Scientists Create First Full-Size 3D Printed Human Heart Model

Các nhà khoa học đã tạo ra mô hình tim người với kích thước đầy đủ đầu tiên bằng công nghệ in 3D

Shown is the 3D printed heart model created by researchers in Carnegie Mellon University's College of Engineering. (Carnegie Mellon/ACS Publications via YouTube)

Được hiển thị là mô hình trái tim in 3D được tạo ra bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Kỹ thuật Carnegie Mellon. (Carnegie Mellon / ACS Publications qua YouTube)

American researchers say they have created the first full-size human heart model using 3D printing technology.

Các nhà nghiên cứu Mỹ cho biết họ đã tạo ra mô hình tim người với kích thước đầy đủ đầu tiên bằng công nghệ in 3D.

The model was made with a specially developed 3D printer that uses biomaterials to produce a structure and tissues similar to a real human heart.

Mô hình được thực hiện bằng một máy in 3D được ( cấu tạo) đặc biệt sử dụng vật liệu sinh học để tạo ra cấu trúc và các mô tương tự như trái tim người thật.

The researchers say the model heart can be a useful tool to train medical professionals in operations related to human heart function. It could also be used as a basis for new research on ways to use 3D printing technology to produce fully operating hearts to replace in people.

Các nhà nghiên cứu cho biết trái tim mô hình có thể là một công cụ hữu ích để đào tạo các chuyên gia y tế về các hoạt động liên quan đến chức năng tim của con người. Nó cũng có thể được sử dụng làm cơ sở cho nghiên cứu mới về cách sử dụng công nghệ in 3D để sản xuất trái tim hoạt động hoàn toàn thay thế con người.

The research was led by an engineering team at America’s Carnegie Mellon University. Results were recently in a paper in ACS Biomaterials Science and Engineering.

Nghiên cứu do một nhóm kỹ sư tại Đại học Carnegie Mellon của Mỹ dẫn đầu. Kết quả gần đây đã được công bố trong một bài báo trên ACS Biomate Materials Science and Engineering ( báo kỷ thuật và khoa học vật liệu sinh học ACS )

The team was led by biomedical engineering professor Adam Feinberg. The team had already developed a 3D printer that could “bioprint” collagen. Collagen is the main structural protein that is found in tissues throughout the human body.

Nhóm nghiên cứu do giáo sư kỹ thuật y sinh Adam Feinberg dẫn đầu. Nhóm đã phát triển một máy in 3D có thể “in sinh học”collagen (chất liên kết ), chất liên kết Collagen là protein cấu trúc chính được tìm thấy trong các mô trên khắp cơ thể con người.

The goal of the latest project was to use this same bioprinting technology to create a realistic, full-size model of a human heart.

Mục tiêu mới nhất của dự án là sử dụng công nghệ in sinh học tương tự này để tạo ra một mô hình thực tế, có kích thước đầy đủ của trái tim người.

Feinberg his team was able to create such a model that doctors can carefully examine to prepare for heart operations. But the newly-created models also permit the doctors to “manipulate” the heart, to experience similar reactions to working with real tissue, he added.

Feinberg cho biết trong một tuyên bố, nhóm của ông đã có thể tạo ra một mô hình mà các bác sĩ có thể kiểm tra cẩn thận để chuẩn bị cho các ca mổ tim. Nhưng các mô hình mới được tạo ra cũng cho phép các bác sĩ "điều khiển" trái tim, để trải nghiệm các phản ứng tương tự như khi làm việc với mô thật, ông nói thêm.

Scientists have made 3D printed models of the human heart before. But those models were made of harder substances – such as plastic or rubber – that were not effective in copying the soft tissue material found in the human heart.

Các nhà khoa học đã tạo ra các mô hình in 3D của trái tim con người trước đây. Nhưng những mô hình đó được làm từ các chất cứng hơn - chẳng hạn như nhựa hoặc cao su - không hiệu quả trong việc sao chép vật liệu mô mềm được tìm thấy trong tim người.

