Nhóm khoa học gia quốc tế đã phát triển được aerogel lai – một silicagel với các sợi tơ tằm (silica-silk fibroin hybrid aerogel) rất bền, nhẹ và ưa nước dùng để kích thích sự phát triển của mô xương mới thay thế cho mô xương bị tổn thương hoặc bị mất.
Một phần của xương bị u, có thể được phục hồi bằng cách thúc đẩy quá trình tái tạo xương – Ảnh: intermet
Theo Inverse, 3 phòng nghiên cứu thí nghiệm có trụ sở ở Iran, Đức và Áo đã hợp tác phát triển thành công một loại protein kết hợp với aerogel rất nhẹ và xốp. Protein là sợi tơ tằm làm cho aerogel bền và đủ cứng để sử dụng cho sự phát triển của xương. Đó là aerogel lai, là một silicagel với các sợi tơ tằm (silica-silk fibroin hybrid aerogel) rất bền, nhẹ và ưa nước.
Trong một sinh vật sống, aerogel kích thích sự phát triển của mô xương mới để thay thế cho mô xương bị tổn thương hoặc bị mất. Công nghệ này sẽ giúp điều trị gãy xương trong vài ngày và mang lại hy vọng về một cuộc sống đầy đủ cho những người bị ung thư xương.
Một khối u xương là một bệnh ung thư hiếm gặp, nhưng hậu quả của nó rất nghiêm trọng: bệnh nhân mắc bệnh phát triển có thể phải cắt cụt chân tay để ngăn ngừa di căn. Để giúp những bệnh nhân này, cũng như những người mắc các bệnh lý về xương khác, các nhà khoa học đã phát triển một loại aerogel lai đã bắt rễ thành công ở chuột và kích thích sự phát triển của xương mới.
Các nhà khoa học giải thích rằng mô xương cần sự trợ giúp từ bên ngoài để tái sinh và phát triển. Đồng thời, rất khó để làm cho một mô mới phát triển chính xác đúng như một người cần. Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một khung phân rã sinh học, đưa aerogel vào khung và điều khiển các mô đang phát triển dọc theo hướng được chỉ định trong khung.
Trong các thử nghiệm trên các mẻ nuôi cấy tế bào người, sự an toàn của vật liệu đối với cơ thể con người đã được chứng minh. Sau đó, các nhà khoa học đã tiến hành thử nghiệm với chuột. Aerogel được dùng cho nhóm chuột và các nhà khoa học đã theo dõi sự phục hồi xương trong 25 ngày, ghi nhận quá trình lành mô nhanh và tốt. Quá trình tái tạo này cho thấy khả năng phục hồi nhanh chóng của xương gãy trong một vài ngày chứ không phải vài tuần. Ngoài ra, công nghệ này rất quan trọng đối với những bệnh nhân bị u xương với nguy cơ phải cắt cụt.
Vũ Trung Hương
Theo motthegioi
In 3D xương nhựa để ghép cho bệnh nhân
Những chiếc xương làm từ công nghệ in 3D và vật liệu PEEK là giải pháp mới, giúp các bệnh nhân ung thư xương đẩy lùi nguy cơ tàn phế, cắt cụt chi.
Các chuyên gia về phẫu thuật chỉnh hình tại Hà Nội đều đ.ánh giá cao công nghệ này tại hội thảo “Vật liệu y sinh PEEK và công nghệ 3D: Bước tiến mới trong chấn thương chỉnh hình” do Bệnh viện Đa khoa Xanh Pôn phối hợp với Viện Nghiên cứu và Phát triển vật liệu Y sinh tổ chức sáng nay, 8/11.
Nhóm bác sĩ của Khoa Chấn thương Chỉnh hình, Bệnh viện Đa khoa Xanh Pôn thăm khám cho bệnh nhân.
