Súng bắn keo nhiệt điều chỉnh sửa chữa xương nhanh chóng chi phí thấp

Các xương gãy thường cần một vật liệu để lấp đầy khoảng trống

Sopone Nawoot/Alamy

Với một vài điều chỉnh, các súng bắn keo nhiệt thường dùng trong thủ công mỹ nghệ có thể sửa chữa xương bị tổn thương nhanh chóng và tiết kiệm chi phí, theo nhóm nghiên cứu.

Xương có thể tự phục hồi sau những tổn thương nhỏ, nhưng nếu xuất hiện khoảng trống – do chấn thương nghiêm trọng hoặc phẫu thuật loại bỏ khối u, ví dụ – thì cần phải lấp đầy bằng mảnh ghép hoặc một loại vật liệu nhân tạo khuyến khích tế bào xương phát triển.

Giải pháp một là sử dụng công nghệ in 3D để tạo khung cố định vừa vặn nhằm lấp đầy khoảng trống, nhưng quy trình này đòi hỏi quét hình và sản xuất từ xa – mất ít nhất một tuần. Cách này phù hợp với ca mổ lên kế hoạch sửa khớp cũ, nhưng không hiệu quả trong phẫu thuật cấp cứu.

Để khắc phục, Jung Seung Lee tại Đại học Sungkyunkwan, Hàn Quốc, và cộng sự đã phát triển hệ thống có thể ứng dụng ngay trong một ca phẫu thuật duy nhất. Họ điều chỉnh súng bắn keo nhiệt bằng cách giảm nhiệt độ hoạt động từ trên 100°C xuống còn khoảng 60°C. Đồng thời, nhóm bào chế hỗn hợp keo sinh học gồm hydroxyapatite – chiếm 50% thể tích xương người bình thường – và polycaprolactone, một loại nhựa nhiệt phân hủy sinh học.

Phẫu thuật viên có thể dùng súng keo này để lấp đầy khoảng trống xương trong vài phút ngay tại phòng mổ, giúp tế bào xương phát triển và tự phục hồi vết thương theo thời gian.

"Về cơ bản, nó được làm từ súng bắn keo nhiệt thương mại sẵn," Lee chia sẻ. "Chúng tôi có thể tiết kiệm thời gian và chi phí."

Lee cùng cộng sự đã thử nghiệm trên thỏ, sửa chữa khoảng trống dài vài cm ở xương đùi. Sau 12 tuần, mẫu thử không ghi nhận vấn đề y tế hay sự tách rời giữa keo và xương. Thể tích xương trong nhóm dùng keo cao hơn gấp đôi so với nhóm đối chứng sử dụng xi măng xương truyền thống.

Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện có thể thêm vancomycin và gentamicin – hai hợp chất kháng khuẩn – vào sợi keo để giảm nguy cơ nhiễm trùng. Thuốc được giải phóng chậm và khuếch tán trực tiếp lên vị trí phẫu thuật trong vài tuần.

Benjamin Ollivere từ Đại học Nottingham, người nghiên cứu khung in 3D cho sửa chữa xương, tỏ ra hoài nghi giải pháp dùng súng keo có thể phổ biến hơn công nghệ quét nhanh và in 3D ngày càng tiên tiến.

"Tôi có nghĩ đây là ý tưởng thú vị? Có. Có khả năng nó hoạt động? Có. Nhưng đây có thể không phải là giải pháp cuối cùng," ông nhận xét.

Journal tham khảo:

Device DOI: 10.1016/j.device.2025.100873

Tác động và ứng dụng tại Việt Nam
Phương pháp sửa chữa xương bằng súng bắn keo nhiệt điều chỉnh có tiềm năng ứng dụng nhanh chóng trong các ca phẫu thuật cấp cứu tại Việt Nam, nơi cơ sở vật chất hạn chế và nhu cầu xử lý chấn thương xương cao. Việc giảm thời gian sản xuất giàn khung in 3D từ nhiều ngày xuống còn vài phút ngay trên bàn mổ sẽ cải thiện đáng kể hiệu quả điều trị và giảm tải cho hệ thống y tế. Đồng thời, khả năng bổ sung kháng sinh trực tiếp vào vật liệu keo giúp giảm thiểu nguy cơ nhiễm trùng, phù hợp với môi trường bệnh viện trong nước. Để hiện thực hóa, cần tiến hành thử nghiệm lâm sàng giai đoạn đầu tại các trung tâm y tế hàng đầu như Bệnh viện Chợ Rẫy và Bệnh viện Việt Đức, đồng thời đào tạo bác sĩ phẫu thuật về quy trình mới này. Việc chuyển giao công nghệ sẽ góp phần tăng cường năng lực nội địa trong sản xuất vật liệu y sinh, mang lại lợi ích kinh tế và nâng cao chất lượng chăm sóc sức khỏe.