Một chiếc xương bị gãy sau một khoảng thời gian có thể tự liền lại. Nhưng trong một số trường hợp, xương bị tổn thương khó có thể tái tạo một cách tự nhiên và phải dùng các phương pháp như cấy ghép mô xương hoặc vật liệu sinh học. Tuy nhiên, trong một nghiên cứu đã chỉ ra trẻ nhỏ và chuột sơ sinh thực sự có khả năng chữa lành tổn thương một cách tự nhiên đối với xương hình thành đỉnh hộp sọ. 

Mới đây, một phương pháp mới do các nhà nghiên cứu của Đại học Pittsburgh, bang Pennsylvania, Hoa Kỳ phát triển có thể thúc đẩy quá trình tái tạo xương ở chuột trưởng thành mà không cần sử dụng các phương pháp cấy ghép.

Kỹ thuật mới này sử dụng một thiết bị giống với dây cung chỉnh nha, thường được sử dụng để kéo răng dịch chuyển vào vị trí mong muốn. Thiết bị sẽ cẩn thận kéo căng hộp sọ dọc theo các đường khâu, sau đó kích hoạt các tế bào gốc của xương được tìm thấy trong các đường nối uốn lượn này. Ở những con chuột trưởng thành, phương pháp mới đã chữa lành những tổn thương ở hộp sọ mà bình thường sẽ khó có thể tự lành được.

Tác giả chính của nghiên cứu, tiến sĩ Giuseppe Intini, phó giáo sư về nha chu và phòng ngừa chia sẻ: “Phương pháp tiếp cận của chúng tôi lấy cảm hứng từ trẻ sơ sinh vì chúng có khả năng đáng kinh ngạc trong việc tái tạo các khiếm khuyết xương ở xương bắp chân tạo nên đỉnh hộp sọ. Bằng cách khai thác khả năng chữa bệnh của chính cơ thể bằng liệu pháp tự trị, chúng ta có thể kích thích xương tự chữa lành. Chúng tôi hy vọng sẽ dựa trên nghiên cứu này trong tương lai để phát triển các liệu pháp mới cho con người”.

Tại sao xương ở trẻ sơ sinh lại có sự khác biệt?

Các nguyên nhân phổ biến gây tổn thương hộp sọ của con người bao gồm chấn thương đầu, dị tật bẩm sinh và phẫu thuật để điều trị ung thư hoặc các bệnh khác. Sau hai tuổi, những vết thương này sẽ không tự lành lại được.

Giáo sư Intini giải thích: “Ở trẻ sơ sinh, xương bắp chân chưa liền hoàn toàn, vì vậy các vết khâu nơi tế bào gốc cư trú vẫn còn hở. Chúng tôi tự hỏi liệu các mũi khâu có liên quan gì đến khả năng tái tạo xương được quan sát thấy ở trẻ sơ sinh hay không. Chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng có thể đảo ngược kỹ thuật này ở người lớn bằng cách mở các mũi khâu một cách máy móc để kích hoạt hốc tế bào gốc và tăng số lượng tế bào gốc”.

Chuột có hộp sọ phát triển rất giống với con người. Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một “thiết bị đánh lạc hướng xương” để tác động một cách tinh vi một lực kéo có kiểm soát lên xương bắp chân. Lực kéo này chỉ đủ mạnh để nới rộng các vết khâu mà không gây gãy xương. Sau đó, bằng cách sử dụng trình tự ARN đơn bào và kính hiển vi hình ảnh trực tiếp, các tác giả nghiên cứu đã phát hiện số lượng tế bào gốc trong chỉ khâu mở rộng đã tăng gấp bốn lần. Do đó, loài gặm nhấm được điều trị bằng thiết bị này đã tái tạo xương để chữa lành một lỗ hổng lớn trong hộp sọ.

Giáo sư Intini chia sẻ thêm: “Nếu có thể kích hoạt hốc tế bào gốc một cách hiệu quả, số lượng tế bào gốc sẽ tăng và duy trì quá trình tái tạo các khiếm khuyết xương. Hơn nữa, chúng tôi đã phát hiện ra khiếm khuyết có thể lành ngay cả khi nó cách xa vết khâu”.

Những thách thức khi áp dụng phương pháp mới 

Mặc dù phương pháp mới có hiệu quả trong việc chữa lành xương cho những con chuột trưởng thành hai tháng tuổi, tương đương với độ tuổi gần như chuyển thành tuổi trưởng thành trẻ ở người, nhưng dường như phương pháp này không đem lại kết quả tương tự ở loài gặm nhấm trong khoảng 10 tháng tuổi hoặc trung niên.

“Ở những con chuột già, số lượng tế bào gốc trong vết khâu ở xương chậu rất thấp, vì vậy việc mở rộng hốc này không hiệu quả trong việc tăng cường khả năng chữa bệnh. Vượt qua thách thức này là một trọng tâm của nghiên cứu sắp tới”, Giáo sư Intini cho biết.

Hiện nay, các phương pháp điều trị cho hộp sọ bị tổn thương thường bao gồm ghép xương hoặc cấy ghép vật liệu sinh học hoạt động như giàn giáo để tái tạo xương. Tuy nhiên, các phương pháp như vậy không phải lúc nào cũng hiệu quả và đi kèm với rủi ro.

Các tác giả nghiên cứu hiện đang xem xét về việc làm thế nào để những phát hiện của họ có thể cung cấp các liệu pháp mới ở người, không chỉ khi chữa lành vết thương ở hộp sọ mà còn cả gãy xương dài như xương đùi. Các thiết bị đánh lạc hướng xương đã được sử dụng để điều trị một số tình trạng như chứng dính liền khớp sọ, một dị tật bẩm sinh trong đó xương bắp chân hợp nhất quá sớm. Do đó, việc mở rộng kỹ thuật này có thể là trọng tâm trong tương lai của các thử nghiệm lâm sàng. Nhóm nghiên cứu cũng đang phân tích các phương pháp phi cơ học để kích hoạt các tế bào gốc của xương.

Mỹ Linh