Thế nào là vật liệu có công năng y học?

Khi các nội tạng của người như tim, phổi, thận bị bệnh sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe, nếu bị bệnh nặng có thể mất chức năng duy trì sự sống, uy hiếp đến tính mạng. Thế liệu có thể dùng các cơ quan nội tạng nhân tạo để thay thế cho một bộ phận nào đó đã bị bệnh không? Mơ ước lâu đời của loài người nhờ sự phát triển của khoa học, nghiên cứu các vật liệu y học hiện đại từng bước biến thành hiện thực.

Nói đến vật liệu chức năng là chỉ các loại vật liệu như điện, quang, nhiệt, từ, chất xúc tác, các ion, sinh vật có công dụng đặc thù cho y học. Nói đến vật liệu có công dụng đặc thù cho y học cũng để chỉ các loại vật liệu có thể dùng để chế tạo các bộ phận trong cơ thể, có thể dùng trong y học. Có nhiều loại vật liệu có công dụng y học như vật liệu polymer, các kim loại cũng như các loại gốm cao cấp.

Vào năm 1981, một bác sĩ ở Viện nghiên cứu ngoại khoa ở bang Texas, Mỹ đã dùng phương pháp phẫu thuật lấy đi quả tim gần ngừng đập của một bệnh nhân sắp chết thay vào đó một quả tim nhân tạo, người bệnh nhờ ghép tim nhân tạo đã giữ được sự sống tạm thời, sau 55 giờ mới ghép một trái tim khác của người tử vong do tai nạn giao thông vào để thay thế. Trong ca bệnh nói trên, dù tim nhân tạo chỉ mới phát huy tác dụng thay thế tạm thời nhưng cũng được đánh giá là bước đột phá to lớn trong việc ghép tạng trong cơ thể người. Vào năm 1982, ở Mỹ lại có một trường hợp người bệnh được thay thế bằng một quả tim nhân tạo chế tạo bằng hợp kim polymer sống được 112 ngày. Điều đó đã ghi lại một bước đột phá nữa. Ngoài tim nhân tạo, xương nhân tạo, da nhân tạo thì con người còn nghiên cứu được nhiều mô và bộ phận nhân tạo khác.

Vật liệu dùng cho y học có những yêu cầu rất khắt khe, vật liệu phải vô hại đối với cơ thể người, tức là khi đưa vật liệu vào người sẽ không gây hại cho các mô, cho các tế bào xung quanh, không gây viêm, tấy… Hai là khi vật liệu tiếp xúc với máu sẽ không gây hiện tượng hình thành cục máu đông. Để giải quyết các vấn đề này, điểm chủ yếu là cần phải nghiên cứu cải tiến cấu trúc bề mặt của các vật liệu. Ví dụ để chọn vật liệu loại polymer chế tạo dùng cho y học người ta thường dùng phương pháp đồng trùng hợp để tạo thành loại polymer có hai thành phần trở lên, để các nhóm kỵ nước và nhóm ưa nước phân bố thưa thớt xen kẽ nhau trong vật liệu. Khi quan sát vật liệu trên kính hiển vi sẽ thấy vật liệu không có cấu trúc đều đặn, nhờ đó nâng cao khả năng chống tạo các cục máu đông của vật liệu. Ngoài ra trong máu vẫn sẵn có heparin, men urokinase là những chất có khả năng chống hiện tượng máu đóng cục hoặc có thể phân giải các cục máu đông đã hình thành. Trong bề mặt của các cơ quan nội tạng nhân tạo thì các chất như heparin có thể phòng ngừa sự tạo các cục máu đông. Cũng với lý do tương tự, nếu có các men urokinase có thể làm các cục máu đông đã hình thành trong máu nhanh chóng tan đi.

Ngày nay trên thế giới hằng năm có đến hàng triệu người được làm phẫu thuật ghép cơ quan nội tạng. Không nghi ngờ gì nữa đó là tin tốt lành trong bước tiến kéo dài tuổi thọ cho con người. Vật liệu có chức năng mới được khai sáng, chắc rằng nếu càng đi sâu nghiên cứu thì sẽ càng có ứng dụng rộng rãi hơn.