Xương nhân tạo
Suy nghĩ xem ra có vẻ khác thường: đó là chế tạo xương nhân tạo từ băng đá hình thành từ nước biển. Thế nhưng các nhà vật lý làm việc tại Viện Nghiên cứu quốc gia Lawrence Berkely (LBNC) tại bang
Qua quá trình nghiên cứu, Giáo sư Sylvain Deville và các đồng sự ở LBNC đã phát hiện ra rằng nước biển đóng băng lại có cấu trúc giống xương. Tiến hành các thử nghiệm làm đông lạnh nước tinh khiết được làm giàu không phải với muối mà là với các thành phần khoáng chất cấu tạo xương, các nhà khoa học ở LBNC đã cho ra đời một loại vật liệu giống xương.
Phát minh của các nhà vật lý ở LBNC quả là một công trình nghiên cứu mang tính đột phá. Bởi xương quả là một điều kỳ diệu xét về mặt kỹ thuật, vừa đủ cứng để có thể chịu được sức nén lại vừa dẻo dai để có thể chịu được những tác động đối kháng.
Ngoài ra, các phân tử của xương còn đạt đến độ nhẹ kỷ lục khiến các nhà nghiên cứu về vật liệu phải ganh tị. Còn các nhà sinh học lại thích thú trước khả năng tái tạo của xương.
Sau hai năm miệt mài nghiên cứu, vào tháng 10/2006, các nhà khoa học làm việc tại LBNC đã tiến hành thử nghiệm cơ chế làm đông lạnh nước tinh khiết trộn dung dịch phốtphát canxi có kết cấu gần giống khoáng chất của xương và đã thành công trong việc tạo ra một khuôn mẫu hỗ trợ cho quá trình phát triển của xương.
Giáo sư Sylvain Deville cho biết: “Lúc đầu, ý định của chúng tôi là tạo ra một loại vật liệu có kết cấu giống với kết cấu của xà cừ. Đây là loại vật liệu siêu nhẹ nhưng dẻo được cấu tạo từ carbonat canxi.
Thế nhưng, do kết cấu của xà cừ khó có thể tái tạo lại trong phòng thí nghiệm nên chúng tôi chuyển sang nghiên cứu kết cấu của nước biển đông lạnh và phát hiện chúng có kết cấu giống xà cừ”.
Từ việc nghiên cứu kết cấu của nước biển đông lạnh, nhóm của Giáo sư Sylvain Deville đã tìm ra giải pháp làm đông lạnh nước tinh khiết pha phốtphát canxi và đã tạo ra một loại vật liệu mới có kết cấu giống xương.
Các lỗ nhỏ của loại vật liệu mới này một khi được cấy ghép với xương có thể giúp các tế bào của xương bám vào và sinh sôi phát triển. Đây là vấn đề mấu chốt của sự thành công.
Giáo sư Sylvain Deville cho biết thêm: “Điểm đặc biệt của phát minh này là có thể kiểm soát và điều chỉnh kích thước các kết cấu siêu nhỏ của vật liệu dựa vào tốc độ đông lạnh của nước.
Với cách này, có thể làm cho xương nhân tạo biến động kích thước gấp 100 lần. Càng làm đông lạnh nhanh, kết cấu của xương nhân tạo càng cứng, điều này sẽ giúp chúng tôi có nhiều chọn lựa trong việc cấy ghép xương”.
Phần còn lại là tiến hành thử nghiệm trên cơ thể sống. Từ tháng 11-2006, nhóm của Giáo sư Sylvain Deville đã tiến hành 3 cuộc thử nghiệm trên động vật và đã đạt được kết quả khả quan cho dù có phát sinh một số vấn đề về kỹ thuật cần phải giải quyết trong phòng thí nghiệm.
Giáo sư Deville tin rằng, những ca thử nghiệm đầu tiên trên cơ thể người sẽ được thực hiện sớm nhất là vào tháng 6/2007. Nếu thành công thì việc đưa vào sử dụng xương nhân tạo làm từ nước đá sẽ tạo ra một đột phá mới đối với ngành phẫu thuật chỉnh hình
