Cơ thể phản ứng với dị vật như thế nào?

Ta vào thẳng ví dụ luôn nhé! Máy bơm Insulin tự động là một thiết bị giúp cải thiện cuộc sống của bệnh nhân tiểu đường bằng việc theo dõi lượng đường trong máu, truyền insulin khi cần thiết, tránh việc phải lấy mẫu máu thường xuyên. Thiết bị này gồm một máy bơm và kim tích hợp cảm biến dùng để đo và truyền insulin. Tuy nhiên có một vấn đề là trong vài ngày, cảm biến đường huyết phải được đổi vị trí và đặt lại.

Máy bơm Insulin tự động

Không chỉ máy theo dõi đường huyết gặp vấn đề này mà tất cả các vật cấy vào cơ thể, cần được thay thế vào những khoảng thời gian khác nhau như: Đầu gối giả bằng nhựa phải được thay thế sau khoảng 20 năm, những vật cấy dùng trong phẫu thuật thẩm mỹ cũng chịu chung số phận sau khoảng 10 năm.

Cơ thể phản ứng với dị vật ra sao?

Điều này không chỉ gây phiền nhiễu, tốn kém và còn nguy hiểm. Nguyên nhân là do cơ chế của hệ miễn dịch trong cơ thể chúng ta. Qua hàng trăm triệu năm tiến hóa, các tiền tuyến phòng ngự này đã trở nên cực kỳ lão luyện trong việc phát hiện dị vật. Hệ miễn dịch của ta sở hữu một kho đồ sộ các vũ khí để tóm giữ, ngăn chặn và phá hủy những thứ chúng tin xâm nhập vào cơ thể trái phép. Nhưng nhược điểm của hàng rào bảo vệ này chính là chúng coi cả các vật cấy có ích như máy bơm insulin là nguy hại tương tự như vi khuẩn hay virus.

Ngay khi máy bơm insulin được cấy vào da, cơ thể ngay lập tức kích hoạt chế độ nhận diện dị vật xâm nhập từ bên ngoài và đưa ra các phương pháp ứng phó. Bắt đầu với việc các protein tự do bám lên bề mặt vật cấy. Những protein này bao gồm các kháng thể cố vô hiệu hóa vật lạ và gửi tín hiệu kêu gọi các tế bào miễn dịch khác tới để tăng cường tấn công.

Đáp lại cuộc gọi khẩn, đợt tấn công thứ 2 là đội quân bạch cầu và đại thực bào. Bạch cầu giải phóng các hạt nhỏ chứa enzym cố phá hủy bề mặt kim bơm insulin. Đại thực bào cũng giải phóng enzym cùng với các chất có gốc oxit nitric giúp tạo ra một phản ứng hóa học làm thoái hóa vật thể qua thời gian. Nếu đại thực bào không thể giải quyết ngoại vật một cách nhanh chóng, chúng hợp lại với nhau thành một khối tế bào khổng lồ.

Cùng lúc, các nguyên bào sợi di chuyển đến điểm đó và bắt đầu tích tụ các lớp mô liên kết dày đặc. Chúng bọc quanh cây kim, qua thời gian bị bủa vây, quanh vật cấy dần hình thành một khối sẹo. Chức năng của khối sẹo là một tường thành bất khả xâm phạm, ngăn sự tương giao giữa cơ thể với vật cấy.

Khối sẹo quanh máy điều hòa nhịp tim gây cản trở dòng điện và làm vô hiệu chức năng của máy. Khớp đầu gối nhân tạo tróc các mảnh nhỏ khi bị mòn làm cho các tế bào miễn dịch kháng viêm tập trung lại quanh các mảnh này gây cứng khớp. Tệ hơn, đợt công kích của hệ miễn dịch có thể gây sốc, thậm chí đe dọa tới mạng sống.

Cách qua mặt hệ miễn dịch

Hiện nay, các nhà nghiên cứu đang tìm cách để qua mặt hệ miễn dịch bằng cách phủ lên vật cấy các hóa chất và dược chất được hệ miễn dịch chấp thuận. Ngoài ra, các phương pháp mới như dùng các vật liệu cấy ghép tự nhiên hơn, có cấu trúc tương tự các mô cũng đang được thử nghiệm và áp dụng.

Trong tương lai, việc nghiên cứu hệ miễn dịch sẽ giúp ta phát triển các cơ quan nhân tạo ưu việt, các bộ phận cấy ghép phù hợp với cơ thể nhằm chữa lành chấn thương một cách nhanh chóng.