Nghiên cứu máy in sinh học ba chiều sản xuất thận

Hàng năm trên thế giới có tới 25% người bệnh qua đời vì không được kịp thời cấy ghép cơ quan nội tạng. Ngành y học tái tạo đang phát triển nhanh chóng như một giải pháp mới thay thế cho nội tạng hiến tặng. Một hướng nghiên cứu ở đây là máy in sinh học 3D.

Ý tưởng của công nghệ in các cơ quan nội tạng trên một thiết bị đặc biệt thuộc về nhà khoa học Vladimir Mironov người Nga và được ông nêu lên năm 2003. Kể từ đó, trên thế giới đã hình thành một cộng đồng nghiên cứu chuyên tâm vào chủ đề này. 

Khoa học đạt được những tiến bộ nhất định: ví dụ, công nghệ chế tạo mô hình ba chiều của cơ quan nội tạng từ nguyên liệu nhân tạo hoặc tự nhiên, tiếp đến dùng máy in sinh học 3D chèn các tế bào vào mô hình. 

Bộ khung này sẽ được tái sinh thành mô liên kết. Nhưng ông Vladimir Mironov đề ra phương pháp in sinh học độc đáo hơn, không đòi hỏi gì khác ngoài các tế bào sống. Thiết bị đang được chạy thử tại phòng thí nghiệm của nhà khoa học.

Thực hiện chức năng "mực in" ở đây là các tế bào sống, nói chính xác hơn là các khối cầu đa bào (spheroid). Chúng cũng được sản xuất bằng những thiết bị đặc biệt. Khi được liên kết với nhau, các tế bào tạo thành khối mô đặc ba chiều. "Giấy" trong máy in sinh học 3D của Nga là hydrogel. 

Máy in phun ra hydrogel rồi cài vào “giấy” các khối cầu đa bào. Công việc diễn ra theo mô hình được máy tính lập từ trước. Sau đó, bộ phận được in ra sẽ “trưởng thành” trong một nồi phản ứng sinh học.

Tuy nhiên, nhiệm vụ phức tạp nhất chính là cung cấp mạch máu cho các bộ phận được tạo ra. Người Nga đã có khả năng in các mạch kích thước khác nhau và mao rất mỏng. Nhiệm vụ tiếp theo là nắm phương pháp gắn kết cơ quan nội tạng với hệ mạch máu.

Ông Vladimir Mironov cho rằng, công nghệ in sinh học sẽ cho phép giải quyết mọi vấn đề của cấy ghép các phần của cơ thể. Không còn phải xin hiến nội tạng, các bộ phận in ra dễ thích nghi vì được làm từ tế bào của chính bệnh nhân.

Thiết bị in sinh học 3D của Nga ra đời chỉ trong sáu tháng. Nhà khoa học Vladimir Mironov khẳng định, máy in này tốt nhất trên thế giới hiện nay nhờ các chức năng linh hoạt. Máy có thể làm việc với các loại spheroid, liên kết chúng theo các phối hợp khác nhau và sử dụng nhiều loại hydrogel.

Đến ngày 15/3/2015, ông Vladimir Mironov cùng các đồng nghiệp có kế hoạch in thành công một tuyến giáp hoạt động đúng chức năng. Tuy nhiên, đó sẽ là tuyến giáp của chuột chứ chưa phải của con người. Còn tới năm 2018, các nhà khoa học dự định nắm bắt công nghệ chế tạo thận.