Đề XuấT, 2019

Editor Choice

Phẫu thuật cắt bỏ vú ngoài da: Lợi ích và lựa chọn
Cắt bỏ bộ phận sinh dục nữ là gì?
Mọi thứ bạn nên biết về bệnh kiết lị

Các bộ phận cơ thể con người được xây dựng bằng kỹ thuật in sinh học 3D

Trong những gì đã được ca ngợi là một bước đột phá trong y học tái tạo, các nhà khoa học đã phát triển các cấu trúc tai, xương và cơ chức năng bằng cách sử dụng công nghệ in sinh học 3D.


Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật in 3D mới lạ để xây dựng một tai người chức năng.
Tín dụng hình ảnh: Trung tâm y tế Wake Forest Baptist

Nhóm nghiên cứu, từ Trung tâm Y tế Wake Forest Baptist ở Winston-Salem, NC, cho biết công nghệ mới của họ - được đặt tên là hệ thống In mô và Nội tạng tích hợp (ITOP) - và các sáng tạo kết quả đánh dấu "một bước tiến quan trọng" trong việc phát triển mô thay thế và ghép tạng cho bệnh nhân.

Tác giả nghiên cứu cao cấp Tiến sĩ Anthony Atala, giám đốc Viện Y học tái sinh Wake Forest (WFIRM) và các đồng nghiệp giải thích cách họ tạo ra các bộ phận cơ thể in 3D trong tạp chí Công nghệ sinh học tự nhiên.

Trong những năm gần đây, in 3D đã nổi lên như một chiến lược đầy hứa hẹn cho sự phát triển của các mô và cơ quan phức tạp có thể tái tạo lại cơ thể người.

Tuy nhiên, Tiến sĩ Atala và các đồng nghiệp lưu ý rằng máy in 3D hiện tại không thể tạo ra các mô và cơ quan của con người đủ mạnh để được cấy ghép trong cơ thể hoặc có thể sống sót sau khi cấy ghép.

Nhóm nghiên cứu tin rằng công nghệ ITOP của họ, tuy nhiên, có thể giúp khắc phục những vấn đề như vậy.

Chức năng tai, xương và cơ được tạo ra với ITOP

Các nhà nghiên cứu đã dành 10 năm qua để phát triển hệ thống ITOP.

Công nghệ in 3D kết hợp vật liệu giống như nhựa có thể phân hủy sinh học và gel dựa trên nước được tối ưu hóa. Nhựa tạo thành hình dạng của cấu trúc 3D, trong khi gel chứa các tế bào mô và khuyến khích chúng phát triển.

Các bản in 3D cũng bao gồm các kênh siêu nhỏ, hoạt động như một miếng bọt biển để hấp thụ các chất dinh dưỡng và oxy của cơ thể sau khi cấy ghép. Điều này giúp các cấu trúc tồn tại khi chúng phát triển một hệ thống mạch máu, mà chúng cần để hoạt động trong cơ thể con người.


Hình ảnh này cho thấy hệ thống ITOP in một mảnh xương hàm.
Tín dụng hình ảnh: Trung tâm y tế Wake Forest Baptist

Trong nghiên cứu của họ, Tiến sĩ Atala và các đồng nghiệp đã sử dụng hệ thống ITOP để xây dựng các cấu trúc tai người có kích thước bé - khoảng 1,5 in - và cấy chúng dưới da chuột.

Trong vòng 2 tháng sau khi cấy ghép, các cấu trúc tai - hình dạng được duy trì tốt - đã hình thành mô sụn và một hệ thống mạch máu.

Để so sánh, nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng cấu trúc mô in 3D không có hệ thống mạch máu tồn tại trước cần phải nhỏ hơn 200 micron (0,007 in) để tồn tại trong cơ thể người.

"Kết quả của chúng tôi chỉ ra rằng sự kết hợp mực sinh học mà chúng tôi đã sử dụng, kết hợp với các kênh siêu nhỏ, cung cấp môi trường phù hợp để giữ cho các tế bào sống và hỗ trợ sự phát triển của tế bào và mô", Tiến sĩ Atala nói.

Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng hệ thống ITOP và tế bào gốc của con người để tạo ra các mảnh xương hàm, mà nhóm nghiên cứu lưu ý là kích thước và hình dạng cần thiết để tái tạo khuôn mặt người. Năm tháng sau khi được cấy vào chuột, các mảnh xương đã hình thành các mạch máu.

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đã in mô cơ và cấy nó vào chuột. Các mô đã hình thành các mạch máu và kích hoạt sự hình thành thần kinh chỉ trong 2 tuần, và các đặc điểm cấu trúc của nó được duy trì.

Công nghệ mở ra cánh cửa để tái tạo mô cá nhân

Ngoài khả năng hỗ trợ sự phát triển của tế bào và giữ cho các cấu trúc mô còn sống, nhóm nghiên cứu cho biết hệ thống ITOP có một lợi ích khác: nó có thể sử dụng thông tin từ chụp cắt lớp điện toán (CT) và chụp cộng hưởng từ (MRI) để tạo ra các cấu trúc riêng lẻ từng bệnh nhân.

Nói chuyện với tin tức BBC, Bác sĩ Atala sử dụng ví dụ về một bệnh nhân bị thiếu một đoạn xương hàm.

"Chúng tôi sẽ đưa bệnh nhân vào, làm hình ảnh và sau đó chúng tôi sẽ lấy dữ liệu hình ảnh và chuyển nó qua phần mềm của chúng tôi để điều khiển máy in tạo ra một mảnh xương hàm phù hợp chính xác với bệnh nhân", ông giải thích.

Nhận xét về ý nghĩa có thể có của kết quả của họ, Tiến sĩ Atala cho biết thêm:

"Máy in mô và nội tạng mới này là một tiến bộ quan trọng trong nỗ lực của chúng tôi để tạo ra mô thay thế cho bệnh nhân. Nó có thể chế tạo mô ổn định, có kích thước con người ở bất kỳ hình dạng nào.

Với sự phát triển hơn nữa, công nghệ này có khả năng có thể được sử dụng để in các cấu trúc mô và cơ quan sống để cấy ghép phẫu thuật. "

Phát hiện của nhóm nghiên cứu dựa trên những nghiên cứu khác mà họ thực hiện năm 2014, trong đó họ tạo ra âm đạo phát triển trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng tế bào cơ trơn và tế bào biểu mô âm đạo, được cấy ghép thành công ở bốn con cái.

Tuy nhiên, bác sĩ Atala và các đồng nghiệp đã lưu ý rằng một kỹ thuật như vậy có thể gây khó khăn cho các cơ quan phức tạp như gan và thận. Nhưng nhóm nghiên cứu cho biết công nghệ mới nhất của họ cho thấy sử dụng in 3D để xây dựng mô phức tạp hơn là khả thi.

"Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã in ra một loạt các sức mạnh mô - từ cơ bắp như mô mềm đến sụn và xương như mô cứng cho thấy toàn bộ sức mạnh của mô là có thể," Tiến sĩ Atala nói tin tức BBC. "Hy vọng là sẽ tiếp tục làm việc trên các công nghệ này để nhắm mục tiêu vào các mô của người khác."

Đầu tháng này, Tin tức y tế hôm nay báo cáo về một nghiên cứu cho thấy cấu trúc xương được in 3D cho phép tái tạo mô tự nhiên.

Các LoạI Phổ BiếN

Top