Nữ tiến sĩ Việt chế tạo vật liệu làm lành vết thương và xương khớp

TS Lê Thị Phương (34 tuổi) được cấp bằng sáng chế quốc tế khi tạo hydrogel nhiều đặc tính mới, thúc đẩy quá trình biệt hóa xương, ứng dụng điều trị bệnh xương khớp.

Trong lễ trao giải Quả cầu vàng 2022, TS Lê Thị Phương, Viện Khoa học vật liệu ứng dụng, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST), là một trong số 10 nhà khoa học trẻ nhận giải bởi sở hữu thành tích nghiên cứu ấn tượng. Hơn 10 năm theo đuổi, cô sở hữu 2 bằng độc quyền sáng chế quốc tế, 3 bằng độc quyền sáng chế quốc gia và hàng chục bài báo công bố quốc tế.

Trong số các nghiên cứu đã công bố, TS Phương dành nhiều thời gian cho việc phát triển các vật liệu mới có tính tương hợp sinh học cao như hydrogel, hạt cấu trúc nano hỗ trợ cho quá trình chữa trị các loại bệnh như chấn thương mô mềm (chảy máu, bỏng da, đứt tay,...), gãy xương, ung thư, tiểu đường...

TS Lê Thị Phương (giữa) được vinh danh tại giải thưởng Quả cầu Vàng 2022. (Ảnh: Tùng Đinh).

Vật liệu hydrogel là nghiên cứu đầu tiên trong lĩnh vực hydrogel tiêm không sử dụng H₂O₂ do TS Phương thực hiện. Vật liệu này cho nhiều tác dụng như kháng khuẩn, thúc đẩy quá trình biệt hóa xương, có thể ứng dụng nhiều trong tái tạo mô hoặc điều trị các bệnh liên quan đến xương khớp.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các polymer có nguồn gốc từ thiên nhiên như gelatin, chitosan, alginate... kết hợp với calcium peroxide (CaO₂) như một tác nhân sản sinh H₂O₂ giúp thúc đẩy quá trình tạo gel xúc tác bởi enzyme HRP, đồng thời tăng cường các hoạt tính sinh học của hệ hydrogel. Theo đó các đặc tính cơ lý của hydrogel như tốc độ gel hóa, độ bền cơ học, thời gian phân hủy... dễ dàng được điều chỉnh thông qua hàm lượng CaO₂. Kết quả cho thấy hệ hydrogel có tính kết dính cao, ức chế sự phát triển của vi khuẩn E. coli và S. aureuse, đồng thời thúc đẩy sự tăng sinh và biệt hóa thành tế bào xương của tế bào gốc trung mô.

Theo TS Phương, Việt Nam có nguồn dược liệu chữa lành vết thương rất phong phú, nhưng thường được sử dụng theo bài thuốc cổ phương, gia truyền. Do đó, việc tận dụng các nguồn dược liệu sẵn có (dịch chiết từ các loại cây thảo dược như rau má, diếp cá, lô hội...) khi trộn lẫn với các polymer thiên nhiên để tạo hệ hydrogel mới với các đặc tính ưu việt (cầm máu nhanh, kháng viêm, kháng khuẩn, giảm hình thành sẹo...). Hướng nghiên cứu này có tiềm năng lớn trong tương lai, với mục tiêu chính là tạo ra sản phẩm y tế thương mại có thể chữa lành vết thương nhanh chóng, hiệu quả, giá thành hợp lý, giúp chăm sóc sức khỏe của bệnh nhân kịp thời.

Nhóm nghiên cứu của TS Phương đang xúc tiến thử nghiệm trên một số mô hình động vật khác nhau để tiến tới thử nghiệm lâm sàng trên người.

Cơ duyên đến với nghiên cứu hydrogel của Phương hình thành ngay từ những năm đầu về Viện Khoa học Vật liệu ứng dụng (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam). Cựu sinh viên kỹ thuật Hóa học của Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia TP HCM sau đó làm nghiên cứu sinh ở ĐH Ajou, Hàn Quốc. "10 năm ở Hàn Quốc, chặng đường không hề ngắn có cả mồ hôi và nước mắt", Phương nhớ lại. Bù lại, trái ngọt cô có được là bằng độc quyền sáng chế quốc tế đăng ký tại Mỹ về nghiên cứu hydrogel tiêm tại chỗ sử dụng các loại cyclodextrin khác nhau, tạo cho gel có tính kết dính cao, thúc đẩy ứng dụng y sinh của các loại hydrogel này.

