Cách tạo ra nội tạng bằng công nghệ in 3D

Hiện tại có hàng trăm ngàn người đang trong danh sách cấy ghép, phải chờ đợi được hiến tặng các cơ quan quan trọng như thận, tim và gan để có thể được cứu sống, nhưng thực tế không phải lúc nào cũng có sẵn để đáp ứng nhu cầu đó. Vậy nếu thay vì chờ đợi, chúng ta tạo ra các cơ quan hoàn toàn mới thì sao, liệu điều đó có khả thi?​

Cách tạo ra nội tạng bằng công nghệ in 3D

Công nghệ in sinh học 3D (Bioprinting)

Ý tưởng này là nền móng của công nghệ Bioprinting (công nghệ in sinh học - một nhánh của y học tái sinh hiện) đang được phát triển. Hiện tại công nghệ này chưa thể in các cơ quan phức tạp, nhưng các mô đơn giản hơn như mạch máu và ống dẫn chịu trách nhiệm trao đổi chất dinh dưỡng và chất thải đã nằm trong tầm tay.

Cách tạo ra nội tạng bằng công nghệ in 3D

Loading...

Bioprinting tương tự in 3D (một kỹ thuật đặt các lớp vật liệu lên nhau để tạo ra một vật thể ba chiều), nhưng thay vì dùng nguyên liệu kim loại, nhựa,... Bioprinting sử dụng Bioink (mực in sinh học - một nguyên liệu in có chứa các tế bào sống), phần lớn Bioink là các phân tử Hydrogel. Trộn lẫn vào đó là hàng triệu tế bào sống cũng như các hóa chất khác nhau khuyến khích các tế bào giao tiếp và phát triển.

Cách tạo ra nội tạng bằng công nghệ in 3D

Một số Bioink bao gồm một loại tế bào, trong khi những loại khác kết hợp các loại khác nhau để tạo ra các cấu trúc phức tạp hơn. Ví dụ như bạn muốn in một mảnh sụn ở đầu gối giữ cho xương ống chân và xương đùi không bị mài vào nhau. Nó được tạo thành từ các tế bào gọi là Chondrocytes và bạn sẽ cần một nguồn nguyên liệu lành mạnh để tạo ra loại Bioink phù hợp. Những tế bào này có thể đến từ các tế bào được nuôi trong phòng thí nghiệm hoặc có thể lấy từ mô của chính bệnh nhân để tạo ra mô sụn ít có khả năng bị cơ thể đào thải.

Cách tạo ra nội tạng bằng công nghệ in 3D

Kỹ thuật in sinh học phổ biến nhất là Bioink được nạp vào buồng in và được đẩy qua một vòi tròn gắn vào đầu phun có đường kính nhỏ hơn 400 micron và có thể tạo ra một sợi liên tục. Một hình ảnh hoặc tập tin được vi tính hóa sẽ chỉ định vị trí của sợi. Những máy in này rất nhanh, tạo ra sụn trong khoảng nửa giờ. Sau khi in, một số Bioink sẽ cứng ngay lập tức, số khác cần ánh sáng tia cực tím hoặc một quá trình hóa học hoặc vật lý bổ sung để ổn định cấu trúc.

Cách tạo ra nội tạng bằng công nghệ in 3D

Nếu quá trình in thành công, các tế bào trong mô tổng hợp sẽ bắt đầu hoạt động giống như cách các tế bào thực hiện trong mô thực: truyền tín hiệu cho nhau, trao đổi chất dinh dưỡng và nhân lên. Hiện nay, chúng ta đã có thể in các cấu trúc tương đối đơn giản, ngoài ra các nhà nghiên cứu đã tạo ra mô phổi, da và sụn, cũng như các phiên bản thu nhỏ, bán chức năng của thận, gan và tim, tuy nhiên, tái tạo môi trường sinh hóa phức tạp của một cơ quan chính là một thách thức lớn.

