi sinh vật gây bệnh để kích thích sản xuất
kháng thể mạnh mẽ hơn. Khi hiệu giá kháng thể trong huyết thanh đạt mức cao nhất, thì
lấy máu để lấy huyết thanh đem bào chế. Động vật thường được dùng trong sản xuất
huyết thanh là ngựa. Ngày nay, việc sử dụng huyết thanh động vật giảm đi nhiều vì tỷ lệ
gây ra phản ứng cao hơn hẳn so với kháng thể được sản xuất từ huyết thanh người.
* Bào chế từ huyết thanh người:
Globulin miễn dịch bình thường: Globulin miễn dịch bình thường được bào chế từ
huyết thanh người khoẻ mạnh hoặc từ máu rau thai. Trước đây globulin miễn dịch loại
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

13
này còn được gọi là gamaglobulin. Ngày nay ở một số nước còn có tên là globulin huyết
thanh miễn dịch (Immune Serum Globulin).
Loại globulin miễn dịch này mỗi lần (mẻ) được bào chế từ hàng nghìn mẫu huyết
thanh, do đó không có sự khác nhau đáng kể về hiệu giá kháng thể giữa các lần sản xuất.
Kháng thể trong globulin miễn dịch bình thường chủ yếu thuộc lớp IgG.
Globulin miễn dịch đặc hiệu: Globulin miễn dịch đặc hiệu được bào chế từ máu
của những người mắc bệnh nhiễm trùng nào đó đã khỏi bệnh và hồi phục sức khoẻ, hoặc
từ máu của những người khoẻ mạnh mới được tiêm chủng tăng cường. Trong globulin
miễn dịch đặc hiệu, nồng độ kháng thể chống lại vi sinh vật, là căn nguyên của bệnh
nhiễm trùng mà người cho đã mắc hoặc đã được tiêm chủng, thường cao gấp hàng chục
lần trong globulin miễn dịch bình thường.
Nguyên tắc sử dụng:

Các nguyên tắc cơ bản phải thực hiện khi sử dụng huyết thanh là:
• Đúng đối tượng
• Đúng liều lượng
• Đúng đường
• Đề phòng phản ứng
• Phối hợp sử dụng vacxin
Đối tượng:
Huyết thanh được sử dụng nhiều nhất để chữa và dự phòng các bệnh nhiễm trùng.
Ngoài ra nó còn được sử dụng cho một số mục đích khác như điều trị cho những bệnh
nhân bị thiếu hụt miễn dịch, dị ứng và dự phòng bệnh tan máu sơ sinh.
Trong chữa và dự phòng bệnh nhiễm trùng, huyết thanh chỉ có hiệu lực với những
bệnh mà cơ chế bảo vệ chủ yếu nhờ miễn dịch dịch thể. Kinh điển nhất là huyết thanh
chống uốn ván (SAT) và huyết thanh chống bạch hầu (SAD). Huyết thanh chống ho gà,
chống sởi được tiêm cho trẻ chưa được tiêm chủng khi có tiếp xúc với bệnh nhân. Huyết
thanh chống dại được tiêm cho những người bị chó dại hoặc chó nghi dại cắn với vết
thương nặng hoặc gần đầu. Ngoài ra còn có các huyết thanh chống virus viêm gan, virus
quai bị, rubeon. Globulin miễn dịch còn được tiêm cho những bệnh nhân viêm đường hô
hấp tái phát nhiều lần.
Huyết thanh người bình thường được tiêm cho trẻ bị thiếu hụt miễn dịch bẩm sinh.
Một số công trình nghiên cứu cho thấy rằng globulin miễn dịch có tác dụng điều trị dị
ứng.
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

14
Việc sử dụng globulin miễn dịch kháng D (Anti-D immune globulin) cho người
mẹ có nhóm máu Rh(-) mới sinh con Rh(+) có tác dụng ngăn cản sự hình thành kháng thể
kháng Rh và do đó tránh được nguy cơ tan máu sơ sinh cho đứa trẻ sinh lần sau. Cơ chế
của hiện tượng này là globulin miễn dịch kháng D sẽ phá huỷ các hồng cầu Rh(+) của
đứa trẻ xâm nhập vào dòng tuần hoàn của người mẹ khi sinh. Do cơ chế này, việc tiêm