Hồi phục nhờ chiếc xương đặc biệt
Bệnh nhân Khuất Hữu T. (46 t.uổi, Ba Đình, Hà Nội) mới được ghép đoạn xương nhân tạo cách đây 1 tuần. Ông T. mắc bệnh u xương chỏm đùi đã 5 năm. Trước khi được phẫu thuật, ông T. đi lại rất khó khăn, khi ngồi phải ngồi lệch về một bên, lúc ngủ cũng phải nằm nghiêng một bên.
Vì vậy, ông được các bác sĩ Bệnh viện Đa khoa Xanh Pôn tư vấn phẫu thuật sớm, bởi khối u xương của ông đã chuyển thành u ác tính, gây mất đoạn, khuyết hổng tổ chức xương đùi.
Nếu không phẫu thuật kịp thời, phần xương bị hổng sẽ khiến ông T. nhanh chóng bị tàn phế và suy giảm nặng nề chất lượng cuộc sống.
“Các bác sĩ đã tư vấn rất kỹ cho tôi trước ca mổ. Tôi cũng có một chút lo lắng nhưng vẫn quyết tâm chữa bệnh. Giờ thì tôi thấy rằng, mình đã quyết định đúng” – Ông T. nói.
Sau khi được chữa trị, ông đã không còn đau đớn, cũng không phải ngồi nghiêng, nằm nghiêng như trước, mà tự tin hơn trong cuộc sống hàng ngày. Tới tham dự buổi hội thảo, ông T. tỏ ra rất thoải mái khi đi lại, có thể tự đứng bằng hai chân trong vòng vài phút mà không cần chống nạng.
Thành công của ca ghép này có thể coi là sự kiện của y học Việt Nam.
Bệnh nhân T. khỏe mạnh đi lại sau khi được phẫu thuật ghép xương đùi nhân tạo làm từ công nghệ in 3D và vật liệu PEEK
Bác sĩ Phạm Trung Hiếu – Trưởng Đơn nguyên Phẫu thuật khớp háng và khung chậu, Khoa Chấn thương chỉnh hình và Y học thể thao, Bệnh viện Đa Khoa Xanh Pôn – chia sẻ: “Đây là lần đầu tiên Việt Nam thực hiện ghép xương đùi nhân tạo từ vật liệu PEEK để bảo tồn chi thể. Nhóm bác sĩ chúng tôi tự hào khi được tham gia ca phẫu thuật, được hợp tác với các kỹ sư tiên phong trong lĩnh vực vật liệu y sinh trong nước”.
Xương bằng nhựa được in 3D
Theo PGS.TS. Ngô Duy Thìn – Trưởng Labo Công nghệ mô ghép và vật liệu sinh học, Đại học Y Hà Nội – đoạn xương đặc biệt cứu ông T. khỏi nguy cơ tàn tật dài gần 20cm, do các kỹ sư và các bác sĩ thuộc chuyên ngành phẫu thuật chỉnh hình thiết kế riêng. Chiếc xương còn được chế tạo từ vật liệu y sinh học PEEK (Polyether Ehter Ketone) và công nghệ in 3D.
Trong đó, PEEK là một loại nhựa nhiệt dẻo được cấu tạo đặc biệt để cấy ghép vào cơ thể người, không tác động lên gen; có đặc tính cơ học như xương đặc, bền, không nứt vỡ; không cản trở khi chụp X-quang; không biến đổi cấu trúc và tạo ra gốc tự do khi được tiệt khuẩn. PEEK đã được ứng dụng trong y tế thế giới từ năm 1990.
Hiện nay, PEEK được dùng để chế tạo các mảnh vá hộp sọ, đĩa đệm cột sống, thân xương đùi, khớp háng và khớp gối toàn phần…
PGS.TS. Trần Trung Dũng – Phó Giám đốc Bệnh viện, Trưởng Khoa Chấn thương Chỉnh hình, Bệnh viện Đa khoa Xanh Pôn chia sẻ về công nghệ mới tại buổi hội thảo.