The new 3D printing process was also not easy, the Carnegie Mellon team said. This is because soft materials, such as collagen, start out as a liquid. When such substances are printed in air, they quickly collapse during the process.

Nhóm nghiên cứu của Carnegie Mellon cho biết, quá trình in 3D mới cũng không hề dễ dàng. Điều này là do các vật liệu mềm, chẳng hạn như mô liên kết (collagen), bắt đầu ở dạng lỏng. Khi các chất này được in trong không khí, chúng sẽ nhanh chóng sụp đổ trong quá trình này.

So the researchers came up with their own method to 3D print soft materials. The method uses a gelatin substance to surround the structures during the printing so they do not collapse.

Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã đưa ra phương pháp riêng để in 3D vật liệu mềm. Phương pháp này sử dụng chất đông sương (gelatin) để bao quanh các cấu trúc trong quá trình in để chúng không bị xẹp xuống.

The team’s new model heart is made from a material called alginate, a soft, natural substance made from seaweed. The researchers say alginate has very similar properties to tissues that make up the human heart.

Trái tim mô hình mới của nhóm được làm từ vật liệu gọi là alginate, một chất tự nhiên, mềm được làm từ rong biển. Các nhà nghiên cứu cho biết alginate có các đặc tính rất giống với các mô cấu tạo nên tim người.

For example, the researchers tested the 3D printed material with sutures, which doctors use to close up wounds during operations. The team said the alginate was able to stretch to support the sutures.

Ví dụ, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm vật liệu in 3D với chỉ khâu, mà bác sĩ sử dụng để may vết thương trong quá trình phẫu thuật. Nhóm nghiên cứu cho biết alginate có thể co giãn để hỗ trợ các vết khâu.

Once they had perfected the process, the researchers made additional changes to the 3D printer to produce larger objects. They were able to use MRI images from a patient to model and print a full-size human heart. MRI stands for magnetic resonance imaging, a system for producing electronic pictures of the organs inside the body.

Một khi họ đã hoàn thiện quy trình, các nhà nghiên cứu đã thực hiện các thay đổi bổ sung cho máy in 3D để tạo ra các vật thể lớn hơn. Họ có thể sử dụng hình ảnh MRI từ một bệnh nhân để làm mô hình và in một trái tim người với kích thước đầy đủ. MRI viết tắt của hình ảnh cộng hưởng từ, một hệ thống tạo ra hình ảnh điện tử của các cơ quan bên trong cơ thể.

Feinberg’s team has also experimented with pieces of tissue designed to copy the function of individual heart elements - such as valves that open and close and realistic blood vessels.

Nhóm của Feinberg cũng đã thử nghiệm với các mảnh mô được thiết kế để sao chép chức năng của các bộ phận tim riêng lẻ - chẳng hạn những van tim đóng mở và các mạch máu giống như thực.

The researchers say they also successfully 3D printed a model of a heart artery that could be used to train doctors. The group says the same methods could be used to create other realistic organ models as well, such as livers or kidneys.

Các nhà nghiên cứu cho biết họ cũng đã in 3D thành công một mô hình động mạch tim có thể được sử dụng để đào tạo các bác sĩ. Nhóm cho biết các phương pháp tương tự cũng có thể được sử dụng để tạo ra các mô hình cơ quangiống như  thực khác, chẳng hạn như gan hoặc thận.

Former Carnegie Mellon student Eman Mirdamadi was another lead researcher on the project. He admitted that “major hurdles” still prevent the bioprinting process from producing a full-sized, functional human heart. But the latest progress helps establish the “foundational groundwork” for such efforts, he said in a statement.

Cựu sinh viên của Carnegie Mellon, Eman Mirdamadi là một nhà nghiên cứu chính khác trong dự án. Ông thừa nhận rằng "những rào cản lớn" vẫn ngăn cản quá trình in sinh học tạo ra một trái tim con người đủ chức năng và có kích thước đầy đủ. Nhưng tiến bộ mới nhất giúp thiết lập “nền tảng cơ bản” cho những nỗ lực như vậy, ông nói trong một tuyên bố.

I’m Bryan Lynn.

Nguồn: www.voanews.com/learning