globulin kháng D chỉ có hiệu quả trong khoảng thời gian 72 giờ đầu sau khi sinh.
Liều lượng:
Liều lượng huyết thanh sử dụng tuỳ thuộc vào tuổi và cân nặng của bệnh nhân,
trung bình từ 0,1 đến 1 ml cho 1kg cân nặng, tuỳ theo loại huyết thanh và mục đích sử
dụng. Huyết thanh chống uốn ván được tính theo đơn vị, trung bình là 250 đơn vị cho
một trường hợp. Nếu vết thương quá bẩn hoặc tiêm chậm sau 24 giờ thì liều lượng phải
tăng gấp đôi.
Đường đưa huyết thanh vào cơ thể:
Huyết thanh thường được đưa vào cơ thể bằng đường tiêm bắp. Đối với những
loại huyết thanh đã được tinh chế đạt tiêu chuẩn cao, có thể tiêm tĩnh mạch nhưng cũng
rất nên hạn chế. Tuyệt đối không tiêm tĩnh mạch những huyết thanh có nguồn gốc từ
động vật (dù đã được tinh chế!) hoặc huyết thanh người chưa đạt độ tinh chế cao.
Đề phòng phản ứng:
Cần phải thực hiện tốt các việc sau đây để ngăn ngừa phản ứng do huyết thanh gây ra:
- Hỏi xem bệnh nhân đã được tiêm huyết thanh lần nào chưa. Rất thận trọng khi phải chỉ
định tiêm huyết thanh lần thứ hai vì tỷ lệ phản ứng cao hơn nhiều so với lần thứ nhất.
Việc quyết định có tiêm huyết thanh lần thứ hai hay không tuỳ thuộc vào sự cân nhắc
giữa nguy cơ mắc bệnh, tính nguy hiểm của bệnh và tỷ lệ phản ứng của loại huyết thanh
được sử dụng.
- Làm phản ứng thoát mẫn (phản ứng Besredka ) trước khi tiêm: Pha loãng huyết thanh
10 lần bằng dung dịch NaCl 0,85%. Tiêm 0,1 ml vào trong da. Sau 30 phút nếu nơi tiêm
không mẩn đỏ thì có thể tiêm huyết thanh. Nếu nơi tiêm mẩn đỏ, nói chung không nên
tiêm, trừ khi tình trạng nhiễm trùng nhiễm độc của bệnh nhân đòi hỏi bắt buộc phải tiêm.
Trong trường hợp đó cần chia nhỏ tổng liều để tiêm dần, cách nhau 20 đến 30 phút.
- Trong quá trình tiêm truyền huyết thanh phải theo dõi liên tục để có thể xử trí kịp thời
nếu có phản ứng xảy ra, đặc biệt là phải đầy đủ các điều kiện để xử trí sốc phản vệ.
Tiêm vacxin phối hợp:
Kháng thể do tiêm huyết thanh sẽ phát huy hiệu lực ngay sau khi tiêm, nhưng chỉ
tồn tại một thời gian ngắn. Hiệu giá kháng thể này giảm nhanh trong mấy ngày đầu, sau
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

15
đó giảm chậm hơn và sẽ bị loại trừ hết sau khoảng 10 đến 15 ngày. Hai lý do của sự giảm
nhanh chóng này là: kháng thể được đưa vào cơ thể sẽ phản ứng với các kháng nguyên vi
sinh vật và bị cơ thể chuyển hoá giống như số phận của các protein ngoại lai khác. Việc
tiêm vacxin phối hợp nhằm kích thích cơ thể tạo ra miễn dịch chủ động thay thế cho miễn
dịch thụ động do tiêm huyết thanh hết hiệu lực.
1.2. Sản xuất các protein, hormone trị liệu
Các protein trị liệu :
+ Các protein từ máu
+ Chất đông máu (coagulation factors)
+ Chất chống đông máu (anticoagulants)
+Tác nhân làm tan máu (thrombolitic agents)
+ Hormone
+ Insulin
+ Glucagon
+ Các cytokine: interleukine & interferon
+ Các vaccine & kháng thể
Các protein từ máu:
+ Chất đông máu: hình thành cục máu tại vị trí tổn thýõng
+ Chất chống đông máu: điều trị bệnh đau tim, đột quỵ hay chứng nghẽn mạch
+ Tác nhân làm tan máu: điều trị chứng nhồi máu cõ tim, tắc mạch, đột quỵ
Hormone trị liệu:
+ Glucagon (hormon tuyến tụy)
Làm tăng đường huyết bằng phân giải glycogen tạo glucose
+ Insulin (hormon tuyến tụy)
Điều trị bệnh tiểu đường
+ Hormone kích thích tạo nang trứng (hormone tuyến yên)
Điều trị rối loạn chức năng sinh sản

