Chế tạo thành công thận nhân tạo đầu tiên trên thế giới: Một nửa là vi chip nano, một nửa chứa tế bào sống

  18/05/2017

Thận nhân tạo hoạt động như một cơ quan thật: đào thải muối, nước và các sản phẩm phụ của cơ thể.

 

Năm ngoái, Hoa Kỳ có khoảng hơn 100.000 bệnh nhân phải xếp hàng dài trong danh sách chờ ghép thận. Nguồn cung từ người hiến tặng chỉ đáp ứng được 1 phần 5 nhu cầu. Mỗi ngày, 13 bệnh nhân suy thận tại Mỹ sẽ chết trước khi họ nhận được một quả thận mới.

Tuy nhiên, câu chuyện buồn này có thể sẽ sớm thay đổi sau năm 2017. Lần đầu tiên trên thế giới, các nhà khoa học tại Đại học Vanderbilt đã phát triển một quả thận nhân tạo có thể cấy ghép. Quả thận này là một thể lai sinh học, chứa trong đó một hệ màng lọc vi chip và những tế bào thận sống.

Nó thậm chí không cần pin, và sử dụng chính năng lượng từ áp lực của tim và dòng máu chảy. Quả thận nhân tạo sẽ được đưa vào thử nghiệm lâm sàng vào cuối năm nay.

 


Bệnh nhân suy thận sẽ không phải lọc máu bằng máy, nếu họ cấy ghép thận nhân tạo

Bệnh nhân suy thận sẽ không phải lọc máu bằng máy, nếu họ cấy ghép thận nhân tạo

 

Trái tim của bước đột phá mới này chính là các vi chip sử dụng công nghệ nano silicon. Tiến sĩ William H. Fissell IV, người đứng đầu nhóm nghiên cứu cho biết: “[Công nghệ nano silicon] này sử dụng những quy trình tương tự như ngành công nghiệp điện tử phát triển các vi mạch máy tính”.

Các vi chip này có giá cả phải chăng, và có thể giữ chức năng như một bộ lọc chính xác cao. Nó giúp quả thận nhân tạo hoạt động như một cơ quan thật: đào thải muối, nước và các sản phẩm phụ của cơ thể, giúp bệnh nhân suy thận không cần phải lọc máu bằng máy.

Mỗi một quả thận nhân tạo chứa khoảng 15 lớp vi chip xếp chồng lên nhau. Các vi chip6 làm việc như một bộ lọc, đồng thời là một hệ thống hỗ trợ cho các tế bào thận sống trên đó.

Các tế bào thận được nuôi dưỡng để phát triển trong một đĩa thí nghiệm. Sau đó, chúng trở thành một thành phần trong hệ thống nửa máy nửa sinh học.

Màng tế bào sống cho phép thiết bị phân biệt các hóa chất vô hại và có hại chảy qua chúng. “Nhờ vậy, chúng có thể hấp thụ một phần các chất dinh dưỡng để sống và hoạt động, đồng thời loại bỏ các chất thải cơ thể bạn muốn đào thải”, Tiến sĩ Fissell nói.

 


Một trong 15 màng lọc microchip trong quả thận nhân tạo

Một trong 15 màng lọc microchip trong quả thận nhân tạo

 

Thận nhân tạo không cần bất kỳ một nguồn điện bên ngoài và hoạt động dựa trên dòng máu của chính bệnh nhân. Tuy nhiên, nó cũng tồn tại một thách thức: Làm thế nào máu chảy qua các màng lọc, chịu một áp lực mà các tế bào không bị tổn hại hoặc đông lại?

Để giải quyết vấn đề, Fissell và nhóm của ông đã cộng tác với Amanda Buck, một kỹ sư y sinh. Họ nhìn vào một lĩnh vực khoa học tiềm năng để tìm ra đáp án cho vấn đề đông máu.

Sử dụng lý thuyết về động lực học chất lỏng kết hợp với mô hình máy tính, Buck có thể thiết kế và tinh chỉnh các kênh trong màng lọc, sao cho chúng dẫn máu đi qua một cách thông suốt và hiệu quả. Công nghệ in 3D được sử dụng để in các nguyên mẫu thực của thiết bị, sau đó phân tích kết quả của chúng.

