Một nhóm các nhà khoa học Singapore tin rằng da ếch và vảy cá từ hoạt động nuôi trồng thủy sản có thể được sử dụng để giúp sửa chữa xương trong y học của con người.
Các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Nanyang (NTU) đã phát triển một loại vật liệu sinh học mới, được làm hoàn toàn từ da ễnh ương và vảy cá đã bỏ đi, có thể giúp sửa chữa xương. Vật liệu sinh học xốp, chứa các hợp chất chủ yếu có trong xương, đóng vai trò như một giá đỡ cho các tế bào tạo xương bám vào và nhân lên, dẫn đến hình thành xương mới.
Chất thải thủy sản được thu gom từ Trang trại Cá Khai Seng và Trang trại Ếch Jurong. Để tạo ra vật liệu sinh học, đầu tiên nhóm nghiên cứu đã chiết xuất tropocollagen loại 1 (nhiều phân tử tạo thành sợi collagen) từ da bị loại bỏ của ễnh ương Mỹ, được nuôi tại địa phương và nhập khẩu vào Singapore với số lượng lớn để tiêu thụ; và hydroxyapatite (một hợp chất canxi-photphat) từ vảy của cá lóc, thường được gọi là cá Toman.
Bà Chelsea Wan, Giám đốc Jurong Frog Farm, cho biết: “Ngành nuôi trồng thủy sản là một con đường quan trọng để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng trên toàn cầu về hải sản an toàn và chất lượng, nhưng một thách thức lớn mà chúng tôi phải đối mặt là sự lãng phí lớn và sự suy giảm nguồn lợi thủy sản có giá trị. Tại Singapore, lượng tiêu thụ thịt ếch và cá kết hợp hàng năm ước tính khoảng 100 triệu kg, khiến da ễnh ương và vảy cá trở thành hai trong số những nguồn chất thải nuôi trồng thủy sản lớn nhất ở đây. Việc tích hợp nhiều dòng chất thải thủy sản thành một sản phẩm giá trị cao duy nhất là một ví dụ hàng đầu về đổi mới bền vững cho ngành nuôi trồng thủy sản”.
Thông qua các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, nhóm NTU Singapore đã phát hiện ra rằng các tế bào tạo xương của con người được gieo mầm vào giàn vật liệu sinh học đã tự gắn kết thành công và bắt đầu nhân lên – một dấu hiệu của sự tăng trưởng. Họ cũng phát hiện ra rằng nguy cơ vật liệu sinh học kích hoạt phản ứng viêm là thấp. Một giá đỡ như vậy có thể được sử dụng để giúp tái tạo mô xương bị mất do bệnh tật hoặc chấn thương, chẳng hạn như khuyết tật hàm do chấn thương hoặc phẫu thuật ung thư. Nó cũng có thể hỗ trợ sự phát triển của xương xung quanh cấy ghép phẫu thuật như cấy ghép nha khoa.
Các nhà khoa học tin rằng vật liệu sinh học là một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn cho phương pháp tiêu chuẩn hiện tại là sử dụng mô của chính bệnh nhân, vốn đòi hỏi phải phẫu thuật bổ sung để lấy xương. Đồng thời, việc sản xuất vật liệu sinh học này giải quyết vấn đề chất thải nuôi trồng thủy sản, phó giáo sư Dalton Tay của Trường Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu NTU (MSE), người đứng đầu nghiên cứu đa ngành cho biết.
Giáo sư Tay nói: “Chúng tôi đã áp dụng cách tiếp cận “chất thải thành tài nguyên” trong nghiên cứu của mình và biến rác thải thành một vật liệu có giá trị cao với các ứng dụng y sinh học, khép lại vòng lặp chất thải trong quá trình này. Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của chúng tôi cho thấy rằng vật liệu sinh học mà chúng tôi đã chế tạo có thể là một lựa chọn đầy hứa hẹn giúp sửa chữa xương. Tiềm năng của vật liệu sinh học này rất rộng, từ việc sửa chữa các khuyết tật xương do chấn thương hoặc lão hóa, đến các ứng dụng nha khoa để thẩm mỹ. Nghiên cứu của chúng tôi được xây dựng dựa trên cơ sở hoạt động của NTU trong lĩnh vực bền vững và phù hợp với cách tiếp cận nền kinh tế vòng tròn của Singapore hướng tới một quốc gia không rác thải”.
Phó giáo sư lâm sàng Goh Bee Tin, giám đốc nghiên cứu của Trung tâm Nha khoa Quốc gia Singapore, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết: “Trung tâm Nha khoa Quốc gia Singapore rất hào hứng với việc sử dụng da ễnh ương làm vật liệu sinh học tự nhiên để tái tạo mô. Chúng tôi thấy nhiều ứng dụng nha khoa tiềm năng khác nhau, từ việc tái tạo các mô nướu trong bệnh nha chu, đến xương để cấy ghép răng, đến xương hàm sau khi phẫu thuật khối u. Việc loại bỏ nhu cầu phẫu thuật lấy xương bổ sung cũng đồng nghĩa với việc tiết kiệm thời gian và chi phí, đồng thời giảm bớt đau đớn cho bệnh nhân ”.
Nhóm nghiên cứu đã nộp bằng sáng chế cho các ứng dụng chữa lành vết thương và kỹ thuật mô xương của vật liệu sinh học. Nhóm nghiên cứu hiện đang đánh giá thêm về tính an toàn và hiệu quả lâu dài của vật liệu sinh học làm sản phẩm nha khoa dưới sự tài trợ của Viện Nghiên cứu hỗn hợp quốc tế ChinaSingapore và nhằm mục đích đưa đường dây chuyền công nghệ chuyển hóa chất thải thành tài nguyên đến gần hơn với thương mại hóa.
Sắp tới, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ làm việc với các đối tác lâm sàng và công nghiệp trong các nghiên cứu trên động vật để tìm ra cách các mô trong cơ thể sẽ phản ứng với vật liệu sinh học này về lâu dài và khả năng của vật liệu để sửa chữa các khuyết tật xương và vết thương trên da, cũng như để đưa toàn bộ dây chuyền công nghệ chuyển hóa chất thải thành tài nguyên đến gần hơn với quá trình thương mại hóa.
Nguồn: Mard.gov.vn
