Theo đó, một nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Carnegie Mellon (bang Pennsylvania, Mỹ) đã chế tạo các bộ phận chức năng của tim với kích cỡ giống như trái tim của một người trưởng thành bằng cách sử dụng máy in sinh học 3D.

Nghiên cứu mới được công bố trên Tạp chí Science cho biết, đây là kỹ thuật sao chép các extracellular matrix (còn được gọi là cấu trúc nền ECM hay ma trận ngoại bào) phức tạp mà từ trước đến nay giới khoa học chưa thành công.

Các nhà khoa học Mỹ áp dụng kỹ thuật FRESH để in các bộ phận chức năng của tim không có collagen. Ảnh: Science Daily

Như chúng ta đã biết, các cơ quan trong cơ thể con người như trái tim, gan được xây dựng từ các tế bào chuyên biệt và được tổ chức bởi cấu trúc nền ECM độc lập. Do đó, mỗi cơ quan trong cơ thể của người lại có cấu trúc nền ECM khác nhau, như cấu trúc nền của tim, cấu trúc nền của gan, cấu trúc nền của dạ dày...

Được đặt tên là FRESH, các nhà khoa học Mỹ áp dụng kỹ thuật này để in các bộ phận chức năng của tim không có collagen (một loại protein chiếm 25% tổng lượng protein cơ thể và đến 70% cấu trúc da) có thể hoạt động được như bình thường, như van tim hoặc tâm thất.

Các cuộc thử nghiệm trước đây đối với in cấu trúc nền ECM thường dẫn đến độ chính xác của mô kém và độ phân giải thấp. Collagen vốn được xem là một chất liệu sinh học lý tưởng cho nhiệm vụ này, vì nó được tìm thấy trong mọi mô của cơ thể người. Tuy nhiên, loại protein này giống như một chất lỏng và việc cố gắng in cấu trúc nền ECM trên collagen lại tạo nên các chất liệu giống như thạch.

Giáo sư Tal Dvir cầm trái tim làm từ mô cơ người trong phòng thí nghiệm ở Trường Đại học Tel Aviv. Ảnh: Futurism

Kỹ thuật FRESH cho phép collagen được lắng đọng từng lớp trong một dung dịch chất keo (gel) hỗ trợ, để collagen rắn lại với sự kiểm soát chính xác trước khi bị loại ra khỏi dung dịch chất keo. Sau đó, dung dịch chất keo này sẽ tự tan chảy bằng cách làm nóng từ nhiệt độ phòng đến nhiệt độ cơ thể mà không làm hỏng cấu trúc in.

Phương pháp này sẽ được tiếp tục hoàn thiện và có thể thử nghiệm trên động vật trước khi thử nghiệm trên cơ thể con người. Nó hứa hẹn sẽ thúc đẩy sự phát triển của lĩnh vực in 3D sinh học, mở ra triển vọng chế tạo các cơ quan trong cơ thể người để đáp ứng nhu cầu cấy ghép tạng ngày càng tăng của y học.

Trước đó, vào tháng 4-2019, các nhà nghiên cứu tại Đại học Tel Aviv (Israel) đã thành công trong việc in trái tim 3D đầu tiên (dù kích thước còn nhỏ) sử dụng tế bào và vật liệu sinh học từ một bệnh nhân tự nguyện.

KHÁNH NGÂN (theo Science Daily)