Các cytokine:
+ Là các protein hay glycoprotein điều hòa kích thích tế bào thuộc hệ miễn dịch
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

16
+ Được tổng hợp chủ yếu do bạch cầu
+ Các interleukin: sử dụng trong liệu pháp miễn nhiễm chống tế bào ung thư và
nhiễm virus
+ Các interferon: tăng cường sự đề kháng không đặc hiệu (giúp tế bào đích chống
virus, ức chế sự tăng sinh của nhiều loại tế bào)

1.3. Sản xuất các r-protein dùng cho trị liệu bằng các tế bào động vật chuyển gen.
Những thí nghiệm tạo dòng gen đầu tiên được thực hiện ở vi sinh vật. Nhờ thao
tác dễ dàng lại có công nghệ lên men phát triển mạnh, các vi sinh vật đã cung cấp rất
nhiều sản phẩm ở quy mô công nghiệp do KTDT, từ các protein, ADN, ARN đến các
phân tử nhỏ.
Từ lâu, các nhà khoa học mong muốn sản xuất các protein với số lượng lớn. Công
nghệ gen cho phép sản xuất nhiều loại protein tái tổ hợp (recombinant protein – r-protein)
khác nhau không những với số lượng lớn mà còn có chất lượng protein tốt hơn. Công
nghệ r-protein thật sự đang phát triển với nhiều thành tựu rất ngoạn mục.
Nhiều protein trị bệnh được biểu hiện ở các hệ thống vi khuẩn, nấm men. Chúng
cần cho chữa trị một số bệnh, nhưng chiết tách từ cơ thể thì số lượng ít. Các r-protein đầu
tiên được sản xuất nhờ các vi sinh vật chủ như E. coli hay nấm men S. cerevisiae. Cụ thể
là sáu trong bảy loại protein trị liệu với tổng doanh số không dưới 15 tỉ USD, mà bằng
sáng chế (patent) đã hết hạn (thường khoảng 15 − 20 năm), được nêu trên bảng 1.
Các protein tái tổ hợp được sản xuất gồm các nhóm chủ yếu:

Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

17
Bảng 1: Sáu loại r-protein trị liệu do E. coli hay S. cerevisiae tạo ra












– Các protein trị liệu như một số nêu trên bảng 1.
– Các enzym: ADNz I, alginat lyaz, phenylalanin amoni lyaz, alpha-1- antitrypsin.
– Các kháng thể dùng trong chẩn đoán và chữa trị nhiều bệnh.

1.4. Sản xuất các kháng thể đơn dòng
Kháng thể đơn dòng là kháng thể kháng 1 kháng nguyên nào đó được tạo ra từ 1

dòng tế bào lympho B trong điều kiện in vitro
Mỗi quyết định kháng nguyên sẽ kích thích tạo thành môt kháng thể đặc hiệu. Khi
một kháng nguyên có nhiều quyết định kháng nguyên (đa giá) sẽ cho một phức hợp
kháng thể. Muốn nhận được một kháng thể trong phức hợp ấy thì phải tiến hành tách tinh
khiết. Tuy nhiên ngày nay người ta có thể nhận được kháng thể tinh khiết bằng kỹ thuật
kháng thể đơn dòng. Kháng thể đơn dòng là kháng thể do một dòng lympho bào sinh ra
để chống lại một kháng nguyên nhất định.
Sản xuất kháng thể đơn dòng: Năm 1975, Kohler và Milstein tiến hành lai tế bào u
tuỷ (myeloma) với tế bào T đã hoạt hóa (bằng phương pháp dung hợp). Ưu điểm của tế
bào u tủy là có khả năng phân chia rất nhanh trong môi trường nhân tạo. Sau đó tách
riêng từng tế bào lai nuôi trong môi trương nhân tạo để chúng phân chia tạo dòng tế bào
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

