Con người có thể đặt mình vào trạng thái chết để sống được lâu hơn?

Các nhà khoa học khi vọng có thể đưa bệnh nhân vào trạng thái chết hay tạm ngừng sự sống - ranh giới giữa sự sống và cái chết - để chữa trị vết thường thậm chí là cứu sống con người từ "bàn tay tử thần".

Tháng 2 năm 2011, Kelly Dwyer được phát hiện và cứu lên từ một hố băng sau nhiều giờ. Khi đó, thân nhiệt của cô đã xuống mức chỉ còn hơn 15 độ C và mạch yếu đến mức gần như không thể đo được.

Và trước khi đưa cô lên được xe cứu thương, tim của cô đã ngừng đập. Các bác sĩ tại một bệnh viện gần Manchester đã cố gắng làm ấm người cô trong mấy tiếng đồng hồ nhưng không được. Thân nhiệt của cô vẫn ở hơn 20 độ C, tim của cô vẫn không thể đập lại dù đã dùng đến máy khử rung tim.

Kelly Dwyer khi còn nằm viện.

Một bác sĩ đã nhanh chóng đưa cô đến Trung tâm Y tế của Giáo hội. Tại đây, cô được nối với một máy tim nhân tạo để làm ấm tích cực hơn. Họ tiến hành lọc và tiếp thêm Oxy vào máu, sau đó nhanh chóng bơm chúng vào cơ thể của cô để lưu thông lại. Cuối cùng thân nhiệt của Kelly đã dần tăng trở lại, và sau năm giờ chết lâm sàng, tim cô đã đập trở lại. Hai tuần sau, Kelly xuất viện chỉ với một chấn thương nhỏ ở tay.

Đưa cơ thể vào trạng thái chết để tìm đường sống

Nhờ sự tiến bộ của công nghệ, việc cứu sống con người từ cõi chết không còn là chuyện khoa học viễn tưởng, những trường hợp như Dwyer đã không còn là chuyện hiếm.

Công nghệ làm đông lạnh trước khi tim ngừng đập hẳn khiến quá trình trao đổi chất diễn ra chậm lại. Cơ thể hấp thụ rất ít oxy, và nó sẽ ở trạng thái tạm ngừng vận động đến 7 tiếng đồng hồ mà các tế bào không bị phá hủy.

Nhưng các bác sĩ và các nhà khoa học còn muốn đi xa hơn thế. Họ hy vọng có thể tạo ra một "trạng thái gần chết" để cứu các mạng sống? Bằng cách tạo ra một "nút tạm dừng", các bác sĩ có thể có thêm thời gian quý giá để tạo ra điểm khác biệt giữa sự sống và cái chết.

Nếu điều này trở thành sự thực, nó sẽ là một bước tiến làm thay đổi cuộc chơi để cứu sống gần 200.000 người Mỹ mỗi năm chết do các chấn thương.

Liệu ý tưởng buồng ngủ đông như trong các phim khoa học viễn tưởng có trở thành hiện thực?

Một nhóm nhỏ các nhà khoa học và các chuyên gia y tế trên khắp nước Mỹ đang tìm các cách khác nhau để tạm ngừng sự sống, nhằm thực hiện các ca phẫu thuật mà không làm các bệnh nhân chấn thương bị chảy máu đến chết, hoặc ngăn chặn việc phá hủy tế bào trong quá trình điều trị các bệnh về tim.

Một số nhóm hướng đến giải pháp bơm dung dịch nước muối lạnh vào mạch máu của bệnh nhân, một số khác nghiên cứu theo hướng dùng thuốc tạm ngừng vận động.

Năm 2010, bộ Quốc Phòng Mỹ đã triển khai dự án nghiên cứu để tìm ra cách điều khiển đồng hồ sinh học của con người trị giá 34 triệu USD với tên Biochronicity.

