Microrobot sinh học mới giúp vá vết thương dạ dày không cần phẫu thuật

Thiết bị Microrobot mới này hứa hẹn sẽ làm giảm tần suất nhu cầu phẫu thuật để vá các vết tổn thương dạ dày.

Công nghệ in sinh học đã được phát triển rất nhiều trong thời gian gần đây với sự kết hợp của công nghệ tự động hóa, số hóa và các phương pháp tiếp cận kỹ thuật mô mới.  Chính vì vậy, công nghệ in sinh học 3D đã bắt đầu được phát triển ở vài quốc gia, chủ yếu là trong ngành công nghiệp vật liệu và y học, bao gồm tái tạo, ghép các mô, tạo cơ quan in 3D sinh học… Và giờ đây, một thiết bị Microrobot sinh học mới chế tạo theo công nghệ sinh học này đã ra đời với sứ mệnh vô cùng đặc biệt.

Cụ thể, một nhóm nghiên cứu đến từ trường Đại học Thanh Hoa ở Bắc Kinh đã phát triển một mẫu microrobot xâm nhập vào cơ thể, qua ống nội soi để tiến hành sửa chữa mô bên trong cơ thể. Microrobot này hoạt động dựa trên nền tảng công nghệ “in vivo in situ bioprinting” để thực hiện sửa chữa mô trong dạ dày bị tổn thương.

Theo Giáo sư Tao Xu đến từ trường Đại học Thanh Hoa, tổn thương thành dạ dày là một vấn đề phổ biến ở đường tiêu hóa, và khoảng 12% dân số thế giới mắc phải tình trạng này ở các mức độ khác nhau. Lý do chính của tổn thương thành dạ dày phổ biến là do H. pylori bên trong đường tiêu hóa làm suy yếu tác dụng bảo vệ của mucosae.

Và các phương pháp điều trị chủ yếu bao gồm điều trị bằng thuốc và phẫu thuật.  Mặc dù các phương pháp này có tác dụng chữa bệnh ở một mức độ nào đó, nhưng thuốc phát huy tác dụng khá chậm, và cũng dễ tái phát. Chính vì vậy, ở Microrobot sinh học, nó cung cấp các chất chữa lành mới trực tiếp đến vị trí vết thương để sửa chữa mô.

Thực tế, Microrobot sinh học này là một robot Delta bao gồm một bệ cố định, bệ chuyển động và ba chuỗi chuyển động học giống hệt nhau lắp đặt vào ống nội soi. Nó có ba phần được kết nối với nhau, giữa chúng có một ống PTFE dài 300 mm để nạp Hydrogel, dung dịch nước gelatin-alginate và mô nuôi cấy tái tạo.

Khi tiếp cận được vị trí vết thương trong dạ dày, ống PTFE dài 300 mm sẽ phun các hợp chất “chữa lành” ở trên vào các tế bào biểu mô dạ dày (tế bào GES-1) và tế bào cơ trơn (HGSMCs) của dạ dày, nhờ bộ đẩy ống tiêm kênh đôi ở tốc độ 0,05 ml min -1.

Thậm chí, Microrobot có thể tự gập lại và chiếm ít không gian hơn khi cần đi vào cơ thể bệnh nhân. Khi vào bên trong, nó sẽ mở lại các phần đã gấp và bắt đầu hoạt động phun các chất sinh học chữa lành.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm robot này theo hai cách. Đầu tiên, họ thử nghiệm Microrobot qua mô hình sinh học của dạ dày, bằng cách đính kèm ống nội soi, để đi vào dạ dày, trực tiếp chữa vết thương.

Thứ hai, họ thực hiện một thử nghiệm in sinh học trong đĩa nuôi cấy tế bào để kiểm tra hiệu quả của Microrobot trong việc tạo ra các tế bào mới chữa lành vết thương.

Kết quả ban đầu của cả hai thử nghiệm đầy hứa hẹn trong việc điều trị các tổn thương thành dạ dày. Giờ đây, các nhà nghiên cứu muốn giảm kích thước Microrobot này xuống nhỏ nhiều hơn nữa, và phát triển thêm các loại thuốc sinh học hiệu quả tối ưu nhất. Đây sẽ là những cột mốc quan trọng hơn nữa để đưa công nghệ này trở thành hiện thực.

Trong tương lai, nó có thể được sử dụng cho nhiều phương pháp điều trị vết thương bên trong cơ thể mà không cần phải phẫu thuật.

Công trình này với tiêu đề: Áp dụng công nghệ “in vivo in situ bioprinting để điều trị vết thương dạ dày” được đăng tải trên tạp chí Biofabrication của Hiệp hội Chế tạo Sinh học Quốc tế (ISBF) vào ngày 15/8/2020.

Theo Techexplorist