Những nỗ lực của y học nhằm cứu sống con người
Theo Ali Khademhosseini, người đứng đầu nhóm nghiên cứu, ứng dụng tương lai của công nghệ này có thể giúp thực hiện các ca cấy ghép tùy chỉnh hoặc phát triển các loại thuốc an toàn và hiệu quả bên ngoài cơ thể. Trang Phys.org cho hay, một nhóm nhà khoa học tại Bệnh viện Brigham and Women tại Boston, Mỹ đã thành công trong việc sản xuất các mạch máu nhờ sử dụng công nghệ in sinh học 3D.
Đầu tiên, các nhà nghiên cứu sử dụng một máy in sinh học 3D để tạo ra một mẫu sợi đường agarose (một phân tử đường có nguồn gốc tự nhiên) như một "khuôn" cho các mạch máu. Tiếp đó họ phủ các khuôn này bằng hydrogel, định hình mẫu đúc trên khuôn này rồi gia cố nhờ liên kết chéo quang (photocrosslinks). Ali Khademhosseini giải thích rằng, phương pháp giải quyết vấn đề của nhóm họ là duy nhất bởi lẽ các sợi do nhóm của Ali tạo ra đủ chắc chắn để không bị phá vỡ khi tạo thành mạch máu.
| Chú khỉ được ghép mạch máu 3D. |
Các nhà khoa học hy vọng một kỹ thuật mới giúp in ra các tế bào máu nhân tạo sẽ sớm trở thành thứ công cụ quan trọng hỗ trợ cho những nỗ lực nhằm cứu sống con người. Các tế bào máu nhân tạo đóng vai trò hết sức to lớn trong sự phát triển của lĩnh vực cấy ghép nội tạng nhân tạo, khi mà các cơ quan nhân tạo luôn trong tình trạng thiếu mạng lưới mạch máu cần thiết để hoạt động.
Được thiết kế bởi những nhà khoa học tại Viện Fraunhofer (Đức), công nghệ này cho phép in các phân tử sinh học nhân tạo bằng máy in phun 3D, sau đó dùng laser để biến các phân tử này thành hình dạng giống mạch máu với các mạch nhân tạo có hai lớp và có thể hình thành cấu trúc phân nhánh phức tạp như thông thường.
"Chúng tôi đang thiết lập cơ sở cho việc áp dụng một cách nhanh chóng nguyên mẫu của những vật liệu sinh học đàn hồi và hữu cơ", Gunter Tovar, quản lý dự án cho biết. "Hệ thống mạch máu mà công nghệ này đem lại thật tuyệt vời, nhưng chắc chắn đây không phải là điều duy nhất nó có thể", ông nói thêm.
Máy in phun 3D có khả năng tạo ra các chất rắn hình dạng 3 chiều rất nhanh chóng. Nó áp dụng với loại vật chất có hình dạng các lớp rõ ràng và các lớp ấy liên kết hóa học nhờ bức xạ tia cực tím.
Điều này tuy đã tạo ra những cấu trúc rất nhỏ, nhưng công nghệ in 3D vẫn chưa thực hiện chính xác với các cấu trúc của mao mạch. Đây là lý do tại sao các nhà nghiên cứu cần laser. Tia laser tác động và kích thích liên kết phân tử xảy ra.
Cách này mang lại độ chính xác cao. Những mạch máu sau đó đều có khả năng đàn hồi và tương tác với mô tự nhiên. Nhóm khoa học ở Viện Fraunhofer cho biết công nghệ này vẫn còn đang trong giai đoạn nghiên cứu. Tuy nhiên, nó sẽ sớm được đưa vào ứng dụng trong cuộc sống.
CNN cho hay, đây là bước tiến lớn trên con đường dẫn đến việc in hàng loạt bộ phận cơ thể con người để tiến hành cấy ghép. "Thực sự là một đột phá quan trọng trong lĩnh vực y tế"-Alex Lee, một giáo sư trợ giảng tại Trường Đại học Trung Quốc của Hong Kong, nói. Nhóm của Lee đã sử dụng công nghệ in 3D để tạo ra các nguyên mẫu trái tim, áp dụng trong các ca phẫu thuật tim.
Xương nhân tạo được làm từ bột canxi phốt - phát, có thể được cấy ghép vào chỗ xương tự nhiên của cơ thể bị hỏng. Nó hoạt động như một bộ khung tạm thời trong vài năm khi chờ các tế bào xương mới phát triển sau đó sẽ tự phân huỷ mà không gây ảnh hưởng đến sức khoẻ. Nhóm nghiên cứu cho biết họ nhận được kết quả đầy hứa hẹn khi thử nghiệm trên thỏ và chuột.
Các nhà khoa học ở Đại học Washington, Mỹ, đã sử dụng máy in 3 chiều để "in" xương, loại xương "giống hệt xương tự nhiên" có thể được sử dụng để điều trị các chấn thương. Để tạo ra xương, các nhà khoa học sử dụng máy in 3D.
Máy in này có thể tạo ra bất kỳ phần xương nào trong cơ thể. Máy in sử dụng 1 lớp kết dính nhựa mỏng bao phủ lên bề mặt của bột canxi phốt - phát. Quá trình này lặp đi lặp lại cho đến khi xương hoàn thành. Sản phẩm sau đó được sấy khô, lau sạch và nung trong 2 tiếng ở nhiệt độ 1.250 độ C.