Tạo ra 'súng bắn keo 3D' tái tạo xương ngay trong ca mổ

Các nhà khoa học Hàn Quốc vừa phát triển súng bắn keo in xương 3D giúp tái tạo xương ngay trong quá trình phẫu thuật, mở ra một kỷ nguyên mới trong phẫu thuật chỉnh hình.

Nghiên cứu do nhóm khoa học tại Đại học Sungkyunkwan (Hàn Quốc) dẫn đầu, dưới sự chỉ đạo của TS Jung Seung Lee. Khác với các phương pháp truyền thống yêu cầu mô phỏng trước bằng hình ảnh, mô hình hoặc cắt chỉnh vật liệu, "súng bắn keo in xương" cho phép in trực tiếp một loại vật liệu sinh học có cấu trúc giống xương ngay tại vị trí gãy trong quá trình phẫu thuật.

Theo TS Lee, công nghệ này "cho phép tạo ra khung đỡ sinh học (scaffold) phù hợp với hình thái giải phẫu của từng bệnh nhân, ngay cả với các vết gãy phức tạp hoặc không đều mà không cần chuẩn bị trước các bước hình ảnh, mô hình hoặc cắt tỉa thủ công".

Trong nghiên cứu, nhóm nhà khoa học đã sử dụng hỗn hợp polycaprolactone (PCL) và hydroxyapatite (HA) - hai vật liệu sinh học được y học sử dụng phổ biến trong tái tạo xương.

Polycaprolactone (PCL) là một loại polymer sinh học có khả năng phân hủy sinh học, đóng vai trò tạo khung đỡ. Hydroxyapatite (HA) là khoáng chất tự nhiên có thành phần giống cấu trúc xương người, giúp tăng khả năng tích hợp và tái tạo xương.

Nhờ phương pháp ép đùn nhiệt độ thấp (low-melting-point extrusion), thiết bị có thể in và định hình trực tiếp vật liệu tại vị trí xương bị gãy mà không gây tổn thương mô xung quanh. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu còn tích hợp kháng sinh vào vật liệu, giúp giảm đáng kể nguy cơ nhiễm trùng sau phẫu thuật.

Trong giai đoạn thử nghiệm, công nghệ này đã được áp dụng trên mô hình gãy xương nghiêm trọng ở thỏ. Kết quả cho thấy khả năng tái tạo xương mới mạnh mẽ, giúp xương liền tốt hơn và nhanh hơn so với các phương pháp cấy ghép truyền thống.

Theo báo cáo, nhóm nghiên cứu cũng tối ưu hóa độ bền cơ học, tính ổn định cấu trúc và khả năng dẫn xương (osteoconductivity) của vật liệu bằng cách điều chỉnh hàm lượng HA và khối lượng phân tử PCL.

Các chuyên gia nhận định "súng bắn keo in xương" này có thể mở ra một kỷ nguyên mới trong phẫu thuật chỉnh hình, đặc biệt hữu ích với những ca gãy xương phức tạp, khó định hình, khiếm khuyết xương diện rộng, hoặc tái tạo xương sau chấn thương và phẫu thuật cắt bỏ khối u.

Dù kết quả bước đầu rất khả quan, các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng công nghệ vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm. Việc áp dụng rộng rãi cho bệnh nhân sẽ cần thêm các nghiên cứu lâm sàng dài hạn để đánh giá hiệu quả, độ an toàn và khả năng phục hồi chức năng.

Nếu thành công, đây có thể trở thành một bước ngoặt lớn trong lĩnh vực chỉnh hình, giúp bệnh nhân phục hồi nhanh hơn, giảm rủi ro biến chứng và cải thiện chất lượng cuộc sống.