Khoa học vừa khám phá thêm một lợi ích không ngờ từ nghệ và gừng

Các nhà khoa học tại Đại học Washington State (WSU) (Mỹ) đầu năm nay đã công bố trên Tạp chí của Hiệp hội Gốm sứ Mỹ về một bước tiến đáng chú ý bằng cách tận dụng dưỡng chất từ nghệ và gừng - hai loại thực phẩm quen thuộc trong gian bếp của mọi nhà. 

Cụ thể, nhóm nghiên cứu tạo một lớp sơn đặc biệt phủ lên bề mặt một trụ implant cỡ nhỏ bằng titan thường dùng trong phẫu thuật xương khớp. Lớp sơn này được làm từ chất curcumin lấy từ nghệ tươi, chiết xuất từ rễ gừng, kết hợp với hydroxyapatite (một loại khoáng chất giống hệt chất tạo nên xương thật của con người) và thêm một ít kẽm oxide.

Trước khi phủ, họ dùng công nghệ phun plasma để bắn một lớp khoáng calcium phosphate mỏng (chỉ từ 80 đến 150 micromét, mỏng hơn cả sợi tóc) lên bề mặt trụ implant. Lớp khoáng này có tác dụng làm trụ implant "giống xương thật" hơn, giúp xương người dễ bám vào.

Sau đó, họ ép curcumin từ nghệ và chiết xuất gừng vào chính lớp khoáng này. Nhờ vậy, trụ implant được phủ sơn không còn là miếng kim loại "cứng nhắc" nữa, mà trở thành một thiết bị thông minh có nhiều công dụng cùng lúc: giúp xương mới mọc nhanh và bám chắc hơn, tiêu diệt vi khuẩn gây nhiễm trùng và làm giảm tế bào ung thư xương còn sót lại.  

Sự kết hợp này không chỉ nâng cao hiệu quả y tế mà còn mở ra hướng điều trị an toàn hơn đối với hàng triệu bệnh nhân đang phải đối mặt với các biến chứng sau phẫu thuật xương khớp. Nó góp phần giải quyết nỗi ám ảnh về nhiễm trùng và khả năng bám xương kém của các loại implant truyền thống. 

Giáo sư Susmita Bose từ Trường Kỹ thuật Cơ khí và Vật liệu thuộc WSU, người dẫn dắt nghiên cứu, cho biết ý tưởng này xuất phát từ các quan sát dịch tễ học về việc những cộng đồng tiêu thụ nhiều curcumin thường ít bị mất xương do viêm, trong khi gừng lại có tác động rất tích cực lên mật độ khoáng xương (BMD).

Cơ chế hoạt động của lớp phủ implant mới này là một sự phối hợp chặt chẽ giữa các thành phần hóa học và tự nhiên. Các ion kẽm đóng vai trò thúc đẩy tế bào tạo xương tăng sinh, đồng thời tiêu diệt vi khuẩn bằng cách phá vỡ thành tế bào và ngăn chặn chúng hấp thụ mangan thiết yếu.

Khi bổ sung thêm curcumin và chiết xuất gừng, hỗn hợp tạo ra tác dụng polyphenolic mạnh mẽ, giúp tiêu diệt khoảng 92% vi khuẩn Staphylococcus aureus - tác nhân gây nhiễm trùng implant nghiêm trọng nhất. 

Thú vị hơn, trong các thí nghiệm nuôi cấy tế bào, hỗn hợp này còn làm giảm khả năng sống của tế bào ung thư xương osteosarcoma tới 11 lần chỉ sau 11 ngày nhờ khả năng ức chế các tế bào ung thư thường lợi dụng để tồn tại. 

Kết quả thực nghiệm trên mô hình động vật đã minh chứng cho tiềm năng to lớn của công nghệ này, khi lượng xương mới hình thành quanh implant được phủ hỗn hợp có chứa curcumin và chiết xuất rễ gừng tăng gấp đôi so với implant thường chỉ sau 6 tuần. Các hợp chất tự nhiên này được giải phóng một cách chậm rãi và bền bỉ, giúp hỗ trợ lẫn nhau để đạt hiệu quả tối ưu trong môi trường sinh lý. 

Giáo sư Amit Bandyopadhyay từ Trường Kỹ thuật Cơ khí và Vật liệu thuộc WSU và đồng tác giả nghiên cứu nhấn mạnh đây là chìa khóa để giải quyết đồng thời "nhiều vấn đề cùng lúc". Ông nói nhóm nghiên cứu đang hướng tới những thách thức lớn nhất trong cấy ghép xương, từ hông, gối, cột sống đến vai, với hy vọng mang lại lợi ích thực sự cho bệnh nhân.

Dù vẫn cần thêm những đánh giá dài hạn dưới điều kiện tải trọng thực tế ở người, tính khả thi của việc phủ implant bằng các hợp chất từ "bếp núc" đã được khẳng định rõ rệt. 

Với ưu điểm chi phí thấp và tính an toàn cao đã được chứng minh qua hàng nghìn năm sử dụng trong y học cổ truyền, phương pháp này hứa hẹn không chỉ thay đổi tiêu chuẩn cấy ghép xương hiện đại, giúp giải quyết cục bộ các vấn đề nhiễm trùng hay ung thư còn sót sau phẫu thuật xương khớp, mà còn hướng tới một cách tiếp cận toàn diện, giảm bớt gánh nặng tài chính cho bệnh nhân trên toàn thế giới.