Các bộ phận cấy ghép:

có nhẽ, vận dụng tiềm năng nhất đối với công nghệ in 3D trong thế giới y khoa là "in sinh học" (bioprinting) - sản xuất các bộ phận trên thân người để cấy ghép.

Công nghệ này hệ trọng đến việc tạo ra các mô và cơ quan nội tạng được in từng lớp vào một cấu trúc 3 chiều. Các bộ phận được chế tạo từ chính vật chất di truyền của bệnh nhân và cân xứng chuẩn xác với mô và bộ phận muốn thay thế. Thử nghĩ xem, những bộ phận như da, khí quản, bóng đái và cả những bộ phận có cấu trúc phức tạp hơn như tim đang chờ để được in theo yêu cầu với chỉ một cú click chuột.

Kể từ khi các cơ quan hay mô được in bằng chính các tế bào của chủ nhân thay vì được hiến tặng từ những người hảo tâm, rủi ro về phản ứng miễn nhiễm cũng giảm đi đáng kể.

Những phát kiến về công nghệ in sinh vật học đã liên tục gia tăng, giống như cuộc đua lên mặt trăng vào thời đại trước. đích của công nghệ đang được đặt rất cao nhưng có thể đạt được và ngay trong năm 2009, chiếc máy in sinh vật học 3D thương mại trước hết đã được phát triển bởi công tyOrganovo.

Công ty công nghệ in sinh vật học có hội sở chính tại San Diego này đã ký kết các hợp đồng hợp tác với nhiều công ty y dược/y khoa như Pfizer và cả những viện nghiên cứu hàng đầu như trường y học Harvard và Sanford Consortium for Regenerative Medicine. Thị trường chủ đạo của chiếc máy in sinh học 3D NovoGen MMX ngày nay là các học viện nghiên cứu các chứng bệnh và công ty y dược để thí điểm thuốc, mặc dù trong thời gian tới, công ty sẽ tìm cách đưa sản phẩm vào hệ thống bệnh viện. Đến nay, máy in NovoGen chỉ có thể in các mô đơn giản như da, tấm vá cơ tim và mạch máu nhưng công ty cũng hẹn rằng chiếc máy in sẽ được nâng cấp để thực hiện các bộ phận cứng như tim và gan.



Ngoài NovoGen, một loại máy in sinh vật học 3D khác cũng đang được phát triển tại viện Wake Forest. Vào năm 2003, tiến sĩ Atala và các cộng sự đã cho đăng tải nội dung nghiên cứu của mình trên tùng san Nature Biotechnology. Nghiên cứu của Atala đã chứng minh khả năng hoạt động - lọc máu, sản sinh và loãng hóa nước đái, của những quả thân nhân tạo với tỉ lệ nhỏ hơn được in từ máy in sinh vật học 3D. Wake Forest hiện đang dùng một chiếc máy in sinh vật học 3D để chế tác các nguyên mẫu phức tạp hơn của những quả thận này. đích của Wake Forest là tạo ra các quả thận lớn hơn với khả năng hoạt động không khác gì thận thật cũng như các cơ quan rắn khác như tim, gan và tử cung. Theo tấn sĩ Atala: "Các vận dụng khác đã cho thấy những kết quả rất hẹn trong việc tạo ra tai, cơ và xương chậu," và ông hy vọng rằng công nghệ in sinh học 3D sẽ không chỉ dừng lại ở đây.



Ngành kinh dinh in sinh học:

Các nhà nghiên cứu từ công ty in sinh vật học Organovo cũng như các đại học như Wake Forest, Stanford và Harvard hiện đang thu thập dữ liệu cấp thiết để chứng minh tính khả thi của công nghệ in sinh vật học 3D. Một khi dữ liệu được thu thập đầy đủ, quy trình thử nghiệm lâm sàn sẽ bắt đầu và tại một thời điểm nào đó trong mai sau, Cơ quan quản lý thực phẩm và dược phẩm (FDA) Hoa Kỳ có thể sẽ "bật đèn xanh" để công nghệ in sinh vật học được xác nhận như một liệu pháp chữa bệnh.

Nếu và khi điều này xảy ra, đích quan trọng đối với công nghệ là sinh sản hàng loạt các tế bào của người với đủ mọi hình dạng từ dẹt, ống đến rỗng cho đến các cấu trúc cơ quan. Không giống như một chiếc chân giả, một quả thận nhân tạo không cấp thiết phải giống xác thực thận thật. Thay vào đó, nó cần phải có kích thước phù hợp với cơ thể bệnh nhân và được chế tác từ những tế bào của chính họ. Tuy nhiên, việc tùy biến sẽ phụ thuộc nhiều vào các thành phần tế bào so với việc tái hiện hình dạng của cơ quan gốc. thành ra, thay vì "một cỡ cho duy nhất 1 người", thận sẽ được chế tạo theo dạng "nhiều cỡ hợp với mọi người" mặc dù nguyên liệu dùng trong mỗi trường hợp - ở đây là các tế bào của chủ nhân, sẽ khác nhau.

"Bằng cách lập trình trước những gì bạn muốn tạo ra trên một máy tính, bạn lúc nào cũng có thể thực hiện xác thực quy trình, qua đó giảm giá thành xuống," tấn sĩ Atala giải thích. Ông nói thêm: "Việc nghiên cứu và phát triển luôn rất đắt đỏ, một phần trong đó là do thời gian cần để đưa một công nghệ mới vào thị trường. Về mặt căn bản, cho là phí phát triển cao thì những gì chúng ta có thể đạt được về mặt khoa học còn tùy thuộc vào những nguồn tài nguyên. Thế nhưng, biết đâu 1 ngày nào đó, Có lẽ là đời con cháu chúng ta, bạn sẽ có được một quả tim được tạo từ chính những tế bào mô của mình. Điều này hẳn sẽ rất ráo phải không nào?"

Vẫn còn quá sớm để các nhà nghiên cứu và các nhà khoa học tâm tính cụ thể phí tổn sản xuất hoặc lưu giữ các mô và cơ quan được in bằng công nghệ in sinh vật học hay chi phí để tùy biến những sản phẩm có thể sinh sản một khi nhu cầu được xác định. Tuy nhiên, hoài trung bình theo ước tính của các thủ tục cấy ghép bộ phận thân thể ngày nay tại Mỹ thấp nhất cũng đã vào hàng 6 chữ số và có thể gia tăng lên hơn 1 triệu USD.

Theo United Network for Organ Sharing (UNOS), hơn 113.000 bệnh nhân tại Mỹ hiện đang chờ cấy ghép nội tạng nhưng vấn đề cấy ghép những cơ quan hiến tặng vẫn gặp không ít khó khăn. "Chỉ có 1 đến 2% số người chết đi trong điều kiện có thể hiến tặng nội tạng," Anne Paschke, người phát ngôn của UNOS cho biết. "do vậy, chúng tôi đang phải đối mặt với tình trạng người bệnh họ vẫn đang đợi chờ, hy vọng, để rồi vô vọng và chết dần chết mòn. Mọi công nghệ, bao gồm cả công nghệ in sinh vật học 3D sẽ góp phần giảm bớt nhu cầu hiến tặng nội tạng và cứu sống được rất nhiều mạng người."