Công nghệ in 3D sinh học: Hy vọng cho việc cấy ghép tạng

Cuộc phẫu thuật thay tim đầu tiên trên thế giới do bác sĩ - chuyên gia phẫu thuật tim mạch Christian Barnard thực hiện vào năm 1967.

Bệnh nhân Louis Washkansky được ghép tim nhưng chỉ sống được 18 ngày sau phẫu thuật, nguyên nhân có thể do các loại thuốc ức chế hệ miễn dịch gây ra. 

Trong bài phát biểu kỷ niệm 50 năm ngày cuộc phẫu thuật thay tim đầu tiên, Giáo sư Stephen Westaby, Đại học Oxford, cho rằng trong 10 năm tới việc thay tim cũng như hiến tặng tim sẽ không còn cần thiết mà thay vào đó là các công nghệ tiên tiến như tim nhân tạo hoặc tế bào gốc... 

Nửa thế kỷ đã trôi qua, y học đã có những tiến bộ đáng kinh ngạc, ngày nay các bác sĩ đã có thể ghép gần như bất kì cơ quan nội tạng nào cho cơ thể con người. Theo ghi nhận đã có ít nhất 21 cơ quan nội tạng từ thận, tim,… đến mô đã được cấy ghép thành công.

Cấy ghép tạng, khi cầu vượt quá cung

Lĩnh vực cấy ghép tạng luôn là một ngành kỹ thuật cao, phức tạp đòi hỏi những nghiên cứu chuyên sâu về y sinh học, con người và vẫn còn tiềm ẩn nhiều rủi ro. 

Có thể hiểu cấy ghép nội tạng là phẫu thuật di chuyển nội tạng từ người này sang người khác với mục đích thay thế nội tạng bị hư hỏng. Việc lấy nội tạng có thể thực hiện trên người sống hoặc đã chết. Nội tạng và mô được cấy ghép trong nội bộ một cơ thể được gọi là autograft, phẫu thuật cấy ghép trên hai cá thể cùng loài gọi là allograft. 

Bệnh nhân sau khi trải qua phẫu thuật ghép tạng cần sử dụng thuốc chống thải ghép để duy trì sự sống của cơ thể và của bộ phận cấy ghép.
Bệnh nhân sau khi trải qua phẫu thuật ghép tạng cần sử dụng thuốc chống thải ghép để duy trì sự sống của cơ thể và của bộ phận cấy ghép.

Phẫu thuật tự cấy ghép (autograft) được thực hiện với mô dư thừa, có thể tái sinh như ghép da, chiết xuất mạch… và đôi khi còn để loại bỏ các mô, điều trị bệnh nhân hoặc mô đó trước khi chuyển chúng trở lại vị trí cũ (ghép tế bào gốc tạo máu và lưu trữ máu trước phẫu thuật).

Mô được cấy ghép gồm xương, gân, da, giác mạc, dây thần kinh, van tim, mạch máu… Giác mạc và cơ xương là mô được cấy ghép nhiều nhất. Các bộ phận có thể được cấy ghép là gan, thận, tim, phổi, tuyến tụy, tuyến ức và ruột… trong đó thận là cơ quan thường được cấy ghép nhất, sau đó là gan và tim. 

Việc cấy ghép nội tạng cũng đặt ra một số vấn đề về đạo đức sinh học, như việc định nghĩa thế nào là cái chết, khi nào thì cơ quan cấy ghép được cho phép cấy ghép… và cả số tiền thanh toán cho chúng. 

Những mô (trừ giác mạc) đều có thể lưu trữ được tối đa 5 năm. Chúng có thể được thu hồi từ những người hiến tạng tử vong do cái chết tuần hoàn, chết não… tối đa 24 giờ sau khi tim ngừng đập.

Bệnh nhân sau khi trải qua phẫu thuật ghép tạng cần sử dụng thuốc chống thải ghép để duy trì sự sống của cơ thể và của bộ phận cấy ghép. Dù người cho và người nhận tạng đều phải có chỉ số sinh học tương đồng nhưng mỗi cơ thể lại có một hệ thống miễn dịch khác nhau. 

