Trong suốt chiều dài lịch sử loài người, những đứa trẻ bị sinh ra với khuyết tật về khí quản (trachea) hay phế quản (bronchi), thường phải đối mặt với một số phận khá bi thảm: đó là khả năng bị nghẹt thở bất cứ lúc nào. Những ống quản đó chịu trách nhiệm dẫn không khí từ miệng và phổi, nhưng với một số trẻ sơ sinh khi sinh ra thì những miếng sụn xung quanh các ống này đã bị yếu bẩm sinh do đó ống quản không mở ra được (căn bệnh này được biết đến dưới tên gọi tracheomalacia). Trong nhiều trường hợp, căn bệnh này có thể làm hỏng khí quản hoặc phế quản hoàn toàn, khóa hẳn dòng không khí và khiến những đứa trẻ có thể đột ngột bị nghẹt thở.
Ngày nay, khi công nghệ in 3D đã dần trở nên phổ biến và có thể liệt kê một danh sách thành tựu dài đến mức đáng kinh ngạc trong mọi lĩnh vực. Chúng ta lại có thể đưa thêm một thành tựu nữa vào trong bản danh sách đấy, đó là: “chế tạo thành công một nẹp khí quản đặc biệt, cứu sống tính mạng của một đứa trẻ sơ sinh bị bênh tracheomalacia và có thể hấp thụ một cách an toàn vào cơ thể đứa trẻ trong 2 năm tiếp theo.” Một nhóm bác sĩ và kỹ sư đến từ Đại học Michigan đã tiến hành “in” miếng nẹp và cấy nó vào em bé 6 tuần tuổi có tên Kaiba Gionfriddo vào năm ngoái. Chiến công của họ đã được ghi nhận và công bố trong số ra ngày 22/5 của New England Journal of Medicine.
Câu chuyện cụ thể như sau: Vào tháng 12 năm 2011, đứa bé có tên Giondriddo được sinh ra và mang trong mình căn bệnh tracheomalacia quái ác (tỷ lệ xảy ra chỉ là 1/2200 đối với trẻ em Mỹ). Hiển nhiên, tuy những phần sụn yếu khiến cho việc hít thở của bé gặp nhiều khó khăn, nhưng những đứa trẻ thường vẫn có thể tự khỏi ở độ tuổi 2 hoặc 3 (nhờ khả năng rắn hóa tự nhiên của sụn theo thời gian). Thế nhưng, trường hợp của Giondriddo thì đặc biệt nghiêm trọng. Vào tháng 2 năm 2012, khi bố mẹ của bé là April và Bryan đi ra ngoài ăn tối, người ta đã phát hiện bé bị ngừng thở và khuôn mặt dần trở nên tím tái.
Ngay lập tức bé được đưa khẩn cấp vào bệnh viện và được cứu sống nhờ một máy hỗ trợ hô hấp (ventilator). Thế nhưng các bác sĩ nhận định khả năng bé có thể sống lâu là vô cùng thấp.
Một vài tuần sau đó, một nhóm kỹ sư Michigan, dẫn đầu bởi Scott Hollister bắt đầu thiết kế sản phẩm, dựa trên nghiên cứu trước đó của họ. Theo đó, thì các kỹ sư cũng đã tiến hành “in 3D” rất nhiều những miếng nẹp và những bộ phận giả khác, nhưng chưa từng thử nghiệm cấy ghép vào bệnh nhân. Đối với miếng nẹp đặc biệt này, họ đã sử dụng một máy chụp cắt lớp (CT) khí quản của Giondriddo và phế quản bên trái. Từ đó, tạo ra một hình mô phỏng kỹ thuật số 3 chiều mà sau này sẽ dùng để “in”. Điều này cho phép các kỹ sư chết tạo ra một miếng nẹp có thể khớp hoàn toàn với kích thước đường thở và đường cong của khí quản.
Vào ngày 21/2/2012, miếng nẹp đã được khâu vào xung quanh phần phế quản bị khuyết tật của Giondriddo bằng phương pháp phẫu thuật. Và gần như ngay lập tức, miếng nẹp mở rộng đường khí quản của bé và cho phép bé thở một cách bình thường. “Đó là một điều kỳ diệu. Ngay khi miếng nẹp được đặt vào, hai lá phổi nhỏ bé lập tức bắt đầu phập phồng lần đầu tiên trong đời,” Glenn Green, bác sĩ đã tiến hành phẫu thuật và hỗ trợ thiết kế miếng nẹp cho biết trong một thông cáo báo chí.
21 ngày sau, Giondriddo đã được tháo máy hỗ trợ hô hấp và không gặp bất kỳ vấn đề nào về hô hấp trong 14 tháng sau đó, kể từ ngày phẫu thuật. Ngoài việc giữ cho phế quản luôn mở, miếng nẹp còn tạo bộ khung để những mô sụn tự nhiên có thể phát triển. Vì miếng nẹp được in bằng vật liệu biopolymer (polymer sinh học) có tên gọi polycaprolactone, nên nó có thể được hấp thụ dần dần vào cơ thể theo thời gian.
Trước đây, những trường hợp tracheomalacia nghiêm trọng thường được chữa trị bằng cách sử dụng máy hỗ trợ hô hấp để kéo dài thời gian, hoặc cấy những ống lưới xung quanh khí quản hoặc phế quản để giữ đường hô hấp luôn mở. Thế nhưng bằng việc thiết kế riêng một miếng ghép dựa trên công nghệ chụp cắt lớp, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một phương pháp trị liệu mới và theo họ thì có hiệu quả hơn rất nhiều.Thêm vào đó, vì sử dụng vật liệu tự tiêu biến được nên Giondriddo không cần phải trải qua tái phẫu thuật để tách thiết bị ra khỏi cơ thể.
Nhóm nghiên cứu cũng sử dụng công nghệ chụp CT và in 3D tương tự để sản xuất ra tai, mũi, sọ và xương giả, hiện vẫn đang được thử nghiệm. Một số nhóm nghiên cứu khác đã cấy ghép thành công tai, mũi và sọ “in 3D” lên bệnh nhân…
Người dịch: Trungmaster, theo Smithsonian
[…] khí quản nhân tạo, cứu sống một đứa bé bị khuyết tật khí quản bẩm sinh (link). Và ngày hôm nay, một lần nữa công nghệ này được ứng dụng thực tế để […]