Dùng máy in phun để tạo ra bộ phận cơ thể-một viễn cảnh đầy hứa hẹn

Dưới sự chủ trì của Giáo sư lý sinh, ông Gabor Forgacs, thuộc trường Đại học Missouri, Columbia, với khoản tiền tài trợ 5 triệu USD của Quỹ Khoa học Quốc gia, các nhà nghiên cứu của 3 trường đại học đang chế tạo mực và giấy sinh học có thể thực hiện được việc in ra các bộ phận của cơ thể con người!

Cho đến nay, người ta đã thành công trong việc tạo ra những chiếc ống giống như mạch máu người và các lá tế bào cơ tim theo ba chiều không gian (3D) bằng một chiếc máy in đặc biệt. Theo ông Glenn D. Prestwich, Giáo sư ở trường Đại học Utah, cùng cộng tác sản xuất giấy sinh học, trong khoảng 5-10 năm nữa, người ta sẽ in được bộ phận của con người.

Thoạt đầu là nghiên cứu về khả năng tự ráp nối sinh học trong phòng thí nghiệm, giống như sự phát triển của thai nhi. Người ta đã in thử các phân tử ADN và ARN trên một mặt phẳng, sau đó lại tìm cách in thêm bằng một “đống” tế bào. Qui trình được diễn ra như sau: trước hết, người ta tạo ra một mảnh nhỏ giấy sinh học, là một hỗn hợp gélatine và axit hyaluronique (thành phần bọc tế bào, giúp nó di chuyển và sinh sản). Mực sinh học là bọt tế bào, có kích thước vài trăm micron (1/1.000mm) sau đó được in trên giấy. Người ta in nhiều lần, chồng đống lên nhau cho đến khi đạt được chiều cao như ý muốn. Chẳng hạn với một cái ống giống như mạch máu dài 2cm, người ta in đủ bề dày 2cm lá. Mỗi lá là một hình vành khăn, tiết diện của chiếc ống. Cả khối chồng lên nhau này sẽ được đưa vào lò ấp, để các tế bào hòa quyện vào nhau và nhân giống lên, phát triển.

Giấy sinh học chỉ có tác dụng như cái sườn kết nối và nuôi dưỡng tế bào. Dần dần nó sẽ tự hủy khi bộ phận thành hình. Giáo sư Forgacs cho biết: “In mỗi hình vành khăn trên chiếc lá sinh học mất chưa đầy 2 giây, nhưng cần một tuần lễ để các tế bào hòa quyện vào nhau. Chúng tôi đã có thể in trực tiếp các ống mạch máu”.

Theo bà Helen Lu, Trưởng khoa Vật liệu sinh học, thuộc trường Đại học Columbia , in bộ phận cơ thể có thể sẽ trở thành hiện thực trong tương lai gần. Tuy nhiên, bà quả quyết các nhà khoa học còn phải khống chế các thông số khác một cách chính xác, như cơ chế hình thành mạch máu bên dưới da. Không thể nào chỉ ghép nó vào cơ thể rồi là xong! Các nhà nghiên cứu biết rõ khó khăn đang chờ đợi mình. Forgacs từ chối phát biểu về tương lai của kỹ thuật này.

Nhóm nghiên cứu tại London (Anh) của Giáo sư Suwan Jayasinghe là những người đầu tiên in được tế bào óc chuột. Kỹ thuật này nếu được ứng dụng vào con người thì sẽ cho phép thay thế được các vùng não bị hư hại bằng cách “đúc” tế bào theo ý muốn. Nhưng muốn in được nó, mực phải là tế bào sống có kích thước chỉ vài micron trong khi kích thước mực in hiện nay là hơn 1mm.

Các nhà bác học Anh đã sử dụng Kỹ thuật “In phun điện tử - thủy động lực”, nghĩa là tạo một điện thế rất mạnh cho dung dịch chứa tế bào khi ra khỏi đầu kim phun. Điện tích của dung dịch sẽ tác động với từ trường nằm phía sau đầu kim. Chất lỏng sẽ bị phân tán thành hạt cực mịn khi chạm đến mặt giấy sinh học.

Mặc dù tế bào bị tác động của điện trường lên đến 30 kV trong khoảng cách dài 1,5cm và không bị ảnh hưởng gì, nhưng còn phải xem xét trong thời gian lâu dài xem có thật sự an toàn hay không. GS Brian Derby, thuộc ĐH Manchester , cho rằng: “Vấn đề quan trọng trong kỹ thuật này là tìm xem loại tế bào nào không những có thể in 3 chiều không gian, mà còn có khả năng tồn tại được trong một thời gian dài thích hợp cho việc ứng dụng thay thế bộ phận cơ thể”.