Đã có trường hợp hệ thống miễn dịch của bệnh nhân sau khi cấy ghép không tiếp nhận cơ quan mới, dẫn tới hư hỏng tạng ghép và thậm chí gây tử vong. 

Những nhà nghiên cứu đã tìm mọi cách để làm cho hệ miễn dịch chấp nhận tạng ghép, như phương pháp tiêm tế bào gốc vào tủy xương người nhận tạng. Phương pháp này nhằm tạo ra hệ miễn dịch mới cho người bệnh, với hy vọng cơ thể có thể dễ dàng tiếp nhận tạng ghép.

Cho đến nay, công nghệ in 3D đã mang tới một “cuộc cách mạng” trị giá hàng tỉ USD.
Cho đến nay, công nghệ in 3D đã mang tới một “cuộc cách mạng” trị giá hàng tỉ USD.

Câu hỏi được đặt ra là bệnh nhân ghép tạng có sống thọ không? Theo các chuyên gia, cùng với những tiến bộ của khoa học kỹ thuật, việc kéo dài sự sống 10~20 năm cho bệnh nhân ghép tạng đã không còn quá hiếm. 

Việc sử dụng thường xuyên thuốc chống đào thải sẽ làm hệ thống miễn dịch suy yếu, dẫn tới việc bệnh nhân dễ nhiễm bệnh, kể cả các bệnh thông thường như cảm cúm…

Theo y học hiện đại, giải pháp tối ưu là việc ghép thay thế các cơ quan nội tạng bị suy, tuy nhiên trên thực tế không phải lúc nào cũng có sẵn tạng để thay thế. Luôn có tình trạng người bệnh phải chờ đợi nhiều năm để có tạng phù hợp. 

Theo một thống kê ở Mỹ, nơi có hệ thống tiếp nhận tạng cho hiến rất chuyên nghiệp thì cũng cần phải chờ tới 3 năm để được ghép thận và khoảng 2 năm để ghép gan. 

Một thống kê mới đây của Quỹ tim Anh (BHF) cho biết số bệnh nhân chờ được ghép tim tăng lên 162% trong vòng 10 năm qua, và chỉ có khoảng 200 ca ghép tim được thực hiện mỗi năm… một con số rất hạn chế bởi nguồn cung khan hiếm. 

Nhu cầu ghép tạng cao khiến cho có hiện tượng một số cá nhân tự mình hoặc thông qua môi giới rao bán nội tạng với lý do tài chính khó khăn... đây là loại giao dịch bị pháp luật cấm nhưng được các bên sử dụng nhiều mánh lới để lách luật. Đã xảy ra những tai biến cho cả người cho và người nhận do không được sàng lọc kỹ càng và tuân thủ quy trình cho - nhận.

Theo ước tính việc buôn bán tạng bất hợp pháp mang lại lợi nhuận trị giá hàng tỷ USD mỗi năm. Trong cuốn sách The Red Market của tác giả, nhà báo điều tra Scott Carney đã sử dụng cụm từ “thị trường đỏ” để mô tả các các giao dịch buôn bán cơ thể con người.

Scott Carney tiết lộ về một ngôi làng ở Ấn Độ, nơi hầu hết những người dân đều có sẹo ở bụng, dấu vết của một cuộc phẫu thuật lấy thận. 

Ông cho rằng thị trường ngầm buôn bán nội tạng có được từ các vụ bán một phần cơ thể của người nghèo là dã man và vô đạo đức nhất.   

Dự đoán trong 10 năm tới, người ta sẽ có thể tạo ra những cơ quan hoàn chỉnh với đầy đủ chức năng hoạt động như của con người.
Dự đoán trong 10 năm tới, người ta sẽ có thể tạo ra những cơ quan hoàn chỉnh với đầy đủ chức năng hoạt động như của con người.

In 3D có phải là phép màu?

Bên cạnh việc áp dụng phương pháp tế bào gốc để phát triển các cơ quan nội tạng trong phòng thí nghiệm, sau đó cấy ghép chúng vào cơ thể con người thì công nghệ in 3D sinh học cũng đang phát triển mạnh mẽ. 

