Ảnh minh họa. Nguồn: TTXVN

Các nhà khoa học Mỹ đã chế tạo thành công các bộ phận chức năng của tim mà không có collagen bằng cách sử dụng máy in sinh học 3D, một bước đột phá mà giới nghiên cứu kỳ vọng rằng một ngày nào đó có thể giúp tạo ra toàn bộ các cơ quan trong cơ thể.

Theo kết quả nghiên cứu đăng trên tạp chí Science ngày 1/8, các nhà khoa học đã ứng dụng kỹ thuật sao chép các extracellular matrix (còn được gọi là cấu trúc nền ECM - hay ma trận ngoại bào) phức tạp của cơ thể, trong đó cung cấp cấu trúc và các cơ quan tín hiệu sinh hóa cần thiết để cơ thể hoạt động.

Cấu trúc nền ECM thường nằm bên ngoài màng plasma của tế bào. Cấu trúc nền là một tập hợp các phân tử bên ngoài tế bào nhằm nâng đỡ các tế bào xung quanh và hỗ trợ các hoạt động sinh hóa của tế bào. Do con người là sinh vật đa bào tiến hóa độc lập thành các cơ quan khác nhau, nên mỗi cơ quan trong cơ thể của người có ECM khác nhau như cấu trúc nền của da, cấu trúc nền của xương, cấu trúc nền của cơ,...

Nhà khoa học Adam Freiberg - một trong những thành viên của nhóm nghiên cứu - cho biết: "Những gì chúng tôi có thể chỉ ra là bạn thực sự có thể in những hình ảnh 3D của một van tim không có collagen, và chúng hoạt động".

Các cuộc thử nghiệm trước đây đối với in ma trận ngoại bào đã bị cản trở bởi nhiều hạn chế, dẫn đến độ chính xác của mô kém và độ phân giải thấp. Collagen vốn được xem là một chất liệu sinh học lý tưởng cho nhiệm vụ này, vì nó được tìm thấy trong mọi mô của cơ thể người. Tuy nhiên, collagen giống như một chất lỏng và việc cố gắng in cấu trúc nền ECM trên collagen sẽ dẫn đến kết quả tạo nên các chất liệu giống như thạch.

Giờ đây, các nhà khoa học tại Đại học Carnegie Mellon đã có thể vượt qua những rào cản này bằng cách tận dụng những thay đổi nhanh chóng về độ pH để làm cho collagen rắn lại với sự kiểm soát chính xác.

Theo nhà khoa học Adam Fbergberg, kỹ thuật này được kỳ vọng sẽ mở ra triển vọng tươi sáng cho các bệnh nhân chờ ghép tim hoặc bị thoái hóa gan. Kỹ thuật mới này sẽ được tiếp tục nghiên cứu phát triển và đánh giá thông qua thử nghiệm trên động vật và cuối cùng là con người.