In 3D là một quy trình tạo nên các vật thể rắn 3 chiều từ một tập tin kĩ thuật số. Trong số rất nhiều ứng dụng của công nghệ in 3D thì điều các nhà nghiên cứu quan tâm nhất là làm thế nào nó có thể được sử dụng để cải thiện đời sống hay thậm chí là kéo dài tuổi thọ. Với những tiến bộ đáng ngạc nhiên trong công nghệ in 3D, cơ thể con người một ngày nào đó có thể được xem như một hệ thống với các bộ phận thay thế được. Đây không phải là khoa học viễn tưởng và cũng không quá xa vời như chúng ta nghĩ.
Sử dụng công nghệ in 3D để tạo ra các mô và cơ quan nội tạng không còn xa lạ gì, nhưng kết hợp nhiều bộ phận trên cùng một thiết bị nhằm mô phỏng phản ứng của cơ thể khi tiếp xúc với chất độc hóa học hoặc tác nhân sinh học của Viện Y học tái sinh Wake Forest (Mỹ) là dự án đầu tiên trên thế giới và đang thu hút sự quan tâm của giới y học.
Theo Tiến sĩ Anthony Atala, Giám đốc Viện nghiên cứu Wake Forest và là tác giả chính của dự án, dự án lấy mục tiêu xây dựng hệ thống nội tạng người thu nhỏ để xem xét cách thức chúng phản ứng với các tác nhân có hại trong quá trình thử nghiệm, đồng thời phát triển các phương pháp điều trị tiềm năng.
Tiến sĩ Anthony Atala, Giám đốc Viện nghiên cứu Wake Forest
Theo đó, trước hết người ta sử dụng máy in 3D để tạo ra tế bào và in các bộ phận có chức năng tương tự tim, gan, phổi và mạch máu người dựa trên bộ khung hydrogel. Những cơ quan này sau đó được cấy lên một bảng vi mạch kích thước chừng 5cm và liên kết với hệ thống chứa dung dịch tương tự như loại máu được sử dụng trong điều trị phẫu thuật chấn thương nhằm nuôi sống tế bào, cũng như làm chất dẫn các loại hóa chất, tác nhân sinh học cùng những phương pháp điều trị tiềm năng vào hệ thống.
Các nhà nghiên cứu và tiến hành tạo nội tạng bằng cách sử dụng máy in 3D
Thông tin về một số yếu tố như nhiệt độ, nồng độ oxy, độ pH… cùng phương thức mà các bộ phận phản ứng, tương tác lẫn nhau sẽ được các cảm biến kèm theo ghi lại, giúp các nhà khoa học theo dõi chặt chẽ từng phương pháp điều trị cụ thể.
Tiến sĩ Atala cho biết giải pháp này hoạt động tốt hơn so với các thử nghiệm trên động vật trước nay vốn gây tốn kém, mất thời gian trong khi kết quả không phải lúc nào cũng ứng dụng được trên con người. Đặc biệt, Viện Wake Forest xác nhận họ có thể kiểm tra thuốc giải độc cho khí sarin – hóa chất gây tổn hại thần kinh được sử dụng trong cuộc nội chiến ở Syrie thời gian gần đây.
Do đó, Bộ Quốc phòng Mỹ đã chi 24 triệu USD để tài trợ dự án trên với hy vọng những thử nghiệm tiềm năng này sẽ làm giảm đáng kể thời gian và chi phí cần thiết để phát triển giải pháp y tế nếu xảy ra các vụ tấn công khủng bố bằng vũ khí sinh học hay hóa học.
Công nghệ này liên quan đến việc tạo ra các mô và cơ quan nội tạng được in từng lớp vào một cấu trúc 3 chiều. Các bộ phận được chế tạo từ chính vật chất di truyền của bệnh nhân và tương thích chính xác với mô và bộ phận muốn thay thế. Thử nghĩ xem, những bộ phận như da, khí quản, bàng quang và cả những bộ phận có cấu trúc phức tạp hơn như tim đang chờ để được in theo yêu cầu với chỉ một cú click chuột.
Sử dụng công nghệ in 3D để tạo ra các mô và cơ quan nội tạng không còn xa lạ gì, nhưng kết hợp nhiều bộ phận trên cùng một thiết bị nhằm mô phỏng phản ứng của cơ thể khi tiếp xúc với chất độc hóa học hoặc tác nhân sinh học của Viện Y học tái sinh Wake Forest (Mỹ) là dự án đầu tiên trên thế giới và đang thu hút sự quan tâm của giới y học.
Theo Tiến sĩ Anthony Atala, Giám đốc Viện nghiên cứu Wake Forest và là tác giả chính của dự án, dự án lấy mục tiêu xây dựng hệ thống nội tạng người thu nhỏ để xem xét cách thức chúng phản ứng với các tác nhân có hại trong quá trình thử nghiệm, đồng thời phát triển các phương pháp điều trị tiềm năng.
Tiến sĩ Anthony Atala, Giám đốc Viện nghiên cứu Wake Forest
Theo đó, trước hết người ta sử dụng máy in 3D để tạo ra tế bào và in các bộ phận có chức năng tương tự tim, gan, phổi và mạch máu người dựa trên bộ khung hydrogel. Những cơ quan này sau đó được cấy lên một bảng vi mạch kích thước chừng 5cm và liên kết với hệ thống chứa dung dịch tương tự như loại máu được sử dụng trong điều trị phẫu thuật chấn thương nhằm nuôi sống tế bào, cũng như làm chất dẫn các loại hóa chất, tác nhân sinh học cùng những phương pháp điều trị tiềm năng vào hệ thống.
Các nhà nghiên cứu và tiến hành tạo nội tạng bằng cách sử dụng máy in 3D
Thông tin về một số yếu tố như nhiệt độ, nồng độ oxy, độ pH… cùng phương thức mà các bộ phận phản ứng, tương tác lẫn nhau sẽ được các cảm biến kèm theo ghi lại, giúp các nhà khoa học theo dõi chặt chẽ từng phương pháp điều trị cụ thể.
Tiến sĩ Atala cho biết giải pháp này hoạt động tốt hơn so với các thử nghiệm trên động vật trước nay vốn gây tốn kém, mất thời gian trong khi kết quả không phải lúc nào cũng ứng dụng được trên con người. Đặc biệt, Viện Wake Forest xác nhận họ có thể kiểm tra thuốc giải độc cho khí sarin – hóa chất gây tổn hại thần kinh được sử dụng trong cuộc nội chiến ở Syrie thời gian gần đây.
Do đó, Bộ Quốc phòng Mỹ đã chi 24 triệu USD để tài trợ dự án trên với hy vọng những thử nghiệm tiềm năng này sẽ làm giảm đáng kể thời gian và chi phí cần thiết để phát triển giải pháp y tế nếu xảy ra các vụ tấn công khủng bố bằng vũ khí sinh học hay hóa học.
Công nghệ này liên quan đến việc tạo ra các mô và cơ quan nội tạng được in từng lớp vào một cấu trúc 3 chiều. Các bộ phận được chế tạo từ chính vật chất di truyền của bệnh nhân và tương thích chính xác với mô và bộ phận muốn thay thế. Thử nghĩ xem, những bộ phận như da, khí quản, bàng quang và cả những bộ phận có cấu trúc phức tạp hơn như tim đang chờ để được in theo yêu cầu với chỉ một cú click chuột.
