PGS.TS Nguyễn Đại Hải cùng cộng sự nghiên cứu thành công xương nhân tạo giúp tái tạo tế bào, khôi phục xương đã mất.
PGS Hải hiện là Phó viện trưởng, trưởng nhóm nghiên cứu vật liệu y sinh, Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Những ngày này, anh đang cùng các đối tác là đại diện một số bệnh viện lớn và doanh nghiệp chuẩn bị các bước cho việc thử nghiệm lâm sàng xương nhân tạo trên người, dự kiến vào đầu năm sau.
Anh cho biết, việc thử nghiệm sẽ thông qua Hội đồng Y đức đánh giá và chấp thuận, sau đó thử nghiệm trên một nhóm nhỏ rồi mở rộng số lượng bệnh nhân. "Các bệnh viện, doanh nghiệp cam kết sẽ đồng hành cùng nhóm nghiên cứu trong các bước tiếp theo", PGS Hải nói.
Xương nhân tạo là công trình của PGS Hải và nhóm chuyên gia Đại học Y dược, Đại học Khoa học Tự nhiên nghiên cứu trong giai đoạn 2019 - 2021 với sự tài trợ của Sở Khoa học và Công nghệ TP HCM. Mục tiêu tạo ra xương nhân tạo bằng công nghệ trong nước, chất lượng tương đương, giá thành chỉ từ 30 - 50% so với sản phẩm nước ngoài.
Công nghệ của nhóm cho ra hai sản phẩm xương nhân tạo α-Canxi Sulphat Hemihydrate (α-HH) và Biphasic Canxi Phosphate (BCP) với tính chất cơ bản tương tự xương người, quy mô phòng thí nghiệm. Hai sản phẩm được tạo từ nguyên liệu ban đầu là canxi sunfat và canxi photphat. Khi cho các chất này xảy ra phản ứng hóa học làm thay đổi cấu trúc, hình thái ban đầu, tạo điều kiện giúp tế bào xương phát triển nhanh. α-HH VÀ BCP sau khi cấy vào cơ thể sau thời gian sẽ hình thành xương mới.
PGS TS Nguyễn Đại Hải và hai sản phẩm xương nhân tạo dạng bột. (Ảnh: Hà An)
Anh kể, công đoạn khó và tốn nhiều thời gian nhất là thử nghiệm nhiều phản ứng hóa học với tỷ lệ các thành phần khác nhau để cho ra sản phẩm gần giống xương thật nhất, giúp tế bào xương phát triển. Theo PGS Hải, α-HH có đặc tính đóng rắn nhanh, hình thành các giá đỡ giúp tế bào phát triển, giúp tái tạo xương. Còn BCP có khả năng tái tạo xương hiệu quả cao, phù hợp cho các vùng khuyết xương lớn.
Sau nhiều tháng thí nghiệm, nhóm cho ra hai thành phẩm hai sản phẩm xương nhân tạo dạng bột và tiến hành thử nghiệm lâm sàng trên động vật với giống thỏ New Zealand 28 tuần tuổi, trọng lượng 3 - 3,5 kg. Thỏ được chia thành hai nhóm thí nghiệm và đối chứng. Thỏ thí nghiệm được phẫu thuật khớp gối và cấy xương nhân tạo rồi theo dõi và so sánh với nhóm đối chứng không phẫu thuật để đánh giá khả năng tái tạo xương. Kết quả, thỏ sinh trưởng và phát triển bình thường, không tử vong, không bị phản ứng đào thải hay phản ứng sinh học khác.
Sau 6 tháng, kết quả trên xương thỏ cho thấy mô xương tái tạo tốt và phát triển ổn định. Từ thành công này, nhóm nghiên cứu chuẩn bị thương mại hóa. "Việc thực hiện lâm sàng trên người là quá trình dài, tốn nhiều chi phí nên chúng tôi mong muốn có sự đồng hành của các đơn vị nghiên cứu, doanh nghiệp chung tay để sản phẩm sớm ra thị trường", PGS Hải cho biết.
Sản phẩm xương nhân tạo BCP (trái) và α-HH của nhóm nghiên cứu. (Ảnh: Hà An).
Quyết tâm nghiên cứu của PGS Hải cũng đến từ chính câu chuyên trong gia đình anh. Hai người thân của anh bị bệnh tiêu xương trên mặt, buộc phải mổ cắt phần xương chỗ khác đưa lên vị trí xương mặt bị hủy. Họ phải bổ sung thêm xương nhân tạo, chi phí lên tới hàng trăm triệu đồng, nhưng vẫn chưa hết bệnh. "May mắn là người thân mình có điều kiện kinh tế mới có thể làm những kỹ thuật đó. Với số tiền hàng trăm triệu đồng, những người nghèo sẽ rất khó tiếp cận để lành bệnh", anh nói.
Theo PGS Hải, phương pháp cấy ghép xương tự thân tức lấy xương từ bộ phận này sang bộ phận khác sẽ thay thế xương rất tốt. Tuy nhiên, người bệnh phải chịu đau đớn và nguồn xương bị giới hạn. Còn với thủ thuật ghép xương động vật có khả năng bị đào thải cao, nguy cơ bị bệnh truyền nhiễm. "Việc sử dụng mô xương nhân tạo được coi là tối ưu khi khoa học có nhiều tiến bộ, nhất là trong lĩnh vực vật liệu cấy ghép xương".
PGS.TS Trần Ngọc Quyển, Viện trưởng Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cho biết, hiện trong nước công nghệ về xương nhân tạo chủ yếu ở dạng nghiên cứu và người dân phải sử dụng sản phẩm nhập ngoại. Nhóm đã có sự đầu tư công nghệ tạo ra các hạt khoáng xương nano có đặc tính tương đương với các sản phẩm nước ngoài. Sản phẩm có hiệu quả tái tạo mô xương rất tốt, đã thử nghiệm thành công trên động vật.
"Đây là cơ sở để nhóm nghiên cứu tiến tới thương mại hóa sản phẩm, giúp giảm chi phí cho người dân. Về phía cơ quan quản lý, chúng tôi tiếp tục hỗ trợ nhóm tiếp tục nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng ở giai đoạn tiếp theo", PGS Quyển nói.