 


Nguyên mẫu của các quả thận lai sinh học có thể cấy ghép cho người bệnh

Nguyên mẫu của các quả thận lai sinh học có thể cấy ghép cho người bệnh

 

Xem xét thực trạng thiếu hụt nguồn cung thận hiến tặng ngày nay, các quả thận nhân tạo này có thể là một lựa chọn cho các bệnh nhân suy thận. Bản thân sự thiếu hụt nguồn cung này không phải không có hậu quả.

Quỹ Thận Quốc gia Hoa Kỳ ước tính có khoảng 460.000 bệnh nhân suy thận đang ở giai đoạn cuối. Trong số đó, mỗi ngày sẽ có khoảng 13 bệnh nhân sẽ tử vong trước khi nhận được cấy ghép.

Mạng lưới Tiếp nhận và cấy ghép nội tạng Hoa Kỳ nói rằng, năm ngoái có khoảng 100.000 bệnh nhân Mỹ vẫn phải xếp hàng trong danh sách chờ ghép thận. Chỉ có khoảng 1 phần 5 số người trong danh sách được đáp ứng.

Trong tương lai, khi các nhà khoa học thúc đẩy nghiên cứu của họ tiến về phía trước, các quả thận nhân tạo có thể là một giải pháp mới để giải quyết tình trạng khan hiếm thận cấy ghép ở Hoa Kỳ. Dự kiến, các quả thận nhân tạo sẽ được thử nghiệm lâm sàng ngay cuối năm nay.

Tham khảo Futurism

Bình luận

Tin tức mới

Xem tất cả

Sự thật chỉ ăn gạo lứt muối mè sẽ khỏi ung thư?

Không ít người mang trong mình khối u, bệnh ung thư và cả những em nhỏ bị ung thư cũng được gia đình chỉ cho ăn gạo lứt muối mè, không ăn thịt cá… với quan niệm như vậy khối u sẽ tự "chết" vì bị bỏ đói. Liệu đây có phải cách hay để chữa trị ung thư?

Tiếng ù trong tai có thể giết chết bạn bất cứ lúc nào

Nữ diễn viên 36 tuổi Andrea Syron sống tại Michigan, Mỹ đã phải trải qua phẫu thuật nguy hiểm để ngăn chặn "quả bom hẹn giờ" trong não cô, thứ có thể giết chết cô bất cứ lúc nào nhưng bị các bác sĩ chẩn đoán nhầm là dị ứng, Dailymail đưa tin.

5 năm không sốt: Nên cẩn thận với hai loại bệnh ung thư

Theo mạng tin Hoàn cầu của Trung Quốc, nếu trong một thời gian dài không sốt thì chúng ta đừng vội nghĩ mình có một cơ thể khỏe mạnh. Trên thực tế, đây lại không phải là một chuyện tốt, có thể ung thư đang gõ cửa cơ thể của chúng ta.

Tăng cân giúp não to lên

Trọng lượng cơ thể gia tăng là một nhân tố quan trọng giúp con người gia tăng kích cỡ não và bước ra khỏi “thế giới” linh trưởng.

Tại sao chúng ta càng gãi càng ngứa?

Có lẽ với nhiều người, đây chỉ là một triệu chứng đơn thuần. Tuy nhiên đằng sau nó là những vấn đề phức tạp liên quan đến não bộ và các xung thần kinh cảm giác.

50% thuốc bán trên Internet là thuốc giả

Thông tin này được đưa ra tại hội thảo Hội thảo Nâng cao sức khỏe người bệnh: Tầm quan trọng của chất lượng và phát minh trong lĩnh vực dược phẩm được tổ chức tại Hà Nội ngày 16/3.

Đây là tộc người có trái tim khỏe nhất thế giới

Một nghiên cứu mới đây đã chỉ ra rằng, người Tsimané tại Bolivia, có tỉ lệ mắc bệnh tim thấp nhất trên thế giới. Trên thực tế, một người Tsimané 80 tuổi, sớ hữu trái tim khỏe hơn nhiều so với một người Mỹ 55 tuổi.

Công nghệ in 3D giúp tái tạo 100% mô hình quả tim người

Mô hình quả tim chế tạo bằng công nghệ in 3D đã cứu sống tính mạng của 1 bé trai 14 tháng tuổi trong 1 ca phẫu thuật tim. Đây là kết quả chế tạo của các kỹ sư tại trường khoa học kỹ thuật J.B Speed trực thuộc Đại học Louisville.

