Bệnh tim mạch là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây tử vong trên thế giới. Việc ghép tim thường là lựa chọn duy nhất cho bệnh nhân mắc phải các bệnh tim nghiêm trọng.
Tuy nhiên, số lượng người hiến tim có hạn, trong khi đó các bệnh nhân có nhu cầu ghép tim lại quá lớn, điều này dẫn đến tình trạng thiếu hụt tim để ghép. May mắn thay các nhà khoa học Isreal đã thành công khi ứng dụng công nghệ in 3D vào y học trong việc in tim, mở ra triển vọng mới cho các bệnh nhân cần ghép tim.
Nghiên cứu này của các nhà khoa học tại Đại học Tel Aviv được đăng tải trên tạp chí Advanced Science vào ngày 15 tháng 4 vừa qua. Trong bài viết này, hãy cùng Hello Bacsi tìm hiểu xem, các nhà khoa học Isreal đã làm điều đó như thế nào nhé!
Con người liệu có thể tạo ra một trái tim hay không?
Gần đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Tel Aviv ở Israel đã tiết lộ một nghiên cứu có thể trả lời cho câu hỏi trên. Trong thông báo mới nhất của mình, họ tuyên bố đã sử dụng thành công máy in sinh học 3D để tạo ra một trái tim hoàn chỉnh với mô và mạch máu giống tim người.
Các nhà nghiên cứu gọi đây là “bước đột phá trong y học” vì nó có thể giúp nâng cao khả năng thành công trong việc cấy ghép tim. Tuy nhiên, trái tim in 3D này vẫn còn một số hạn chế nhất định. Các hạn chế bao gồm:
- Đầu tiên, trái tim này chỉ có kích thước bằng một trái tim thỏ. Trong sự kiện họp báo tại Đại học Tel Aviv, các nhà khoa học đã công bố một trái tim in 3D có hình dạng giống với một quả anh đào, được ngâm trong chất lỏng. Các nhà khoa học tiết lộ họ có thể dùng kỹ thuật tương tự để tạo nên một trái tim có kích thước như tim người thật.
- Điều thứ hai, dù các tế bào trong trái tim 3D này có thể co lại, nhưng chúng vẫn chưa có khả năng bơm máu. Các nhà nghiên cứu cần tìm ra cách để giúp trái tim này có thể hoạt động như một trái tim người thật sự.
Tiến sĩ Tal Dvir, người đứng đầu dự án tại Khoa Sinh học và Sinh học Phân tử của tế bào thuộc Đại học Tel Aviv, cho biết: “Trái tim này được tạo nên từ tế bào người và các vật liệu sinh học của bệnh nhân. Trong quy trình của chúng tôi, những vật liệu này đóng vai trò là các bioink (mực in sinh học). Đây là những vật liệu có cấu tạo từ đường và các protein, có thể được sử dụng để in 3D các mô phức tạp. Đây không phải là trái tim đầu tiên được in 3D, nhưng những trái tim trước vẫn chưa hoàn chỉnh bởi vì chưa có tế bào và mạch máu rõ ràng”.
Trước đây, các nhà khoa học trong lĩnh vực y học đã có thể in mô sụn và van động mạch chủ, nhưng vẫn chưa in thành công mao mạch, một loại mạch máu rất quan trọng giúp các cơ quan có thể tồn tại và thực hiện các chức năng một cách đầy đủ.
Ông cho biết thêm rằng các nhà nghiên cứu dự kiến sẽ tiến hành ghép các trái tim 3D này vào cơ thể động vật vào năm sau. Ông nói: “Có thể trong vòng 10 năm tới, các bệnh viện tốt nhất trên thế giới sẽ được trang bị máy in nội tạng và việc cấy ghép các cơ quan này có thể sẽ được tiến hành thường xuyên hơn”. Mặc dù vậy, ông hy vọng rằng các bệnh viện này có thể bắt đầu in các bộ phận khác đơn giản hơn tim trong thời gian sắp tới.
Việc ứng dụng công nghệ in 3D vào y học có thể giúp giải quyết những vấn đề về thải ghép
Một trái tim in 3D có thể khắc phục vấn đề nghiêm trọng nhất liên quan đến cấy ghép, đó là cơ thể bệnh nhân thải trừ cơ quan mới.
Trong việc ứng dụng công nghệ in 3D vào y học, các nhà nghiên cứu của Đại học Tel Aviv đề xuất sử dụng sinh thiết mô mỡ của bệnh nhân (trong quá trình phát triển một hydrogel cá nhân hóa) như một loại mực in cần thiết để in trái tim.
Tiến sĩ Dvir cho biết: “Việc thay đổi tính tương hợp sinh học của các vật liệu kỹ thuật là rất quan trọng để loại bỏ các nguy cơ thải ghép khi cấy ghép nội tạng, nó ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả của các phương pháp điều trị”.
Theo cách đó, trái tim in 3D và các cơ quan khác của con người, về cơ bản có thể sẽ được tùy chỉnh để phù hợp với từng bệnh nhân cụ thể.
Ông cũng hy vọng rằng việc ứng dụng kỹ thuật in 3D vào y học sẽ giúp việc ghép nội tạng trở nên đơn giản hơn.
Tuy nhiên, vẫn còn rất nhiều thách thức khi áp dụng kỹ thuật này vào công tác điều trị. Độ phân giải của các máy in 3D hiện nay vẫn còn bị giới hạn, chúng khó có thể in tất cả các mạch máu nhỏ. Các nhà nghiên cứu cần xác định được cách để phân chia các tế bào nhằm đảm bảo số lượng mô cần thiết cho một trái tim người thật.
Dù vậy, đây vẫn là một bước tiến quan trọng đối với nền y học hiện đại bởi việc ứng dụng công nghệ in 3D để tạo ra một trái tim có kích thước lớn như tim người thật là rất khả thi.
Tham gia nhóm nghiên cứu của tiến sĩ Dvir có tiến sĩ Assaf Shapira, thuộc Khoa Khoa học Đời sống và sinh viên đang theo học chương trình tiến sĩ Nadav Noor của Đại học Tel Aviv.
Nếu bạn quan tâm đến điều này, hãy truy cập vào đường link dưới đây để ngắm nhìn hình ảnh trái tim được tạo ra từ việc ứng dụng công nghệ in 3D trong y học.
Xem thêm:
