Công nghệ in 3D giúp tạo ra khung mô bằng đường, nơi có thể nuôi dưỡng các tế bào thành những nội tạng nhân tạo. Ảnh: Fraunhofer IGB

Trước đây, các kỹ sư sinh học từng thử dùng kỹ thuật in 3D đối với các tế bào và mạch máu, tạo nên các lớp cấu trúc mô bằng các tế bào nhân tạo, song nỗ lực tạo ra các mô hoặc nội tạng lớn hơn thường thất bại do các tế bào nhân tạo bị phân hủy trước khi các mô thực sự được hình thành. Nhưng mới đây, nhóm các nhà khoa học thuộc Đại học Pennsylvania và Viện Công nghệ Massachutsetts (MIT) phát hiện công nghệ in 3D có thể tạo ra “khuôn” mô hoặc nội tạng từ đường, nơi dùng để nuôi dưỡng bộ phận nhân tạo có chứa các mạch máu hẳn hoi. Kỹ thuật này được cho sẽ giúp giữ cho cấu trúc có chứa các tế bào khỏi bị phân hủy.

Theo Tiến sĩ Jordan Miller, trưởng nhóm nghiên cứu, và Tiến sĩ Christopher Chen thuộc Đại học Pennsylvania, thách thức lớn nhất trong việc phát triển tế bào nhân tạo là phải biết cách giữ cho tất cả các tế bào này tồn tại trong khung mô được thiết kế riêng cho chúng, bởi khi để nhiều loại tế bào cùng một chỗ, chúng sẽ tranh giành chất dinh dưỡng và ôxy lẫn nhau, dẫn đến sự diệt vong của cả hệ thống. Vì vậy, các nhà khoa học đã quyết định xây dựng một hệ thống mạch máu nhân tạo, bằng cách tạo ra một nơi để các tế bào phát triển trong đó. Giáo sư Sangeeta Bhatia ở MIT mô tả kỹ thuật này tương tự như việc tạo ra một chiếc bình bằng sáp, bao bọc nó bằng kim loại nấu chảy rồi làm tan chảy phần sáp không cần dùng nữa. Nhưng thay cho sáp và kim loại nấu chảy, các nhà khoa học dùng đường và các tế bào nội tạng, trong đó, bộ khung bằng đường của cơ quan nội tạng được tạo ra nhờ công nghệ in 3D.

“Đường là một vật liệu rất tốt, có thể dễ dàng phân hủy và rất thân thiện với mô sinh học. Một khi có được cấu trúc gồm các ống (mạch máu) và mô, chúng ta loại bỏ đường bằng nước” – Giáo sư Bhatia giải thích. Mặc dù chưa thực sự tạo ra được bộ phận hoàn chỉnh nào dùng cho cấy ghép, các chuyên gia cho biết họ muốn minh chứng kỹ thuật mới hoàn toàn có khả năng tạo thành một mô dày hơn, có thể được nuôi bằng hệ thống mạch máu nhân tạo, hứa hẹn sẽ tạo ra một cơ quan hoàn chỉnh trong tương lai.

Trong quá trình thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một chất giống như gel có chứa các tế bào gan chưa trưởng thành và sau khi bơm chất dinh dưỡng thông qua hệ thống mạch máu này để nuôi dưỡng tế bào, họ nhận thấy các tế bào gan đã thúc đẩy sản xuất albumin và urê, những thành phần tự nhiên có trong máu và nước tiểu vốn là dấu hiệu để đánh giá chức năng của gan cũng như sức khỏe. Đây cũng là bằng chứng rõ ràng cho thấy khả năng sống sót cao của tế bào được nuôi dưỡng trên khuôn mô nhân tạo làm từ đường bằng công nghệ in 3D.

“Chúng tôi đã chứng minh bạn có thể sử dụng một máy in 3D để in một hệ thống mạch máu bất kỳ cho bất kỳ kết cấu mô nào, sau đó bao bọc chúng bằng các tế bào nội tạng mà bạn muốn tạo ra nội tạng đó”, Giáo sư Bhatia kết luận.

ĐƯỜNG THẤT
(Theo BBC, Daily Mail)