Nhóm tác giả thực hiện tổng hợp xương nhân tạo. Ảnh: NNC

Hiện nay xương được dùng trong cấy ghép gồm 2 loại là xương tự nhiên (tự thân hoặc đồng loại) và nhân tạo. Trong đó, ghép xương nhân tạo mới được quan tâm trong thời gian gần đây, do có nhiều ưu điểm như bệnh nhân không phải đau đớn trải qua một ca phẫu thuật cắt xương, không cần bảo quản ở điều kiện nghiêm ngặt.

Trước nhu cầu rất lớn về cấy ghép xương và khuynh hướng sử dụng xương nhân tạo ngày càng phổ biến, nhóm tác giả, Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng đã thực hiện đề tài nghiên cứu tổng hợp vật liệu α-HH và BCP - hai loại xương nhân tạo nổi bật nhất trong y học tái tạo. Trong đó, α-HH (CaSO4.0.5H2O) được sử dụng trong cấy ghép và tái tạo xương; còn BCP là hỗn hợp của hai loại vô cơ khác nhau, gồm Hydroxyapatites (HA) và β-tricalcium phosphate (β-TCP).

α-HH thường được sử dụng để làm vật liệu thay thế xương trong nha khoa và phẫu thuật chỉnh hình bởi khả năng tương thích sinh học cao, thời gian tự đóng rắn tốt, có khả năng tái hấp thụ tốt mà không gây ra các phản ứng viêm nhiễm. BCP có hoạt tính, tính tương hợp sinh học cao, khả năng chữa lành xương, do có thành phần và cấu trúc tương tự thành phần khoáng trong xương. BCP được sử dụng làm vật liệu sinh học thay thế xương cho các ứng dụng chỉnh hình, hàm mặt và nha khoa. Tuy nhiên, hai loại nguyên liệu α-HH và BCP chủ yếu nhập từ nước ngoài nên hiện nay giá thành cao (2-5 triệu đồng/0,5gam).

Vật liệu α-HH và BCP được nhóm tổng hợp từ nguyên liệu ban đầu là CaCl2, bằng phương pháp dung dịch muối, cùng với một số hóa chất như Calcium sulfate dihydrate, Calcium chloride Anhydrous, Trisodium phosphate dodecahydrate, Sulfuric acid,… Sản phẩm có dạng bột kết tinh màu trắng, hàm lượng Canxi trên 24% (α-HH) và trên 34% (BCP).

Xương nhân tạo có dạng bột kết tinh màu trắng. Ảnh: NNC

Thực hiện thử nghiệm ở các tiêu chí hóa học và sinh học, cho thấy, sản phẩm của đề tài có độ tinh khiết cao, độ nhiễm khuẩn, tỷ lệ khoáng xương, độ ổn định,… an toàn cho lĩnh vực y học tái tạo. Đồng thời, chất lượng tương đương với sản phẩm cùng loại nhập khẩu như α- Former bone graft (Đài Loan) và MBCP+ (Pháp). Ngoài ra, khi sản phẩm kiểm định tại Trung tâm Dịch vụ Phân tích Thí nghiệm TPHCM, Trung tâm Sắc ký Hải Đăng, cũng đáp ứng các tiêu chí về chất lượng trong lĩnh vực hóa chất, vật liệu ngành y tế.

Để đánh giá khả năng tái tạo xương trên động vật, nhóm thử nghiệm sản phẩm trên thỏ cho thấy, trong quá trình trước và sau phẫu thuật, tỉ lệ sống sót 100% và sức khỏe của 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, BCP.

Đề tài đã được Sở KH&CN TPHCM nghiệm thu trong năm qua. Nhóm tác giả mong muốn được tiếp tục thử nghiệm lâm sàng trên người, để có thể đưa vào thực tiễn sản xuất ở quy mô lớn.

Kiều Anh