Các nhà khoa học từ 3 cường quốc Mỹ, Trung, Nhật hợp tác trong một nghiên cứu đầu tiên trên thế giới, nhắm đến in 3D bộ phận hết sức quan trọng trên cơ thể đàn ông

Một nhóm các nhà khoa học quốc tế đến từ Đại học Columbia (Mỹ), Phòng thí nghiệm Trọng điểm về Kỹ thuật Y sinh Quảng Đông (Trung Quốc) và Đại học Y và Nha khoa Tokyo (Nhật Bản) tuyên bố họ vừa trở thành nhóm đầu tiên trên thế giới tái tạo được mô dương vật bằng công nghệ in 3D sinh học.

Mặc dù lĩnh vực đã đạt được nhiều bước tiến đột phá trong hơn một thập kỷ qua: Kể từ lần đầu tiên in 3D sinh học được giới thiệu năm 2013, lần lượt các mô da, sụn và mạch máu đã được các nhà khoa học tái tạo.

Trong những năm gần gần đây, nhiều nhóm nghiên cứu cũng đã in được mô gan, thận, thậm chí là các trái tim sinh học ở dạng mini. Thế nhưng, khi đối mặt với mục tiêu in 3D mô dương vật, các nhà khoa học đã gặp phải một bức tường giới hạn.

Đó là bởi dương vật là một trong những cơ quan có hệ thống mạch máu dày đặc và phức tạp nhất trên cơ thể người.

Để có thể lần đầu tiên in 3D tái tạo hệ thống này, nhóm các nhà nghiên cứu đến từ 3 quốc gia có nền khoa học phát triển hàng đầu thế giới đã phải sử dụng một chiến lược hoàn toàn mới, mà họ gọi là "gieo hạt" tế bào nội mô.

Bằng phương pháp này, họ đã có khả năng in 3D mô cấy dương vật đầu tiên, giúp phục hồi hoàn toàn khả năng cương cứng cho những con thỏ và lợn thí nghiệm. Những con vật được mô hình hóa theo tình trạng khuyết tật gây rối loạn cương dương của con người, nhưng đã phục hồi với tỷ lệ sinh con tự nhiên tăng từ 25% lên 100%.

Điều này sẽ mở đường cho các thử nghiệm lâm sàng sớm được thực hiện trên người trong thời gian tới. Nếu thành công, các mô dương vật in 3D này có thể giúp chữa khỏi dứt điểm tình trạng rối loạn cương dương cho một nửa đàn ông trên thế giới trong độ tuổi ngoài 40, những người đang gặp phải vấn đề với bộ phận nhạy cảm nhưng hết sức quan trọng của mình.

Tình trạng nhạy cảm và khó nói

Rối loạn cương dương, hay còn gọi là rối loạn chức năng cương dương (ED), được định nghĩa là tình trạng nam giới không thể đạt hoặc duy trì sự cương cứng, đủ để thực hiện hoạt động tình dục.

Đây là một vấn đề phổ biến, ảnh hưởng đến 40% nam giới ngoài độ tuổi 40. Đến năm ngoài 50, tỷ lệ này tăng lên 50% và đạt tới 70% ở tuổi 70. Tuy nhiên, vẫn có một tỷ lệ không nhỏ khoảng 8% thanh niên trong độ tuổi 20 và 10% trong độ tuổi 30 gặp phải tình trạng này.

Căn bệnh khó nói không chỉ ảnh hưởng tới sức khỏe của chính nam giới, mà còn cả mối quan hệ của họ với bạn đời của mình. Các nghiên cứu cho thấy rối loạn cương dương làm giảm rõ rệt chất lượng cuộc sống ở nam giới. Nó có thể dẫn tới nhiều vấn đề sức khỏe khác như vô sinh, trầm cảm, rối loạn lo âu…

Thế nhưng, việc điều trị dứt điểm tình trạng này hiện gặp phải rất nhiều khó khăn. Nguyên nhân là do rối loạn cương dương có điểm khởi phát rất mơ hồ. Nam giới thường ngại đi khám vì nhạy cảm, dẫn đến khi phát hiện thì bệnh đã nặng.

Đối với rối loạn cương dương xuất phát từ nguyên nhân tâm lý, nó có thể được chữa khỏi hoàn toàn. Nhưng với bệnh nhân có bệnh lý nền như tiểu đường, tim mạch hoặc huyết áp cao, việc chữa khỏi sẽ trở nên khó khăn hơn.

Đặc biệt với những bệnh nhân có nguyên nhân rối loạn xuất phát từ khuyết tật hay chấn thương ở dương vật, ngay cả phẫu thuật cấy ghép cũng không đảm bảo họ có thể chữa khỏi được hoàn toàn.

Công nghệ in 3D sinh học đạt được bước đột phá mới

Tin vui cho những bệnh nhân kể trên, đó là một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế bây giờ đã chứng minh được về mặt khái niệm, rằng mọi tình trạng rối loạn cương dương dù khó nhất cũng đều có thể được chữa khỏi hoàn toàn.