18
sinh kháng thể. Kháng thể này gọi là kháng thể đơn dòng, có khả năng chống lại một
quyết định kháng nguyên nhất định.
Kháng thể đơn dòng được áp dụng rất rông rãi và thay thế một số phương pháp
miễn dịch và huyết thanh học thông thường trong nhiều lãnh vực như:
- Phát hiện một kháng nguyên chưa biết trên bề mặt tế bào.
- Xác định một số protein có ý nghĩa trong chẩn đoán ung thư.
- Xác định vi sinh vật.
- Ức chế phản ứng thải loại khi ghép cơ quan. Xác định các loại thuốc cấm sử
dụng có trong máu ví dụ doping.v v

1.5. Phục hồi các cơ quan bị thương tổn hay chế tạo các cơ quan nhân tạo.
1.5.1. Cấy ghép thành công khí quản nhân tạo làm từ tế bào gốc
Các nhà khoa học đã sử dụng chính tế bào của bệnh nhân để tạo ra đường thở nhân
tạo, giúp giảm rủi ro cơ thể không chấp nhận bộ phận cấy ghép.
Theo báo cáo đăng trên tờ Lancet ngày 23 tháng 11 năm 2011 mô tả về ca phẫu

thuật này, anh Reykjavik (36 tuổi, người Ai-xơ-len) sẽ chết vì khối u to bằng quả bóng
golf nếu không được ghép khí quản mới. Sau 12 giờ phẫu thuật, các bác sỹ đã loại bỏ
hoàn toàn khối u và thay vào đó một khí quản nhân tạo.
Ca cấy ghép được thực hiện hồi tháng 6 vừa qua tại Bệnh viện trường đại học
Karolinska, Stockholm, Thụy Điển và là ca đầu tiên trên thế giới về cấy ghép khí quản
nhân tạo làm từ tế bào gốc.
Các bác sỹ đã sử dụng kỹ thuật 3 chiều để tạo ra khí quản nhân tạo với khuôn đặc
biệt được cấy tế bào gốc để nó có chức năng như khí quản tự nhiên.
Các nhà khoa học cho biết kỹ thuật này tiến bộ hơn các phương pháp khác bởi
bệnh nhân được sử dụng chính các tế bào gốc mình để tạo đường thở. Vì thế sẽ không có
rủi ro đào thải tế bào cấy ghép và bệnh nhân không phải sử dụng thuốc ức chế miễn
nhiễm. Một ưu điểm nữa của kỹ thuật này là kích thước và hình dáng của khí quản nhân
tạo hoàn toàn phù hợp với cơ thể bệnh nhân.
Ông Tomas Gudbjartsson đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Sau 5 tháng phẫu
thuật, hiện bệnh nhân Reykjavik đang hồi phục rất nhanh và đã có thể sinh hoạt bình
thường”.
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

19
Đến nay, nhóm cấy ghép cũng hy vọng sẽ sử dụng kỹ thuật này để thực hiện phẫu
thuật ca thứ hai vào tháng 11 này cho 1 trẻ 13 tháng tuổi (Hàn Quốc) bị ung thư vòng
họng.
Mặc dù kỹ thuật này đầy hứa hẹn nhưng Giáo sư Harald C. Ott từ Bệnh viện Đa
khoa Massachusetts (Mỹ) và GS Douglas J. Mathisen từ Trường Y khoa Harvard (Mỹ)
cho biết cần có thêm nhiều nghiên cứu để đánh giá đầy đủ tính an toàn và hiệu quả kỹ
thuật này.
1.5.2 Chế tạo thành công da nhân tạo
Học viện Quân y đã nuôi cấy thành công tế bào sừng và nguyên bào sợi, góp phần
quan trọng cho việc xây dựng công nghệ chế tạo da nhân tạo. Kết quả được báo cáo tại

Hội thảo quốc tế "Bỏng - điều trị và phẫu thuật" do Viện Bỏng quốc gia tổ chức trong hai
ngày 27 và 28/7 tại Hà Nội.
Da nhân tạo là vật liệu cần thiết cho điều trị bỏng sâu, giúp tăng thêm khả năng
cứu sống cho bệnh nhân bỏng sâu có diện tích 50-90% cơ thể.
Tại hội nghị, các báo cáo cho thấy chất lượng điều trị bỏng trong nước đã có nhiều
tiến bộ. Nhiều chế phẩm điều trị được sản xuất từ thảo dược trong nước như thuốc mỡ
Madhudxin, chế phẩm SH91, kem thuốc EBS 20% giúp rút ngắn thời gian điều trị bỏng
nông từ 7 đến 15 ngày. Việc sử dụng rộng rãi ghép da đồng loại, da tự thân kết hợp da
ếch đông khô đem lại hiệu quả tích cực chưa từng có so với 3 năm trước. Tỷ lệ bệnh nhi
bỏng sâu được cứu sống đạt 30 - 50%; tỷ lệ này đạt 77,42% ở bệnh nhân bỏng nhiễm
khuẩn huyết.
1.5.3. Chế tạo thành công xương xốp nhân tạo
Các nhà khoa học Nhật Bản đã nghiên cứu thành công một loại xương nhân tạo
bằng xốp cao su. Loại xương này mềm và có thể dùng kéo cắt để định dạng theo ý muốn.







