Alibre | Data Design VietNam Alibre | Data Design VietNam

Chi tiết tin tức




In 3D mang lại hy vọng xây dựng các cơ quan nội tạng của con người


Ngày tạo: 18/09/2020 2:47:15 CH

Một trong những lĩnh vực hứa hẹn nhất của y học tái tạo là lĩnh vực in sinh học còn non trẻ: sản xuất các bộ phận cơ thể người từ đầu.

Nó liên quan đến việc xây dựng vật liệu sinh học trong phòng thí nghiệm thành mô chức năng để cấy ghép, theo một phương pháp không khác với việc in 3D các vật thể bằng nhựa, từng lớp một.

Việc cấy ghép hiến tặng truyền thống khiến người nhận cần phải dùng thuốc để ức chế hệ thống miễn dịch của họ, nếu không sẽ loại bỏ các tế bào lạ. Trong bối cảnh thiếu người hiến tặng, các cơ quan nhân tạo được làm từ tế bào của chính bệnh nhân được coi là giải pháp hoàn hảo và sẽ giảm nguy cơ bị đào thải, vì mô không phải là vật lạ.

Các học giả và các công ty mới thành lập trong lĩnh vực kỹ thuật sinh học này tin rằng da thay thế, gan và mụn bọc có thể trở thành hiện thực lâm sàng trong vài thập kỷ tới.

Một bước đột phá đã xảy ra vào tháng 4 năm nay khi một nhóm các nhà khoa học đến từ Israel tiết lộ thứ mà họ cho là trái tim in 3D đầu tiên, được làm từ mô người. Có kích thước bằng một quả anh đào, nó có các mạch máu, tâm thất và các khoang.

Giáo sư Tal Dvir, người dẫn đầu nhóm nghiên cứu tại trường đại học Tel Aviv, cho biết: “Đó là một bước quan trọng để đạt được mục tiêu về một trái tim hoạt động, mà chúng tôi hy vọng sẽ xảy ra trong một vài năm tới.

Các tế bào từ một mẫu mô mỡ của bệnh nhân đã được lập trình lại để trở thành tế bào gốc đa năng, có thể tạo ra bất kỳ tế bào hoặc mô nào mà cơ thể cần để tự phục hồi. Sau đó, chúng được phát triển thành cơ tim bằng cách áp dụng các phân tử được gọi là yếu tố tăng trưởng.

Tuy nhiên, trong khi các tế bào riêng lẻ trong trái tim thu nhỏ này có khả năng co lại, chúng không thể làm như vậy cùng nhau. Giáo sư Dvir giải thích rằng điều này sẽ đòi hỏi phải được canh tác thêm trong một “lò phản ứng sinh học” cung cấp oxy và chất dinh dưỡng.

“Điều này cũng tạo ra sự kích thích điện cho những trái tim này để dạy chúng cách hoạt động đồng bộ - cách cư xử. Một khi chúng tôi có một trái tim nhỏ nhưng có thể co lại với nhau và có khả năng bơm, chúng tôi sẽ lấy nó và cấy ghép cho những động vật nhỏ như thỏ hoặc chuột ”.

Giai đoạn tiếp theo là mở rộng quy mô của quá trình, nhưng trong số nhiều thách thức là sản xuất đủ tế bào: cần hàng tỷ tế bào. Cho đến nay, nhóm nghiên cứu chỉ thành công trong việc tạo ra một vài mạch máu - những mạch máu chính - và nhiều mạch máu khác sẽ cần thiết để cơ quan này có thể tồn tại được.

Để hướng tới mục tiêu này, một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Harvard gần đây đã phát triển một kỹ thuật mà thông qua đó họ tạo ra một mô tim có thể tưới máu - tức là một mô mà các tế bào có thể được cung cấp đầy đủ máu - có chiều dài hơn 1cm, có thể đập đồng bộ trong khoảng thời gian bảy ngày.

Một lĩnh vực trọng tâm khác của quá trình in sinh học là gan. Các nhà khoa học tại Trung tâm Y học Tái sinh, thuộc Đại học Edinburgh, từ năm 2014 đã phát triển mô cấy ghép 3D để điều trị một cơ quan bị hỏng.

