Nhà khoa học tạo vật liệu làm xương nhân tạo từ vỏ trứng

T rong vỏ trứng có 94% calcium carbonate, TS Thiện và cộng sự đã tìm cách tổng hợp để tạo vật liệu hỗ trợ trong điều trị hoặc thay thế xương.

Là nhà khoa học chuyên ngành về vật liệu nano, PGS. TS Đoàn Văn Hồng Thiện (41 tuổi, Đại học Cần Thơ) hướng các nghiên cứu thân thiện với môi trường. Từ năm 2017, khi đang làm nghiên cứu sinh tại Đài Loan, anh phát hiện trong vỏ trứng có 94% calcium carbonate, thành phần chính của bột hydroxyapatite (HA) nên đã tìm cách tách chiết.

Hydroxyapatite (HA) được tổng hợp từ vỏ trứng.

Anh dùng vỏ trứng được nghiền và loại bỏ tạp chất, đưa vào nung ở nhiệt độ cao để thu được chất CaO dạng bột. Do thành phần hóa học của vỏ trứng phụ thuộc vào nhiệt độ nung, nên anh đã tăng nhiệt độ từ 800 lên 1.100 độ C trong 4 giờ, tỉ lệ CaO tăng lên và đạt giá trị tối ưu 95,6% ở 900 độ C.

CaO sau khi tách chiết, được hòa tan trong nước và phản ứng với phosphoric acid bằng năng lượng vi sóng. Với công suất vi sóng cao hơn 800 W, nhóm thu được lượng kết tủa. Chất kết tủa này tiếp tục sấy 100 độ C trong 6 giờ để tổng hợp thành bột HA tinh khiết. "Loại bột tổng hợp được là vật liệu quan trọng để làm xương nhân tạo, hỗ trợ điều trị gãy xương hoặc thay thế xương do bị ung thư", anh Thiện nói.

Thông thường HA được tổng hợp từ hóa chất tinh khiết nên đắt tiền và gây ô nhiễm. So với phương pháp trao đổi nhiệt, phương pháp vi sóng được coi là giải pháp xanh khi tiêu tốn ít năng lượng, thời gian tách chiết ngắn gấp 5 lần và hiệu suất cao trên 90%.

Tác giả nghiên cứu cho biết, thay vì dùng thanh kim loại y tế thay thế phần xương bị gãy, xương nhân tạo là giải pháp tiềm năng trong y sinh bởi giúp các tế bào gắn kết để vận chuyển các chất dinh dưỡng và loại bỏ các chất thải. "Tế bào tạo xương được tách một phần nhỏ và nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, hợp chất HA giống như "ngôi nhà" để những tế bào này sinh sôi, phát triển".

Sau công đoạn này, nhóm sẽ chế tạo thử nghiệm những nguyên mẫu cấy ghép xương đầu tiên trong phòng thí nghiệm và đánh giá độ tương thích sinh học của các vật liệu với cơ thể.

Theo khoahoc.tv