Language
Country/Area
No result found
Vật liệu sinh học có thể chữa lành cơ thể con người không? Những vật liệu ma thuật này mạnh đến mức nào!
Với sự phát triển của công nghệ y tế, vật liệu sinh học, một lĩnh vực khoa học mới nổi, đã thu hút ngày càng nhiều sự chú ý. Vật liệu sinh học là những chất được thiết kế và chế tạo để tương tác với các hệ thống sinh học nhằm mục đích điều trị, tăng cường, sửa chữa hoặc thay thế chức năng mô trong cơ thể con người.
Khoa học vật liệu sinh học là một môn học liên ngành bao gồm các yếu tố y học, sinh học, hóa học, kỹ thuật mô và khoa học vật liệu.
Kể từ khi lĩnh vực này xuất hiện, vật liệu sinh học đã có sự tăng trưởng ổn định với nhiều công ty đầu tư mạnh vào việc phát triển các sản phẩm mới. Vật liệu sinh học có thể được chia thành vật liệu từ thiên nhiên và vật liệu tổng hợp trong phòng thí nghiệm, và thường được sử dụng trong các ứng dụng y tế. Chức năng của những vật liệu này có thể là thụ động, chẳng hạn như trong ứng dụng van tim, hoặc tương tác và hoạt tính sinh học hơn, chẳng hạn như cấy ghép hông được phủ hydroxyapatite.
Hoạt động sinh học
Hoạt tính sinh học đề cập đến khả năng của vật liệu sinh học tạo ra phản ứng sinh lý thúc đẩy chức năng và hiệu suất của nó. Đặc biệt trong bối cảnh kính sinh học và gốm sinh học, thuật ngữ này thường đề cập đến khả năng tích hợp chặt chẽ của vật liệu cấy ghép với mô xung quanh.
Khả năng tương thích sinh học tốt cũng như độ bền và tốc độ hòa tan là những đặc tính được tìm kiếm ở nhiều vật liệu sinh học.
Sự phát triển của các vật liệu sinh học hữu ích về mặt lâm sàng đã được đẩy nhanh nhờ sự phát triển của các kỹ thuật mô hình hóa tính toán có thể dự đoán tác động phân tử của vật liệu trong điều trị dựa trên dữ liệu thực nghiệm hạn chế.
Công nghệ tự lắp ráp
Tự lắp ráp là thuật ngữ thường được sử dụng trong cộng đồng khoa học hiện đại để mô tả quá trình các hạt (như nguyên tử, phân tử, keo, v.v.) tự kết hợp mà không chịu tác động của lực bên ngoài. Các hạt này có thể tạo thành các mảng có cấu trúc tốt và ổn định về mặt nhiệt động lực học, tương tự như một trong bảy hệ tinh thể trong luyện kim và khoáng vật học.
Công nghệ tự lắp ráp cũng được coi là một chiến lược mới trong tổng hợp hóa học và công nghệ nano, giúp thiết kế các vật liệu sinh học vượt trội dựa trên các cấu trúc vi mô tự nhiên.
Cấu trúc phân cấp
Hầu như tất cả các vật liệu đều có thể được xem là có cấu trúc phân cấp, nhưng trong vật liệu sinh học, tổ chức phân cấp này là nội tại. Lấy mô xương làm ví dụ, collagen là thành phần chính của ma trận hữu cơ và nó đan xen với các khoáng chất để tạo thành cấu trúc mô xương cơ bản.
Cấu trúc phân cấp của vật liệu sinh học cho phép chúng thể hiện các đặc tính hiệu suất khác nhau trong nhiều ứng dụng khác nhau, tùy thuộc vào thiết kế cấu trúc vi mô và tính chất của vật liệu.
Lĩnh vực ứng dụng
Vật liệu sinh học đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực y tế. Các ứng dụng phổ biến bao gồm:
- Thay khớp
- Tấm xương
- Thấu kính nội nhãn trong phẫu thuật nhãn khoa
- Dây chằng và gân nhân tạo
- Cấy ghép răng
- Vật liệu thay thế mạch máu
- Van tim
- Thiết bị phục hồi da
- Hệ thống phân phối thuốc
- Ống thông gây mê
Vật liệu sinh học phải tương thích với cơ thể con người và nhiều vấn đề về khả năng tương thích sinh học cần được giải quyết trước khi áp dụng lâm sàng.
Vật liệu phân hủy sinh học
Vật liệu phân huỷ sinh học là vật liệu có thể bị phân huỷ thông qua các phản ứng enzym tự nhiên. Việc ứng dụng vật liệu phân huỷ sinh học đã trở thành xu hướng từ những năm 1960 và được chấp nhận rộng rãi vì ít gây ra tác hại lâu dài.
Bản tóm tắtVật liệu sinh học tiếp tục thúc đẩy sự đổi mới và tiến bộ trong công nghệ y tế ngày nay. Những vật liệu này không chỉ có khả năng sửa chữa và thay thế các mô bị tổn thương mà còn có khả năng tương tác với cơ thể con người. Tuy nhiên, khi công nghệ tiến bộ, chúng ta sẽ khám phá ra những vật liệu sinh học mới nào trong tương lai có thể thay đổi hoạt động y tế?
