In giác mạc bằng máy in 3D để giúp người ta nhìn rõ

Một người hiến tặng thì giúp được mấy người nhìn thấy?

Câu trả lời xưa nay là một. Nhưng trong một phòng thí nghiệm, từ mô mắt của đúng một người hiến, các nhà khoa học đã nuôi ra đủ tế bào để làm hơn 400 miếng giác mạc mới. Một thành hơn bốn trăm. Nghe như phép thuật, mà công cụ chính lại là một cái máy in.

Chuyện gì đã xảy ra

Năm ngoái, lần đầu tiên trên thế giới, một bệnh nhân được ghép miếng giác mạc làm hoàn toàn từ tế bào người nuôi trong phòng thí nghiệm.

Miếng ghép đó do Precise Bio làm ra. Đây là một công ty về y học tái tạo (regenerative medicine), tức là ngành chuyên nuôi lại những phần cơ thể đã hỏng. Công ty ở Israel, và có cơ sở ở bang North Carolina, Mỹ. Họ dùng hai kỹ thuật ghép với nhau: nuôi cấy tế bào trong phòng thí nghiệm, và in sinh học 3D (3D bioprinting), tức là in bằng máy in nhưng thứ nạp vào máy không phải mực màu, mà là tế bào sống.

Có một điều cần nói ngay, và chính các nhà khoa học cũng nói rất rõ: đây mới là thử nghiệm Pha I (Phase I trial). Pha I là bước đầu tiên khi thử một cách chữa mới trên người. Câu hỏi lớn nhất của bước này chưa phải "chữa có giỏi không", mà là "có an toàn không". Thử nghiệm vẫn đang diễn ra. Nghĩa là bạn đang đọc tin về một thứ vừa mới bắt đầu, chứ không phải một cách chữa đã dùng rộng rãi.

Hai người sáng lập công ty, ông Aryeh Batt và tiến sĩ Anthony Atala, đã kể lại chuyện này với báo Live Science.

Giác mạc là gì, và vì sao nó lại thiếu

Bạn thử tưởng tượng con mắt như một căn phòng có cửa sổ. Ánh sáng từ ngoài phải đi qua cửa sổ mới vào được bên trong. Ngay mặt trước của mắt có một lớp vòm trong suốt, hơi cong, gọi là giác mạc (cornea). Đó chính là ô cửa sổ ấy. Nó trong veo, nên bình thường bạn không hề nhìn thấy nó, dù nó nằm ngay trước mắt bạn.

Khi lớp vòm này bị sẹo hoặc viêm nặng, bị chấn thương, hoặc gặp biến chứng sau một ca mổ mắt, bác sĩ có thể thay nó bằng một lớp vòm khác. Đó gọi là ghép giác mạc.

Vấn đề nằm ở chỗ: lấy đâu ra lớp vòm mới. Xưa nay, giác mạc để ghép được lấy từ những người hiến tạng sau khi họ qua đời. Mô được lấy trong vòng vài giờ, đem sàng lọc và xét nghiệm, cất vào ngân hàng mô, rồi thường được ghép cho người bệnh trong vòng vài tuần.

Cách đó có tác dụng thật, nhưng không bao giờ đủ. Theo ông Batt, cứ mỗi ca ghép giác mạc được thực hiện trên thế giới thì còn khoảng 70 người vẫn phải chờ, đơn giản vì không có mô. Cộng lại, có khoảng 12 triệu tới 15 triệu người trên thế giới cần ghép giác mạc mà không tiếp cận được mô hiến. Tiến sĩ Atala nói mục tiêu cuối cùng của họ là xoá hẳn tình trạng thiếu này.

Cái máy in đó in ra cái gì

Mô sống trong cơ thể không chỉ có tế bào. Nó còn có một bộ khung đỡ, tên khoa học là chất nền ngoại bào (extracellular matrix), giống cái giàn để tế bào bám vào và nằm đúng chỗ của mình. Muốn làm ra mô, phải có đủ cả hai: khung và tế bào.

Máy in sinh học làm đúng việc đó. Nó đặt vật liệu và tế bào thành từng lớp, từng chút một, thay vì trộn tất cả lên rồi mong mọi thứ tự sắp cho đúng. Kết quả là một cấu trúc trong suốt, nhiều lớp, giống với lớp vòm tự nhiên của một con mắt khoẻ mạnh.

Đặt được từng lớp thì kiểm soát được độ dày đặc của tế bào. Mô giác mạc hiến tặng thường có khoảng 2.000 tới 2.500 tế bào trên mỗi mi li mét vuông. Mô in của công ty có hơn 4.000 tế bào trên mỗi mi li mét vuông. Ông Batt nói mô của họ còn dễ ghép hơn, giúp rút ngắn thời gian mổ và giúp bác sĩ thao tác dễ hơn.

Nhưng ở đây có một chữ đáng để ý: chữ "dự kiến". Công ty nói kết quả nhìn của mô in dự kiến sẽ tốt hơn mô hiến. Dự kiến thì chưa phải là đã chứng minh. Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và trên động vật cho kết quả hứa hẹn, còn thử nghiệm trên người thì vẫn đang chạy. Chừng nào chưa xong, câu "tốt hơn mô hiến" vẫn phải để trong ngoặc.

Một điểm khác công ty nhắc tới là mô in đi qua dây chuyền sản xuất nên được kiểm tra chất lượng theo từng lô, gồm cả tìm virus và nấm. Nói cho công bằng thì giác mạc hiến truyền thống cũng đã được sàng lọc rất kỹ từ lâu, có xét nghiệm máu người hiến và có kiểm tra nuôi cấy mô. Điểm mới là chỗ kiểm được theo lô, suốt từ lúc sản xuất tới lúc đem ghép.

Nghĩ tiếp một chút

Nếu con người in được giác mạc, thì bộ phận nào nên in tiếp? Và vì sao có thứ dễ in hơn thứ khác? Gợi ý cho bạn: giác mạc mỏng, trong suốt, và không có mạch máu chạy qua. Một quả tim thì khác hẳn.

Còn đây là việc bạn thử được ngay ở nhà. Lấy một tấm nhựa trong, chẳng hạn vỏ hộp bánh hay một mảnh túi nhựa phẳng. Nhỏ lên đó một giọt nước. Đặt tấm nhựa lên trang sách rồi nhìn xuyên qua giọt nước. Chữ sẽ phóng to, méo đi, hoặc nhoè, và chỗ nào mặt giọt nước gồ ghề thì chữ méo đúng chỗ đó. Bây giờ bạn hiểu vì sao ô cửa sổ trước mắt phải thật nhẵn và thật đều thì ánh sáng mới đi qua ngay ngắn được.

Bài này chỉ kể một tin khoa học. Chuyện gì liên quan tới đôi mắt của chính bạn thì hãy hỏi bố mẹ và bác sĩ.

Lưu ý

Bài viết dựa trên tin khoa học đã công bố, viết lại cho bạn đọc nhỏ tuổi. Có chỗ nào con muốn tìm hiểu thêm thì rủ bố mẹ đọc cùng nhé.