Thạc sĩ Vũ Thanh Bình đến từ Phòng thí nghiệm Ký thuật mô và Y học tái tạo, Khoa Kỹ thuật y sinh, Đại học Quốc tế (Đại học Quốc gia TP. HCM) cùng nhóm nghiên cứu qua quá trình nghiên cứu đến nay đã thành công tạo ra khung giá thể giúp các tế bào xương bám, tăng sinh và canxi hóa khôi phục phần xương khiếm khuyết.

Theo chia sẻ của Thạc sĩ Bình, mô xương tự nhiên tự nhiên của cơ thể có các thành phần polyme, là các bó sợi collagen và thành phần hydroxyapatite (canxi phosphat). Các thành phần này tạo ra cấu trúc mô xương có khả năng chịu tải, thực hiện chức năng nâng đỡ, tạo ra khoang tủy... Từ cơ sở này, nhóm tạo ra polyme tự nhiên sử dụng từ nguyên liệu chitosan có trong vỏ tôm, cua cùng với vật liệu alginate có trong rong biển.

Trong nghiên cứu của nhóm các nhà khoa học, chitosan và alginate đã được kết hợp với một polyme có trong dịch khớp là hyaluronic acid, giúp tăng khả năng đàn hồi, giảm tổn thương đầu khớp xương. "Ba nguyên liệu này cần được liên kết với nhau để tạo thành khung xương nhân tạo", thạc sĩ Bình nói. Khung giá thể xương được tạo ra trong phòng thí nghiệm có cấu trúc gần giống mô xương tự nhiên nhất.

Theo các nhà nghiên cứu, việc liên kết các nguyên liệu có thể sử dụng chất phụ gia. Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm tồn dư các chất liên kết chéo ngoại sinh, có khả năng gây độc tế bào xương. Vì thế, nhóm nghiên cứu thực hiện phương pháp biến đổi cấu trúc các nguyên liệu bằng cách gắn thêm các nhóm chức năng, giúp chúng có khả năng tự liên kết mà không cần sử dụng phụ gia.

Từ vật liệu dạng gel, khung xương đông cứng tạo ra cấu trúc lỗ xốp giúp tế bào mô xương tự nhiên liên kết bám trên khung để tăng sinh. Khung xương nhân tạo này có khả năng phân hủy sinh học (biến mất sau khi tế bào xương người bám dính, phát triển).

Tế bào xương này có thể tiết ra chất nền để tạo khung xương của chính nó để lấp đầy phần xương bị khuyết. Dựa vào tính chất, vị trí mô xương bị khuyết, nhóm có thể điều chỉnh thời gian phân hủy sinh học sao cho tương đồng thời gian tế bào xương tiết ra và tạo ra khung xương.

Theo Thạc sĩ Vũ Thanh Bình, tùy thuộc loại xương và thể tích mất xương, tế bào xương cần vài tháng đến hàng năm để tái tạo khung mới và khôi phục hoàn toàn vị trí bị khuyết.

Với thử nghiệm trên chuột, nhóm nghiên cứu đã tiến hành gây mê, khoan một vị trí ở nắp sọ để tạo khiếm khuyết xương và không làm tổn hại não của chúng, sau đó tiến hành bơm gel vào khu vực chuột bị khuyết xương. Chuột khi tỉnh lại được theo dõi chỉ số sinh tồn như cân nặng, chế độ ăn uống, di chuyển... trong vòng một tháng.

Vì vật liệu dạng gel nên khi vào nắp sọ nó có thể làm đầy vị trí bị khiếm khuyết dù ở hình dạng nào. Trong thời gian ngắn, gel sẽ đóng rắn và bắt đầu quá trình tạo khung xương nhân tạo.

Kết quả cho thấy, sau 1 tháng, tỷ lệ lấp đầy vị trí bị tổn thương trên nắm sọ của chuột thí nghiệm đạt mức 80 - 90% với khả năng tương thích sinh học cao.

Với kết quả tích cực nêu trên, nhóm nghiên cứu đã có thêm nền tảng để tiến hành thêm các thử nghiệm trên các động vật lớn với điều kiện bệnh lý gần giống người hơn, củng cố chứng cứ khoa học ứng dụng trên người.

Tuy nhiên theo Thạc sĩ Bình, từ mô hình động vật để ứng dụng trên người là khoảng cách khá xa, qua nhiều quy trình, thủ tục và Hội đồng đạo đức để chứng minh tính hiệu quả, an toàn của sản phẩm.

Trước mắt, nhóm nghiên cứu muốn phát triển gel tạo khung xương thành một dạng mực in sinh học có thể thương mại. Gel sau khi in sinh học có thể tạo thành các khung xương nhân tạo phục vụ cho việc nghiên cứu lĩnh vực y sinh cũng như thử nghiệm trên động vật thay thế các sản phẩm ngoại nhập có giá thành cao.

Quỳnh Trang