Nghiên cứu phát triển chi tiết cấy ghép y sinh phục vụ nhu cầu nội địa hóa

PGS. Phạm Hùng Vượng - Giảng viên cao cấp, Trưởng nhóm nghiên cứu Vật liệu y sinh, Trường Vật liệu, ĐHBK Hà Nội - cùng nhóm nghiên cứu thực hiện thành công Chương trình nghiên cứu khoa học cấp Bộ “Nghiên cứu phát triển chi tiết (cấy) ghép y sinh trên cơ sở vật liệu titan phục vụ nhu cầu nội địa hóa” trong thời gian 2022 - 2024.

Cơ quan chủ trì chương trình là ĐHBK Hà Nội, PGS. Phạm Hùng Vượng là Chủ nhiệm chương trình. Cùng PGS. Vượng còn có 3 nhà khoa học Bách khoa tham gia Ban Chủ nhiệm chương trình là PGS. Trương Quốc Phong (Sinh học), PGS. Nguyễn Đức Trung Kiên (Vật liệu), PGS. Đào Hồng Bách (Vật liệu kim loại) và 1 nhà khoa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 là PGS. Mai Xuân Dũng (Hóa vật liệu).

Trong 3 năm thực hiện chương trình với 7 đề tài nghiên cứu và 1 nhiệm vụ quản lý, các nhà khoa học Bách khoa Hà Nội đã công bố 10 bài báo khoa học quốc tế uy tín, 7 bài báo khoa học quốc tế Scopus, 12 bài báo khoa học trong nước, 6 bài báo trong kỷ yếu hội nghị/hội thảo trong nước và quốc tế, 1 sách chuyên khảo và một số các sản phẩm ứng dụng khác, góp phần định hình hướng nghiên cứu về Vật liệu y sinh của Việt Nam trên bản đồ khoa học quốc tế.
 

PTN đầu tiên tại Bách khoa nuôi cấy tế bào sống ngoài cơ thể

Các nhà khoa học Bách khoa Hà Nội bắt đầu nghiên cứu về Vật liệu y sinh từ năm 2007, dần dần làm chủ công nghệ và thu được những kết quả ban đầu về tính tương thích sinh học của vật liệu. Với kinh nghiệm nghiên cứu triển khai của nhóm, cùng với các điều kiện thiết bị công nghệ hiện đại tại ĐHBK Hà Nội đã giúp nhóm nghiên cứu thu được kết quả tốt.

PGS. Phạm Hùng Vượng cho biết Phòng thí nghiệm (PTN) Vật liệu y sinh ĐHBK Hà Nội là nơi tiến hành nhiều thí nghiệm của chương trình, cho phép thực hiện nghiên cứu tính tương thích sinh học trong một hệ khép kín. PTN có các thiết bị cho phép thực hiện các nghiên cứu đặc thù và chuyên môn sâu như Kính hiển vi laze quét hội tụ đồng tiêu cho phép nghiên cứu sự thay đổi về cấu trúc của tế bào, giúp các nhà khoa học đánh giá được tính tương thích sinh học một cách chuyên sâu nhất.

Tại Bách khoa, đây cũng là PTN đầu tiên cho phép nuôi cấy tế bào ở ngoài cơ thể sống. PTN đã nuôi cấy, duy trì và phát triển tế bào phục vụ cho chương trình nghiên cứu.

“Hiện PTN đang nuôi cấy tế bào mô từ động vật/người. Kỹ thuật nuôi tế bào như nuôi con mọn vậy! Tế bào cần nuôi dưỡng, bổ sung môi trường và dinh dưỡng để phát triển. Quá trình nuôi cấy rất vất vả và đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao” – PGS. Phạm Hùng Vượng chia sẻ.

PTN phục vụ rất hữu ích cho các mẫu vật liệu dùng cho y sinh và cấy ghép nhằm trả lời một trong những câu hỏi quan trọng: Những vật liệu tạo ra cho y sinh có tương thích sinh học không? Các bài báo về sản phẩm từ chương trình nghiên cứu đều có số liệu, kết quả phép thử từ PTN đã được ban biên tập, hội đồng các tạp chí khoa học uy tín thế giới kiểm duyệt.