Bạn nên chấm dứt ngay 5 quan niệm sai lầm này về thực phẩm

Có phải cứ dầu thực vật là sẽ tốt cho sức khỏe? Đã từ lâu, chúng ta được nghe rất nhiều lời khuyên liên quan đến thực phẩm. Nhiều trong số đó đã trở thành niềm tin trong suốt một thời gian dài. Tuy nhiên, liệu tất cả những gì bạn học được về thực phẩm

Tử cung nhân tạo - Khi máy móc tạo ra được... con người

Việc sáng tạo ra tử cung nhân tạo là một tiến bộ khoa học đáng ghi nhận, nhưng giống như trí tuệ nhân tạo nếu con người không biết cách kiểm soát những phát minh một cách hợp lý thì đó chắc chắn là ngày tận cùng của nhân loại.

Bệnh hiếm Kawasaki bỗng dưng... không còn hiếm

Trong vòng một tháng nay, tại Bệnh viện (BV) Nhi Trung ương, số ca mắc bệnh Kawasaki bỗng nhiên tăng đột biến. Từng được xem là căn bệnh “lạ và hiếm”, Kawasaki tiềm ẩn nhiều nguy cơ vì gây tổn thương tim, ảnh hưởng tới tính mạng của trẻ.

Trầm cảm làm tăng nguy cơ bệnh tim

Một nghiên cứu lớn gồm hơn 3,2 triệu người cho thấy, những người bị bệnh tâm thần nặng (SMI), gồm tâm thần phân liệt, rối loạn lưỡng cực và trầm cảm, tăng 53% nguy cơ bị bệnh tim mạch so với những người không mắc bệnh tâm thần.

2 năm trước tạo ra não mini nhân tạo, chính các nhà khoa học cũng không ngờ ngày hôm nay nó có thể tự sản sinh mạch máu

Năm 2015, các nhà khoa học tại Đại học Brown đã phát triển thành công một loại “não mini” từ mô hình được tạo ra từ việc cấy ghép 3D các tế bào thần kinh sống. Mục đích ban đầu của các nhà khoa học là tạo ra loại vật mẫu thí nghiệm mới có thể giúp giảm th

Vùng đất 900 năm không có ai mắc ung thư

Ở đó, khoảng cách cha con có thể lên tới 90 tuổi. 100 tuổi vẫn được coi ở độ tuổi trưởng thành, phụ nữ 80 tuổi trông trẻ như mới ngoài 40. Những cụ ông, cụ bà 130 tuổi vẫn lao động hăng say và nhiều người sống tới 145 tuổi.

Những cơn mưa phóng thích 800.000 nghìn tỷ vi khuẩn mặt đất vào không khí, nhiều gần bằng số sao trong vũ trụ chúng ta biết

Đừng bao giờ nếm một cơn mưa, nếu bạn không muốn trở thành một kẻ thảm sát hàng loạt. Nếm một cơn mưa là bạn đang kết thúc số phận của hàng triệu vi khuẩn, trong chuyến phiêu lưu rời khỏi mặt đất của chúng. Một số vi khuẩn ấy, thậm chí, có thể "trả thù" b

Trung Quốc thử nghiệm thành công thiết bị điều chỉnh đường huyết từ xa bằng ứng dụng điện thoại - giải pháp cho bệnh nhân tiểu đường

Hãy tưởng tượng việc người bệnh tiểu đường có thể nói lời tạm biệt với những ống tiêm vật lý, thứ mà họ đang phải sử dụng để tiêm insulin vào cơ thể mỗi ngày. Thay vào đó, họ chỉ cần cài một ứng dụng trên điện thoại di động, là đã có khả năng theo dõi mức

Đây là 6 điều không nên nói với một người mắc ung thư

Đối mặt và trò chuyện với một người mắc ung thư không phải là điều dễ dàng. Trong nhiều trường hợp, tâm lý của họ trở nên rất phức tạp. Khi đó, ngay cả bạn bè và những người thân thiết nhất của bệnh nhân cũng phải cảm thấy bối rối.

