Tiềm năng của công nghệ in 3D sinh học đã được mở rộng thêm nhờ công trình của các kỹ sư ở Đại học New South Wales. Họ đã phát triển một cánh tay robot mềm có thể in trực tiếp lên nội tạng và mô bên trong cơ thể người.
Những năm gần đây, công nghệ in 3D đã được sử dụng để tạo ra các cấu trúc để cấy ghép như miếng vá ruột hay tim từ các vật liệu sinh học kết hợp với tế bào sống (mực sinh học).
Một thách thức thường thấy khi sử dụng cấu trúc in 3D bên ngoài là chúng có thể không phù hợp với bề mặt mô được cấy. Vì thế, việc cấy vật liệu sinh học trực tiếp vào các mô mục tiêu sẽ mang lại một giải pháp hứa hẹn.
Các kĩ sư từ Đại học New South Wales đã phát triển một cánh tay robot mềm, linh hoạt, có kích thước nhỏ để có thể luồn vào cơ thể người như thiết bị nội soi, và trực tiếp đưa vật liệu sinh học lên bề mặt nội tạng và mô.
Cánh tay robot này có tên là F3DB, ở cuối cánh tay có một đầu xoay cực kỳ linh hoạt được kiểm soát từ bên ngoài, nó sẽ “in” mực sinh học thông qua một đầu vòi nhỏ, có thể chuyển động đa hướng.
TS
Đỗ Thanh Nhỏ, tác giả liên hệ của nghiên cứu, cho biết: “Các kỹ thuật in 3D hiện nay đòi hỏi vật liệu sinh học được tạo ra bên ngoài cơ thể, thường sẽ cần mổ phanh để cấy nó vào người, điều này làm tăng nguy cơ nhiễm trùng”.
“Máy in 3D sinh học của chúng tôi có thể trực tiếp đưa vật liệu sinh học vào trong nội tạng hay mô mục tiêu với cách tiếp cận xâm lấn tối thiểu. Cánh tay robot mẫu có thể in 3D vật liệu sinh học nhiều lớp, với nhiều kích cỡ và hình dạng khác nhau, nhờ thiết kế linh hoạt, nó có thể luồn vào được các khu vực khó tiếp cận và chật hẹp”, TS Nhỏ chia sẻ.
Khi F3DB hoàn thành việc in ở một khu vực, nó có thể chuyển hướng sang khu vực khác để lặp lại quá trình. Như vậy, thiết bị này có thể được dùng để in vật liệu sinh học trên diện rộng, gồm toàn bộ bề mặt của nội tạng như đại tràng, dạ dày, tim và bàng quang, đây là điều mà các thiết bị in sinh học hiện thời không thể làm được.
Các kỹ sư đã thử nghiệm đưa F3DB vào bên trong trực tràng nhân tạo và trên bề mặt thận lợn, sử dụng sô cô la, gel tổng hợp và các vật liệu sinh học để in chính xác các hình dạng khác nhau.
F3DB thực hiện in 3D trong trực tràng nhân tạo
Quan trọng là, họ phát hiện các tế bào không bị ảnh hưởng bởi quá trình in; và sau khi in xong, đa phần các tế bào vẫn sống.
Ngoài in vật liệu sinh học, thiết bị còn vận hành như một dụng cụ nội soi thông thường, làm sạch cấu trúc bằng tia nước, đánh dấu tổn thương và giải phẫu mô.
Mai Thành Thái, tác giả chính của nghiên cứu, nói: “So với các công cụ phẫu thuật nội soi hiện tại, F3DB được thiết kế như một công cụ nội soi tích hợp tất cả, để tránh việc thay dụng cụ, vốn làm cho quá trình phẫu thuật bị kéo dài và gây ra các rủi ro nhiễm trùng”.
Trên thị trường hiện nay chưa có thiết bị thương mại nào có thể in lên các cơ quan và mô bên trong cơ thể. Nhóm nghiên cứu cho biết sẽ hoàn thiện thiết bị này để trong vòng 5 tới 7 năm nữa các nhân viên y tế có thể sử dụng.
Nghiên cứu đã được đăng trên tạp chí Advanced Science.
Nguồn: