Hộp sọ, mũi, mắt, tai, da... đều được các nhà nghiên cứu áp dụng công nghệ in 3D để cho ra đời những bản "fake" giống y như thật.
Thế kỷ XXI được xem là thế kỷ của công nghệ in 3D - loại công nghệ chế tạo ra vật dụng 3 chiều từ một mô hình số (digital model). Công nghệ này được ứng dụng trong các ngành kiến trúc, sản xuất, kĩ thuật và nay đang ngày càng phát triển trong giới y học.
Sự ra đời của công nghệ in 3D đã đóng góp to lớn cho nền y học khi sản xuất ra các bộ phận cơ thể người thay thế như thật, giúp ích cho người bệnh. Cho đến nay, dự án “in sinh học” đã nhận được một lượng kinh phí rất lớn và có những bước phát triển nhanh chóng. Cùng điểm lại một vài thành quả của máy in 3D mà giới y khoa đã đạt được qua bài viết dưới đây.
1. Hộp sọ
Các bác sĩ của trường ĐH Y Utrecht (Hà Lan) đã thực hiện thành công ca phẫu thuật thay thế hoàn toàn hộp sọ của một bệnh nhân bằng một hộp sọ bằng nhựa - thành phẩm của máy in 3D.
Bệnh rối loạn xương mãn tính đã khiến cho hộp sọ của bệnh nhân 22 tuổi dày đến 5 cm. Độ dày này của hộp sọ đã tạo áp lực lớn lên bộ não của bệnh nhân, khiến cô dần mất thị lực và suy giảm thần kinh vận động. Nhóm phẫu thuật cho biết: “Nếu không được điều trị, các chức năng thiết yếu khác của não sẽ bị suy giảm và bệnh nhân sẽ chết”.
Vì vậy, cuộc đại phẫu bắt buộc phải tiến hành. Các bác sĩ lấy bỏ một phần xương sọ khi não bị phù, sau đó ghép, đặt lại phần xương sọ mới.
Trước đây, các bác sĩ cũng từng thực hiện nhiều ca mổ tạo hình một phần xương sọ sử dụng công nghệ in 3D. Tuy nhiên, thiết bị cấy ghép bằng cement không phải lúc nào cũng có độ chính xác cao. Cuộc đại phẫu lần này cùng với công nghệ in 3D hộp sọ tiên tiến mới đã tạo ra những mảnh ghép sọ não vừa khít nhau.
Theo bác sĩ Bon Verweij - người tham gia cuộc phẫu thuật cho biết, bệnh nhân đã lấy lại hoàn toàn thị lực và không cảm thấy đau nữa. Đồng thời, bệnh nhân cũng đã quay trở lại với công việc mà không gặp trở ngại gì sau ca phẫu thuật.
2. Mắt
Việc sản xuất hàng loạt 150 con mắt giả mỗi giờ đã không còn là mơ ước khi một công ty của Anh sử dụng công nghệ in 3D tiên tiến. Trước đây, việc chế tạo mắt giả rất tốn kém bởi được làm bằng tay và mất đến hàng tháng để hoàn thành.
Công nghệ sản xuất đại trà này hứa hẹn giá cả rẻ, tốc độ sản xuất nhanh hơn nhưng vẫn đảm bảo mỗi con mắt đều đạt đến sự hoàn mỹ (bao gồm cả các chi tiết như màu của con ngươi, kích cỡ, mạch máu...).
Các nhà nghiên cứu của trường ĐH Cambridge đã thực hiện in thành công mô mắt để chữa trị cho các bệnh nhân bị mù. Họ sử dụng máy in 3D để chế tạo nên võng mạc mắt cho những con chuột trưởng thành, từ đấy có thể sản xuất ra mô thay thế cho người bị bệnh về mắt.
Giáo sư Keith Martin hi vọng, đây sẽ là bước đệm cho sự phát triển của phương pháp chữa trị các bệnh võng mạc như glocom và đục thuỷ tinh thể - hai nguyên nhân chủ yếu dẫn tới mù loà ở nước Anh.
3. Mũi và tai
Sau Chiến tranh thế giới thứ I, những cựu binh với gương mặt bị biến dạng phải đeo mặt nạ thiếc để che đi vết thương của họ. Mỗi chiếc mặt nạ này được sơn một lớp màu để phù hợp với màu da và màu mắt.
Ngày nay, các bệnh nhân đã có thể sở hữu cho riêng mình một chiếc tai, mũi hay đôi môi. Tuy vậy, trước đó họ phải trải qua quá trình đúc khuôn vật lý và lắp ghép khá đau đớn kéo dài vài tháng mới có thể sở hữu các bộ phận như ý trên gương mặt.
Các chuyên gia ở ĐH Sheffield (Anh) sử dụng công nghệ in 3D để chế tạo ra các bộ phận giả trên gương mặt như tai và mũi. Máy in 3D quét mặt bệnh nhân sau đó sử dụng các sắc tố, hồ tinh bột và silicon để tạo ra bộ phận giả trên mặt gần giống hệt với bản gốc đến từng lỗ chân lông, vết chàm hay nếp nhăn.