Hình 3 - Có thể ấn xương xốp nhân tạo như thế này.
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

20
Bác sĩ có thể dễ dàng đặt loại xương này vào cơ thể bệnh nhân và trong vài tháng
nó sẽ biến thành xương thật.
Hãng sản xuất thiết bị cơ khí chính xác Pentax đã cộng tác cùng Junzo Tanaka,
Giám đốc trung tâm Vật liệu sinh học thuộc Viện nghiên cứu Vật liệu quốc gia Nhật Bản,

và một số nhà khoa học khác phát triển loại xương xốp nhân tạo này.
Xương xốp được tạo thành từ các tinh thể hydroxyapatite và collagen (loại protein
là thành phần chính của mô sợi liên kết).
Nhóm nghiên cứu cho biết các thử nghiệm trên động vật đã được tiến hành. Một
đoạn xương nhân tạo dài 2 cm được cấy vào cơ thể chó đã biến thành xương thật sau 3
tháng.
"Do quá trình trao đổi chất diễn ra liên tục trong xương, tế bào tủy xương sẽ phát
triển, "ăn" dần xương xốp nhân tạo và thế chỗ nó", người phát ngôn của Pentax giải thích.
Trước đây, xương nhân tạo được chế tạo từ ceramic. Nó gắn kết được với xương thật
xong không bị thay thế.
1.5.4. Phổi nhân tạo
Các nhà khoa học Mỹ đã có thể chế tạo được phổi nhân tạo có thể đảm nhận tốt
các chức năng của một lá phổi bình thường, trực tiếp xử lý không khí, chứ không như các
thiết bị thở nhân tạo khác chỉ hoạt động được với oxi.
Các nhà nghiên cứu đã chế tạo được một thiết bị mô phỏng cấu tạo và hoạt động
của lá phổi người. Nó hoàn toàn phù hợp với cơ quan hô hấp, gồm nhiều mạch máu bằng
silicon có các kích thước khác nhau, nối với nhau bằng các nhánh, giống như hệ mạch
máu trong phổi. Độ dày nhỏ nhất cuả mạch máu không vượt quá 1/4 chiều dày của sợi
tóc người.

Kích thước của bộ phổi nhân tạo này hoàn toàn trùng khít vớí các bộ phận khác
trong cơ thể. Tuy vậy, nó bảo đảm được sự trao đổỉ khí tốt hơn cơ quan hô hấp tự nhiên
từ 3 đến 5 lần. Vì có cùng kích thước nên phổi nhân tạo có thể ghép vào chỗ cuả lá phổi
mà nó sẽ thay thế trong cơ thể người và làm việc một cách hài hoà với tim nên không cần
có sự hỗ trợ của bất cứ môtơ phụ nào.




Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN

GVDH: Trần Thị Phương Nhung

21










Hình 4 - Những lá phổi nhân tạo có kích thước và khả năng hoạt động giống hệt
với lá phổi tự nhiên. (Ảnh minh họa).
Vấn đề duy nhất còn phải giải quyết hiện nay là làm thế nào để chống lại sự tắc
nghẽn mạch máu. Tuy nhiên nhưng nhóm nghiên cứu hứa là sẽ khắc phục được vấn đề
này và chỉ 10 năm nữa, việc ghép phổi nhân tạo cho người sẽ thục hiện được.
1.5.5. Thay van tim nhân tạo
Cho đến nay, giải pháp duy nhất cho các bệnh nhân bị suy tim quá nặng là được
thay tim. Phẫu thuật thay tim bao gồm lấy đi trái tim của người bệnh và thay vào đó là
một trái tim khỏe mạnh của người cho, còn thay tim nhân tạo bao gồm lấy đi trái tim của
người bệnh và thay vào đó là một trái tim nhân tạo chạy bằng điện ắc quy.

