Một bài báo mới trên tạp chí Science Advances lần đầu tiên mô tả cách các khoáng chất kết hợp với nhau ở cấp độ phân tử để hình thành xương và các mô cứng khác như răng và men răng.
Trong bài báo, các nhà nghiên cứu của Đại học Illinois Chicago (UIC) đã mô tả các thí nghiệm của họ trong mô hình nước bọt nhân tạo đã ghi lại các hình ảnh theo thời gian thực có độ phân giải cao về quá trình khoáng hóa để hình thành xương và răng.
Giáo sư Reza Shahbazian-Yasser, Khoa cơ khí và công nghiệp Đại học Illinois Chicago, tác giả của bài báo cho biết: “Cho đến nay cách thức hình thành xương - răng, đặc biệt là ở giai đoạn đầu khi các phân tử bắt đầu hình thành cấu trúc vẫn chưa được hiểu một cách rõ ràng”.
Giáo sư Shahbazian-Yasser (đứng) và đồng sự
Shahbazian-Yasser và các đồng nghiệp của ông đã quan sát trực tiếp và gián tiếp sự hình thành của tinh thể hydroxyapatite - thành phần chính của mô cứng - và nhận thấy rằng bằng sự biến đổi năng lượng cục bộ có thể tạo mầm và tăng trưởng tinh thể hydroxyapatite này.
Shahbazian-Yasser cho biết: “Việc kiểm soát quá trình hòa tan canxi photphat vô định hình ảnh hưởng đến việc lắp ghép các tinh thể hydroxyapatite thành các tập hợp lớn hơn. Bằng cách sử dụng công nghệ được phát triển tại UIC, chúng tôi đã tìm thấy bằng chứng cho thấy những những cách thức này cùng tồn tại” - giải thích tại sao các nhóm khác nhau báo cáo kết quả dường như khác nhau hoặc trái ngược nhau. “Ngoài ra, giờ đây chúng tôi đã hiểu cách vật liệu hydroxyapatite hình thành và phát triển trên các mẫu canxi photphat vô định hình. Việc kiểm soát sự hình thành và tăng trưởng của hydroxyapatite sẽ hỗ trợ việc phát triển các loại thuốc và phương pháp điều trị y tế mới để chữa lành xương bị mất hoặc gãy nhanh hơn hoặc chữa sâu răng. "
Để chụp được những hình ảnh, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một thiết bị vi mô độc đáo có khả năng sử dụng kính hiển vi điện tử với mô hình chất lỏng. Sử dụng phương pháp này, các nhà nghiên cứu có thể theo dõi các phản ứng hóa học trong mô hình ở quy mô nhỏ nhất.
Giáo sư Shahbazian-Yasser nhận định: “Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp bằng chứng mới, rõ ràng về cách các khoáng chất tổ chức và phát triển thành vật liệu xương và phát hiện này có nhiều ý nghĩa quan trọng đối với các nghiên cứu sâu hơn về chữa lành xương hoặc răng.
"Bằng cách hiểu rõ hơn những con đường này, các nhà khoa học đã tiến gần hơn một bước tới các phương pháp kỹ thuật để điều trị tốt hơn các bệnh răng miệng và chấn thương xương - như những bệnh do chấn thương - hoặc ngăn ngừa các tình trạng y tế có thể phát triển khi quá trình khoáng hóa bình thường trong cơ thể gặp trục trặc"
Các tình trạng y tế do rối loạn chức năng khoáng hóa trong cơ thể có thể bao gồm mọi thứ, từ xu hướng phát triển sâu răng đến loãng xương.
Shahbazian-Yasser nói: “Trong bước tiếp theo, chúng tôi muốn tìm hiểu cách các chất điều chỉnh phân tử có thể ảnh hưởng đến quá trình khoáng hóa sinh học, điều quan trọng để phát triển các loại thuốc hiệu quả.
