Mô tim người được tạo ra bằng in 3D

Kỹ thuật in sinh học trong phòng thí nghiệm tại Đại học Stanford, dùng các tế bào sống để tạo ra các cấu trúc giống như cơ quan nội tạng. Ảnh: Stanford University.

Máy in 3D đang thay đổi cách chúng ta chế tạo ôtô, nhà cửa và thậm chí cả thực phẩm. Bây giờ, công nghệ này có thể thay đổi cả quá trình cấy ghép lấy nội tạng.

Mark Skylar-Scott và nhóm kỹ sư sinh học tại Đại học Stanford đã phát triển kỹ thuật in 3D mô tim sống. Họ cho biết một ngày nào đó kỹ thuật này sẽ có khả năng in các bộ phận quan trọng của tim, như van và tâm thất, để cấy ghép cho những bệnh nhân tim cần thay thế.

Bệnh tim mạch là nguyên nhân tử vong hàng đầu trên toàn cầu, giết chết gần 18 triệu người mỗi năm, theo số liệu của Tổ chức Y tế Thế giới. Bệnh nhân có thể nhận cấy ghép, nhưng những bộ phận cấy ghép có thể bị cơ thể đào thải trong vòng 20 hoặc 30 năm sau.

In 3D sinh học là kỹ thuật tạo ra một cơ quan mới, bằng cách sử dụng các tế bào của chính bệnh nhân, do đó có thể hạn chế đào thải, tình trạng hệ miễn dịch của cơ thể tấn công nội tạng ngoại lai.

“Đó là mục tiêu cuối cùng, nhưng rất nhiều nền tảng cơ bản cho kỹ thuật in 3D sinh học này đã sẵn sàng”, Skylar-Scott nói với CNET.

In 3D sinh học “lắp ghép” các tế bào sống để tạo ra cấu trúc giống như cơ quan nội tạng. Đây không phải là một kỹ thuật mới, nhưng tốc độ đến nay tương đối chậm, vì phải in lần lượt từng tế bào. Ngay cả khi in 1.000 tế bào mỗi giây, sẽ mất hơn một nghìn năm để tạo ra một quả tim con người.

Các mạch máu nhân tạo được đưa vào mô sau quá trình in sinh học. Ảnh: Stanford University.

Nhóm Skylar-Scott tìm ra cách tăng tốc quá trình, bằng cách in các cụm gồm hàng nghìn tế bào gọi là organoid thay vì in từng tế bào. “Chúng tôi lấy hàng triệu organoid và cô đặc chúng, sau đó tạo hình qua máy in”, kỹ sư sinh học cho biết.

Sau khi in, các cụm tế bào sẽ có hình dạng của mô tim và các nhà nghiên cứu tiếp tục in mạng lưới “mạch máu” vào bên trong chúng. “Mạch máu” được đặt vào thực ra là các cấu trúc dạng ống tương tự như tĩnh mạch của con người, có thể tự bơm chất lỏng.

Bước tiếp theo sẽ là in một cấu trúc lớn hơn, chẳng hạn như một bộ phận chức năng của tim, để cấy ghép vào một trái tim thật.

Skylar-Scott cho biết trong 5 năm tới, in 3D sinh học có thể tạo ra một van tim dùng trong cấy ghép, và ít nhất 2 thập kỷ nữa có thể tạo ra một trái tim hoàn chỉnh.