Điều gì sẽ xảy ra nếu các bác sĩ có thể in một quả thận từ các tế bào của bệnh nhân mà không cần phải tìm một cơ quan hiến tặng phù hợp và lo lắng về việc bị cơ thể bệnh nhân từ chối?
Với sự trợ giúp của in sinh học 3D, điều này có thể được thực hiện ngay sau một thập kỷ, Giáo sư Jennifer Lewis thuộc Viện Kỹ thuật Sinh học Weiss của Harvard cho biết. In sinh học nội tạng là việc sử dụng công nghệ in 3D để lắp ráp nhiều loại tế bào, yếu tố tăng trưởng và vật liệu sinh học theo kiểu từng lớp để tạo ra các cơ quan nhân tạo bắt chước hoàn hảo các cơ quan tự nhiên, theo nghiên cứu. Loại thuốc tái tạo này đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển, và động lực đằng sau nó là "nhu cầu thực sự của con người".
Desperate chờ đợi
Khoảng 1 triệu người trên toàn thế giới cần thận. Họ đến suy thận giai đoạn cuối và phải trải qua lọc máu. Lọc máu đặt ra một gánh nặng lớn cho cơ thể, và với mỗi năm trôi qua, nguy cơ tử vong của bệnh nhân tăng lên đáng kể. Vì vậy, động lực để giải quyết thách thức lớn của in 3D organ thực sự rất lớn.
Mmực in agic
Để bắt đầu quá trình in sinh học các cơ quan, các bác sĩ thường bắt đầu với các tế bào của chính bệnh nhân. Họ thực hiện sinh thiết kim nhỏ của một cơ quan, hoặc thực hiện phẫu thuật xâm lấn tối thiểu, để loại bỏ một mảnh mô nhỏ "nhỏ hơn một nửa kích thước của tem bưu chính". Sử dụng mô này được loại bỏ, các tế bào có thể được tháo rời và nuôi cấy trong ống nghiệm.
Trồng trọt diễn ra trong lồng ấp vô trùng hoặc lò phản ứng sinh học, tàu thép không gỉ điều áp giúp các tế bào có đủ chất dinh dưỡng. Các bác sĩ cho chúng ăn các chất dinh dưỡng (trung bình) cứ sau 24 giờ vì các tế bào có sự trao đổi chất riêng. Các loại tế bào khác nhau đòi hỏi các chất dinh dưỡng khác nhau. Sau đó, chúng tôi trộn nó với gel, giống như keo. Mỗi cơ quan trong cơ thể bạn được làm bằng các tế bào và keo giữ chúng lại với nhau.
Keo là biệt danh của mực sinh học, một hỗn hợp có thể in được của các tế bào sống, các phân tử giàu nước được gọi là hydrogel, môi trường nuôi cấy và các yếu tố tăng trưởng giúp các tế bào tiếp tục sinh sôi nảy nở và biệt hóa. Hydrogel bắt chước ma trận ngoại bào của cơ thể — nó chứa các chất như protein, collagen và axit hyaluronic.
Vật liệu sinh học thường được sử dụng phải không độc hại, có thể phân hủy sinh học và tương thích sinh học để tránh các phản ứng miễn dịch bất lợi. Collagen và gelatin là hai vật liệu sinh học được sử dụng phổ biến nhất khi in sinh học các mô hoặc cơ quan.
Chứng kiến khoảnh khắc kỳ diệu
Các bác sĩ đặt từng loại mực sinh học - loại mực tùy thuộc vào số lượng loại tế bào họ muốn in - vào một hộp mực in, "đùn mực sinh học thông qua đầu in và vòi phun, xây dựng vật liệu theo từng lớp".
Sau khi cơ quan in sinh học được cấy vào bệnh nhân, nó sẽ tự nhiên xuống cấp theo thời gian, keo sẽ hòa tan và tế bào sẽ cảm thấy rằng 'cây cầu' đang sụp đổ; tế bào sẽ cảm thấy rằng nền tảng của nó không còn vững chắc nữa. Vì vậy, các tế bào sẽ tạo ra những cây cầu của riêng chúng và tạo ra keo dán của riêng chúng trong cơ thể bạn.