Đại học California phát triển thành công hệ thống mạch máu chế tạo bằng cách in 3D

Một nhóm các nhà nghiên cứu đến từ đại học California, San Diego đang tiến hành phát triển công nghệ cho phép in 3D các bộ phận cơ thể người.

Được dẫn dắt bởi Shaochen Chen, các nhà khoa học này đã tìm ra một phương thức kiến tạo nên hệ thống mạch máu bên trong chân, tay giả bằng cách in 3D.Đây có thể là nền tảng để tiến tới sự phát minh của mô và bộ phận cơ thể tạo ra trong phòng thí nghiệm.

Tuy đây không phải hệ thống mạch máu nhân tạo – có khả năng vận chuyển chất dinh dưỡng, máu và chất thải – đầu tiên, bởi đã có nhiều cơ sở khác đã thực hiện được điều này, nhưng cách thức của họ lại rất mất thời gian và vô cùng đắt đỏ. Trong bài nghiên cứu của mình, Chen cho biết ông muốn làm cho quá trình nói trên diễn ra nhanh hơn, có giá thành thấp hơn và có khả năng tích hợp nó lên cơ thể con người.

“Chúng tôi sử dụng các vật liệu hydrogel có khả năng tương thích sinh học để phục vụ mục đích y tế,” ông chia sẻ với tờ Digital Trends.

Để khiến cho những mạch máu này hoạt động hiệu quả hơn, Chen và cộng sự của mình đã sử dụng nhiều loại tế bào khác nhau và một phương thức in 3D do chính họ tự mình phát triển.

Mục tiêu đầu tiên mà họ đề ra là hình thành một mẫu hệ thống mạch máu 3D trên máy tính, sau đó chuyển đổi hình mẫu này thành hàng loạt những tấm hình 3D và truyền chúng đến hàng triệu tấm gương siêu nhỏ. Các tấm gương này sẽ dùng tia cực tím (UV) để phản chiếu hình ảnh của chúng xuống một hợp chất gồm các tế bào sống và polyme. Hỗn hợp này khi tiếp xúc với tia UV sẽ cô đặc lại dần dần, và cấu trúc 3D của hệ thống mạch máu sẽ hình thành từ đây.

Các kỹ thuật truyền thống sẽ mất nhiều giờ để hoàn thành, phòng thí nghiệm của đại học California San Diego có thể thực hiện quá trình này chỉ trong một vài giây, theo các nhà khoa học đã viết một bài nghiên cứu chi tiết về thành quả này của mình trên tờ Biomaterials.

Tính tới thời điểm hiện tại, họ đã có thể ghép mô in 3D vào vết thương ngoài da của loài chuột. Sau 2 tuần, các nhà nghiên cứu phân tích vết thương và thấy rằng mô được tạo ra trong phòng thí nghiệm đã kết hợp được với hệ thống mạch máu của vật chủ.

Một công ty start up có tên Allegro 3D đang lên kế hoạch để thương mại hóa kỹ thuật mới này, trong khi đó Chen và đội ngũ làm việc của mình đang tìm cách tối ưu hóa điều kiện thuận lợi để chế tạo những hệ thống mạch máu nhân tạo nhằm phục vụ cho các ứng dụng y học.

Theo Digital Trends