Hình 5 - Thay tim - thách thức mới của y học
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

22
Việc chế tạo trái tim nhân tạo thay thế cho trái tim sinh học của con người vẫn là
một trong những thách thức của y học hiện đại. Lợi ích rõ ràng từ những chức năng do
trái tim nhân tạo mang lại sẽ làm giảm đi rất nhiều nhu cầu cần tim của người cho để cấy
ghép thay thế.
Tại Nga vào năm 1937, V.P Demichov đã tiến hành ghép tim nhân tạo đầu tiên
trên chó. Một trái tim nhân tạo kiểu mô-tơ quay tròn được ghép vào trong lồng ngực với
một thân dẫn truyền chuyển động được đưa qua xương ức. Vào năm 1957, Tet Akutsu và
Willem Kolff bắt đầu triển khai nghiên cứu ghép tim nhân tạo tại Cleveland Clinic, Hoa
Kỳ.
Vào năm 1958, Domingo Liotta bắt đầu nghiên cứu thay tim nhân tạo tại Lyon,
Cộng hòa Pháp và vào năm 1959-1960, tại Trường đại học quốc gia Cordoba, Argentina.
Tác giả trình bày công trình nghiên cứu của mình tại Hội nghị cấy ghép nội tạng nhân tạo
Hoa Kỳ được tổ chức tại thành phố Atlantic vào tháng 3/1961. Tại cuộc hội thảo này, BS.
Liotta đã mô tả việc ghép tim nhân tạo theo phương thẳng đứng theo 3 cách ở
trong màng ngoài tim trên chó, mỗi kiểu ghép tim nhân tạo lại sử dụng một nguồn năng
lượng bên ngoài khác nhau: cấy một mô-tơ điện, cấy một máy bơm xoay với nguồn điện
từ bên ngoài và cấy máy bơm khí.
Trái tim nhân tạo có bằng sáng chế đầu tiên được phát minh bởi Paul Winchell vào
năm 1963 tại Trường đại học Tổng hợp Utah, nơi Robert Jarvik sử dụng mô hình Jarvik-7
cải tiến, nhưng những bệnh nhân của ông ta đều bị tử vong sau một thời gian ngắn. Bệnh
nhân thành công đầu tiên của trái tim nhân tạo Jarvik-7 là một nha sĩ về hưu, 61 tuổi.
Bệnh nhân đã sống sót 112 ngày sau khi được ghép trái tim nhân tạo tại Trường
đại học Utah vào ngày 2/12/1982. Một trong những cải tiến của Jarvik-7 là lớp lót bên

trong có chất liệu thô ráp của trái tim nhân tạo được phát minh ra bởi David Gernes. Lớp
lót này giúp hình thành các cục máu đông và bọc ở bên trong tim nhân tạo đã giúp cho
dòng máu chảy một cách tự nhiên hơn.
Sau khi khoảng 90 bệnh nhân được ghép trái tim nhân tạo Jarvik-7, thì việc ghép
tim nhân tạo chính thức bị cấm sử dụng lâu dài cho các bệnh nhân bị suy tim, vì hầu hết
các bệnh nhân sau khi được ghép tim đã không sống sót quá 6 tháng. Tuy nhiên, dụng cụ
này được sử dụng tạm thời cho một số bệnh nhân có chỉ định ghép tim nhưng chưa thể
tìm được trái tim tự nhiên ngay tức thì nhưng cần một trái tim hoạt động có hiệu quả
ngay.
Tim nhân tạo hoạt động như thế nào?
Hiroaki Harasaki ở Cleveland Clinic đã phát minh ra hai cải tiến quan trọng cho
trái tim nhân tạo và là nền tảng cho việc chế tạo ra các cơ quan nhân tạo trong tương lai.
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

