In ra quả tim mà ghép vào lồng ngực!

Mô hình giống hệt người thật "chạy ra" từ máy in 3D -Reuters

Máy in 3D không phải là thứ gì mới. Từ rất lâu, người ta đã dùng nó để in ra những thành phẩm nhựa, sành sứ, thủy tinh, kim loại... để sử dụng. Công nghệ 3D được ứng dụng từ lâu, in các công cụ trợ thính, răng giả, tay chân giả... với thiết kế phù hợp cho từng người.

Trong lâm sàng, nó bắt đầu được sử dụng nhiều từ 20 - 30 năm nay, theo Hãng CNN. Nhưng công nghệ in 3D sinh học chỉ mới bùng nổ vài năm nay, nhanh đến chóng mặt! Giới khoa học liên tục công bố những thành tựu mới, khi thì “phù phép” để cái khí quản “chạy ra” từ máy in, khi thì in xương, in mô, in sụn... Con người đang trông chờ đến ngày không ai còn phải chết dần chết mòn vì chờ nội tạng hiến tặng.

Từ liều chính xác cho từng bệnh nhân...

Loại thuốc “chạy ra” từ máy in đầu tiên đã được Cục Quản lý thực phẩm và dược phẩm Mỹ cấp phép lưu hành hồi năm ngoái. Đó là Spritam, một loại thuốc chống động kinh. Nhưng tại sao phải in thuốc? Báo Washington Post dẫn các số liệu thống kê cho thấy giữa rất nhiều thành tựu nổi trội của ngành dược phẩm, hơn 50% bệnh nhân vẫn không uống thuốc đúng như toa bác sĩ.

Công nghệ in 3D cho phép nhà sản xuất Aprecia Pharmaceuticals làm Spritam lập tức tan ra trên lưỡi, thoảng hương vị bạc hà dễ chịu chỉ với một ngụm nước nhỏ. Hàm lượng của một viên có thể lên tới 1.000mg. Ấy là nhờ ứng dụng công nghệ cơ bản nhất làm nên máy in 3D: in từng lớp, từng lớp một chồng lên nhau thay vì nén vào khuôn, khắc phục được điểm yếu của công nghệ truyền thống, vốn hạn chế đáng kể về hàm lượng.

Công nghệ 3D cũng cho phép in thuốc theo nhiều dạng bề mặt, hình dáng khác nhau, dù phức tạp đến đâu, để phù hợp với cơ địa và tình trạng sức khỏe của từng bệnh nhân.

Nhờ đó, người ta có thể kiểm soát liều lượng chính xác hơn, thiết kế liều lượng cho từng người nếu cần, thay đổi kích thước, mùi vị, màu sắc để dễ dàng uống với từng đối tượng. Máy in 3D cũng cho phép đưa quy trình sản xuất đến gần bệnh nhân, chẳng hạn bệnh viện hay nhà thuốc, từ đó tăng mức độ “thân thiện” với từng người. Đó sẽ là một viễn cảnh đột phá, chẳng hạn cho phép người dân châu Phi tự in thuốc chống AIDS với chi phí thấp, hiệu quả cao.

Đến... Phẫu thuật nháp

Công nghệ hình ảnh có ý nghĩa then chốt trong thực hành y khoa. Các máy chụp CT và MRI ngày càng có độ phân giải cao, cho phép các bác sĩ “ghé mắt” vô giữa đầu, giữa bụng bệnh nhân mà quan sát. Nhưng cuối cùng thì họ cũng chỉ có thể quan sát mà thôi.

Tháng 10 năm ngoái, các bác sĩ tại Bệnh viện nhi Nicklaus (Mỹ) đã phẫu thuật thành công cho một khiếm khuyết hiếm gặp và nghiêm trọng ở động mạch chủ của cô bé 4 tuổi Mia Gonzalez. Khiếm khuyết khiến cô bé rất khổ sở vì khó thở, khó nuốt và hầu như không thể khạc đàm.

Chắc chắn cô bé cần phẫu thuật nhưng các bác sĩ lúng túng trước nhiều biến chứng mà họ nghi ngờ có thể xảy ra. Cuối cùng, họ quyết định tận dụng rất nhiều hình ảnh CT và MRI để in ra một mô hình giống hệt khu vực cần chạm dao kéo của cơ thể bé Mia mà thực tập đi thực tập lại cách mổ cho đến khi tìm được giải pháp hoàn chỉnh nhất.

