In 3D 'xương người' bằng tế bào sống tại nhiệt độ phòng

Chất keo đặc biệt có thể tạo thành một cấu trúc giống mô xương về mặt hóa học. Ảnh: UNSW

Một nhóm các nhà nghiên cứu của Đại học New South Wales-Sydney của Australia đã tạo ra một loại keo “liên kết sinh học” chứa đựng tế bào xương của bệnh nhân trong dung dịch calcium phosphate. Đó là những khoáng chất cần thiết trong việc cấu tạo và nuôi dưỡng xương.

Sử dụng kỹ thuật mang tên "in sinh học đa chiều trong tế bào huyền phù"  (COBICS), chất keo này được in 3D trực tiếp vào phần xương khiếm khuyết của bệnh nhân. Quá trình này nhằm thay thế cho việc bác sĩ phẫu thuật phải lấy một mảnh xương từ vị trí khác để vá vào. 

Chất keo đặc biệt sẽ cứng lại sau vài phút tiếp xúc với chất lỏng trong cơ thể, rồi chuyển đổi thành các tinh thể nano xương lồng vào nhau một cách tự nhiên.

Tờ Daily Mail đưa tin việc sử dụng kỹ thuật in 3D cấu trúc mô phỏng xương người không phải là mới nhưng phương pháp của Đại học New South Wales-Sydney lần đầu tiên cho phép quá trình này được thực hiện ở nhiệt độ phòng. Điều này có nghĩa là xương có thể được tạo ra ngay tại phòng y tế, cùng với việc sử dụng tế bào sống của chính bệnh nhân. (Xem video dưới đây. Nguồn: UNSW)

Tiến sĩ Iman Roohani tại trường Hóa học thuộc Đại học New South Wales cho biết: “Đây là một công nghệ độc đáo có thể tạo ra các cấu trúc gần giống với mô xương. Nó có thể được sử dụng trong các ứng dụng lâm sàng, với nhu cầu xử lý tức thì các khuyết tật xương như chấn thương, ung thư hoặc tại bộ phận bị cắt bỏ phần lớn mô xương”.

Trước khi công nghệ này ra đời, nếu bệnh nhân cần ghép một mảnh xương, các bác sĩ sẽ phải cắt một phần từ một vị trí khác trên cơ thể. Việc in 3D xương chỉ có thể thực hiện tại phòng thí nghiệm do cần sử dụng lò nung nhiệt độ cao và các hóa chất độc hại.

Phó Giáo sư Kristopher Kilian, người đồng phát triển công nghệ đột phá trên, giải thích thêm: “Công nghệ này tạo ra một vật liệu khô, sau đó được đưa vào môi trường lâm sàng hoặc trong phòng thí nghiệm, nơi họ sẽ làm ướt nó rồi cho thêm tế bào sống vào”.

Theo ông Kilian, điều thú vị trong kỹ thuật mới này là họ có thể bơm trực tiếp chất keo vào nơi có tế bào, ví dụ như một cái hốc trong xương của bệnh nhân, rồi in ra một cấu trúc giống như xương đã chứa các tế bào sống ngay tại khu vực đó. Hiện tại, trên thế giới không có công nghệ nào có thể bơm trực tiếp như vậy.

Theo các nhà khoa học, loại keo "liên kết sinh học" được sản xuất cho quá trình in 3D xương người đã tạo ra một cấu trúc tương tự về mặt hóa học so với các mảnh xương thật.

“Keo được điều chế nhằm giúp quá trình chuyển biến diễn ra nhanh chóng, không độc hại trong môi trường sinh học. Quá trình này chỉ diễn ra khi keo tiếp xúc với dịch cơ thể, giúp người sử dụng có thêm thời gian cho việc tiến hành các thủ thuật”, Tiến sĩ Roohani nói. Ông cho biết công nghệ in 3D xương có thể phù hợp cho các ứng dụng kỹ thuật mô xương, mô phỏng bệnh tật, kiểm nghiệm thuốc, tái tạo xương tại chỗ và các khuyết tật về xương hàm.