Bệnh tim là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên toàn thế giới. Theo Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC), cứ 33 giây lại có một người chết ở Mỹ vì bệnh tim mạch và đây là nguyên nhân gây ra 20% các ca tử vong (khoảng 695.000 ca). Như vậy, có thể thấy, nghiên cứu để tìm ra các phương pháp điều trị căn bệnh này là yếu tố bắt buộc hàng đầu. Nhờ vào công nghệ in sinh học, các nhà khoa học Harvard gần đây đã có một bước đột phá lớn trong y khoa. Bằng cách sử dụng một loại mực thấm sợi đặc biệt, các nhà khoa học tuyên bố rằng họ có thể in 3D tâm thất mang các chức năng của tim và có thể có thể đập như của tim người.

Đây không phải là lần đầu tiên của các nhà khoa học nhằm ứng dụng in sinh học để tạo ra các cơ quan trong cơ thể người. Chỉ riêng trong năm 2022 đã có hơn 42.000 ca ghép tạng trong khi nguồn hiến tạng vẫn luôn khan hiếm, ít nhất 17 người chết mỗi ngày trong khi chờ ghép tạng (Theo CDC). Để thu hẹp khoảng cách này, in sinh học hay có thể hiểu là việc sử dụng các tế bào thực để in các bộ phận sống, đang được xem là một giải pháp hàng đầu. Với việc in ra được các mô tim có thể đập, điều này sẽ đưa chúng ta tiến một bước gần hơn tới việc không chỉ có thể tạo các mô in 3D để nghiên cứu mà còn thực sự in toàn bộ các cơ quan. 

Suji Choi, cộng tác viên nghiên cứu tại SEAS nói rằng: “Việc mô phỏng lại cơ quan người bằng in 3D sinh học vẫn luôn được thực hiện để kiểm tra tính an toàn và hiệu quả của thuốc nhằm dự đoán các yếu tố, trường hợp có thể xảy ra trong môi trường lâm sàng. Mực FIG có khả năng chảy qua vòi in, nhưng sau khi cấu trúc được in, nó sẽ duy trì hình dạng 3D của nó. Nhờ những đặc tính đó, tôi nhận thấy việc in mô sinh học với cấu trúc giống tâm thất và các hình dạng 3D phức tạp khác mà không cần sử dụng thêm cấu trúc hỗ trợ (support structure) là hoàn toàn có thể.”

Trong một bài báo đăng trên tạp chí Nature Materials, các nhà nghiên cứu đến từ Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng Harvard John A. Paulson (SEAS), công bố cách họ phát triển một loại mực hydrogel mới được tẩm các sợi gelatin, được gọi là mực sợi dạng gel (fiber-infused gel - FIG). Loại mực này cho phép in 3D tâm thất chức năng của tim thậm chí có thể bắt chước nhịp đập của tim người thật. Mực được in qua một vòi phun và không giống như các loại mực khác, cấu trúc này có thể duy trì hình dạng 3D ngay sau khi in nhờ có các sợi, do đó có thể in cấu trúc giống như tâm thất mà không cần sử dụng thêm cấu trúc hỗ trợ. Hơn nữa, nhóm nghiên cứu có thể kiểm soát hướng in để kiểm soát cách các tế bào cơ tim được sắp xếp.

Kích thích điện sẽ kích hoạt sự co bóp theo hướng của các sợi được in ra. Mặc dù phần mô in ra được khá nhỏ, nhưng các nhà nghiên cứu hiện đang nghiên cứu để tạo ra các mô tim giống như thật hơn với các cơ dày hơn. Hiện tại, tâm thất in 3D đã có thể bơm thể tích chất lỏng gấp 5 đến 210 lần so với tim in 3D trước đó, mở ra con đường chế tạo van tim, tim thu nhỏ hai ngăn, v.v.

Bệnh tim là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên toàn thế giới. Theo Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC), cứ 33 giây lại có một người chết ở Mỹ vì bệnh tim mạch và đây là nguyên nhân gây ra 20% các ca tử vong (khoảng 695.000 ca). Như vậy, có thể thấy, nghiên cứu để tìm ra các phương pháp điều trị căn bệnh này là yếu tố bắt buộc hàng đầu. Nhờ vào công nghệ in sinh học, các nhà khoa học Harvard gần đây đã có một bước đột phá lớn trong y khoa. Bằng cách sử dụng một loại mực thấm sợi đặc biệt, các nhà khoa học tuyên bố rằng họ có thể in 3D tâm thất mang các chức năng của tim và có thể có thể đập như của tim người.

article