Một ngày nào đó ”Robot tí hon” có thể hàn xương gãy trong cơ thể người

Những vết gãy xương phức tạp rất khó điều trị, đôi khi cần loại bỏ phần xương bị tổn hại và thay thế bằng xương lấy từ nơi khác trong cơ thể. Tuy nhiên nhờ một thí nghiệm trên một vật liệu mới gần đây, ngày nào đó, các robot tạo xương siêu nhỏ có thể mang đến giải pháp nhẹ nhàng hơn.

Công nghệ mới này đang được phát triển bởi nhóm nhà khoa học tại Đại học Linköping (Thuỵ Điển) và Đại học Okayama (Nhật Bản), được lấy cảm hứng từ mô thóp hộp sọ của trẻ sơ sinh, di chuyển mềm mại và linh hoạt qua ống sinh, nhưng sau đó cứng lại thành xương.

Bản thân vật liệu mới này có dạng một dải hydrogel alginate mỏng (có nguồn gốc từ tảo). Một mặt gel được bao phủ bởi polymer hoặt tính điện hoá gọi là polypyrrole (PPy), trong khi mặt kia chứa các phân tử sinh học được gọi là các mảnh nano màng plasma có nguồn gốc tế bào (PMNFs).

Khi một dòng điện hạ thế được đặt vào vật liệu, PPy phản ứng bằng cách tăng thể tích. Vì polymer chỉ nằm ở một mặt của dải, phản ứng này làm cho dải vật liệu bị uốn cong về một phía. Bằng cách cắt vật liệu theo những mẫu khác nhau, nhóm nghiên cứu có thể khiến nó uốn cong thành những hình dạng khác nhau, chẳng hạn như hình bán nguyệt hoặc xoắn ốc.

Trong khi đó, do PMNF bắt nguồn từ những tế bào tham gia vào quá trình phát triển xương, chúng sẽ khoáng hoá một cách tự nhiên và cứng lại như xương khi đặt vào trong cơ thể người.

Do đó, các nhà khoa học hy vọng rằng một ngày nào đó có thể đưa những “microbot” nhỏ bé làm từ vật liệu này vào vị trí gãy xương phức tạp trong tương lai. Chúng sẽ giãn nở và lấp đầy những chỗ thiếu hụt xương khi truyền vào dòng điện. Sau đó chúng sẽ cứng lại thành xương và điền vào chỗ khuyết đó.

Trong các thí nghiệm, nhóm nhà khoa học đã tạo thành công các dải vật liệu tự quấn quanh xương gà trong môi trường nuôi cấy tế bào (về mặt hóa học tương tự như cơ thể người). Những dải này sau đó phát triển thành xương nhân tạo hợp nhất với xương gà.

Nghiên cứu do Edwin Jager, Danfeng Cao, Emilio Satoshi Hara và Jose Martinez dẫn dắt.

• khoa học công nghê
• y học