"Một khi chúng ta có một trái tim nhỏ nhưng có thể co lại với nhau và có khả năng bơm máu, chúng ta sẽ lấy nó và cấy ghép vào những động vật nhỏ như thỏ hoặc chuột"- Giáo sư Tal Dvir, Đại học Tel Aviv

Họ đã biến các tế bào gốc thành các mô gan hình cầu có thể giữ được sự sống trong quá trình nuôi cấy trong hơn một năm. Mục đích là mô hình hóa bệnh tật của con người trong món ăn, sử dụng lại các loại thuốc hiện có và tạo ra một mảnh ghép có thể cấy ghép để hỗ trợ gan bị suy.

Theo Giáo sư David Hay, người đứng đầu nhóm nghiên cứu, có ba phương pháp chính để sản xuất phụ gia, hoặc in sinh học. Một là in phun mực, nơi các giọt vật liệu sinh học và tế bào được lắng đọng. Một loại khác dựa trên cơ sở ép đùn, mà anh ấy ví như vắt kem đánh răng ra khỏi ống. Và trong kỹ thuật in sinh học dựa trên ánh sáng, một chất lỏng nhớt được đông đặc lại khi tiếp xúc với tia cực tím.

Một lợi thế so với nuôi cấy tế bào 2D thông thường là kỹ thuật in sinh học 3D cho phép tạo ra sự phức tạp hơn về cấu trúc và các tương tác giữa các tế bào trong mô được thiết kế.

Ông cho biết thêm: “Nếu chúng ta muốn in các cơ quan theo từng lớp, chẳng hạn như da hoặc sụn, thì việc này sẽ dễ dàng hơn rất nhiều so với in các cơ quan rỗng, như dạ dày hoặc ruột, và các cơ quan rắn như gan và thận.

Giống như những người khác trong lĩnh vực này, Giáo sư Hay tin rằng da có nhiều khả năng trở thành ứng dụng lâm sàng đầu tiên, có thể trong vòng ba năm, vì ghép da sẽ không yêu cầu các thủ thuật xâm lấn.


Trái tim mini in 3D mang lại hy vọng cho việc cấy ghép

“Để in 3D một cơ quan rắn có chức năng mô tích hợp và đưa nó vào bên trong người trong một số năm là một thách thức lớn hơn nhiều và tôi có thể nói rằng chúng ta sẽ xem xét có thể từ 15 đến 20 năm nữa,” Giáo sư Hay cho biết thêm. Các nhà nghiên cứu từ Viện Y học Tái sinh Wake Forest đã mô tả một nguyên mẫu cho một chiếc máy cạnh giường di động có thể đặt mô da trực tiếp lên vết thương của bệnh nhân.

Cho đến khi việc cấy ghép các cơ quan hoặc mô được in 3D trở nên khả thi, thì công nghệ này sẽ có những ứng dụng khác.

Công ty khởi nghiệp tại Thụy Điển Cellink là công ty tiên phong trong lĩnh vực “mực sinh học”, một nguyên liệu chính để in sinh học và cũng cung cấp máy in. Mực là gel có chứa hỗn hợp các thành phần như protein và "giàn giáo" hoặc vỏ bọc cho tế bào. Bằng cách bắt chước môi trường bên trong cơ thể, chúng cho phép tế bào phát triển và tồn tại.

Mục tiêu của Cellink là phát triển các sản phẩm mà một ngày nào đó các công ty khác có thể triển khai trong môi trường lâm sàng. Hiện tại, nó đang cung cấp các ngành công nghiệp như dược phẩm.

Erik Gatenholm, giám đốc điều hành cho biết: “Nếu họ muốn phát triển thuốc hoặc phương pháp điều trị, họ có thể sử dụng các tế bào khối u, đặt nó vào một trong các loại mực của chúng tôi, in ra hàng nghìn khối u này và thử nghiệm các phương pháp điều trị trên chúng”.

“Điều này đưa chúng tôi vào lĩnh vực y học cá nhân hóa. Chúng tôi có thể phát triển các loại thuốc không chỉ điều trị ung thư mà còn cả bệnh ung thư của một bệnh nhân cụ thể ”.

Các khách hàng khác bao gồm các nhà sản xuất mỹ phẩm, họ có thể bôi các sản phẩm mới lên da người để thử phản ứng dị ứng.

Các nhà đầu tư đang đặt cược rằng nó sẽ cất cánh. Cellink nổi vào năm 2016, cùng năm nó được thành lập. Doanh số của nó tăng hơn gấp đôi lên 105 triệu SEK (8,5 triệu bảng Anh, 10,9 triệu đô la) trong năm tài chính vừa qua.

Nguồn: ft


© 2019-2020 Data Design Viet Nam . Developed by Data Design Viet Nam