10 cách đường gây hại cho sức khỏe của bạn

Đường là một loại thực phẩm có thể quyến rũ bất cứ ai bởi hương vị ngọt ngào của nó. Đây cũng là một nguồn cung cấp năng lượng quan trọng cho cơ thể. Tuy nhiên, việc bạn tiêu thụ quá nhiều đường sẽ gây tác hại khôn lường đến sức khỏe. Đó cũng chính là lí

Phá bỏ nguyên tắc tuần làm việc 40h, sắp xếp lại cuộc sống không theo mốc thời gian và kết quả bất ngờ cho những người thực hiện

Nguyên tắc làm việc 8 giờ/ngày, 5 ngày/tuần đã tồn tại cả trăm năm hóa ra không phải thứ gì dựa trên khoa học mà đơn giản chỉ là cách gia tăng lượng cầu cho hàng hóa tiêu dùng. Vậy thì chúng ta nên bố trí thời gian trong ngày như thế nào để đạt hiệu quả c

Rối loạn chức năng tuyến giáp liên quan đến suy tim

Nghiên cứu mới chỉ ra rằng những người bị suy giáp (tuyến giáp kém hoạt động) có nguy cơ cao bị suy tim nặng, người cường giáp (tuyến giáp hoạt động quá mức) có thể dễ bị bất thường nhịp tim, thường là nhịp tim nhanh.

Người gầy, trẻ nhỏ cũng có thể mắc gan nhiễm mỡ

Bệnh gan nhiễm mỡ chủ yếu do rối loạn chuyển hóa tế bào gan gây ra. Nhiều người quan niệm gan nhiễm mỡ thường gặp ở những người uống nhiều rượu, bia, thừa cân, béo phì, song trên thực tế người gầy, trẻ nhỏ cũng bị mắc gan nhiễm mỡ.

Có bí mật gì trong bữa sáng của những người sống thọ?

Bữa sáng là bữa ăn quan trọng nhất trong ngày, nhưng chỉ khi bạn thực hiện nó một cách khoa học. Dưới đây là vài gợi ý cho một thực đơn cung cấp nguồn năng lượng dồi dào mà những người khỏe mạnh và có tuổi thọ cao đã duy trì trong nhiều năm.

Suy hô hấp nặng hồi phục hoàn toàn nhờ tim phổi nhân tạo

Các bác sĩ Khoa hồi sức tích cực, Bệnh viện Bạch Mai vừa cấp cứu thành công bệnh nhân bị suy hô hấp nặng, rối loạn đông máu, suy tuần hoàn và suy thận cấp. Hiện tại bệnh nhân đã phục hồi và được xuất viện. Theo các bác sĩ, nếu không được hỗ trợ chạy tim p

Mới chớm mùa nắng, bệnh ở trẻ đã gia tăng

Mỗi ngày 2 bệnh viện Nhi Đồng đang phải tiếp đón từ 9 - 10.000 lượt trẻ đến khám và điều trị. Bác sĩ cảnh báo, thời tiết bắt đầu vào mùa nắng nóng sẽ tạo điều kiện cho vi rút gây bệnh phát triển, phụ huynh cần tăng cường bảo vệ sức khỏe cho trẻ.

Cảnh giác đột ngột viêm cơ tim

Nghe bác sĩ chẩn đoán người bệnh bị suy tim nặng, đe dọa tính mạng... thân nhân cứ ngỡ ngàng. Triệu chứng của bệnh này thường nhẹ như sốt, mệt mỏi, đau cơ nên dễ bị bỏ qua.

Những hiểu lầm phổ biến về muối

Muối là thực phẩm quen thuộc trong gian bếp mỗi nhà. Tuy nhiên, không phải lúc nào chúng ta cũng có những nhìn nhận đúng về muối. Dưới đây là những hiểu lầm thường gặp về muối.

Phát hiện gen gây đột tử ở người trẻ tuổi

Các nhà nghiên cứu Canada, Nam Phi và Ý đã xác định được một gen mới có thể gây đột tử ở thanh niên và các vận động viên. Đó là gen CDH2 gây bệnh cơ tim tâm thất phải gây loạn nhịp (ARVC), một rối loạn di truyền khiến cho tim bệnh nhân ngừng đập và là ngu

Những trường hợp cần hạn chế tỏi

Tỏi có chứa một hợp chất gọi là allicin, đem lại nhiều lợi ích cho sức khỏe. Ăn tỏi giúp hạ huyết áp cao, đồng thời hạn chế hình thành angiotensin II, một loại hormone làm giãn nở các mạch máu.