Một cơ thể con người được cấu tạo bởi tim, gan, thận, … và các cơ quan khác, khi mắc bệnh sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe. Nếu bệnh nặng lên sẽ làm cho các bộ phận khác mất đi chức năng sinh lý, sẽ đe doạ nghiêm trọng đến mạng sống. Như vậy có thể tạo ra các bộ phận nhân tạo thay thế cho những bộ phận bị tổn thương do bệnh gây ra không? Điều này từ trước tới nay, chỉ là mộng tưởng, nhưng những nghiên cứu chức năng y học hiện đại đang từng bước biến ước mơ đó thành hiện thực.
Vật liệu công năng chính là chỉ điện, gang, nhiệt, xúc tác, phân li, sinh vật và y học… chúng đều có những chức năng riêng sử dụng trong y học. Các vật liệu công năng dùng trong y học chủ yếu là chỉ vật liệu dùng tạo rất nhiều các lóc nhân tạo, hay còn gọi là vật liệu sinh vật ứng dụng trong y học. Vật liệu chức năng ứng dụng trong y học có rất nhiều loại. Nó được tạo nên bởi các loại vật liệu cao phân tử, có các loại kim loại và các loại gốm sứ tinh vi…
Năm 1981, ở Mỹ một bác sỹ ngoại khoa chuyên nghiên cứu tim mạch, một lần thực hiện phẩu thuật cho một bệnh nhân mắc bệnh tim đang trong tình trạng nguy kịch và đã lấy ra từ cơ thể bệnh nhân đó trái tim sắp ngừng đập, sau đó, cấp ghép bằng một trái tim nhân tạo thay cho trái tim bệnh nhân. Và bệnh nhân đó nhờ trái tim nhân tạo đó mà sống thêm được 55 giờ nữa, rồi sau đó bệnh nhân này lại được cấp ghép trái tim của một người bị tai nạn giao thông. Qua ví dụ trên ta thấy, tim nhân tạo tuy chỉ phát huy tác dụng tạm thời, nhưng đây được xem là một bước đột phá về cấp ghép cơ quan người.
Năm 1982, lại có một bệnh nhân mắc bệnh tim nặng người Mỹ sau khi được thay bằng tim nhân tạo làm bằng vật liệu cao phân tử hữu cơ, và sống thêm 112 ngày. Về sau kỷ lục này không ngừng bị phá, cho đến nay, ngoài tim nhân tạo ra, các nhà khoa học đã dùng nhiều vật liệu công năng y học để chế tạo ra thận nhân tạo, xương nhân tạo, da nhân tạo và nhiều cơ quan khác.
Vật liệu công năng ứng dụng trong y học phải qua lực chọn khắt khe. Trước hết, nó phải vô hại đối với các bộ phận trong cơ thể không được lây nhiễm sang các tổ chức tế bào xung quanh, viêm và biến chứng…; thứ hai là, nó không được tiếp xúc với máu gây nên chứng nghẽn mạch máu. Phải xử lý những vấn đề trên, mục tiêu nghiên cứu là phải hoàn thiện các kết cấu bên ngoài của vật liệu công năng ứng dụng trong y học. Ví dụ, khi chọn dùng cơ quan nhân tạo được tạo ra từ vật liệu cao phân tử, các nhà khoa học đã dùng phương pháp kết hợp hai hay nhiều cao phân tử lại với nhau, làm cho những chất ưa nước trong vật liệu cao phân tử và những chất dây chuyền phân bố thưa thớt ở nhiều nơi, những vi mô lộ rõ không cân bằng với trạng thái kết cấu. Như vậy mới nâng cao tính năng chống tắc mạch máu. Ngoài ra, máu trong có thể người đã có sẵn heparin và urokinaza…, có thể ngăn cản chứng máu đông cục diễn ra hoặc phân giải sự hình thành đông cục. Vì thế, nếu bộ phận nhân tạo đều giống như chất tạo gan khắc phục được phần lớn chứng nghẽn mạch thì có thể đề phòng được chứng này; cũng như vậy, nếu làm cho heparin giống với bề mặt của cơ quan nhân tạo, như thế đã làm xung quanh cơ quan nhân tạo tồn tại trong chứng nghẽn mạch, do đó tác dụng phân giải của urokinaza sẽ lập tức bị biến mất.
Ngày nay, hàng năm trên thế giới có hàng trăm bệnh nhân được phẩu thuật cấy ghét bộ phận nhân tạo. Con người đang từng bước có thể kéo dài tuổi thọ của mình. Dù sử dụng vật liệu công năng ứng dụng trong y học là một lĩnh vực mới mẻ phát triển chưa lâu, nhưng dựa vào nghiên cứu chuyên sâu, chúng ta tin rằng nó sẽ nhanh chóng phát triển và ứng dụng rộng rãi |
