Các chuyên gia y tế hiện đang sử dụng công nghệ in 3D trong các ứng dụng y học. Như là tạo ra các bộ phận giả. Hay mô hình cơ quan của bệnh nhân giúp các bác sĩ trong quá trình chuẩn bị phẫu thuật. Các nhà khoa học hy vọng sẽ tạo cơ quan nội tạng có thể cấy ghép vào cơ thể người.
Công nghệ in 3D và y học: tương lai của cơ quan nội tạng thay thế
Hãy tưởng tượng một trường hợp cấp cứu xảy ra. Người bị nạn cần cấy ghép nội tạng – chẳng hạn như ghép tim. Họ có tên trong danh sách cấy ghép. Nhưng họ phát hiện ra rằng thời gian chờ đợi là sáu tháng. Hàng chục ngàn người thấy mình trong tình huống thảm khốc này mỗi năm. Nhưng in 3D có khả năng thay đổi điều đó mãi mãi.
Công nghệ này có thể mở ra một tương lai khi mà các cơ quan cấy ghép có thể được in không chỉ với giá rẻ mà còn theo các thông số giải phẫu chính xác của từng bệnh nhân.
In 3D có thể mang lại những đổi mới nào khác cho y học và chăm sóc sức khỏe? Tiến sĩ Todd Goldstein, một nhà nghiên cứu thuộc bộ phận đầu tư mạo hiểm của công ty Northwell Health. (Nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe lớn nhất của Bang New York và dẫn đầu ngành về nghiên cứu và phát triển in 3D) cho biết:
“Điều quan trọng là mọi người có thể nghĩ ra những gì họ muốn làm với công nghệ in 3D. Lý tưởng nhất là bạn hy vọng rằng 50 năm nữa bạn sẽ có các cơ quan in 3D theo yêu cầu.” Mặc dù điều đó vẫn còn ở phía trước đối với các nhà nghiên cứu. Nhưng in 3D đã cải thiện cuộc sống bằng các cách mạng hóa y học trong ba lĩnh vực chính.
Công nghệ in 3D và y học: những thành tựu hiện tại
Tạo mô hình 3D các cơ quan của bệnh nhân cho các bác sỹ phẫu thuật
Máy in 3D có thể lấy hình ảnh từ MRI, PET, siêu âm hoặc các công nghệ khác. Rồi chuyển đổi chúng thành mô hình ba chiều với kích thước thật của các cơ quan của bệnh nhân. Những mô hình này đóng vai trò là công cụ trực quan giúp bác sĩ phẫu thuật lập kế hoạch tiếp cận tốt nhất cho các quy trình phức tạp.
Sử dụng mô hình thực tế không chỉ mang lại kết quả sức khỏe tốt hơn mà còn rút ngắn thời gian vận hành. Điều đó giúp bệnh nhân có ít thời gian gây mê hơn. Các bệnh viện có thể tiết kiệm hàng triệu đô la chỉ trong vài năm.
Trong nhiều năm, các mô hình phẫu thuật in 3D rất đắt đỏ. Giờ đây, các hệ thống giá cả phải chăng hơn. Như Formlabs’ Form Cell cung cấp cho nhiều bệnh viện khả năng tiếp cận công nghệ để tạo ra các mô hình thực tế, dành riêng cho bệnh nhân, thường chỉ trong vòng một ngày.
Tạo chi giả với nhiều tính năng vượt trội
Mặc dù các cơ quan nội tạng in 3D là một chặng đường dài trong tương lai. Nhưng công nghệ ngày nay rất phù hợp để sản xuất các bộ phận chi giả. Các bộ phận chi giả được in 3D thường có giá cả phải chăng hơn và được cá nhân hóa hơn so với các bộ phận giả trước đây.
Việc đeo chân tay giả trong nước đã có thể thực hiện được trong nhiều năm. Nhưng chúng thường làm người bơi chậm lại. Trước đây, người đeo không thể đeo cùng một bộ phận chi giả di chuyển từ trên cạn xuống nước. Chúng cũng không giúp đẩy người đeo nó trong nước. Để khắc phục điều đó, Northwell Health gần đây đã tài trợ cho một dự án phát triển “The Fin”. Bộ phận giả lưỡng cư thực sự đầu tiên trên thế giới. Với The Fin, người dùng có thể đi thẳng vào hồ bơi từ phòng thay đồ.
Các bộ phận giả in 3D sẽ giúp cải thiện cuộc sống hàng ngày của gần 2 triệu người Mỹ bị mất một chi.
Northwell Health: nhà tiên phong trong công nghệ in 3D sinh học
Trong nhiều năm, máy in 3D đã sản xuất nhiều sản phẩm khác nhau: vỏ điện thoại, đồ chơi và thậm chí cả súng. Để sản xuất các vật thể này, máy làm nóng nguyên liệu thô, điển hình là nhựa và chế tạo vật thể từng lớp theo một thiết kế cụ thể.
In sinh học 3D, một lĩnh vực non trẻ được phát triển bởi các nhà nghiên cứu của Northwell Health, một ngày nào đó có thể thực hiện quy trình tương tự nhưng thay vào đó là các tế bào sống trong một vật liệu gọi là mực sinh học (bio-ink).
Viễn cảnh đầy hứa hẹn của máy in 3D trong y học
Daniel A. Grande, giám đốc Phòng thí nghiệm nghiên cứu chỉnh hình tại Viện nghiên cứu y tế Feinstein, một chi nhánh của Northwell Health, cho biết ông và nhóm của mình lần đầu tiên theo đuổi công nghệ in sinh học 3D bằng cách sửa đổi máy in 3D để chúng chấp nhận các tế bào sống.
Grande cho biết: “Khái niệm ban đầu của tôi về in 3D là những nghiên cứu ban đầu xem xét việc sửa đổi máy in phun mực, nơi chúng tôi kết hợp mực sinh học bao gồm các tế bào ở đầu vào của máy. “Hydrogel đó sau đó có thể được polyme hóa, hoặc làm cứng, khi kích thích bằng nhiệt hoặc tia cực tím, để chúng ta thực sự có thể tạo ra một cấu trúc phức tạp, ba chiều, kết hợp các tế bào sống. Hydro-gel đông cứng sau đó có thể giữ cho các tế bào sống và tồn tại. Nó cũng tương thích sinh học, vì vậy nó có thể được cấy ghép an toàn vào người.”
Đó là một ngành đầy hứa hẹn và nó có thể thay đổi hoàn toàn cách chúng ta trải nghiệm dịch vụ chăm sóc y tế. Hãy hình dung ra một tương lai với máy in 3D trong mọi phòng cấp cứu, nơi các bác sĩ có thể in các cơ quan và xương cấy ghép khẩn cấp theo yêu cầu và cách mạng hóa cách thức thực hành y học.”