Sự khác biệt của sáng chế này là vật liệu có khả năng chuyển nhanh từ pha lỏng sang pha rắn (chỉ vài giây đến một phút) giúp che phủ nhanh và bám dính tốt trên bề mặt vết thương từ đó cầm máu và thúc đẩy quá trình lành vết thương. Hệ hydrogel được ứng dụng y sinh giúp chữa lành vết thương nhanh, tái tạo mô. Người dân có thể sử dụng ngay tại nhà mà không cần phải đến bệnh viện, cũng như yêu cầu tay nghề của bác sĩ trong các biện pháp phẫu thuật, khâu vá vết thương truyền thống, từ đó giảm thiểu được áp lực lên ngành y tế.

Một nghiên cứu hydrogel tiêm tại chỗ sử dụng nano đồng như tác nhân xúc tác cho quá trình sản sinh nitric oxide (loại khí đóng vai trò như chất truyền tín hiệu liên quan đến nhiều hoạt động sinh lý và bệnh lý trong cơ thể). Công trình khác nghiên cứu các hydrogel trên cơ sở gelatin/chitosan và polyethylen glycol trong các ứng dụng y sinh khác nhau. Nhờ thành công của công trình, cô được nhận giải thưởng nhà khoa học nữ có công trình nghiên cứu nổi bật của Hiệp hội vật liệu sinh học Hàn Quốc năm 2021.

PGS. TS Trần Ngọc Quyển, Viện trưởng Viện khoa học vật liệu ứng dụng ghi nhận, ở TS Phương luôn đầy nhiệt huyết, đam mê với khoa học. Họ có thời gian dài quen biết từ khi là nghiên cứu viên tại Hàn Quốc rồi tới đồng nghiệp tại Viện Khoa học vật liệu ứng dụng. Ông kể, dù con đường sự nghiệp, mức đãi ngộ tại Hàn Quốc rất tốt, Phương vẫn nhận lời mời của ông quay về Việt Nam. "Phương có định hướng nghiên cứu tốt, có tư duy dẫn dắt, nhạy bén và kiên trì trong từng dự án tham gia", PGS Quyển chia sẻ với PV.

Ngoài hydrogel tiêm tại chỗ, TS Phương cũng phát triển các loại vật liệu mới có kích thước nano để mang và nhả chậm thuốc điều trị ung thư, với mục tiêu chính làm giảm tác dụng đào thải thuốc của cơ thể, tác dụng phụ của thuốc tới các tế bào lành, nhờ vào các đặc tính hướng đích và nhạy với tế bào ung thư của các hệ nano này. Hướng nghiên cứu cho sửa đổi bề mặt của các thiết bị hỗ trợ tim mạch (như stent, ống ghép mạch máu, ống thông) nhằm ngăn ngừa sự hình thành huyết khối xảy ra ở các giao diện tiếp xúc giữa vật liệu cấy ghép và máu, cũng được chú trọng phát triển.

Cụ thể ở lĩnh vực này, TS Phương đã nghiên cứu phát triển một bề mặt chức năng kép bằng cách kết hợp tác dụng điều trị của cả heparin (một loại thuốc chống đông máu phổ biến) và nitric oxide (NO, một phân tử tín hiệu tế bào có thể mở rộng mạch máu và tăng lưu lượng máu bằng cách giảm hoạt hóa tiểu cầu và điều chỉnh hành vi của tế bào mạch máu), từ đó giảm nguy cơ đào thải của cơ thể với các thiết bị cấy ghép trong điều trị các bệnh liên quan đến tim mạch. Kết quả nghiên cứu đã được đăng trên tạp chí Journal of Controlled Release và đăng ký bằng độc quyền sáng chế tại Mỹ năm 2017.

Cập nhật: 14/12/2022 VnExpress