Máy in sinh học 3D có thể tạo ra xương và tai người

Cấu trúc tai in bằng máy in sinh học 3D. Ảnh: Viện Nghiên cứu Y học Tái sinh Wake Forest.

Nhu cầu sử dụng mô và cơ quan nội tạng nhân tạo để cấy ghép trên bệnh nhân ngày càng tăng do số lượng hiến tặng hạn chế. Máy in sinh học 3D là công nghệ đầy triển vọng, cho phép tạo ra những bộ phận thay thế một cách chính xác với khả năng xếp các tế bào thành các lớp theo từng mẫu cụ thể.

Theo Live Science, trước đây, các nhà khoa học đã tạo ra những mô tương đối đơn giản trong phòng thí nghiệm, nhưng chúng không đủ tốt để cấy ghép vào cơ thể  hoặc không đủ độ phức tạp như mô thật. Ngoài ra, chúng không có mạch máu. Điều này làm giới hạn kích thước của mô bởi dưỡng chất và khí oxy cần thiết cho việc duy trì tế bào không thể tiến sâu và mô nếu không có mạch máu.

Theo báo cáo đăng hôm 15/2 trên tạp chí Nature Biotechnology, thiết bị in các tế bào bằng vật liệu polymer giúp tạo ra và mô phỏng hình dạng mô gốc.

Để khắc phục giới hạn về kích thước, các nhà khoa học in một mạng lưới vi ống để dẫn dưỡng chất và oxy đến những tế bào nằm sâu trong mô. Những ống dẫn siêu nhỏ này giúp dưỡng chất di chuyển tới các tế bào và nuôi sống tế bào, tiến sĩ Anthony Atala, tác giả chính của nghiên cứu, giám đốc Viện Nghiên cứu Y học Tái sinh Wake Forest, Mỹ, cho biết.

Trong  thí nghiệm, các nhà nghiên cứu có thể in tế bào thỏ thành cấu trúc tai giống như của con người và cấy ghép cấu trúc này dưới da chuột. Sau hai tháng, cấu trúc tai vẫn giữ nguyên hình dáng, không bị vỡ bên trong cơ thể. Hơn nữa, mô sụn và các mạch máu đã hình thành xung quanh cấu trúc.

Hệ thống in sinh học 3D đang in xương hàm. Ảnh: Viện Nghiên cứu Y học Tái sinh Wake Forest.

Nhóm nghiên cứu cũng sử dụng tế bào chuột để in mô cơ và mảnh xương sọ, sau đó cấy ghép chúng vào cơ thể chuột. Mô cơ duy trì được cấu trúc ban đầu ít nhất một tuần, đồng thời hình thành nên những mạch máu và dây thần kinh. Mảnh xương sọ hình thành mô xương cùng mạch máu trong vòng 5 tháng sau khi cấy ghép.

Các nhà khoa học cũng in mảnh xương hàm sử dụng tế bào gốc của người. Mảnh xương với hình dạng và kích thước giống thật có thể được sử dụng để dựng lại khuôn mặt cho bệnh nhân.

"Máy in mô và cơ quan mới này là một bước tiến quan trọng trong quá trình tìm kiếm mô thay thế cho bệnh nhân. Nó có thể chế tạo mô người ở bất kỳ hình dạng nào", tiến sĩ Atala nói.

Theo Atala, nhóm nghiên cứu cần tiến hành tìm hiểu sâu hơn trước khi có thể đưa mô in sinh học 3D vào thử nghiệm trên người.

Dương Bùi