Cho đến nay, công nghệ in 3D đã mang tới một “cuộc cách mạng” trị giá hàng tỉ USD trong việc tạo ra các bộ phận cơ thể con người, bào chế thuốc và sản xuất thiết bị y tế. 

Công nghệ in 3D hay còn gọi là công nghệ chế tạo đắp lớp được ra đời năm 1984 bao gồm một chuỗi các công đoạn được kết hợp để tạo ra một vật thể ba chiều. Các lớp vật liệu được đắp chồng lên nhau, định dạng và được kiểm soát bởi máy tính để tạo ra vật thể.

Những vật thể này có hình dạng bất kỳ tùy thuộc mô hình 3D hoặc nguồn dữ liệu điện tử được nhập vào máy tính. Máy quét 3 chiều nhận dạng vật thể muốn in, sau đó dùng phần mềm chuyên dụng để phân tích và tạo thành một bản thiết kế sau đó chuyển tới máy in. Có thể nói máy in 3D là một máy chế tạo công cụ điều khiển bằng máy tính (CNC) hoặc là một dạng robot công nghiệp.

Công nghệ in 3D sinh học nhằm tạo ra các cơ quan cơ thể người thì sử dụng nguồn mực sinh học, thực chất là dung dịch dinh dưỡng có chứa các tế bào gốc. Máy tính điều khiển quá trình in sẽ phân bố các tế bào gốc qua các van kiểm soát để tạo nên vật thể muốn in. Toàn bộ quá trình này được theo dõi chặt chẽ trong môi trường vô trùng tuyệt đối. 

Một công bố mới đây cho thấy các nhà nghiên cứu đã chế tạo thành công máy in 3D sinh học có khả năng tạo ra tế bào gốc của phôi thai người. Tế bào mang tên hESCs này có thể phát triển thành nhiều loại tế bào khác như mô não, xương hoặc cơ bắp con người. 

Có thể trong tương lai, các tế bào sống sẽ được nạp vào máy để có thể phát triển thành một quả thận, trái tim hoàn chỉnh.

Công trình nghiên cứu của Đại học Rostock, Đức lại cho phép tạo ra những mạch máu nhân tạo. Trong khi đó, những miếng vá tim nhằm phục hồi các tế bào tim được các nhà nghiên cứu từ Đại học Sydney, Úc và Viện Y khoa Harvard, Mỹ đưa vào thí nghiệm trên chuột. 

Họ cũng đã tạo ra các mô tim với đầy đủ thuộc tính cơ sinh học như tim người. Hiện nay, công nghệ in 3D sinh học vẫn chưa có thể tạo ra trọn vẹn một cơ quan để có thể cấy ghép. Tuy nhiên các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc chế tạo các mô sinh học để thay thế cho những cơ quan bị tổn thương. 

Phương pháp này hứa hẹn sẽ giải quyết được vấn đề tương thích sinh học và giảm nguy cơ bị thải loại cho bệnh nhân phải cấy ghép nội tạng. Dự đoán trong 10 năm tới, người ta sẽ có thể tạo ra những cơ quan hoàn chỉnh với đầy đủ chức năng hoạt động như của con người. 

Hoàng Ngọc

Các tin khác

Trinh thám trên không trong thời đại mới

Trinh thám trên không trong thời đại mới

Trinh thám trên không đã và đang là một trong các nhân tố chủ đạo trong chiến tranh hiện đại. Sự xuất hiện dày đặc của nhiều mẫu máy bay không người lái (UAV) phục vụ công tác tình báo, theo dõi và do thám (ISR) trên chiến trường lại càng khẳng định vai trò của trinh thám trên không.

Mặt Trăng đang trở thành chiến trường quyền lực mới

Mặt Trăng đang trở thành chiến trường quyền lực mới

Sau hơn nửa thế kỷ, con người sắp in dấu chân trở lại Mặt Trăng. Tuy nhiên, “lục địa thứ 8” giờ đây đang chật chội hơn trước rất nhiều. Đấy không chỉ là cuộc đối đầu song phương giữa Mỹ và Liên Xô như thời Chiến tranh lạnh, mà đã trở thành một sân chơi đa cực với sự tham gia quyết liệt của nhiều quốc gia và cả những liên minh.

Khi AI vừa là mũi giáo vừa là tấm khiên?

