Composite cacbon: Vật liệu mới để thay xương

Cách đây 3 tháng, bệnh nhân Hoàng Tuấn Hưng, 18 tuổi, được đưa vào Bệnh viện Saint-Paul cấp cứu trong tình trạng bị chấn thương sọ não do tai nạn xe máy. Các bác sĩ tại đây đã phải phẫu thuật cho Hưng để giải ép máu tụ dưới màng cứng. May mắn là bệnh nhân bảo toàn được tính mạng song do chấn thương và phẫu thuật nên một mảng xương lớn ở vòm sọ (kích cỡ 8x11cm) mất đi. Sau khi xuất viện, chỗ khuyết lồi ra, làm cấu trúc hộp sọ bệnh nhân biến dạng, gây các hội chứng thần kinh như đau đầu...  Nguyên nhân thật đơn giản vì một phần não không còn được xương sọ bảo vệ. Tới đầu tháng 5/2005, Hưng phải nhập viện lần thứ hai để phẫu thuật bịt kín chỗ khuyết.

TS Phan Văn An.

BS.TS Nguyễn Công Tô thuộc Khoa Phẫu thuật thần kinh, Bệnh viện Saint-Paul (Hà Nội), cho biết Hưng chỉ là 1 trong gần 150 bệnh nhân được ông phẫu thuật tạo hình che phủ khuyết xương vòm sọ bằng tổ hợp cacbon hay composite cacbon. ''Trong thực tế lâm sàng, chúng tôi hay gặp các khuyết lớn như thế. Nếu không có loại vật liệu này thì không thể làm gì được, chỗ khuyết sẽ lồi ra hoặc lõm vào, gây các hội chứng thần kinh hoặc biến dạng cấu trúc sọ. Cách đây hai tuần, bệnh nhân đã xuất viện, sẹo liền tốt, miếng vá đảm bảo về mặt thẩm mỹ'', ông nói.

10 năm nghiên cứu, phát triển

Mảnh ghép xương sọ bằng tổ hợp cacbon nói trên chính là thành quả sau gần 10 năm nghiên cứu của các chuyên gia thuộc Viện Ứng dụng Công nghệ (Bộ Khoa học và Công nghệ). Tất cả bắt đầu từ năm 1995 khi TS Phan Văn An, Giám đốc Trung tâm Công nghệ Vật liệu, cùng cộng sự thực hiện Dự án chuyển giao công nghệ từ Viện Niigrafit (Nga) ''Xây dựng và ứng dụng công nghệ vật liệu chứa cacbon và composite cacbon tại Việt Nam''. Dựa trên công nghệ của Nga, tận dụng các mối quan hệ hợp tác với nhiều viện nghiên cứu của Mỹ, Nhật Bản, Đức cũng như nghiên cứu tài liệu mới nhất về công nghệ nano, nhóm chuyên gia đã phát triển công nghệ theo mục tiêu ứng dụng của họ - vật liệu cacbon y sinh - vì đó là công nghệ có tiềm năng rất lớn trong y học.

TS An và sản phẩm ống chân giả làm bằng cacbon.

Cho tới nay, công nghệ chế tạo vật liệu cacbon y sinh đã được hoàn thiện. Sử dụng công nghệ này, một xưởng sản xuất tại Viện Ứng dụng Công nghệ đang sản xuất một số sản phẩm cao cấp trong y tế, rất phù hợp với điều kiện của người Việt Nam. Một trong số đó là mảnh ghép xương sọ.

Vật liệu làm mảnh ghép là tổ hợp cacbon hay composite cacbon - một loại polymer được trộn lẫn với sợi cacbon theo tỷ lệ nhất định. Nó tương thích sinh học với cơ thể con người, nghĩa là có độ bền, xốp, độ dẫn nhiệt và độ dày gần giống xương sọ. Để chế tạo mảnh ghép, nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp thống kê gia công có sự hỗ trợ của máy tính: máy tính chụp hộp sọ của nhiều người rồi lấy giá trị trung bình độ cong vòm sọ của người Việt Nam để làm khuôn. Sau đó, khuôn được sử dụng để đúc hộp sọ bằng composite cacbon. Khi có người bị khuyết xương vòm sọ, bác sĩ sẽ đo vùng khuyết đó rồi cắt một miếng tương tự trên hộp sọ composite cacbon để ghép vào chỗ khuyết. Vị trí khuyết xương thường là trán, thái dương, đỉnh và chẩm.

Theo bác sĩ Tô, trên thế giới hiện chỉ có Nga và Việt Nam sử dụng vật liệu này làm tấm vá xương sọ. Cho tới nay, trên cả nước đã có hơn 400 bệnh nhân được thay thế khuyết tật sọ não bằng tổ hợp cacbon. Hàng trăm bệnh nhân được theo dõi trên 5 năm. Kết quả cho thấy không có sự cố nào xảy ra, tương thích sinh học tốt, không bị thải loại, không gây ung thư, và không bị ăn mòn.

Băng cacbon không dính da ACN do Viện Ứng dụng Công nghệ sản xuất. Điểm đặc biệt là băng không dính da, hút dịch tốt và có thể dùng lại 5-7 lần bằng cách rửa sạch hoặc luộc trong nước sôi. Giá thành của một tấm băng là 24.000 VNĐ so với băng cùng loại của Mỹ và Đức (chừng 150.000 VNĐ). Việt Nam, Mỹ và Đức là ba quốc gia sản xuất được băng cacbon không dính da.

Lợi thế của mảnh ghép composite cacbon so với các vật liệu khác là giá thành thấp (350.000 VNĐ/miếng), rẻ hơn 40 lần so với miếng vá phẳng bằng titan nhập từ Mỹ và Đức, giúp bệnh nhân nghèo có cơ hội chữa bệnh với chi phí thấp. Ngoài ra, nó không cản quang như titan nên cho phép bác sĩ thăm dò não về sau. Mảnh ghép composite cacbon cũng như rẻ hơn 3 lần so với xi măng PMMA. Nhược điểm của PMMA là rất khó nặn thành hình dạng phù hợp với lỗ khuyết và đông cứng nhanh khi nặn. Vì vậy, nhiều bệnh nhân phải phẫu thuật lại do mảnh ghép xi măng bị sụt vào phía trong, không thoả mãn chất lượng thẩm mỹ. Đối với những lỗ khuyết xương nhỏ ở vòm sọ, bác sĩ có thể lấy xương sườn và xương chậu của chính bệnh nhân (xương tự thân) để vá. Tuy nhiên, điều đó đồng nghĩa với việc bệnh nhân phải trải qua một cuộc phẫu thuật nữa, rất đau đớn, có nguy cơ nhiễm trùng.

Không dừng lại ở một sản phẩm

Không chỉ có mảnh ghép xương sọ, TS Phan Văn An cùng cộng sự còn nghiên cứu, chế tạo xương pirocacbon xốp dùng để trám ổ khuyết xương. Đó là những miếng cacbon dưới dạng bán thành phẩm có độ dày 1-2cm, rộng 5-15cm và dài 10-15cm. Để sản xuất cacbon xốp, nhóm đã tạo các vi cầu cacbon, bên trong chứa không khí, rồi dùng một số vật liệu polymer để liên kết vi cầu. Sau khi trải qua quá trình cacbon hoá cũng như nhiệt phân, họ thu được xương pirocacbon xốp. Một mảnh cacbon xốp dài 10-15cm có thể dùng cho khoảng 10 bệnh nhân, với giá thành khoảng 4 triệu đồng/tấm, rẻ hơn 5-10 lần so với xương Interpore 200 của Mỹ và Hydroxyapatite của Italia. Hiện tại chỉ có Nga và Việt Nam sử dụng loại vật liệu này để trám ổ khuyết xương.

Trong năm 2003, PGS.TS Nguyễn Ngọc Liêm thuộc Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 đã thử nghiệm nạo u xương lành tính cho 15 bệnh nhân rồi dùng pyrocacbon xốp trám đầy ổ khuyết. Kết quả theo dõi 2 năm sau mổ cho thấy ổ trám vững, không bị thải loại, không có viêm nhiễm, chức năng khớp lân cận bình thường, bệnh nhân đi lại, tì nén không đau. Do có các lỗ xốp nên sau một thời gian trám, các tổ chức xương phát triển xuyên qua phần trám. Nói cách khác, cacbon xốp đóng vai trò như giá cố định cho sự phát triển của cốt bào.

	>> Trước khi ghép.
	>> Sau khi ghép.

(Theo Vietnamnet)