In sinh học 3D (3D Bioprinting) là một công nghệ sản xuất đắp lớp (additive manufacturing) sử dụng các vật liệu sinh học (“bioink”) chứa tế bào sống để xây dựng các cấu trúc 3D giống với mô sinh học tự nhiên. Thay vì in mực hoặc nhựa, máy in sinh học 3D lắng đọng các lớp tế bào và vật liệu sinh học để tạo ra các cấu trúc phức tạp như mô, mạch máu, và thậm chí cả các cơ quan nhỏ.

Ứng dụng của in sinh học 3D:

In sinh học 3D có tiềm năng cách mạng hóa nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong y học và nghiên cứu sinh học:

• Y học tái tạo:
  • Tạo mô và cơ quan để cấy ghép: Mục tiêu cuối cùng là in các cơ quan chức năng như gan, thận, tim để giải quyết tình trạng thiếu hụt nội tạng để cấy ghép. Hiện tại, công nghệ này đang được sử dụng để in các mô đơn giản hơn như da, sụn và xương.
  • Vá và phục hồi mô bị tổn thương: In các cấu trúc sinh học để hỗ trợ quá trình chữa lành vết thương, bỏng hoặc các tổn thương khác.
• Phát triển và sàng lọc thuốc:
  • Tạo mô hình bệnh tật in vitro: In các mô hình 3D của các khối u ung thư hoặc các mô bị bệnh khác để nghiên cứu cơ chế bệnh và thử nghiệm thuốc mới một cách hiệu quả hơn so với mô hình 2D truyền thống hoặc thử nghiệm trên động vật.
  • Sàng lọc độc tính của thuốc: Đánh giá tác động của thuốc lên các mô in 3D trước khi thử nghiệm trên người.
• Nghiên cứu cơ bản:
  • Nghiên cứu sự phát triển và chức năng của mô: Tạo ra các mô hình 3D phức tạp để nghiên cứu cách các tế bào tương tác và tổ chức thành các cấu trúc chức năng.
  • Phát triển các vật liệu sinh học mới: Thử nghiệm các loại bioink khác nhau để tối ưu hóa tính tương thích sinh học, khả năng in và chức năng của mô in.
• Y học cá nhân hóa:
  • In các mô và cơ quan theo đặc điểm của bệnh nhân: Sử dụng tế bào của chính bệnh nhân để in các cấu trúc sinh học, giảm nguy cơ thải ghép sau cấy ghép.
  • Phát triển các phương pháp điều trị và thuốc phù hợp với từng cá nhân.
• Thực phẩm tế bào:
  • Sản xuất thịt in 3D: In các cấu trúc thịt từ tế bào động vật trong phòng thí nghiệm, một hướng đi tiềm năng để giải quyết các vấn đề về bền vững và đạo đức liên quan đến chăn nuôi truyền thống.

Mặc dù vẫn còn trong giai đoạn phát triển, in sinh học 3D là một lĩnh vực đầy hứa hẹn với tiềm năng to lớn để giải quyết nhiều thách thức trong y học và các lĩnh vực liên quan.