Khoa học - Y dược

Sử dụng vật liệu hydrogel siêu kết dính trong tái tạo mô (21/12/2018)

Các nhà nghiên cứu, khoa học trong lĩnh vực y học hiện nay vẫn đang nỗ lực tìm kiếm một loại vật liệu hydrogel tiên tiến có tác dụng chữa lành những tổn thương như tổn thương ở tim, tái tạo mô não hoặc nhanh chóng đóng các vết thương chảy máu. Mới đây, một nhóm các nhà khoa học tại trường Đại học Bách khoa Liên bang Thụy Sĩ (EPFL) đã phát triển thành công một dạng vật liệu dạng gel siêu co giãn mới mà họ khẳng định là có tính chất kết dính vô song, đặc biệt hữu ích trong điều trị những chấn thương liên quan đến các mô sụn và sụn chêm, giúp làm liền nhanh vết thương.

Các nhà khoa học ở Thụy Sĩ đã phát triển một hydrogel mới vẫn còn dính vào các mô bị hỏng trong thời gian dài hơn (Ảnh: EPFL)

Không giống như một số mô khác trong cơ thể con người, mô sụn và sụn chêm là những khu vực không được cung cấp máu thường xuyên, hoặc thậm chí là không được cung cấp máu, chính vì lẽ đó, những bộ phận này không có khả năng tự tái tạo sau khi bị tổn thương. Trong nhiều nghiên cứu trước đây, các nhà khoa học đã tìm cách tiêm trực tiếp vật liệu hydrogel trong đó có chứa thuốc để vận chuyển tới các vị trí đích bị tổn thương, tuy nhiên, vật liệu này có xu hướng bị rửa trôi trong môi trường tự nhiên chứa chất lỏng sinh học của cơ thể con người.

Trong nghiên cứu mới của mình, các nhà khoa học đã mô tả vật liệu mới mà họ khẳng định rằng có khả năng kết dính hiệu quả. Vật liệu hydrogel mới có hàm lượng nước cao (90%), cấu trúc của nó bao gồm một mạng lưới liên kết ngang glycol dimethacrylate cùng với alginate liên kết ngang, được gia cố bằng cellulose nanofibrillated.

Cấu trúc cuối cùng được đánh giá là có độ kết dính cao gấp 10 lần so với các vật liệu sinh học tổng hợp có sẵn trên thị trường. Do chứa hàm lượng nước cao, vật liệu mới có đặc tính tương đồng mạnh mẽ với các tế bào mô sống tự nhiên bị tổn thương mà nó nhắm đích. Nhưng quan trọng nhất, mức độ bám dính của vật liệu tỏ ra đặc biệt hiệu quả theo thời gian nhờ cấu trúc phân lớp độc đáo có khả năng hấp phụ các ứng suất cơ học.

Celine Samira Wyss và Peyman Karam là thành viên của nhóm nghiên cứu EPFL tạo ra một loại hydrogel mới đầy hứa hẹn (Ảnh: EPFL)

Dominique Pioletti, người đứng đầu nhóm nghiên cứu cho biết: “Cấu trúc mạng lưới kép phân phối năng lượng cơ học đến toàn bộ vật liệu hydrogel, do đó, độ bám dính của vật liệu được cải thiện ngay cả khi nó ở trong trạng thái chịu lực nén cao hoặc bị kéo giãn. Trong cấu trúc hydrogel thiếu các cơ chế giảm xóc, các ứng suất cơ học tập trung vào bề mặt liên kếtt giữa hydrogel và mô, nhờ đó, hydrogel có khả thể tách rời khá dễ dàng".

Nhóm nghiên cứu đã thực hiện thử nghiệm kết dính hydrogel vào một số mô tự nhiên như mô sụn và sụn chêm trong phòng thí nghiệm và họ tỏ ra khá lạc quan với kết quả. Nhóm cho biết trong tương lai, họ sẽ tiến hành thêm những nghiên cứu sâu rộng nhằm thay thế các tấm hợp kim titan cấy ghép để cố định xương bị gãy trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình hoặc thay thế phương pháp sử dụng chỉ khâu để vá vết thương hở, rách.

"Vật liệu mới của chúng tôi đã chứng tỏ được tính chất cơ học ưu việt của nó. Chúng tôi đang có kế hoạch trong tương lai sẽ biến nó thành vật mang chở các tác nhân đến vị trí nhắm đích nhằm chữa lành những chấn thương liên quan đến sụn hoặc sụn chêm", Pioletti chia sẻ.

Nghiên cứu đã được đăng tải trên tạp chí Applied Materials & Interfaces.

Nguồn: P.K.L (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 27/11/2018