Nhờ thế mà họ không còn một tí nghi ngờ gì khi thật sự chạm kéo vào bé Mia. Máy in 3D đã làm nên điều dễ chịu kỳ diệu đó.

Vào tháng 10 năm ngoái, bác sĩ Burke cho biết khoảng 200 bệnh viện trên thế giới sở hữu cái máy in 3D tương tự loại đã “in cơ thể” Mia. Sau ca mổ kể trên, các bác sĩ tại London (Anh) cũng đã tận dụng mô hình in 3D như thật bằng nhựa lỏng mà thực tập thuần thục để có thể nối các mạch máu nhỏ li ti trong cơ thể cô bé Lucy Boucher mới 4 tháng tuổi với quả thận hiến tặng từ cha cô bé, theo báo Telegraph. Nếu không được thực tập, các bác sĩ khẳng định ca mổ sẽ không thể thành công vì quá phức tạp.

Một ví dụ khác tận dụng máy in 3D để “làm nháp” là ca cấy ghép mặt tốn kém đến 1 triệu USD cho anh lính cứu hỏa bị cháy hết gương mặt Patrick Hadison. Anh đã phải chịu đựng 71 ca phẫu thuật khác nhau suốt 14 năm nhưng vẫn mang một gương mặt dễ sợ.

Sau khi tìm được người hiến mặt hồi năm ngoái, bác sĩ Eduaro Rodriguez của Trung tâm y tế Langone (thuộc Đại học New York, Mỹ) cùng các đồng nghiệp dùng “cái đầu 3D” của cả người cho và người tặng chạy ra từ máy in 3D mà đo đạc trên từng milimét, tập nối từng mạch máu, phủ từng mảng da... cho thuần thục mới “xé nháp” mà làm thật.

Cái tai in 3D

Và in nội tạng theo yêu cầu

Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm khoa học Wallenberg Wood ở Thụy Điển hôm 15-3 công bố đã in được sụn cho mũi, tai, khớp từ máy in sinh học 3D, theo Hãng tin UPI. Đây là một bước đột phá mới, bởi các nỗ lực in sụn trước đó đều thất bại, sản phẩm cuối cùng không giữ được độ chắc mà bể ra mau chóng.

Nhờ loại “mực in” sinh học mới, trong đó có chứa hỗn hợp polysaccharide trong tảo nâu và tế bào sụn của người - mà cấu trúc sụn lần này được giữ nguyên. Khi đem cấy ghép lên chuột bạch, các miếng sụn đã sống và phát triển thêm. Điều này sẽ có ý nghĩa quan trọng bởi trong cơ thể, sụn không thể tự lành, khi đã thương tổn nặng là cần phải thay.

Trước đó đúng một tháng, Viện y học tái sinh Wake Forest (Mỹ) công bố đã in thành công tai, cơ, xương sọ, xương hàm đem cấy ghép trên chuột thành công. Các mảnh ghép đã phát triển hoàn chỉnh, phát triển hệ thống mạch máu đủ để nuôi sống chúng. Nhóm nghiên cứu khẳng định các “sản phẩm máy in” của họ đủ sức mạnh, kích thước và chức năng để có thể ghép vào người - quy trình họ đang hoàn thiện thủ tục để thực hiện.

Trước đó, có bác sĩ cũng đã in cả một khung xương chậu mới cho một bệnh nhân. Người Mỹ lập tức tính toán tới ứng dụng cho binh sĩ: trước khi ra chiến trường, binh sĩ lấy mẫu xương trước, lỡ bị gãy là máy in “chế” hàng mới ngay.

Cứ như thế, công nghệ in 3D sinh học đang bùng nổ, đem lại biết bao hứa hẹn tưởng chừng chỉ có trong phim khoa học viễn tưởng. Ông Anthony Atala, giám đốc Trung tâm khoa học Wallenberg Wood, cho biết các cấu trúc như da là dễ in nhất, không chỉ phẳng mà chỉ chứa chủ yếu một loại tế bào chính.

Tiếp theo là các cấu trúc hình ống như mạch máu rồi đến các cơ quan rỗng như bao tử, bàng quang. Cuối cùng, thách thức lớn nhất nằm ở các cơ quan đặc như gan, tim, phổi... Nhưng con người sẽ không phải chờ quá lâu trước ngày cấy ghép “hàng” in ra từ máy 3D sinh học. Các nhà khoa học dự đoán ngày đó sẽ chỉ còn chừng 10-15 năm nữa. ■