Việc làm chậm lại hoặc dừng thời gian sinh học này sẽ giúp các binh sĩ bị thương có thể sống sót lâu hơn hoặc thậm chí hoàn toàn khỏe mạnh – "để chúng ta có thể đưa họ đến nơi nào đó nhằm chữa trị vết thương." Đại tá Matthew Martin, 48 tuổi, một bác sĩ phẫu thuật với nghiên cứu đang được hỗ trợ bởi Biochronicity.

Những hợp chất chết người cũng có thể cứu người

Tiến sĩ Mark Roth đến từ Trung tâm nghiên cứu Ung thư Fred Hutchinson tại Seattle được xem như người tiên phong trong nghiên cứu liệu pháp tạm ngừng vận động để chữa trị chấn thương. Với 20 năm nghiên cứu về vấn đề này, ông từng giành giải thưởng MacArthur Genius Grant khi hiệu chỉnh đồng hồ sinh học của loài cá nhỏ và những con giun tròn.

Thí nghiệm của ông tiến hành trên một đĩa petri với loại cá nhỏ zebrafish, mới phát triển được vài giờ nhưng chúng đã có mạch máu và tim, dù gần như trong suốt. Sử dụng các ống nhỏ, ông rút dần Oxy và dẫn khí Nitơ vào trong một hộp chứa các đĩa petri này, hay nói cách khác, ông đang thay đổi môi trường không khí mà những con cá này hít thở.

Hình dạng loài cá Zebrafish sau khi phát triển được vài giờ.

"Hiện tại bầu không khí mà chúng ta đang hít thở cũng tương tự với bên trong hộp, nhưng theo thời gian, toàn bộ không gian trong hộp sẽ hoàn toàn là Nitơ. Khi các sinh vật này hít phải không khí đó, chúng sẽ tạm dừng hoạt động. Ngày mai, khi chúng ta đặt chúng trở lại không khí trong phòng, chúng sẽ hoạt động trở lại." Ông cho biết.

Đến đầu những năm 2000, các thí nghiệm về tạm ngừng vận động của ông Roth mới chỉ thực hiện trên các sinh vật nhỏ như cá zebrafish và loài giun tròn nematode. Tuy nhiên, trong một lần thử nghiệm khí hydro Sulfide H2S trên những con chuột bằng cách phơi chúng trong không khí chứa 80 phần triệu loại khí đó ở nhiệt độ phòng. Roth nhận ra ông có thể đưa chúng vào trạng thái tạm ngừng vận động, nhưng sau đó khi đặt trong bầu không khí thường, chúng có thể "sống lại" mà không tổn hại gì.

Bước đột phá này mở ra tiềm năng để chữa trị cho các bệnh nhân mắc bệnh tim và ung thư. Công trình này cũng giúp đem lại giải thưởng MacArthur trị giá 500.000 USD cho ông Roth.

Kể từ đó, Roth tập trung hướng vào việc tìm ra các hợp chất trong các chất khí chết người trong các căn buồng khóa kín, được giám sát chặt chẽ với các camera an ninh và hệ thống báo động. Roth nói "Các khí này sẽ giết chết bạn. Selenide, Carbon Monoxide CO, Cyanide, bạn có thể chết chỉ trong hai phút. Nhưng một ngày nào đó, các chất khí chết người này có thể cứu sống bạn."

Cho đến nay, Roth đã xác định được bốn hợp chất tồn tại một cách tự nhiên trong cơ thể người và có thể làm chậm lượng oxy sử dụng trong cơ thể: sulfur, Bromine, Iodine và Selenium. Ông gọi chúng là "các tác nhân gây suy giảm cơ bản" (elemental reducing agents hay ERA).

Roth muốn phát triển các ERA này thành một loại thuốc có thể tiêm vào cơ thể để ngăn chặn tổn thương tái thông máu (reperfusion) – hiện tượng mô bị phá hủy có thể xảy ra trong quá trình các bác sĩ tạm dừng một cơn đau tim. Khi cho máu lưu thông trở lại qua tim, dù với tốc độ bình thường, nhưng việc gia tăng đột ngột lượng oxy có thể phá hủy vĩnh viễn các tế bào tim, dẫn đến chứng suy tim mãn tính (nguyên nhân hàng đầu gây tử vong trên thế giới).

