Sinh viên ĐH Bách khoa Hà Nội nghiên cứu chế tạo thành công xương nhân tạo từ nhựa

Một trong những sản phẩm thu hút sự chú ý của nhiều người đó là ứng dụng công nghệ 3D chế tạo sản phẩm phục vụ y tế và giáo dục của nhóm sinh viên trường ĐH Bách khoa Hà Nội.

Nhóm nghiên cứu sản phẩm công nghệ ứng dụng công nghệ 3D của ĐH Bách khoa Hà Nội gồm các thành viên gồm 5 thành viên: Nguyễn Thành Quyết, Nguyễn Khánh Tùng, Ngô Văn Kiên, Bùi Đức Toàn, Hán Thị Thu Thảo đến từ chuyên ngành Cơ điện tử.

Chia sẻ về dự án, Nguyễn Thành Quyết – trưởng nhóm cho biết: “Trong quá trình học tập, em và các bạn đều nhận thấy rất nhiều tiềm năng của công nghệ 3D có thể ứng dụng vào đời sống và giúp ích cho xã hội.

Được sự tư vấn của các thầy cô trường Đại học Bách Khoa Hà Nội và được Bệnh viện Đại học Y Hà Nội đặt vấn đề về thị trường xương nhân tạo tại Việt Nam, chúng em đã nhen nhóm ý tưởng đưa vào nghiên cứu khoa học công nghệ để có thể sử dụng được vật liệu y sinh ứng dụng vào y tế”.

Ứng dụng công nghệ 3D chế tạo sản phẩm phục vụ y tế và giáo dục được trưng bày tại triển lãm

Ý tưởng xuất hiện khi em và các bạn nhận thấy nhu cầu được ghép, thay thế xương bị hỏng do ung thư hoặc tai nạn giao thông của người dân Việt Nam tương đối cao. Trong khi đó những mảnh xương được làm từ sứ hoặc titan có sẵn tại bệnh viện lại thiếu cơ tính, gây tùy hóa mô vì nặng, được làm hàng loạt nên thiếu tính thẩm mỹ và không phù hợp với từng bệnh nhân.

Nhóm nghiên cứu đã tìm đến nhựa peek, loại nhựa sinh học, để tạo ra các mảnh xương thay thế phần đã hỏng. Ưu điểm của xương từ nhựa peek là nhẹ, độ bền cao và đảm bảo tính thẩm mỹ do được làm riêng cho từng bệnh nhân.

“Ở Việt Nam và trên thế giới đã có những biện pháp vá hộp sọ bằng những mảnh vá tự thân hay nhân tạo nhưng những biện pháp đó vẫn tồn tại những hạn chế.

Đối với miếng vá tự thân, nhược điểm của phương pháp này là giá thành cao, kỹ thuật điều trị phức tạp và dễ xảy ra nguy cơ hoại tử, tiêu biến, gây nguy hiểm cho não. Đối với các miếng vá nhân tạo, các nhà khoa học đã sử dụng giải pháp tạo miếng vá bằng titan có độ bền cao nhưng vẫn tồn tại những nhược điểm như giá thành cao, nặng nề và dễ hấp thụ nhiệt độ”, Quyết chia sẻ.

Từ đó, Quyết và các bạn của mình quyết định nghiên cứu ứng dụng công nghệ 3D để thiết kế, chế tạo vật liệu y sinh thay thế phần khuyết xương phục vụ y tế và chế tạo giáo cụ trực quan phục vụ giáo dục.

Các thành viên của nhóm nghiên cứu

Tháng 4/2017, sau khi Bệnh viện Đại học Y Hà Nội liên hệ, 5 thành viên kế thừa công nghệ đã có của các cựu sinh viên ba năm trước để bắt tay vào phát triển sản phẩm và thương mại hóa. 

Sản phẩm đầu tiên của nhóm ra đời thành công sau đó 5 tháng và được ghép cho một bệnh nhân 23 tuổi bị tai nạn, cần thay thế một phần xương trán. Đây cũng là lần đầu tiên nhóm sử dụng công nghệ in 3D để làm sản phẩm dùng trong y tế.

Hơn 2 năm nghiên cứu và phát triển đề tài là những tháng ngày các thành viên đam mê nghiên cứu khoa học công nghệ của khoa Cơ khí đã "ăn ngủ" trên phòng thí nghiệm. Cứ hết giờ học là cả nhóm lại lên phòng để nghiên cứu và ở lại đến 10-11h đêm.

“Khó khăn lớn nhất của nhóm là thiếu kinh phí. Do vẫn đang trong quá trình phát triển thử nghiệm và chưa có một tổ chức, đơn vị nào đứng ra bảo trợ, sau khi ghép thành công mảnh xương đầu tiên, đề tài bị chững lại gần nửa năm vì không có tiền nghiên cứu tiếp.

Đó là khoảng thời gian mọi người nản chí, muốn từ bỏ nhất vì nghiên cứu mà như đâm đầu vào tường. Lúc đấy các thành viên ngồi lại cùng nhau nói chuyện, động viên nhau cố gắng và đưa dự án đi đến giờ phút này", Thảo – cô gái duy nhất của nhóm nghiên cứu nhớ lại.

Đến nay, nhóm đã ghép thành công 10 mảnh xương cho 10 bệnh nhân của Bệnh viện Đại học Y Hà Nội, mảnh lớn nhất có kích thước 40 cm2. Giá cụ thể của một mảnh xương 20 gram phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kích thước, độ khó và tính thẩm mỹ, dao động 30-35 triệu đồng vì một kg nhựa peek giá 143 triệu đồng.

PGS Nguyễn Văn Vinh - cố vấn của đề tài từ những ngày đầu, bày tỏ tự hào về những gì các học trò làm được vì công nghệ 3D mà nhóm sử dụng không lạc hậu, thậm chí "song hành với công nghệ của thế giới". Thầy khẳng định đây là đề tài tiềm năng vì hiện nay các sản phẩm y tế tại Việt Nam giá tương đối cao, chủ yếu nhập ngoại.

Hoàng Thanh