Khi AI vừa là mũi giáo vừa là tấm khiên?

Trí tuệ nhân tạo (AI) đang dần thoát ly khỏi vai trò công cụ hỗ trợ để trở thành tác nhân cốt lõi làm thay đổi diện mạo an ninh mạng toàn cầu. Từ khả năng tìm kiếm lỗ hổng bảo mật với tốc độ ánh sáng của các mô hình ngôn ngữ lớn đến những "tác nhân AI" tự vận hành cuộc tấn công, trí tuệ nhân tạo đang mang đến những thách thức chưa từng có trong lĩnh vực này.

Kinh tế thế giới trước ngã rẽ khủng hoảng đa chiều?

Kinh tế thế giới trước ngã rẽ khủng hoảng đa chiều?

Diễn ra từ ngày 13 tới ngày 18/4, Hội nghị Mùa xuân do Quỹ Tiền tệ Quốc tế (IMF) và Ngân hàng Thế giới (WB) đồng tổ chức thu hút sự tham gia của hơn 190 bộ trưởng tài chính, thống đốc ngân hàng trung ương, cùng hàng nghìn đại diện các tổ chức quốc tế, học giả và doanh nghiệp. Những cuộc thảo luận của giới tài chính toàn cầu ở Washington lần này đã khép lại với những cảm giác ảm đạm, song hành với sự đồng thuận thay đổi rõ rệt trong nhận thức chung: Cộng đồng tài chính quốc tế đã và đang buộc phải chuyển sang chế độ quản lý khủng hoảng, trong khi guồng máy kinh tế thế giới đối mặt với sự rạn nứt cấu trúc sâu sắc, thay vì chỉ là một đợt suy thoái mang tính chu kỳ.

Quân đội Đức và tham vọng làm chủ “chiến trường thủy tinh”

Quân đội Đức và tham vọng làm chủ “chiến trường thủy tinh”

Quân đội Đức đang đẩy nhanh lộ trình tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) và hạ tầng vệ tinh quy mô lớn nhằm biến chiến trường trở nên "trong suốt như thủy tinh". Với tư duy lấy dữ liệu làm trung tâm, họ kỳ vọng sẽ rút ngắn chu kỳ ra quyết định từ nhiều ngày xuống còn vài phút, tạo ra lợi thế áp đảo trước các đối thủ tiềm tàng thông qua khả năng quan sát vượt trội và phản ứng tốc độ cao.

Chuyện “trong nguy có cơ” tại eo biển Hormuz

Chuyện “trong nguy có cơ” tại eo biển Hormuz

Eo biển Hormuz, "yết hầu năng lượng" của thế giới, là nơi chứng kiến khoảng 20 triệu thùng dầu, tương đương 15 - 20% nguồn cung toàn cầu, được trung chuyển mỗi ngày. Kể từ cuối tháng 2/2026, khi xung đột giữa Mỹ, Israel và Iran bùng phát, trật tự quen thuộc nhanh chóng bị phá vỡ. Số lượng tàu qua lại eo biển giảm mạnh, từ khoảng 135 chuyến/ngày xuống chỉ còn trung bình khoảng 6 chuyến/ngày trong tháng 3/2026, thậm chí có thể còn thấp hơn. Thị trường năng lượng chịu một cú sốc nguồn cung rõ rệt, giá dầu Brent tăng mạnh, có thời điểm vượt mốc 100 USD/thùng và kéo theo áp lực lạm phát lan rộng.

Giải mã những vũ khí lần đầu thực chiến trong xung đột tại Iran

Giải mã những vũ khí lần đầu thực chiến trong xung đột tại Iran

Từ hệ thống đánh chặn bằng tia laser Iron Beam, tên lửa PrSM, phi đội drone tự hành Lucas cho tới tên lửa siêu vượt âm Fattah-2, cuộc xung đột tại Iran đã trở thành nơi trình làng hàng loạt vũ khí thế hệ mới. Các khí tài này tham gia rất hiệu quả vào các kịch bản tác chiến cường độ cao, tạo ra những khác biệt rõ rệt trên chiến trường.

