Công nghệ in 3D trong Y học
In 3D đang thay đổi lĩnh vực chăm sóc sức khỏe
In 3D đã bắt đầu xuất hiện từ 1984. Nhưng nó chưa được chú trọng cho đến tận ngày nay khi mà những tiến bộ gần đây của công nghệ in 3D trong Y học cũng như các lĩnh vực khác khiến mọi người thực sự để tâm đến nó.
Ngày nay, bạn có thể mua một đôi giày in 3D, trang sức in 3D, bút in 3D và thậm chí cả động cơ sản xuất nhờ in 3D. Các chuyên gia phần mềm còn đang đánh giá có nên tham vào việc phát triển game cho máy in 3D không. Mattel vừa tiết lộ về một máy in 3D cho trẻ em gọi là ThingMaker.
Chỉ tính riêng năm 2014, công nghiệp in 3D đã tăng trưởng 35,2%. Và mặc dù ngành công nghiệp này đã chứng kiến sự sụt giảm nhẹ năm 2015, những sáng tạo với sản phẩm in 3D là có thể thấy được giữa một phạm vi rộng các ngành công nghiệp. Nhưng có lẽ tiến bộ lớn nhất của in 3D có thể được tìm thấy trong giới y học, khi in 3D chỉ bắt đầu làm rung chuyển mọi thứ, đặc biệt là giá của việc in 3D giảm và công nghệ này trở nên dễ tiếp cận hơn.
Các công nghệ trong y học thường đắt đỏ khi chúng đến với thị trường, rồi rẻ dần qua thời gian, nhưng nhiều trong số các giải pháp in 3D đang đến với một mức giá khá hợp lý. Sự chuyển dịch này có khả năng phá vỡ quỹ đạo đáng lo ngại của giá thành chăm sóc sức khỏe leo thang.
Ví dụ, các chuyên gia đã phát triển da được in 3D cho các bệnh nhân bỏng và tấm nẹp đường thở cho trẻ sơ sinh bị tràn dịch màng phổi. Tấm nẹp đường thở là đặc biệt có ý nghĩa vì chúng là chi tiết 3D đầu tiên được tạo ra để cấy ghép và được thiết kế để phát triển cùng với bệnh nhân. Việc cấy ghép đã được thử nghiệm thành công trên ba trẻ em ở giai đoạn từ 3 đên 16 tháng hồi tháng 4, 2015. Tấm nẹp có thể được sản xuất trong 1 giờ, và chúng chỉ có giá khoảng 10 đô-la cho mỗi đơn vị.
Các bộ phận trên cơ thể được sản xuất nhờ in 3D, phục sự cho cấy ghép và y học tái tạo
Một phần nguyên nhân giải thích cho sự hợp lý về giá của in 3D là công nghệ: quá trình liên quan đến việc xây dựng các hình thể ba chiều, dạng rắn từ một mô hình kỹ thuật số, sử dụng các quá trình bổ trợ trong đó các lớp vật liệu liên tiếp được lắp ráp chồng lên nhau để xây dựng hình thể mong muốn. Quá trình này nghĩa là các đối tượng có thể được lắp ghép trực tiếp từ một mô phỏng kỹ thuật số, tăng tính chính xác. Hơn nữa, nó khác với các kỹ thuật chế tạo cũ vốn thường dựa vào sư loại bỏ (cắt, khoan, chặt, v.v…) thay vì thêm vào. Cách đó là lãng phí và đội giá thành lên cao; còn in 3D có thể giải quyết các vấn đề này.
Nhiều giải pháp cho công nghệ in 3D trong y học vẫn còn trong giai đoạn thử nghiệm, nhưng những kiểm tra đầu tiên đang trông thấy hứa hẹn trên một phạm vi rộng.
Trong pha nghiên cứu, các nhà khoa học tại Đại học Princeton đã dùng công cụ in 3D để tạo ra tai kỹ thuật sinh học (bionic ear) có thể nghe được tần số sóng radio xa hơn cả khả năng nghe thông thường của con người, trong một sự án khám phá tính khả thi của việc kết hợp điện tử và mô.
Bionic ear (Cre: Frank Wojciechowski)
Đề tài là nỗ lực đầu tiên của nhóm nhằm xây dựng một cơ quan có chức năng hoàn chỉnh, và tai mà họ tạo ra không chỉ có khả năng thay thể bắt chước khẳ năng của người, mà còn mở rộng năng lực của con người nữa. Theo như nghiên cứu được công bố bởi các nhà khoa học “[Lĩnh vực điều khiển học] có tiềm năng tạo ra những phần thay thế tùy chọn cho cơ thể con người, hoặc tậm chí là tạo ra các cơ quan có năng lực vươt trội chả chức năng sinh học nguyên bản trên người.” Vì các cuộc phẫu thuật với các bộ phận ngoại vi nhân tạo đã thành công, những khả năng của gan, thận và phổi in 3D có thể trở thành hiện thực, chấm dứt sự chờ đợi mòn mỏi để cứu mạng sống từ người hiến tặng phù hợp.
Hiện nay có rất nhiều tiến bộ khác trong lĩnh vực in sinh học 3D, và nhiều trong số chúng đã là một phần thành công của các cuộc phẫu thuật và điều trị. Chỉ riêng trong điều trị ung thư thôi, in 3D đang tạo ra những đỉnh cao mới. Năm 2014, các nhà nghiên cứu đã phát triển một cách nhanh chóng với giá thành thấp để tạo ra bộ phận giả trên mặt cho các bệnh nhân đã trải qua phẫu thuật ung thư mắt, sử dụng phần mềm quét gương mặt và in 3D. Đến 2015, một nhóm nghiên cứu khác đã thấy được khả năng cấy ghép vật liệu sinh học tự phân hủy, đặc hiệu với từng bệnh nhân để chữa trị hiệu quả hơn các bệnh viêm nhiễm xương khớp hay ung thư xương.
Kết hợp in 3D với công nghệ siêu âm để việc làm lành xương bị gãy trở nên dễ dàng hơn.
Nhưng công nghệ in 3D trong y học không chỉ dành cho các vấn đề y tế trầm trọng. Thực tế, nó có thể trở thành một phần chủ đạo trong thực hành lâm sàng để điều trị trên nhiều đối tượng. Các loại mắt cá chân thay thế từ in 3D, giá thể in 3D và các viên thuốc in 3D đều đã được phát triển trong vài năm qua, với tỉ lệ thành công đáng khích lệ. Giá thể in 3D là một ví dụ, phục hồi xương nhanh hơn 40 -80% so với giá thể truyền thống. Các viên thuốc in 3D cho phép quan tâm tới các hình dáng thuốc khác nhau giúp thay đổi hoàn toàn tốc độ giải phóng thuốc.
Tương lai của việc thiết kế và sản xuất thuốc
Với chi phí sản xuất vốn đã thấp lại đang giảm, ứng dụng công nghệ in 3D trong y học tạo ra nhiều phương thức điều chỉnh trở nên khả thi hơn và vì thế các phương pháp trị liệu vốn trước đó không thể, giờ sẽ dễ dàng hơn.
Nguồn: “3D Printing Is Already Changing Health Care” by Drew Hendricks. Harvard Business Review, MARCH 04, 2016
Đọc thêm:
Iceberg (Biên tập)
No Responses