Các kết quả nghiên cứu trên lợn của ông Roth chỉ ra rằng nếu ông tiệm một hợp chất ERA vào trước khi việc tắc nghẽn trong các mạch máu được loại bỏ, nó có thể giúp các cơ tim tránh bị phá hủy trong một tổn thương tái thông máu.

"Chúng tôi đã chứng minh được rằng bạn có thể tiêm tĩnh mạch chất Sodium Iodide vào một bệnh nhân, nó sẽ làm giảm 75% tổn thương thường có trong quá trình chăm sóc tim tiêu chuẩn." Ông nói. "Bạn có thể giữ cho tim mình thoát khỏi trạng thái chết bằng cách tạm thời làm chậm việc hoạt động của nó lại."

Sau khi liên kết với Faraday Pharmaceuticals, một công ty tư nhân, Roth hy vọng có thể bắt đầu thử nghiệm trên các bệnh nhân bệnh tim với các chất ERA mà ông tìm ra vào năm 2017.

Việc tạm ngừng vận động sẽ làm các ca phẫu thuật trở nên đơn giản và an toàn hơn.

Cả hai người, ông Roth và Stephen Hill, CEO của Faraday Pharmaceuticals, tin rằng một ngày nào đó, các ERA này có thể được sử dụng cho một loạt các phẫu thuật y tế, như cấy ghép nội tạng và chân tay giả. Cho dù vậy, mục tiêu hiện tại của họ, sẽ nhằm vào các bệnh nhân bị đau tim, đang phải trải qua quá trình hồi phục lại việc lưu thông máu cho động mạch vành.

Các chấn thương khẩn cấp khác, ví dụ như bị thương do súng, cũng là ứng viên hứa hẹn cho phương pháp tạm ngừng vận động này. Trên thực tế, một nhóm các chuyên gia y tế ở Bờ Tây đã bật đèn xanh cho việc thử nghiệm phương pháp này trên người cho những ca chấn thương như vậy, vốn cũng đang sử dụng một kỹ thuật làm chậm vận động khác.

Truyền nước muối lạnh thay máu để duy trì sự sống

Tiến sĩ Sam Tisherman, Giám đốc của Trung tâm Chăm sóc tích cực và Điều trị chấn thương của trường Dược thuộc Đại học Maryland, Baltimore lại có một cách khác để tiếp cận ranh giới giữa sự sống và cái chết. Ông gọi nó là "duy trì khẩn cấp và hồi sức" (EPR: Emergency Preservation and Resuscitation).

Khác với phương pháp của ông Roth, cách tiếp cận của ông Tisherman là làm lạnh bệnh nhân tới trạng thái thân nhiệt thấp bằng cách thay thế máu trong cơ thể bằng dung dịch nước muối ở nhiệt độ đóng băng. Điều này khiến thân nhiệt của bệnh nhân giảm nhanh xuống đến 10 – 13 độ C. Điều này tương tự như đưa bệnh nhân về cùng một trạng thái mà Kelly Dwyer đã phải trải qua khi ngã xuống hố băng.

Loại máy thay thế máu bằng dung dịch nước muối lạnh.

Quy trình chữa trị điển hình cho một bệnh nhân với vết thương do súng bao gồm việc chèn một ống thở, sau đó sử dụng một ống thông tĩnh mạch lớn để thay thế cho lượng máu và chất dịch đã bị mất, trong khi một bác sĩ phẫu thuật khác chữa trị vết thương trước khi tim bệnh nhân ngừng đập. "Đó là một cuộc chạy đua về thời gian." Ông Tisherman cho biết. "Và những nỗ lực này thường không hiệu quả. Chỉ có 5-10% số người tim ngừng đập cho chấn thương có thể sống sót."

Vì vậy, việc hạ thân nhiệt khẩn cấp này có thể cho các bác sĩ phẫu thuật thêm thời gian đến một giờ để phẫu thuật. Sau đó họ có thể tiếp tục lưu thông máu và dần dần làm ấm lại cơ thể bệnh nhân. Ông Tisherman và các đồng nghiệp đã dành ra hai thập kỷ để hoàn thiện phương pháp này trên động vật.