Lần đầu tiên, công nghệ in 3D sinh học đã giúp chúng ta tạo được ra các mô dương vật phù hợp để cấy ghép cho bệnh nhân gặp mọi vấn đề về rối loạn cương dương. Điều này đạt được là từ một phương pháp in 3D mới mà các nhà khoa học gọi là "gieo hạt tế bào nội mô".

Trong phương pháp này, họ sẽ dùng máy in 3D và mực sinh học làm bằng hydrogel để tạo ra một khung đỡ mô phỏng thể hang. Về bản chất, thể hang là một ống mô, chứa rất nhiều khoảng trống để khi mạch máu trong dương vật căng phồng lên, lấp đầy các khoảng trống đó, dương vật sẽ cương cứng lại.

Việc in 3D thể hang đòi hỏi nó phải đạt được tới cấu trúc vừa đủ mềm ở trạng thái bình thường, nhưng cũng vừa đủ cứng để chịu được áp suất khi máu chảy vào và cứng lại.

Sau khi đã in được cấu trúc này, các nhà khoa học sẽ tiến hành "gieo hạt giống" lên đó. Các hạt giống trong thí nghiệm được sử dụng là tế bào nội mô của lợn hoặc thỏ. Đây vốn là những tế bào lót trong thành mạch máu, có thể tạo ra một "hệ thống hỗ trợ sự sống thích nghi".

Loại tế bào này có trong các mô giàu mạch máu, nên có tác dụng phục hồi và cải thiện chức năng rất phù hợp cho bệnh rối loạn cương cứng. Sau khi được gieo mầm, các tế bào này sẽ nhân lên, bao bọc lấy thể hang in 3D và tạo thành một mô dương vật hoàn thiện.

Các nhà khoa học sau đó đã cấy ghép mô này vào hàng chục con lợn và thỏ bị rối loạn cương cứng do tình trạng khuyết tật gây ra, loại rối loạn cương cứng khó điều trị nhất. Kết quả cho thấy động vật thí nghiệm đã phục hồi được chức năng cương cứng tương đương nhóm đối chứng, là những con vật khỏe mạnh.

Khi những con lợn đực được điều trị bằng phương pháp mới được thả lại vào đàn lợn nái, chúng đã thụ tinh thành công cho 100% số lợn nái mà chúng giao phối.

Chữa khỏi mọi khiếm khuyết ở dương vật

"Khả năng sinh sản của nhóm động vật được cấy ghép đã chứng minh sự phục hồi cả chức năng cương dương và khả năng xuất tinh, cho thấy mô thể hang ở những con đực này đã phục hồi hoàn toàn", Zhenxing Wang, tác giả nghiên cứu, đồng thời là một kỹ sư sinh học tại Trung Quốc cho biết.

Điều kỳ diệu của nghiên cứu này còn nằm ở chỗ, sau khi mô dương vật được cấy ghép, phần giàn giáo hydrogel của nó sẽ tan dần dần, chỉ để lại các mô dương vật tiếp tục phát triển và bám vào cấu trúc dương vật cũ.

Các tác dụng phụ sau phẫu thuật cũng ở mức tối thiểu, với tình trạng viêm nhiễm thấp.

Điều này sẽ mở ra cơ hội điều trị không chỉ cho các bệnh nhân rối loạn cương dương, mà cả những người gặp tình trạng khuyết tật, hoặc chấn thương dương vật cần được phục hồi. Họ có thể in một giàn giáo 3D sinh học khớp với khuyết tật của mình và gieo mầm các tế bào nội mô của chính mình để tái tạo lại bộ phận quan trọng trên cơ thể.

"Hướng tiếp cận này có thể giúp khắc phục những khó khăn hiện nay liên quan đến việc chữa lành những chấn thương dương vật trên diện rộng", các tác giả nghiên cứu cho biết.

Với thành công tuyệt đối trong nhóm động vật thí nghiệm, các nhà khoa học chắc chắn sẽ sớm đưa nghiên cứu của mình tiến tới thử nghiệm lâm sàng trên người.

Các thử nghiệm này ban đầu có thể được thực hiện trong nhóm nhỏ các bệnh nhân bị khuyết tật hoặc sẹo dương vật sau chấn thương, khiến họ bị rối loạn cương cứng hoặc gặp phải những cơn đau khi cương cứng.

Sau đó, một khi công nghệ in 3D mô dương vật đã hoàn thiện, nó có thể mở rộng ra cho nhóm bệnh nhân rộng hơn. Ước tính một nửa nam giới trên thế giới có thể được hưởng lợi từ đột phá này.

"Ngoài ra, công trình của chúng tôi cũng góp phần thúc đẩy các tiến bộ và ứng dụng lâm sàng của công nghệ in 3D mô nhân tạo nói chung, giúp tạo ra nhiều cơ quan khác nữa", các nhà khoa học cho biết.

Nghiên cứu của họ đã được đăng trên tạp chí Nature Biomedical Engineering,