Tương lai thế giới: ứng dụng công nghệ in 3D trong y học
Công nghệ in 3D trong y học tạo ra một bước ngoặt mới đối với ngành y. Công nghệ in 3D giúp các bác sĩ phẫu thuật, nhân viên phục hình, cũng như có thể in các trang thiết bị y tế giúp cải thiện tình trạng của bệnh nhân. Vậy, công nghệ in 3D đã được ứng dụng như thế nào trong lĩnh vực y học? Hãy cùng AIE tìm hiểu câu trả lời trong bài viết dưới đây.
Thay khớp, ghép xương nhân tạo
Trong những năm gần đây, nhờ sự phát triển và ứng dụng của công nghệ in 3D và thành tựu của ngành công nghệ vật liệu thay thế y sinh học; đặc biệt cùng sự ra đời của công nghệ sử dụng vật liệu PEEK trong tạo hình xương nhân tạo, một hướng đi mới đã được mở ra để điều trị triệt để những bệnh nhân có bệnh lý u xương phức tạp. Tháng 11/2019, lần đầu tiên tại Việt Nam, bác sĩ tại Bệnh viện đa khoa Xanh Pôn, Hà Nội đã thực hiện thành công hai ca ghép xương đùi bằng vật liệu PEEK in 3D dài gần 20 cm thay thế cho đầu trên xương đùi của hai nam bệnh nhân đã bị biến dạng bởi u xương.
Gần đây, các bác sĩ tại Việt Nam tiếp tục thực hiện thành công việc ứng dụng công nghệ in 3D để chế tạo phần xương nhân tạo bằng vật liệu Titan. Nhờ có in 3D, xương nhân tạo có tạo hình chính xác tuyệt đối với cấu trúc của đoạn xương bị khuyết, phần xương được cấy ghép liên kết chặt chẽ, đảm bảo kỹ thuật phẫu thuật, khả năng chịu lực. Sau cuộc phẫu thuật thay toàn bộ khớp gối và một phần xương đùi bằng kim loại titan, bệnh nhân có thể mau chóng lành bệnh, và tự đi lại trên đôi chân của mình mà không cần có dụng cụ hỗ trợ.
-> xem thêm về máy in 3D kim loại vật liệu Titan
Ghép tai nhân tạo
Tại Nhật Bản, trung tâm nghiên cứu tế bào gốc đa năng của Đại học Tokyo và Đại học Kyoto đã nghiên cứu tái sinh bộ phận tai con người vào tháng 7. Trong quá trình nghiên cứu này các nhà khoa học cho biết họ sẽ dùng máy in 3D để đổ khuôn lớp sụn tai. Đây là bộ phận có cấu trúc khá phức tạp.
Trong 10 năm tới, công nghệ in 3D trong y học này có thể cấy ghép cho các bệnh nhân gặp khuyết tật về tai. Các bác sĩ sẽ tiến hành cấy ghép tai nhân tạo cho họ. Hai công nghệ hiện đại là máy in 3D cao cấp và iPS được các nhà khoa học sử dụng đồng thời. Việc áp dụng 2 công nghệ này cùng lúc sẽ giúp các bệnh nhân giảm được chi phí điều trị.
Theo nghiên cứu lâm sàng, bệnh nhân sẽ được các bác sĩ chụp ảnh cắt lớp tai bình thường, sau đó dữ liệu cấu tạo xương sụn sẽ được đưa vào máy in 3D. Bằng vật liệu tổng hợp, máy sẽ tạo hình xương sụn. Khi đã hoàn thành bộ khung, tế bào iPS tạo tế bào sụn sẽ được đưa vào bộ khung này. Từ đó có thể cấy ghép vào tai khuyết tật.
Làm chân tay giả
Các nhà khoa học đã sử dụng công nghệ in 3D nhằm tạo ra những thiết bị tương thích sinh học với con người như tay, chân giả. Những thiết bị này chính là hệ thống vi cơ điện tử nhỏ với kích thước chưa được 1 mm. Chúng có thể giúp cho con người hoạt động bình thường như một bộ phận thật.
Sinh viên tại Đại học Auburn nghiên cứu và chế tạo chi giả in 3D nhằm cải thiện cuộc sống cho những người khuyết tật. Công nghệ in 3D và vật liệu composite, đặc biệt là sợi carbon, đều có vai trò quan trọng trong lĩnh vực sản xuất chi giả. Với yêu cầu phải chế tạo các sản phẩm có độ bền tốt, mà vẫn cần có trọng lượng nhẹ, các lựa chọn vật liệu đa dạng của Markforged là hướng đi rất đúng đắn khi phải lựa chọn để làm chân tay giả.
Cấy ghép nội tạng cho con người
Công nghệ in 3d trong y học được ứng dụng thành công tiếp theo đó chính là cấy ghép nội tạng cho con người. Công nghệ này đã cấy ghép thành công bàng quang mới cho một bệnh nhân trẻ từ chính tế bào của mình. Máy in 3D đã tạo ra bàng quang, đây là công nghệ được các nhà khoa học của viện Y học Wake Forest Institute for Regenerative Medicine phát triển.
Cũng chính từ đây công nghệ chế tạo cơ quan thay thế đã được rộng mở. Tính ưu việt của công nghệ này đó chính là sử dụng trực tiếp tế bào của bệnh nhân để tạo ra bộ phận nội tạng mới, nhờ vậy mà hạn chế được tối đa những rủi ro không mong muốn.
Phát minh vật liệu giống mô sống bằng công nghệ in 3D trong y học
Các nhà khoa học Anh đã tạo ra các vật liệu giống với mô sống bằng máy in 3D. Việc này sẽ giúp ích cho họ có thể nghiên cứu, ứng dụng thành công các dự án y học trong tương lai.
Trên đây là một số ứng dụng tiêu biểu của công nghệ in 3D trong y học. Ngoài ra, vẫn còn rất nhiều những ứng dụng khác nữa của in 3D có thể hỗ trợ hệ thống y tế như làm các công cụ chuyên biệt trong hỗ trợ phẫu thuật, hay các ứng dụng trong nha khoa. Nếu như quý khách có nhu cầu quan tâm về các ứng dụng của in 3D trong y học, hãy liên hệ ngay với AIE để được hỗ trợ
