Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Trong một bước đột phá y học lớn, các nhà nghiên cứu đã ‘in’ trái tim được thiết kế mạch máu 3D đầu tiên trên thế giới bằng cách sử dụng các tế bào và vật liệu sinh học của chính bệnh nhân.
Trong một bước đột phá lớn về y tế, các nhà nghiên cứu của Đại học Tel Aviv đã “in” trái tim được thiết kế mạch máu 3D đầu tiên trên thế giới bằng cách sử dụng tế bào và vật liệu sinh học của chính bệnh nhân. Phát hiện của họ được công bố vào ngày 15 tháng 4 trong một nghiên cứu về Khoa học nâng cao .
Cho đến nay, các nhà khoa học trong y học tái tạo – một lĩnh vực nằm ở ngã tư của sinh học và công nghệ – đã thành công khi chỉ in các mô đơn giản mà không có mạch máu.
“Đây là lần đầu tiên bất cứ ai ở bất cứ nơi nào đã thiết kế và in thành công toàn bộ trái tim với đầy đủ các tế bào, mạch máu, tâm thất và buồng”, Giáo sư Tal Dvir thuộc Trường Sinh học và Công nghệ Sinh học Phân tử Tế bào của TAU, Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, nói. Trung tâm Khoa học và Công nghệ nano và Trung tâm Công nghệ sinh học tái sinh Sagol, người đứng đầu nghiên cứu cho nghiên cứu.
Bệnh tim là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong ở cả nam và nữ tại Hoa Kỳ. Ghép tim hiện đang là phương pháp điều trị duy nhất dành cho bệnh nhân suy tim giai đoạn cuối. Với sự thiếu hụt trầm trọng của những người hiến tim, nhu cầu phát triển các phương pháp mới để tái tạo trái tim bệnh tật là rất cấp thiết.
“Trái tim này được tạo ra từ tế bào người và vật liệu sinh học dành riêng cho bệnh nhân. Trong quá trình của chúng tôi, các vật liệu này đóng vai trò là chất sinh học, các chất làm từ đường và protein có thể được sử dụng để in 3D của các mô hình phức tạp”, giáo sư Dvir nói. “Mọi người đã cố gắng in 3D cấu trúc của một trái tim trong quá khứ, nhưng không phải với các tế bào hoặc với các mạch máu. Kết quả của chúng tôi cho thấy tiềm năng của phương pháp của chúng tôi đối với kỹ thuật thay thế mô và nội tạng trong tương lai.”
Nghiên cứu cho nghiên cứu được thực hiện bởi Giáo sư Dvir, Tiến sĩ Assaf Shapira thuộc Khoa Khoa học Đời sống của TAU và Nadav Moor, một sinh viên tiến sĩ trong phòng thí nghiệm của Giáo sư Dvir.
“Ở giai đoạn này, trái tim 3D của chúng ta nhỏ, kích thước bằng trái tim của một con thỏ”, giáo sư Dvir giải thích. “Nhưng trái tim con người lớn hơn đòi hỏi công nghệ tương tự.”
Đối với nghiên cứu, sinh thiết mô mỡ được lấy từ bệnh nhân. Các vật liệu tế bào và tế bào của mô sau đó được tách ra. Trong khi các tế bào được lập trình lại để trở thành tế bào gốc đa năng, ma trận ngoại bào (ECM), một mạng lưới các đại phân tử ngoại bào ba chiều như collagen và glycoprotein, được xử lý thành một hydrogel được cá nhân hóa.
Sau khi được trộn với hydrogel, các tế bào được phân biệt hiệu quả với các tế bào tim hoặc nội mô để tạo ra các bản vá tim tương thích miễn dịch đặc hiệu với bệnh nhân với các mạch máu và sau đó là toàn bộ tim.
Theo giáo sư Dvir, việc sử dụng các vật liệu dành riêng cho bệnh nhân “bản địa” là rất quan trọng để chế tạo thành công các mô và cơ quan.
“Khả năng tương thích sinh học của các vật liệu kỹ thuật là rất quan trọng để loại bỏ nguy cơ từ chối cấy ghép, gây nguy hiểm cho sự thành công của các phương pháp điều trị như vậy”, giáo sư Dvir nói. “Lý tưởng nhất, vật liệu sinh học phải có cùng đặc tính sinh hóa, cơ học và địa hình của các mô của chính bệnh nhân. Ở đây, chúng tôi có thể báo cáo một cách tiếp cận đơn giản với các mô tim dày, mạch máu và có thể sử dụng hoàn toàn phù hợp với các mô miễn dịch, tế bào, sinh hóa và đặc tính giải phẫu của bệnh nhân.”
Các nhà nghiên cứu hiện đang lên kế hoạch nuôi cấy những trái tim được in trong phòng thí nghiệm và “dạy chúng cư xử” giống như trái tim, Giáo sư Dvir nói. Sau đó, họ có kế hoạch ghép trái tim in 3D trong mô hình động vật.
“Chúng ta cần phát triển trái tim in hơn nữa”, ông kết luận. “Các tế bào cần hình thành khả năng bơm, hiện tại chúng có thể co lại, nhưng chúng tôi cần chúng hoạt động cùng nhau. Hy vọng của chúng tôi là chúng tôi sẽ thành công và chứng minh tính hiệu quả và hữu ích của phương pháp.
“Có thể, trong mười năm nữa, sẽ có máy in nội tạng ở các bệnh viện tốt nhất trên thế giới và các thủ tục này sẽ được tiến hành thường xuyên.”
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi những người bạn Mỹ của Đại học Tel Aviv . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :