Khoa học công nghệ trên thế giới ngày càng phát triển và có những sáng chế tuyệt vời giúp ích rất nhiều vào đời sống. Có những sáng chế đã làm thay đổi lịch sử của nhân loại. Và công nghệ in 3D là một phát minh tuyệt vời mà con người từng tạo ra. Công nghệ in 3D được ứng dụng vào rất nhiều ngành nghề trong cuộc sống. Trong y học công nghệ này cũng được ứng dụng rất rộng rãi điển hình như in ra tay, chân hay một bộ giả nào đó cho người khuyết tật. Không dừng lại ở đó người ta còn phát triển ra công nghệ in 3D sinh học nhằm in ra những thứ không tưởng như sụn của con người.
In 3D sinh học là gì?
In 3D sinh học là phương pháp sử dụng in 3D và kỹ thuật giống như in 3D kết hợp các tế bào, yếu tố sinh trưởng, và vật liệu sinh học để chế tạo các bộ phận y sinh mà mô phỏng tối đa các đặc điểm mô tự nhiên. Nói chung, in 3D sinh học sử dụng phương pháp tạo từng lớp để chuyển vật liệu được gọi là mực sinh học để tạo ra các cấu trúc giống như mô mà sau đó được sử dụng trong các lĩnh vực kỹ thuật y tế và mô. In sinh học bao gồm một sử dụng một loạt các vật liệu sinh học.
Hiện nay, in sinh học có thể được sử dụng để in các mô. Và các cơ quan để giúp nghiên cứu thuốc và thuốc. Tuy nhiên, những đổi mới đang nổi lên kéo dài từ quá trình tái tạo tế bào của các tế bào hoặc ma trận ngoại bào được đưa vào lớp gel 3D theo từng lớp để tạo ra mô hoặc cơ quan mong muốn. Sự bùng nổ gần đây về tính phổ biến của in 3D là một minh chứng cho tiềm năng hứa hẹn của công nghệ này. Và những lợi ích tiềm tàng của nó trong nghiên cứu và y học tái sinh. Ngoài ra, in 3D sinh học đã bắt đầu kết hợp việc in ấn của giàn giáo. Những giàn giáo này có thể được sử dụng để tái tạo khớp và dây chằng.
Bằng sáng chế đầu tiên liên quan đến công nghệ này đã được nộp tại Hoa Kỳ vào năm 2003 và được cấp vào năm 2006.
Tái tạo sụn mũi bằng công nghệ “in sinh học 3D”
Nghiên cứu này sẽ được ứng dụng rộng rãi trong các phẫu thuật say này. Nó có ý nghĩa quan trọng trong việc khôi phục chức năng cho các bệnh nhân bị ung thư da. Đi kèm với các khiếm khuyết về sụn mũi sau phẫu thuật.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một dạng gel 3 chiều đặc biệt (tên tiếng anh là hydrogel). Một chất liệu tương tự như thạch Jell-O. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng chúng để trộn với các tế bào gốc thu được từ bệnh nhân. Để tái tạo lại các bộ phận bị tổn thương dựa theo hình ảnh 3D của chúng. Hỗn hợp nhân tạo này được nuôi cấy trong môi trường thí nghiệm đặc biệt trong vòng vài tuần để trở thành sụn chức năng.
Theo Adetola Adesida – giáo sư phẫu thuật tại Khoa Y & Nha khoa cho biết: “Việc tái tạo sụn tự sinh ở người phải mất cả đời, tuy nhiên bằng phương pháp mới này chỉ mất khoảng 4 tuần. Nó có thể đáp ứng đầy đủ yêu cầu về mặt chức năng khi được cấy ghép vào cơ thể”. Ngoài ra, Yaman Boluk – giáo sư tại Khoa Kỹ thuật cũng cho biết thêm. “Vật liệu này có những đặc tính cơ học nhất định và độ bền cao. Nó đáp ứng tốt yêu cầu của một vật liệu thay thế ban đầu với 92% nước”. Adesida, Boluk và nghiên cứu sinh Xiaoyi Lan dẫn đầu dự án tạo ra sụn in 3D. Với hy vọng cung cấp giải pháp tốt hơn cho các bệnh nhân ung thư da phải phẫu thuật.
Là giải pháp tuyệt vời cho bệnh nhân ung thư da
Mỗi năm có hơn ba triệu người ở Bắc Mỹ được chẩn đoán mắc bệnh ung thư da lành tính. Trong đó có đến 40% gặp phải các tổn thương ở mũi cần phải tiến hành phẫu thuật để loại bỏ chúng. Nhiều bệnh nhân bị loại bỏ sụn khiến khuôn mặt bị biến dạng. Theo cách truyền thống, bác sĩ sẽ phẫu thuật sẽ lấy sụn từ một trong các xương sườn của bệnh nhân. Sau đó định hình lại hình dạng và kích thước để nó phù hợp với khu vực cần phẫu thuật. Các thủ thuật này thường đi kèm với nhiều biến chứng.
Adesida cho biết: “Khi thực hiện phẫu thuật tái cấu trúc, mũi sẽ thẳng. Nhưng sau một thời gian thích ứng với môi trường mới. Nó sẽ bị cong vênh giống như độ cong của xương sườn. Nếu nhìn từ bề ngoài sẽ thấy có vấn đề về thẩm mỹ. Một vấn đề khác liên quan đến việc phẫu thuật mở khoang xương sườn (khu vực bảo vệ phổi) để tái cấu trúc mũi. Đây là vị trí giải phẫu rất quan trọng. Bệnh nhân có thể bị xẹp phổi và có nguy cơ tử vong rất cao”.
Đây là một bước tiến cho cả lĩnh vực y học chuẩn xác và y học tái tạo
Các nhà nghiên cứu cho biết công trình của họ là một bước tiến cho cả lĩnh vực y học chuẩn xác và y học tái tạo. Sụn được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp in 3D. Giúp bệnh nhân tránh khỏi nguy cơ xẹp phổi, nhiễm trùng phổi. Và các vết sẹo nghiêm trọng tại vị trí xương sườn của bệnh nhân. Adesida cho biết: “Điều này thật sự là một lợi ích lớn cho các bệnh nhân. Giờ đây, họ chỉ cần lên bàn mổ để làm 1 thủ thuật nhỏ lấy sinh thiết từ mũi trong khoảng 30 phút. Và chờ đợi thành quả nuôi cấy từ sụn gốc. Chúng tôi có thể lưu trữ các tế bào để xây dựng một nguồn cung cấp cho các cuộc phẫu thuật sau này”.
Nhóm nghiên cứu vẫn đang tiếp tục thử nghiệm và kiểm tra xem liệu sụn được nuôi trong phòng thí nghiệm có giữ được các đặc tính ban đầu của nó sau khi cấy ghép trên mô hình động vật hay không. Nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ chuyển công trình sang thử nghiệm lâm sàng trong vòng hai đến ba năm tới.
Nguồn: Khoahoc.tv