Trái đất “cựa mình”, AI sẽ lên tiếng

Trái đất “cựa mình”, AI sẽ lên tiếng

Những vết nứt nhỏ trên bậc thềm, những thân cây nghiêng bất thường hay lớp tuyết lặng lẽ tích tụ trên sườn núi - tất cả từng là dấu hiệu khó nhận biết của thảm họa. Nhưng giờ đây, khi Trái Đất chuyển động, trí tuệ nhân tạo đang giúp con người nhìn thấy những điều tưởng như vô hình, mở ra cơ hội cứu sống hàng nghìn sinh mạng mỗi năm.

Tiền lệ pháp lý định hình lại kỷ nguyên mạng xã hội

Tiền lệ pháp lý định hình lại kỷ nguyên mạng xã hội

Một phán quyết mang tính bước ngoặt tại Mỹ đã lần đầu tiên buộc hai ông lớn ngành công nghệ là Meta và Google phải chịu trách nhiệm không phải vì những gì người dùng đăng tải, mà vì chính cách các nền tảng này được thiết kế để cuốn người trẻ vào những vòng lặp vô tận của màn hình điện thoại. Được ví như "khoảnh khắc thuốc lá" của thế kỷ 21, phán quyết này mở ra làn sóng kiện tụng và siết chặt pháp lý để kiểm soát cách thức các nền tảng số được thiết kế và vận hành.

Khi cỗ máy tự quyết định, ai sẽ là người chịu trách nhiệm?

Khi cỗ máy tự quyết định, ai sẽ là người chịu trách nhiệm?

Vào năm 1942, khi thế giới còn đang chìm trong khói lửa của Chiến tranh thế giới thứ hai, nhà văn khoa học viễn tưởng Isaac Asimov đã thai nghén một ý tưởng đầy tính nhân văn: "Ba định luật Robot". Đó là bộ quy tắc được "cài đặt" trong bộ não của robot để đảm bảo chúng không làm hại con người. Hơn 80 năm sau, thế giới đã bước vào một kỷ nguyên mà những cỗ máy biết tự "suy nghĩ" và "hành động" không còn là nhân vật trong tiểu thuyết. Câu hỏi được đặt ra lúc này là liệu chúng ta có cần một bộ luật tương tự để bảo vệ chính chúng ta khỏi những cỗ máy?

Chiếc kính thiên lý

Chiếc kính thiên lý

Kính thiên lý (kính viễn vọng) được đưa vào Việt Nam sớm nhất qua các giáo sĩ phương Tây và thương nhân trong thời các chúa Nguyễn (thế kỷ XVII - XVIII). Sử sách cho biết, các chúa Nguyễn đã mua loại kính này để phục vụ quân đội và làm phần thưởng cho các tướng lĩnh.

Cuốn lịch và quyền lực của triều đình

Cuốn lịch và quyền lực của triều đình

Thời phong kiến, phạm vi quyền lực triều đình không chỉ được thể hiện qua việc sử dụng niên hiệu, tước phong, tên và cấp địa phương được ban cho, mà còn thể hiện trong việc áp dụng bộ lịch của triều đại ấy.

Đằng sau nghề thương thuyết ransomware

Đằng sau nghề thương thuyết ransomware

Mối họa từ phần mềm độc hại chuyên dùng để tống tiền (ransomware) ngày càng trở nên cấp bách. Công ty Nghiên cứu an ninh mạng Cybersecurity Ventures (Mỹ) thống kê được giá trị thiệt hại mà các doanh nghiệp, tổ chức trên toàn cầu phải chịu vì ransomware đã lên tới 57 tỷ USD trong năm 2025. Ransomware nở rộ cũng kéo ngành an ninh mạng phát triển theo, trong đó nổi bật là lĩnh vực thương thuyết. "Nghề" thương thuyết với tin tặc đang trở nên phổ biến hơn bao giờ hết, đồng thời đóng vai trò quan trọng trong mạng lưới an ninh mạng toàn cầu.