23
Hai phát minh có bằng sáng chế đã giải quyết các khó khăn cơ bản cho bất cứ việc cấy
ghép một cơ quan nhân tạo hoàn toàn nào và các khó khăn về vật liệu.
Trước hết đó là bề mặt vật liệu không tạo thành cục máu đông đã làm giảm đáng
kể nguy cơ thải trừ mảnh ghép của hệ thống miễn dịch của cơ thể. Phát minh thứ hai, đòi
hòi sự cộng tác của rất nhiều ngành khoa học đó là nguồn năng lượng có thể cấy vào
trong cơ thể được mà không gây ra những tổn thương nhiệt cho tổ chức.
Trái tim nhân tạo tạm thời Cardio West được phát triển từ Jarvik-7 bởi các nhà
nghiên cứu của Trường đại học Tổng hợp Arixona và được chấp thuận sử dụng trong lâm
sàng vào năm 2004. Đây là trái tim nhân tạo đầu tiên được Hiệp hội Thuốc và Thực phẩm
Hoa Kỳ (FDA) chấp thuận cấy ghép cho con người. Trái tim nhân tạo tạm thời chỉ được
sử dụng cho các bệnh nhân bị suy tim giai đoạn cuối như là một cách thức để làm cải
thiện thời gian sống của người bệnh trong khi họ chờ để được thay tim sinh học của
người cho.
Trong các nghiên cứu lâm sàng chủ chốt, những bệnh nhân này được cấy ghép

thành công trong 79% các lần. Tỷ lệ sống còn sau 1 năm và sau 5 năm sau khi cấy ghép
tim trong số các bệnh nhân này là 86% và 64%. Cấy ghép trái tim nhân tạo tạm thời lâu
nhất là 620 ngày.
Vào ngày 2/7/2001, Robert Tools được ghép tim nhân tạo AbioCor được sản xuất
ra bởi Công ty AbioMed. Đây là trái tim nhân tạo hoàn toàn đầu tiên được cấy ghép.
Cuộc phẫu thuật được tiến hành bởi các bác sĩ ở Trường đại học Tổng hợp Louisville ở
Bệnh viện Jewish, Louisville, Kentucky.
Vào ngày 6/9/2006, trái tim nhân tạo AbioCor trở thành trái tim nhân tạo toàn bộ
đầu tiên được Hiệp hội Thuốc và Thực phẩm Hoa Kỳ chấp thuận cấy ghép cho các bệnh
nhân bị suy tim giai đoạn cuối nhưng không phù hợp với thay tim do tuổi tác hay các
bệnh lý trầm trọng khác phối hợp và không thể sống sót kéo dài hơn 1 tháng nếu không
được thay tim. Trong các nghiên cứu lâm sàng, trái tim nhân tạo này cho thấy kéo dài
cuộc sống và cải thiện chất lượng sống cho các bệnh nhân bị suy tim giai đoạn cuối.
Các bệnh nhân được ghép tim nhân tạo AbioCor sẽ vẫn có các tâm nhĩ của mình
và vẫn đập cùng một lúc, nhưng trái tim nhân tạo sẽ thay thế cho hai tâm thất thì luân
phiên bơm máu ra khỏi từng tâm thất một. Do vậy trái tim nhân tạo sẽ lần lượt bơm máu
lên phổi và sau đó vào động mạch chủ, thay vì cả hai cùng một lúc như ở trái tim tự
nhiên. Trái tim nhân tạo AbioCor có thể bơm hơn 10 lít máu/phút, lượng máu này đủ cho
cơ thể hoạt động một cách bình thường.
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

24
Trái tim nhân tạo AbioCor là một phát minh của Công ty AbioMed. Đây là một
thiết bị y tế rất tinh vi và phức tạp, nhưng cơ chế hoạt động cốt lõi là một bơm thủy lực
đưa dịch qua lại như con thoi từ bên này sang bên kia.
Trái tim nhân tạo AbioCor được chế tạo bằng titanium và chất dẻo, được nối với 4
vị trí: tâm nhĩ phải, tâm nhĩ trái, động mạch chủ và động mạch phổi. Toàn bộ hệ thống
nặng khoảng 0,9 kg.
Phẫu thuật cấy ghép tim nhân tạo AbioCor là một thủ thuật cực kỳ phức tạp đòi

