Tạo mạch máu bằng máy in 3D

Nhịp đập khoa học - Ngày đăng : 15:25, 11/06/2014

Các mạch máu xoắn và uốn gập trong cơ thể người cung cấp chất dinh dưỡng cần thiết và xử lý chất thải nguy hại để giữ cho các cơ quan hoạt động hoàn hảo. Nhiệm vụ đặt ra cho các nhà khoa học là làm sao tạo ra được các mạch máu nhân tạo có chức năng tương tự.

Mới đây, một nhóm các nhà khoa học tại Bệnh viện Brigham and Women tại Boston, Hoa Kỳ, đã chế tạo thành công các mạch máu nhờ sử dụng công nghệ in sinh học 3D.

Đầu tiên, các nhà nghiên cứu sử dụng một máy in sinh học 3D để tạo ra một mẫu sợi đường agarose (một phân tử đường có nguồn gốc tự nhiên) để dùng làm “khuôn” cho các mạch máu. Tiếp đó, họ phủ các khuôn này bằng hydrogel, định hình mẫu đúc trên khuôn này rồi gia cố bằng liên kết chéo quang (photocrosslinks).

Tiến sĩ Ali Khademhosseini, Giám đốc Trung tâm Vật liệu sinh học Nghiên cứu đổi mới BWH cho biết, các kỹ sư sinh học đã có những bước tiến đáng kinh ngạc trong việc tạo ra các mô nhân tạo phức tạp như mô của tim, gan và phổi.

Tuy nhiên, việc tạo ra các mạch máu nhân tạo vẫn còn là một thách thức quan trọng trong kỹ thuật mô. Nhóm nghiên cứu đã giải quyết thách thức này bằng cách đưa ra chiến lược khá độc đáo: kết hợp những tiến bộ trong công nghệ in sinh học 3D và vật liệu sinh học để tạo ra mạch cho các cấu trúc hydrogel.

Phương pháp giải quyết vấn đề này liên quan đến việc in các sợi agarose để làm các kênh mạch máu. Nhưng điểm độc đáo ở chỗ, các sợi được tạo ra đủ chắc chắn để không bị phá vỡ khi tạo thành mạch máu và tránh phải bỏ các lớp khuôn mẫu, có thể không tốt cho các tế bào bị kẹt trong gel xung quanh.

Khademhosseini và nhóm của ông đã có thể xây dựng các mạng vi kênh có các tính năng kiến trúc khác nhau. Họ cũng có thể nhúng được các vi kênh chức năng và có thể truyền dịch vào trong một loạt các chất hydrogel thường được sử dụng, chẳng hạn như gelatin methacrylated hoặc hydrogel dựa trên poly (ethylene glycol) ở các nồng độ khác nhau.

Mạch máu là một phần của hệ thống tuần hoàn trong cơ thể chúng ta, giúp lưu thông máu đi khắp cơ thể, cung cấp các chất dinh dưỡng để nuôi cơ thể. Do vậy, việc chế tạo được các mạch máu nhờ công nghệ in 3D được cho là một bước tiến lớn, vì cho tới hiện nay, mặc dù công nghệ in 3D đã rất phát triển song người ta vẫn chưa thể in được mạch máu.

Theo Khademhosseini, việc ứng dụng công nghệ này trong tương lai có thể giúp thực hiện các ca cấy ghép tùy chỉnh, hoặc phát triển các loại thuốc an toàn và hiệu quả bên ngoài cơ thể.

Gia Minh (theo NASATI)