Đến năm 2014, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm FDA của Mỹ đã cho phép họ thử nghiệm trên người tại Bệnh viện Giáo Hội UPMC tại Pittsburgh, Pennsylvania. Các thử nghiệm vẫn đang được tiến hành những chưa có thông tin nào được tiết lộ.

Nếu phương pháp này hiệu quả, nó có thể trở thành phao cứu sinh cho nhiều sinh mạng – đặc biệt tại một thành phố có số vụ giết người nhiều thứ hai trên toàn nước Mỹ trong năm 2015 (344 vụ trong năm 2015).

Một bước tiến về cấp cứu có thể cứu mạng hàng ngàn binh sĩ bị thương trên chiến trường

Vậy khi ở chiến trường, nơi cơ sở chữa trị gần nhất cũng cách đó hàng trăm kilomet thì sao? Đó là một thách thức và cũng là động lực để Matthew Martin, một bác sĩ phẫu thuật tại ngũ, muốn tìm hiểu vấn đề này. Từng là trưởng nhóm cứu thương tại một bệnh viện dã chiến ở Baghdad, ông đã phải chứng kiến nhiều binh sĩ sau khi bị thương đã phải bỏ mạng, dù hoàn toàn có thể chữa trị, nhưng lại không thể đưa kịp đến các cơ sở chữa trị với đầy đủ trang bị ở phía sau.

Sau bốn chuyến thăm đến Iraq và Afghanistan, Martin đang cố gắng đạt được kết quả tương tự như ông Tisherman, mà không cần đến các trang thiết bị vốn không thể mang ra ngoài tiền tuyến. Điều đó có nghĩa là ông sẽ sử dụng hóa chất, không phải chất làm lạnh, để làm chậm nhịp sống của cơ thể.

Cứu thương trên chiến trường luôn là công việc chạy đua gắt gao với thời gian.

Martin nói. "Câu hỏi là, liệu chúng ta có thể hạ thấp nhu cầu về máu của con người trong một khoảng thời gian, đến mức người đó thực sự không cần máu chảy trong người? Đó sẽ là mục tiêu cuối cùng của việc này."

Ông đã tiến hành các nghiên cứu về tác động về sinh lý của một loại thuốc thử nghiệm trên lợn khi chúng mô phỏng cho một chấn thương chảy máu nghiêm trọng tại Trung tâm Y Tế Quân đội Madigan ở Tacoma, Washington.

"Mục tiêu là tạo ra một liệu pháp chữa bệnh bỏ túi." Ông cho biết. "Để một lính cứu thương với túi thuốc của mình có thể tiêm nhanh cho hàng loạt binh lính bị thương. Anh ấy có thể tiêm loại thuốc này và bắt đầu quá trình tạm ngừng vận động, cho binh lính có thêm thời gian để đưa đến cơ sở phẫu thuật."

Martin và các đồng nghiệp đã xác định được một loạt các loại enzyme được gọi là PI 3-kinaza giúp điều tiết quá trình trao đổi chất và loại thuốc có thể có thể điều khiển hoạt động của chúng. Các nghiên cứu cho thấy việc bơm loại thuốc này vào thời điểm của chứng thiếu máu cục bộ - xuất hiện khi lượng máu bơm về tim bị thiếu hụt – có thể làm chậm lại quá trình trao đổi chất mà không làm tổn thương đến loài động vật.

Những hợp chất của bác sĩ Roth, dung dịch nước muối lạnh như băng của tiến sĩ Tisherman hay các enzyme của bác sĩ Martin, tất cả vẫn còn một khoảng cách xa để đạt tới mục tiêu của mình. Nhưng chỉ với sự xuất hiện của chúng thôi, cũng đủ mang lại cho chúng ta một hy vọng vào tương lai, nơi con người có thể sống sót lâu hơn trước những chấn thương nặng mà chúng ta vô tình gặp phải.