Một nhà nghiên cứu cho biết, “Trong trường hợp bệnh nhân bị mất một tai, chúng tôi sẽ quét tai còn lại qua gương, hoặc có thể quét tai của một thành viên trong gia đình để in ra chiếc tai bị mất”. Tính đơn giản của chức năng quét khuôn mặt này sẽ khiến cho bệnh nhân cảm thấy thoải mái trong quá trình điều trị.
Trong khi đó, một đội nghiên cứu tại ĐH Cornell (Mỹ) đang tiến hành in 3D khuôn tai của bệnh nhân sử dụng loại gel mực có chứa tế bào sống. Các sản phẩm được tiêm tế bào sụn bò và collagen của chuột rồi ủ trong vòng 3 tháng. Các nhà nghiên cứu hi vọng rằng, việc cấy ghép cho người sẽ có thể được thực hiện trong vòng vài năm tới.
4. Da
Vấn đề quan trọng nhất của việc chế tạo ra làn da mới cho con người là làm thế nào để khiến màu sắc của làn da giống với sắc tố của da thật, bởi da của chúng ta mỗi người một khác, mỏng và dễ thay đổi.
James Yoo và cộng sự ở ĐH Wake Forest (Mỹ) đang nghiên cứu phát triển quá trình sử dụng công nghệ in 3D để phủ da giả lên trên vết thương của bệnh nhân bị bỏng.
Loại “mực” họ sử dụng có thành phần chứa enzim và collagen được kết hợp trên từng lớp mô của da giúp định hình cho làn da. Đội nghiên cứu đang lên kế hoạch phát triển loại máy cầm tay có thể “in” da trực tiếp lên trên vết thương do bỏng hoặc do hậu quả của chiến tranh để lại.
Một làn da được cấy ghép hoàn hảo cần phải phù hợp với sắc tố da bệnh nhân chính xác đến từng chi tiết. Điều này sẽ giúp bệnh nhân tự tin với lớp da mới cho dù đứng dưới bất kể loại ánh sáng nào.
Bác sĩ Sophie Wuerger và cộng sự tại ĐH Liverpool (Anh) đang nghiên cứu theo hướng khác so với James Yoo. Họ không chú trọng về tính tiện lợi mà tập trung vào hoàn thiện các tiểu tiết trên da. Họ tìm cách kết hợp giữa máy quay 3D, máy xử lý hình ảnh, mẫu da để sản xuất ra một làn da giả có màu sắc và cấu tạo bề mặt hoàn toàn giống với da của người thật (về tuổi tác, giới tính hay chủng tộc).
Các nhà nghiên cứu sẽ tiếp tục thu thập và lưu trữ hình ảnh 3D các loại da của hàng trăm người để từ đó áp dụng tại những đất nước còn nghèo, khả năng tiếp cận công nghệ khó.
5. Tay
Nhờ có sự ra đời của nhựa dẻo nhiệt mà bàn tay, cánh tay giả hay ngón tay giả đã được in 3D thành công. Richard Van As và đội nghiên cứu đã sản xuất ra những ngón tay có thể hoạt động được trên một bàn tay bị cụt. Chất liệu của các bộ phận này là nhựa dẻo PLA kết hợp với nhôm và thép không gỉ.
Công ty Robohand của Richard Van As gần đây đã hợp tác với doanh nghiệp Mike Ebeling để thực hiện dự án sản xuất cánh tay giả giá rẻ cho những người bị tàn tật do chiến tranh ở Sudan.
Đây được gọi là “Dự án Daniel”. Tên gọi này được đặt theo Daniel Omar - một cậu bé 14 tuổi bị mất hai tay sau khi một quả bom dội xuống gần nơi gia đình cậu sinh sống, trên núi Nuba của Sudan. Chi phí cho mỗi chiếc tay giả có giá khoảng 100 USD (khoảng hơn 2 triệu VND).
6. Xương
Một trong những thành quả khác mà công nghệ in 3D đạt được đó xương. Các sản phẩm cấy ghép được in 3D như xương hàm đã xuất hiện được vài năm. Tuy nhiên chỉ có một số ít các nhà nghiên cứu thử nghiệm thành công trong việc in ra xương “thật”.
Xương được “in sinh học” hiện nay đã có thể đạt đủ chất lượng để thay thế được cho xương thật. Năm 2011, các nhà khoa học của trường ĐH Washington tuyên bố rằng, họ đã in thành công cấu trúc xương gần giống như thật, hoạt động như một giàn giáo cho các tế bào xương mới phát triển trước khi tự nó thoái hóa.
Quá trình diễn ra trong khoảng 3 tháng trước khi phần cấy ghép bị hoà tan và bao bọc hoàn toàn trong các tế bào gốc trưởng thành. Cấu trúc này sử dụng canxi photphat, hoặc axit polylactic kết hợp keo anginit và được được thử nghiệm thành công trên động vật. Các nhà nghiên cứu hi vọng, họ có thể in được những mô ghép phù hợp để ứng dụng cho các bệnh nhân bị gãy xương.
* Bài viết sử dụng tư liệu tham khảo từ các nguồn: CNN, Livescience, Wikipedia...
Admin