Cách tạo ra nội tạng bằng công nghệ in 3D

Thách thức và tiềm năng của công nghệ in sinh học 3D

In sinh học với kỹ thuật hiện nay có thể phá hủy một tỷ lệ đáng kể các tế bào trong mực in nếu đầu phun quá nhỏ hoặc nếu áp suất in quá cao. Một trong những thách thức ghê gớm nhất là làm thế nào để cung cấp oxy và chất dinh dưỡng cho tất cả các tế bào trong một cơ quan có kích thước hoàn chỉnh. Đó là lý do tại sao chúng ta chỉ mới thành công với các cấu trúc phẳng hoặc rỗng và đang bận rộn phát triển cách để kết hợp các mạch máu vào mô được in.

Cách tạo ra nội tạng bằng công nghệ in 3D

Kỹ thuật in sinh học có tiềm năng vô cùng to lớn để nâng cao hiểu biết của chúng ta về cách thức các cơ quan hoạt động và mở ra cánh cửa mới cho y học. Liệu chúng ta có thể kéo dài cuộc sống của con người bằng cách in và thay thế các cơ quan bị hỏng?

Loading...
TIN CŨ HƠN
3 loại thịt đỏ ẩn chứa chất độc gây ung thư loại 1 tốt nhất không nên ăn

3 loại thịt đỏ ẩn chứa chất độc gây ung thư loại 1 tốt nhất không nên ăn

Thịt là món ăn quen thuộc thường xuất hiện trong bữa ăn của các gia đình, đặc biệt là các loại thịt đỏ như thịt lợn, thịt bò,... Tuy nhiên bạn cần lưu ý khi chọn lựa thịt đỏ, tốt nhất đừng mua 3 loại dưới đây để bảo vệ sức khỏe cả nhà.

Đăng ngày: 02/01/2020
Người tạo em bé biến đổi gene ở Trung Quốc nhận án 3 năm tù

Người tạo em bé biến đổi gene ở Trung Quốc nhận án 3 năm tù

Tòa án Trung Quốc kết án ba nhà khoa học tham gia tạo ra những em bé biến đổi gene năm 2018 đã hoạt động y học bất hợp pháp.

Đăng ngày: 31/12/2019
Vì sao hút mỡ bụng gây tử vong?

Vì sao hút mỡ bụng gây tử vong?

Hầu hết bệnh nhân hài lòng với kết quả của phẫu thuật hút mỡ. Tuy nhiên, giống như mọi thủ thuật y khoa khác, ở đây cũng có những rủi ro, thậm chí đến mức mất mạng.

Đăng ngày: 31/12/2019
Vì sao

Vì sao "tiếng ồn trắng" có thể giúp chúng ta ngủ ngon hơn?

Một thiết bị tạo ra tiếng ồn trắng (White Noise) là giải pháp đơn giản nhất để ngăn những tiếng ồn khác ảnh hưởng đến bạn. Những âm thanh khác sẽ bị tiếng ồn trắng cản lại trước khi đến tai của bạn.

Đăng ngày: 31/12/2019
Uống nước nhiễm chì nguy hiểm như thế nào?

Uống nước nhiễm chì nguy hiểm như thế nào?

Uống nước có nồng độ chì 0.05 mg/L, trẻ đã có thể phơi nhiễm chì với mức độ trong máu gấp hai lần bình thường.

Đăng ngày: 31/12/2019
Bệnh mù màu có phải là một siêu năng lực đi kèm với sự đánh đổi?

Bệnh mù màu có phải là một siêu năng lực đi kèm với sự đánh đổi?

Bệnh mù màu hay còn gọi là rối loạn sắc giác hay loạn sắc giác. Đây là một bệnh về mắt làm cho người ta có thể nhìn rõ mọi vật nhưng không phân biệt được một số màu sắc.

Đăng ngày: 29/12/2019
Thực hư chuyện đậu nành ảnh hưởng đến sức khỏe sinh sản

Thực hư chuyện đậu nành ảnh hưởng đến sức khỏe sinh sản

Chắc hẳn, bạn đã từng nghe một số tin đồn thổi tràn lan trên mạng internet về tác dụng - tác hại của đậu nành. Một số người truyền tai nhau rằng đậu nành là nguyên nhân gây ra ung thư vú. Số khác còn loại bỏ hẳn đậu nành khỏi chế độ ăn uống vì nghi ngờ nó có có chứa estrogen thực vật.

Đăng ngày: 29/12/2019
Tiêu điểm
Khoa Học News