Đột phá mới trong lĩnh vực xương nhân tạo tại Việt Nam

Sẵn sàng thay thế nguyên liệu nhập khẩu

Theo PGS. TS Nguyễn Đại Hải (Viện khoa học vật liệu ứng dụng, Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam), khuynh hướng sử dụng xương nhân tạo ngày càng phổ biến, nhưng khách quan mà nhận định thì việc nghiên cứu phát triển vật liệu y sinh nói chung và vật liệu xương nói riêng chưa được quan tâm đúng mức, không chỉ tại Việt Nam mà còn tại nhiều quốc gia khác. Hiện nay, nguồn cung cấp xương nhân tạo chủ yếu được nhập khẩu nên giá thành cao, ảnh hưởng trực tiếp tới kinh tế người bệnh.

“Chính vì vậy, nhóm nghiên cứu tại Viện khoa học vật liệu ứng dụng đã đặt mục tiêu tạo ra các sản phẩm liên quan tới vật liệu y sinh mà cụ thể là vật liệu tái tạo xương, và mục tiêu này không chỉ mang tính khoa học cao, tạo tiền đề cho các vật liệu khác phát triển mà còn có tính thực tiễn cao khi đáp ứng được nhu cầu bức thiết của bệnh nhân trong nước". TS Đại chia sẻ.

Hình ảnh sản xuất thực tế hợp chất α-HH và BCP quy mô 1.000 gam/mẻ tại Viện khoa học vật liệu ứng dụng, Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam.

Sau 2 năm nghiên cứu cùng với sự hỗ trợ từ nhiều đơn vị hữu quan tại TP Hồ Chí Minh như Sở Khoa học và Công nghệ (KH&CN) Thành phố, Đại học y Dược TP Hồ Chí Minh, Viện Kiểm nghiệm thuốc TP Hồ Chí Minh, Đại học Khoa học Tự Nhiên TP Hồ Chí Minh và một số trường viện khác trên địa bàn, PGS.TS Nguyễn Đại Hải và cộng sự tại Viện khoa học vật liệu ứng dụng đã hoàn thành việc nghiên cứu tổng hợp, đánh giá tính chất sinh học, hóa lý của vật liệu α-Calcium Sulfate Hemihydrate (α-HH) và Biphasic Calcium Phosphate (BCP); để sau đó xây dựng quy trình tổng hợp hai loại vật liệu này ở quy mô 1.000 gam/mẻ hướng đến sản xuất ở quy mô công nghiệp trong nước. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng hoàn thành nội dung xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho bán thành phẩm α-HH và BCP phù hợp với các quy định của ngành y tế trong và ngoài nước.

Cũng theo PGS.TS Nguyễn Đại Hải, với vật liệu ghép xương, việc đánh giá các phép thử định tính các mẫu vật liệu cũng rất cần thiết, và các kết quả kiểm nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm của Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam đều cho thấy α-HH và BCP tổng hợp từ quy mô phòng thí nghiệm cho đến sản xuất quy mô 1.000 gram/mẻ đều phù hợp, tương ứng với tiêu chuẩn chuẩn hóa lý với độ tinh khiết cao, cùng với đó là các chỉ tiêu khác về sinh học như độ nhiễm khuẩn, tỷ lệ khoáng xương, độ ổn định,… an toàn cho lĩnh vực y học tái tạo.

Thử nghiệm thành công trên thỏ

Đáng chú ý, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm cấy ghép xương từ vật liệu thay thế α-HH và BCP trên thỏ để đánh giá khả năng tái tạo xương trên động vật. Kết quả chỉ ra rằng các vật liệu đã kết hợp tốt với xương vật chủ, và sự hình thành xương mới thâm nhập vào cấu trúc của vật liệu. Từ những luận cứ về nghiên cứu huyết học và đánh giá các phản ứng miễn dịch của thỏ trước và sau khi cấy ghép, cùng các nghiên cứu mô học truyền thống và hiện đại, cũng đã cho thấy sự tương đồng về khả năng ứng dụng của vật liệu tổng hợp với các vật liệu đã tồn tại trên thị trường và đã được chứng minh lâm sàng. Từ đó, nhóm nghiên cứu đã kết luận rằng vật liệu được trình bày trong đề tài này hoàn toàn có khả năng ứng dụng trong y học tái tạo.

Các thử nghiệm khả năng tái tạo xương trên thỏ cũng ghi nhận kết quả tích cực.

Bên cạnh đó, PGS.TS Nguyễn Đại Hải cho biết, trong quá trình trước và sau phẫu thuật, cho thấy tỷ lệ sống sót 100% và sức khỏe của các nhóm thỏ hoàn toàn ở tình trạng tốt, không có dấu hiệu của sự đào thải và các phản ứng sinh học nguy hiểm của vật liệu cấy ghép α-HH và BCP, điều này chứng minh tính tương thích sinh học và sự phù hợp cho các nghiên cứu mô học tiếp theo.

Nhận định về khả năng sản xuất ở quy mô lớn hơn và thương mại hóa hai loại vật liệu α-HH và BCP theo quy trình vừa hoàn thiện, PGS.TS Nguyễn Đại Hải cho rằng với nguồn nguyên liệu phổ biến với giá thành thấp, quy trình tổng hợp ổn định và dễ nâng quy mô công nghiệp và trang thiết bị sản xuất đơn giản chi phí đầu tư thấp thì việc thương mại hóa sản phẩm là hoàn toàn khả thi. Ngoài ra, sự thành công của đề tài đóng vai trò như một tiền đề cho các nghiên cứu nhằm tối ưu hóa sản phẩm xương nhân tạo trong tương lai cũng như các loại vật liệu y sinh khác.