Nhóm nghiên cứu liên ngành tại Việt Nam đã thành công trong việc in 3D mạch máu nhân tạo, công nghệ này có tiềm năng tạo ra da, sụn, giác mạc phục vụ cấy ghép.
Sau hơn 2 năm theo đuổi công nghệ in 3D sinh học tiên tiến, nhóm dự án do PGS.TS Nguyễn Ngọc Đỉnh, Trưởng khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội đồng chủ nhiệm, đã xây dựng một hệ máy in do Việt Nam làm chủ toàn trình và tạo ra được mạch máu nhân tạo.
PGS Đỉnh cho biết, hành trình phát triển hệ máy in 3D sinh học của nhóm khởi nguồn từ một cuộc thảo luận cùng PGS.BS.TS Đỗ Xuân Hai, Chủ nhiệm Bộ môn Phẫu thuật thực hành, thực nghiệm - Học viện Quân y, về nhu cầu cấp thiết trong ghép tạng.
Thống kê của Bộ Y tế cho thấy, hiện Việt Nam ước tính khoảng 8.000-9.000 người cần ghép thận, 10.000 người cần ghép gan, 1.000 người cần ghép tim. Số bệnh nhân chờ cấy ghép giác mạc cũng lên tới hàng nghìn người. Những con số này tăng thêm mỗi năm, do nguồn tạng hiến không theo kịp nhu cầu.
Trên thế giới cũng gặp vấn đề tương tự, trong khi hiến tạng không còn là giải pháp bền vững. Giới khoa học tìm các giải pháp thay thế, trong đó in 3D sinh học là công nghệ đang được khám phá.
PGS.TS Nguyễn Ngọc Đỉnh (phải), đồng chủ nhiệm và PGS.BS.TS Đỗ Xuân Hai, thành viên chính dự án và hệ máy in 3D sinh học sử dụng mực in tế bào gốc. Ảnh: VNU
Tin tưởng năng lực trong nước hoàn toàn có thể theo đuổi công nghệ này, PGS Đỉnh cùng với các đồng nghiệp tại Khoa Sinh học - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Viện nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ gene Vinmec - VinUni và Bộ môn Phẫu thuật thực hành, thực nghiệm - Học viện Quân y xây dựng dự án liên ngành phát triển hệ máy in 3D sinh học.
Trong đó, Khoa Vật lý nghiên cứu hệ máy in, Khoa Sinh học và VinUni phát triển mực in, Học viện Quân y đưa sản phẩm cuối, mạch máu nhân tạo, vào thử nghiệm trên chuột.
TS Thân Thị Trang Uyên, VinUni, thành viên nhóm phụ trách vật liệu sinh học cho biết, không khó để nhập khẩu các hệ máy, nhưng như vậy đội ngũ trong nước chỉ đóng vai trò người vận hành cho các hệ sinh thái khép kín của nhà cung cấp nước ngoài, nhiều linh kiện và công thức độc quyền, bí mật. "Việc làm chủ công nghệ nền tảng nhằm cải tiến sâu cho các nghiên cứu đặc thù tại Việt Nam", TS Uyên giải thích về lý do nhóm theo đuổi giải mã công nghệ.
Theo đó, nhiều cấu phần cốt lõi của công nghệ, trong đó có mực in hay công thức các khối cầu tế bào được ví như những viên "gạch sống" được nhóm dành gần 2 năm thử nghiệm nhiều phương án phối trộn các vật liệu sinh học sao cho đạt tỷ lệ và thành phần tối ưu. "Mục tiêu là tạo ra các khối cầu tế bào gốc đạt độ đồng nhất về cả kích thước lẫn mật độ tế bào để máy in có thể vận hành ổn định, không bị tắc hay lệch tọa độ", TS Uyên kể lại.
Nhóm cho biết, mỗi viên "gạch sống" là một khối cầu tế bào, được nuôi cấy từ tế bào gốc. Một cánh tay robot gắn và thả các khối cầu này lên một bàn chông, tạo thành từ những mũi kim siêu nhỏ, theo thiết kế và tọa độ đã lập trình. Sau khi bị găm lên bàn chông, theo thời gian, các khối cầu tế bào sẽ tự liên kết với nhau thành mô hoàn chỉnh. Khi mô đã đủ ổn định, toàn bộ cấu trúc sẽ được rút ra và các lỗ nhỏ sẽ tự khép lại nhờ quá trình di cư của tế bào, cơ chế như khi cơ thể làm lành vết thương.
Thay vì in 3D bằng đùn ép thông thường, nhóm đặt mục tiêu làm chủ phương pháp in trên bàn kim Kenzan, với ưu điểm là tạo ra cấu trúc có mật độ tế bào và chất nền ngoại bào tương đương với mô tự nhiên, giúp tăng khả năng tương thích sinh học sau ghép. Đây cũng là phương pháp tương tự với các dự án in 3D nội tạng tiên tiến nhất hiện nay trên thế giới.