Làn sóng tội phạm mạng thứ năm: Khi AI trở thành “mạch máu” của thế giới ngầm

Làn sóng tội phạm mạng thứ năm: Khi AI trở thành “mạch máu” của thế giới ngầm

Trong vài năm gần đây, công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) đã thúc đẩy một bước chuyển biến chưa từng có trong lịch sử tội phạm mạng: từ công cụ hỗ trợ đến cơ sở hạ tầng cốt lõi của các chiến dịch tấn công quy mô toàn cầu. Quá trình này không chỉ khiến các hệ thống an ninh đối mặt với mức độ tinh vi mới, mà còn đặt ra những thách thức chính sách, pháp luật và thực thi mà chưa một thời đại số nào từng chứng kiến.

Bùng nổ xung đột Pakistan - Afghanistan: Ngọn lửa mâu thuẫn chưa tắt hai bên đường Durand

Bùng nổ xung đột Pakistan - Afghanistan: Ngọn lửa mâu thuẫn chưa tắt hai bên đường Durand

Những cuộc bắn phá ác liệt dọc biên giới Pakistan - Afghanistan những ngày gần đây không phải là một biến cố bất ngờ, mà là sự bùng phát mới của một mâu thuẫn kéo dài hơn một thế kỷ. Từ đường Durand lịch sử, vấn đề sắc tộc Pashtun bị chia cắt, cho tới sự trỗi dậy của các nhóm vũ trang xuyên biên giới sau khi Taliban trở lại nắm quyền năm 2021, nhiều lớp xung đột chồng chéo lên nhau, biến khu vực thành một trong những điểm nóng nguy hiểm nhất của Nam Á.

Tuyển bổ quan lại thực thi pháp luật thời xưa

Tuyển bổ quan lại thực thi pháp luật thời xưa

Ngay từ đầu triều Hậu Lê, Vua Lê Thái Tông đã nói với quần thần rằng: "Phép trị nước lấy hình pháp gọn nhẹ làm gốc. Các quan xét xử phải giữ phép công bằng, không được nhận đút lót mà làm sai, để có người bị oan uổng. Các vụ kiện lớn thì mới cho tâu thẳng lên".

Cơn sốt AI và cuộc thanh lọc cần thiết

Cơn sốt AI và cuộc thanh lọc cần thiết

Sau hơn 3 năm hưng phấn tột độ kể từ cơn địa chấn ChatGPT thu hút sự chú ý của các nhà đầu tư khắp thế giới, cơn sốt trí tuệ nhân tạo (AI) đã bắt đầu lắng xuống. Với một cái nhìn thực tế hơn, giới chuyên môn đã đặt ra một câu hỏi mới: Liệu cơn sốt AI có phải là một bong bóng sắp nổ, hay đây thực sự là nền tảng cho một kỷ nguyên tăng trưởng mới?

Phục dựng di tích điện Kính Thiên?

Phục dựng di tích điện Kính Thiên?

Cuối tháng 12/2025, Trung tâm Bảo tồn Di sản Thăng Long - Hà Nội phối hợp với Viện Khảo cổ học công bố kết quả sơ bộ khai quật khảo cổ khu vực nền điện Kính Thiên năm 2025. Kết quả này cho thấy nhiều thông tin giá trị, bổ khuyết cho nhiều kiến giải trước đây. Nhưng câu hỏi đặt ra là chúng ta đã thực sự đủ cơ sở tư liệu khoa học để góp phần nghiên cứu phục dựng di tích điện Kính Thiên? Câu chuyện này sẽ cần thời gian dài mới có thể trả lời một cách thỏa đáng.

Ngựa trong pháp luật thời xưa

Ngựa trong pháp luật thời xưa

Ngựa là loài vật gần gũi trong cuộc sống người Việt từ lâu, không chỉ dùng để kéo xe mà còn là phương tiện nghi lễ, giao thông và đánh trận, do đó, nó cũng được xuất hiện khá nhiều trong hình luật thời xưa.

Tản mạn Thần Bạch Mã

Tản mạn Thần Bạch Mã

Thần Bạch Mã là vị thần hiện được thờ cúng tại đền Bạch Mã ở phố Hàng Buồm, Hà Nội. Từ thời Lý, đó là ngôi đền trấn phía Đông, tương ứng với đền Quán Thánh trấn phía Bắc, đền Kim Liên trấn phía Nam và đền Voi Phục trấn phía Tây thành Thăng Long.