Ảnh: Đại học New South Wales

Một thiết bị có thể đi vào cơ thể người và in 3D trực tiếp vật liệu sinh học để chữa trị các tổn thương bên trong?

Đây không phải là nội dung của phim khoa học viễn tưởng, mà là phát minh của một nhóm kỹ sư y sinh tại Australia, được kỳ vọng tạo ra hình thức phẫu thuật mới trong tương lai.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học New South Wales (UNSW) đã phát triển một máy in sinh học 3D linh hoạt có thể tạo lớp vật liệu hữu cơ trực tiếp lên các cơ quan hoặc mô.

Không giống như các phương pháp in sinh học khác, hệ thống này sẽ chỉ xâm lấn ở phạm vi tối thiểu, giúp tránh được các ca phẫu thuật lớn hoặc phải cắt bỏ các cơ quan.

Nhóm nghiên cứu lưu ý rằng vẫn còn cần 5 đến 7 năm nữa mới có thể thử nghiệm trên người.

Máy in có tên là F3DB, với thiết kế một cánh tay robot linh hoạt có thể lắp ráp các vật liệu sinh học và các tế bào sống lên các cơ quan nội tạng hoặc mô bị tổn thương.

Thiết bị hoạt động song song với một bác sĩ phẫu thuật hướng dẫn nó đến khu vực bị thương bằng cử chỉ tay.

Ngoài ra, công nghệ này còn có các vòi phun có thể tạo ra các tia nước lên khu vực mục tiêu. Đầu in của nó cũng có thể hoạt động như một con dao mổ điện.

Nhóm nghiên cứu hy vọng phương pháp đa chức năng của họ một ngày nào đó có thể trở thành một công cụ tất cả trong một cho các tiểu phẫu bao gồm quy trình: rạch, làm sạch và in.

Cánh tay robot của F3DB sử dụng ba bộ truyền động cấu tạo từ vải mềm bên dưới với hệ thống thủy lực.

Mỗi cánh tay và đầu in linh hoạt của thiết bị có thể di chuyển theo ba bậc tự do (DOF), tương tự như máy in 3D để bàn.

Ngoài ra, F3DB còn bao gồm một máy ảnh thu nhỏ linh hoạt cho phép quan sát quá trình hoạt động trong thời gian thực.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành các thử nghiệm đầu tiên trong phòng thí nghiệm sử dụng vật liệu phi sinh học: Socola và silicon lỏng.

Sau đó, họ đã thử nghiệm thiết bị trên thận lợn trước khi chuyển sang vật liệu sinh học được in trên bề mặt thủy tinh trong ruột kết nhân tạo.

“Chúng tôi thấy các tế bào phát triển mỗi ngày và tăng gấp bốn lần vào ngày cuối cùng của thí nghiệm”, ông Thanh Nho Do, đồng trưởng nhóm và Giảng viên cao cấp tại trường Cao học Kỹ thuật Y sinh của UNSW, cho biết.

“Kết quả cho thấy tiềm năng mạnh mẽ của F3DB trong việc phát triển thành một công cụ nội soi tất cả trong một cho các thủ thuật bóc tách nội soi dưới niêm mạc”, giảng viên này chia sẻ thêm.

Nhóm nghiên cứu tin rằng thiết bị này đầy tiềm năng nhưng sẽ cần thử nghiệm thêm để đưa vào thực tế.

Các bước tiếp theo sẽ bao gồm nghiên cứu hoạt động của thiết bị trên động vật, cuối cùng là con người.