Trong điều kiện nuôi cấy phù hợp cùng với kỹ thuật chuẩn bị mẫu tốt, thế giới tế bào bí ẩn dần dần được hiển thị dưới kính hiển vi “đẹp như những bông hoa biết nói, cung cấp bằng chứng trực quan về sự phát triển của các tế bào động vật khi tiếp xúc với mẫu thử” - lời giới thiệu đầy tự hào của PGS. Vượng. Những hình ảnh này được lưu trữ lại cho sinh viên tìm hiểu.

Đằng sau những kết quả thành công ấy là rất nhiều lần làm thí nghiệm, kiên trì theo đuổi đến cùng, dành hết tâm huyết, trí lực của các nhà khoa học Bách khoa.

PGS. Vượng nhớ những ngày liên tiếp gặp thất bại, không ít “mẻ” thí nghiệm tin chắc sẽ thành công nhưng phút cuối thu mẫu, kiểm tra lại không đáp ứng được yêu cầu. Thế là lại thử nghiệm từ đầu, lặp lại các thao tác cấy, làm mẫu, qua rất nhiều phép thử khác nhau mới đưa ra được kết luận.

“Mất bao công sức, khi cuối cùng quan sát được tế bào phát triển tốt, niềm vui như vỡ òa. Có thể nói những thử nghiệm trong chương trình nghiên cứu rất hay và… vô cùng hồi hộp!” - Nhà khoa học Bách khoa chia sẻ.
 

Giải quyết bài toán cấp bách ngành Y tế

Hoàn thành Chương trình “Nghiên cứu phát triển chi tiết (cấy) ghép y sinh trên cơ sở vật liệu titan phục vụ nhu cầu nội địa hóa”, các nhà khoa học ĐHBK Hà Nội đã làm chủ được công nghệ nghiên cứu, biến tính vật liệu titan, ứng dụng trong ngành chấn thương chỉnh hình và nha khoa.

“Tổng công trình sư” chương trình nghiên cứu – PGS. Phạm Hùng Vượng cho biết: Trước nay tại Việt Nam, kỹ thuật cấy ghép Implant (kỹ thuật trồng răng giả) phải sử dụng vật liệu titan nhập ngoại rất đắt tiền, chưa có sản phẩm nội địa hóa. Nhưng với kết quả nghiên cứu từ chương trình, Việt Nam có thể làm chủ công nghệ chế tạo trụ răng titan không gây độc, không gây phản ứng viêm nhiễm khi cấy vào xương hàm.

Kết quả nghiên cứu còn góp phần giải quyết bài toán cấp bách trong ngành chấn thương chỉnh hình khi làm chủ công nghệ chế tạo vật liệu titan làm khớp háng hoặc các chi tiết hỗ trợ điều trị bệnh nhân bị gãy xương, vỡ hộp sọ,… Thay vì phải đặt hàng nhập ngoại, các bác sĩ có thể chủ động về thời gian, tiết kiệm kinh phí với công nghệ, kỹ thuật của Việt Nam.

Cùng đó, chương trình còn xây dựng và phát triển được nguồn nhân lực có trình độ cao cho việc nghiên cứu và giảng dạy về Vật liệu y sinh như đào tạo thạc sĩ và NCS, tăng cường số lượng và chất lượng giảng viên, cán bộ nghiên cứu, đặc biệt là đội ngũ các nhà khoa học có tầm ảnh hưởng về Vật liệu y sinh đạt trình độ khu vực và quốc tế.

Hiện kết quả chương trình nghiên cứu đang ở mức thử nghiệm tế bào thành công ở quy mô phòng thí nghiệm. Các nhà khoa học ĐHBK Hà Nội tự tin với sự phối hợp, hỗ trợ nguồn lực từ Bộ Y tế và các cơ quan ban/ngành, những mẫu và công nghệ được nghiên cứu thành công từ chương trình sẽ có thể thử nghiệm ở quy mô lớn hơn, tiến tới ứng dụng trong thực tiễn
 

Những kết quả nghiên cứu mới được phát hiện trong khi thực hiện chương trình góp phần đào tạo học viên cao học và NCS, công bố các bài báo quốc tế cũng như chế tạo thành công các Vật liệu y sinh trên cơ sở titan, đồng thời góp phần vào việc xây dựng và phát triển ngành khoa học Vật liệu y sinh dùng trong cấy ghép tại Việt Nam.