hỏi các phẫu thuật viên cắt bỏ 2 tâm thất của trái tim người bệnh, sau đó cấy ghép trái tim
nhân tạo vào thay thế cho 2 tâm thất đã được cắt đi. Thủ thuật đòi hỏi hàng trăm mũi
khâu để ghép trái tim nhân tạo với các phần còn lại của trái tim người bệnh.
Trong quá trình làm thủ thuật, người bệnh được nuôi dưỡng bởi một máy tim phổi
nhân tạo. Do tính chất phức tạp của thủ thuật nên kíp phẫu thuật rất đông nhân viên y tế
tham gia bao gồm 2 phẫu thuật viên chính, 14 điều dưỡng viên, các bác sĩ gây mê hồi sức
và những người hỗ trợ khác.
Vào tháng 8/2006, một trái tim nhân tạo Berlin Heart được cấy ghép cho một cô
bé 15 tuổi tại Bệnh viện nhi Stolley ở Edmonton, Alberta, Canada. Đầu tiên, các bác sĩ
dự định là cấy ghép tim nhân tạo tạm thời đến khi tìm được trái tim sinh học của người
cho. Nhưng điều kỳ diệu đã xảy ra, trái tim nhân tạo Berlin Heart đã giúp cho quá trình
hồi phục tự nhiên xuất hiện và trái tim của cô bé đã tự phục hồi dần. Sau 146 ngày, trái
tim nhân tạo Berlin Heart được lấy đi và trái tim của cô gái đã có thể tự hoạt động một
cách bình thường trở lại.
Ngày 16/4/2007, một loại trái tim nhân tạo mới được phát minh bởi Trường đại
học công nghệ Queensland là tiền đề cho một cuộc cách mạng công nghệ trong thiết kế
trái tim nhân tạo trong tương lai. Sự cải cách trong thiết kế dựa trên mô hình bơm ly tâm
2 đường ra để đảm bảo dòng máu chảy xuôi dòng qua 2 buồng tim lên động mạch phổi
và ra động mạch chủ tương tự như trái tim tự nhiên của con người.
Công nghệ bơm 2 buồng tim hiện nay rất kềnh càng vì nó đòi hỏi phải cấy 2 máy
bơm hoạt động độc lập với nhau. Vấn đề là với 2 bơm đòi hỏi sự điều khiển khác nhau và
có thể có nguy cơ dẫn đến việc dòng máu chảy không đều. Khái niệm bơm xuôi dòng
(counter-flow pump) là 2 sức đẩy về phía trước độc lập với nhau với mô hình của 2 bơm
để làm tăng sự hoạt động của tâm thất phải và tâm thất trái nhưng về cơ bản chỉ là một.
Việc sử dụng các lực đẩy khác nhau giúp cho máu có thể chảy trong hệ thống có áp lực
cao hơn như đòi hỏi ở bên buồng tim bên trái và áp lực thấp hơn như yêu cầu của bên
buồng tim bên phải.
Bài tiểu luận: Nhóm 10 ỨNG DỤNG CNSH TRONG SINH SẢN
GVDH: Trần Thị Phương Nhung

25
Việc thiếu những trái tim sinh học của người cho và tỷ lệ mắc bệnh lý tim mạch
ngày càng cao đã thúc đẩy các nhà khoa học phải phát triển những công nghệ mới để thay
tim cho người bệnh. Với sự hiểu biết nhiều hơn về trái tim và những tiến bộ vượt bậc
trong công nghệ làm các cơ quan nhân tạo, khoa học vi tính, điện tử, kỹ thuật làm ắc-quy
và các tế bào cung cấp nhiên liệu, trái tim nhân tạo trên thực tế có thể trở thành hiện thực
vào thế kỷ 21 này.

1.6. Ghép cơ quan Động vật
1.6.1. Tiến hành cấy ghép mô của lợn lên người
Trong thời gian không xa, các nhà khoa học Mỹ sẽ tiến hành cấy ghép mô biến đổi
gene của lợn sang người, công việc cấy ghép này nhằm mục đích chữa trị một số căn
bệnh của con người.
Các thí nghiệm này sẽ thực hiện trong thời gian hai đến ba năm nữa. Khi đó một
số tổ chức mô đặc biệt của lợn sinh sản ra sẽ được sử dụng để điều trị cho hàng triệu
bệnh nhân đang mắc chứng bệnh đái tháo đường, não và mù lòa.

Hình 6 - Các mô của chú lợn biến đổi gen này sẽ được cấy ghép v
ào
cơ thể con người (Ảnh: Xinhuanet)

Tuy nhiên, một số nhà khoa học Anh cho rằng đây là công việc cực kỳ nguy hiểm
vì trong quá trình cấy ghép vẫn tồn tại một số vấn đề an toàn chưa giải quyết được. Một
số chủng loại Virut sẽ lây truyền từ lợn sang người, từ đó sẽ gây ra những loại dịch bệnh
mới.