Để có một chiếc xương nhân tạo này, các bác sĩ thiết kế khuôn đúc nhựa dựa theo kích thước xương nguyên mẫu sau đó sử dụng kỹ thuật in 3D in khuôn, đưa vật liệu nhựa PEEK vào khuôn tạo hình. Chiếc xương sẽ được đưa đi tiệt trùng, đảm bảo vô khuẩn rồi ghép cho bệnh nhân.
Bác sĩ Phạm Trung Hiếu cho biêt thêm: “Nhờ phối hợp với công nghệ in 3D, những bộ phận cấy ghép được thiết kế chuẩn xác, có khả năng lấp đầy những khuyết hổng trên cơ thể, cố định vào các phần xương lành và đảm bảo khả năng vận động, chịu lực như các bộ phận nhân tạo thông thường. Các bệnh nhân ung thư xương được phẫu thuật ghép xương nhân tạo này có thể bảo tồn, không phải cắt cụt chi, giữ lại hình dáng và chức năng cơ thể”.
Các chuyên gia cũng đ.ánh giá: Sự thành công này đã mở ra khả năng ứng dụng ngày càng rộng rãi hơn trong việc bảo tồn chi cho bệnh nhân mắc các bệnh lý như u xương hoặc tổn thương cũ gây mất đoạn xương dài, mở ra triển vọng mới cho phẫu thuật chấn thương chỉnh hình nói chung và phẫu thuật tái tạo xương khớp nói riêng.
Hiện nay, các đoạn xương cấy ghép làm từ công nghệ in 3D và vật liệu PEEK đã được ứng dụng vá hộp sọ trên khoảng 10 bệnh nhân tại Bệnh viện Đa khoa tỉnh Hải Dương và một số bệnh nhân khác tại Bệnh viện Đa khoa Xanh Pôn.
Còn hạn chế cần khắc phục
“Mặc dù PEEK là một vật liệu có nhiều khả năng để cấy ghép thay thế mô xương, song, đây cũng là loại vật liệu tương đối khó tính. PEEK có nhiệt độ nóng chảy cao, khó chế tạo khi sử dụng công nghệ in 3D” – PGS.TS. Ngô Duy Thìn chia sẻ.
Một hạn chế khác cũng được các chuyên gia thẳng thắn nêu rõ: Các nhà chế tạo chưa thể in 3D trực tiếp xương cần cấy ghép mà phải dùng khuôn đúc, vì chưa kiểm soát được vấn đề vô trùng. Do đó, chiếc xương đúc ra không có lòng ống tủy, cấu trúc bên trong chưa thực sự giống với xương thật. Bên cạnh đó, xương làm từ vật liệu PEEK và công nghệ in 3D không giúp làm giảm tỷ lệ tái phát tại chỗ và di căn của khối u.
Hình ảnh thực tế của đoạn xương nhân tạo được cấy ghép
Bên cạnh đó, việc áp dụng còn khá hạn chế bởi PEEK là vật liệu mới, giá thành in 3D vẫn còn đắt đỏ; để in được vật liệu PEEK cần đầu tư hệ thống in 3D chuyên biệt.
“So với thế giới, chi phí cho vật liệu PEEK tại Việt Nam rẻ hơn, song cũng ở mức khoảng 40 triệu/ca. Chi phí cho một ca phẫu thuật còn cao trong khi bệnh nhân có chỉ định ghép chưa được hỗ trợ thanh toán bảo hiểm y tế” – PGS.TS. Trần Trung Dũng chia sẻ.
Ngoài ra, vật liệu PEEK chưa thể liền với khối xương của bệnh nhân; bác sĩ thao tác trên xương vật liệu PEEK khó khăn. Các chuyên gia chia sẻ, những hạn chế này cần được khắc phục bằng cách phủ các chất đẩy quá trình liền xương và thêm các trợ cụ cắt để cắt xương dễ dàng hơn, tạo điều kiện thuận lợi hơn cho các bác sĩ, phẫu thuật viên trong quá trình ghép xương cho bệnh nhân.
Theo viettimes
