Mô phỏng lá phổi khi hút cần sa bằng mô hình in 3D

Các nhà khoa học từ Đại học McMaster Canada và Đại học Waterloo đã in 3D một mô hình sống có khả năng tái tạo tác động của việc hút cần sa đối với phổi của con người.

Bằng cách tải 'Hệ thống tiếp xúc trong ống nghiệm' (IVES) với các tế bào biểu mô và cho chúng tiếp xúc với cây gai dầu, nhóm nghiên cứu đã có thể lập bản đồ chính xác các phản ứng bất lợi của cơ thể đối với thuốc kích thích. Sau thành công ban đầu của họ, các nhà nghiên cứu hiện đã làm cho thiết bị giám sát của họ ở dạng mã nguồn mở, với mục đích cho phép tiến hành nghiên cứu rộng rãi hơn để mở rộng hợp pháp hóa cần sa.

Trong khi phổi của chúng ta thường xuyên tiếp xúc với vi khuẩn và vi rút, cơ thể con người đã phát triển các phản ứng miễn dịch mạnh mẽ để ngăn ngừa chúng ta bị ốm. Các tế bào biểu mô lót đường thở của chúng ta là một phần quan trọng của lớp bảo vệ này, tạo ra chất nhầy cũng như các cytokine kháng vi-rút, và khi bị tổn thương bởi các bệnh như hen suyễn, chúng sẽ bị rối loạn chức năng, gây khó thở cho những bệnh nhân bị ảnh hưởng.

Theo các nhà khoa học Canada, hút cần sa tạo thành một “cuộc tấn công vào phổi” tương tự, trong đó nó gây ra các triệu chứng như ho, thở khò khè và tức ngực. Do đó, việc phát triển sự hiểu biết chính xác về tác động của khói thuốc lá là điều quan trọng để xác định các dấu hiệu cảnh báo tiềm ẩn, bên cạnh việc cung cấp thông tin cho chính sách của chính phủ, khi nhiều người đang xem xét hợp pháp hóa nó để sử dụng làm thuốc.

Các mô hình thử nghiệm in-vitro đã là một công cụ quan trọng khi nghiên cứu khói thuốc lá, nhưng do chi phí, độ chính xác và thiếu khả năng tiếp cận của chúng, chúng hiếm khi được sử dụng trong các nghiên cứu cần sa tương đương. Để khắc phục điều này, các nhà khoa học quyết định in 3D một hệ thống IVES mới, với mục đích làm cho nó dễ tiếp cận với các phòng thí nghiệm không chuyên nhất có thể.
Sử dụng máy in 3D Formlabs Form 2 , nhóm đã chế tạo IVES bốn buồng giống như lá phổi, có hai đầu vào, bốn đầu ra và bốn nắp buồng. Về lý thuyết, hệ thống hoạt động bằng cách 'hít' khói qua một trong các cửa hút của nó, trước khi phân phối nó qua bốn khoang của nó (mỗi khoang bao gồm một bộ phận nạp tế bào), trước khi khói thoát ra.

Mặc dù cuối cùng các nhà khoa học thừa nhận rằng sẽ cần thêm các thử nghiệm tham số để xác minh kết quả, nhưng họ cho rằng bộ máy của họ đã thành công. Trên thực tế, nhóm nghiên cứu tin rằng cách tiếp cận của họ có thể được áp dụng trong các nghiên cứu chất độc khác nhau, từ phân tích khớp và hơi, đến đánh giá tác động của mầm bệnh lên hệ miễn dịch.

Trong khi nhóm người Canada đang áp dụng phương pháp phòng ngừa bệnh phổi, một số tiến bộ đáng kể cũng đã được thực hiện trong việc phát triển các sản phẩm thay thế được in sinh học 3D

tin tức khác