21/12/2024 : 13:12

Các nhà khoa học thuộc Đại học Northwestern (Hoa Kỳ) vừa phát triển một loại vật liệu hoạt tính sinh học có thể tái tạo thành công sụn khớp gối ở mô hình động vật, mở ra hướng đi mới cho ngành y tế.

 

Hình ảnh vật liệu sinh học mới dưới kính hiển vi. Sợi nano có màu hồng và axit hyaluronic được thể hiện bằng màu tím. Nguồn ảnh: Đại học Northwestern.

Sụn là thành phần quan trọng trong khớp của con người và các loài động vật. Khi sụn bị tổn thương hoặc hư hỏng theo thời gian có thể ảnh hưởng lớn đến sức khỏe và khả năng vận động tổng thể. Ở người trưởng thành, sụn không có khả năng tự lành. Liệu pháp mới của các nhà khoa học thuộc Đại học Northwestern có thể giải quyết vấn đề này.

Vật liệu sinh học mới bao gồm một peptide hoạt tính sinh học liên kết với yếu tố tăng trưởng biến đổi beta-1 (TGFb-1), một loại protein cần thiết cho sự phát triển và duy trì sụn, và axit hyaluronic biến đổi (một loại polysacarit tự nhiên có trong sụn và dịch bôi trơn khớp). Vật liệu này là một mạng lưới phức tạp gồm các thành phần phân tử phối hợp với nhau để mô phỏng môi trường tự nhiên của sụn trong cơ thể.

Nhóm nghiên cứu đã tích hợp peptide hoạt tính sinh học và các hạt axit hyaluronic được biến đổi về mặt hóa học để thúc đẩy khả năng tự tổ chức của các sợi có kích thước nano thành các bó, mô phỏng cấu trúc tự nhiên của sụn. Mục đích là tạo ra một “bộ khung” giúp các tế bào của cơ thể tái tạo mô sụn. Đồng thời, sử dụng các tín hiệu hoạt tính sinh học trong các sợi có kích thước nano giúp các tế bào cư trú trong “bộ khung” phục hồi sụn.

Tiếp theo, họ thử nghiệm vật liệu này trên cừu bị khiếm khuyết sụn ở khớp cứng, một khớp phức tạp ở chân sau tương tự như đầu gối của con người. Các nhà khoa học tiêm vật liệu dày, giống như bột nhão vào các khuyết tật của sụn. Sau 6 tháng, quan sát thấy bằng chứng về sự phục hồi được tăng cường, bao gồm sự phát triển của sụn mới có chứa các polyme sinh học tự nhiên (collagen II và proteoglycan), cho phép khả năng phục hồi cơ học không gây đau ở khớp.

Đại diện nhóm nghiên cứu, Samuel I. Stupp cho biết, tiêu chuẩn chăm sóc các ca phẫu thuật khớp hở hoặc nội soi khớp hiện nay là phẫu thuật gãy xương vi mô, trong đó bác sĩ phẫu thuật sẽ tạo ra những vết gãy nhỏ ở xương bên dưới để tạo ra sự phát triển sụn mới. Tuy nhiên, phương pháp này thường dẫn đến sự hình thành sụn sợi, loại sụn giống ở tai con người, trái ngược với sụn hyaline cần có ở các khớp chức năng. Bằng cách tái tạo sụn hyaline, phương pháp của nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Northwestern sẽ có khả năng chống mài mòn tốt hơn, khắc phục vấn đề vận động kém và đau khớp trong thời gian dài.

Sụn đối chứng (được nhuộm bằng safranin) có khiếm khuyết (a) và sụn thí nghiệm đã được xử lý (nhuộm safranin) cho thấy khiếm khuyết được lấp đầy (b). Nguồn ảnh: Đại học Northwestern.

Samuel I. Stupp hy vọng, trong tương lai không xa, vật liệu mới này có thể được sử dụng để loại bỏ các cuộc phẫu thuật thay thế toàn bộ đầu gối, điều trị các bệnh thoái hóa như viêm xương khớp và sửa chữa những chấn thương liên quan đến thể thao như đứt dây chằng chéo trước.

Minh Nhã (CESTI) - Nguồn: Medicalxpress

Tin liên quan

• Cà Mau: Ứng dụng công nghệ bảo quản và chế biến để nâng cao giá trị tôm càng xanh
• ROSE - Kẹp robot mềm cải tiến
• Xây dựng mô hình trồng rau ăn lá thủy canh trong nhà màng
• Nhân giống thành công sâm cau bằng công nghệ nuôi cấy mô
• Tạo than sinh học từ rác thải nông nghiệp bằng thiết bị khí hóa
• Chọn tạo giống đậu xanh kháng bệnh khảm vàng và cho năng suất cao
• Sản xuất naringin, tinh dầu và phân bón từ vỏ bưởi
• Làm chủ công nghệ sản xuất phân bón lá Nano - REM
• Dự án “Nuôi cá nâu thương phẩm gắn với liên kết tiêu thụ sản phẩm” tại Quảng Trị và Thừa Thiên Huế
• Chiết xuất từ thân cây thanh long làm vật liệu đóng gói