Tim nhân tạo có khả năng hoạt động gần như tương đương với tim người

Các nhà khoa học thuộc viện ETH Zurich ở Thụy Sĩ vừa chế tạo thành công một trái tim nhân tạo làm từ silicone từ công nghệ in 3D, có khả năng hoạt động gần như tim người. Sở hữu trọng lượng 390 gram với thể tích 679 cm³, tim silicone có cùng kích thước nhưng hơi nặng hơn trái tim bình thường.

Công nghệ mới hứa hẹn sẽ giúp chúng ta thay thế các bộ phận cơ thể thiết yếu và hỗ trợ cứu sống hàng triệu người trong tương lai.

Với khoảng 26 triệu bệnh nhân mắc chứng suy tim và không đủ khả năng tài chính để thay thế một trái tim khỏe mạnh trên toàn thế giới, sản phẩm nhân tạo sẽ là một giải pháp vô giá và dài hạn.

Nhóm nghiên cho biết, bản mẫu của họ đã có thể hoạt động bình thường trong khoảng nửa giờ trước khi các vật liệu cấu thành bị phân rã. Hiện các nhà khoa học đang tích cực nghiên cứu để giải quyết các vấn đề liên quan đến độ bền.

Nicholas Cohrs, một trong những thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết: "Mục tiêu của chúng tôi là phát triển một trái tim nhân tạo có kích thước bằng với bản thật trên người bệnh nhân và nó còn có thể mô phỏng hoàn hảo không chỉ hình thức mà cả chức năng của trái tim con người".

Tương tự như tim của con người, trái tim silicone cũng có tâm thất trái và phải. Ngoài ra nó còn sở hữu thêm một buồng bổ sung hoạt động như động cơ của tim bằng cách điều khiển bơm phía ngoài.

Nguyên lý hoạt động của tim nhân tạo này là khí áp suất cao làm tăng và giảm buồng thứ ba nhằm dẫn máu đi qua các tâm thất. Các nhà khoa học cũng sử dụng một chất lỏng có độ nhớt tương tự như máu khi thực hiện thí nghiệm trên.

Nhóm nghiên cứu hy vọng sản phẩm của mình có thể thay thế hoàn toàn bản thể thật trong tương lai. Không như máy móc, tim thật luôn có nguy cơ gặp trục trặc và rất dễ bị tổn thương.

Ngay ở thời điểm hiện tại, các máy bơm cơ học nhân tạo đã và đang được sử dụng để hỗ trợ những bệnh nhân đang hồi phục từ chứng suy tim hoặc những người đang chờ được khuyên tặng một trái tim thật.

Tuy mỗi trái tim silicone mới chỉ đập được khoảng 3.000 nhịp và sức mạnh của vật liệu cũng như hiệu suất của tim cần được cải thiện đáng kể, nhưng có một trái tim mềm mại được tạo ra chỉ bằng máy in 3D là một khởi đầu không thể tuyệt vời hơn.

Cohrs cho biết: "Thí nghiệm này chỉ là một bài kiểm tra tính khả thi của dự án. Mục tiêu của chúng tôi không phải là giới thiệu đến cộng đồng một trái tim đã sẵn sàng để cấy ghép mà là đề xuất một hướng mới cho sự phát triển của ngành tim nhân tạo".

Nếu chúng ta không thể thay thế cơ quan quan trọng nhất của cơ thể con người bằng một phiên bản in 3D, thì các bác sĩ vẫn có thể sử dụng công nghệ này để hỗ trợ tái tạo các mô tim bị hư hỏng. Tháng trước, các nhà khoa học đã giải thích làm thế nào phương pháp lập trình gen trong cây “thu mẫu đơn biển” lại có thể dạy tế bào gốc trên người thay thế các mô tim hỏng.

Trong khi đó, hồi đầu năm nay một nhóm nghiên cứu từ Học viện Bách khoa Worcester (WPI) đã sử dụng lá rau bina để tạo ra một mô tim hoạt động hoàn chỉnh bao gồm tĩnh mạch có thể vận chuyển máu.

Mặc dù vẫn còn phải trải qua một chặng đường dài để có thể thay thế hoặc tái tạo lại trái tim con người, nhưng thật thú vị khi nghĩ rằng chúng ta đang tiến gần tới thành tựu đó hơn.

Khánh Duy (Theo Science Alert)