Nhằm tìm hiểu tác động của việc hút thuốc tới sức khỏe con người, các nhà nghiên cứu tại Đại học Harvard đã tạo nên một chiếc phổi nhân tạo với đầy đủ đường thở tích hợp chip máy tính, đặt nó trong một con robot và cho nó "hút thuốc". Nghiên cứu sẽ giúp họ hiểu hơn về căn bệnh viêm phổi tắt nghẽn mãn tính (COPD - loại viêm đường thở nhỏ không thể phục hồi) và mối liên hệ của nó với không chỉ việc hút thuốc mà còn cả vape vốn đang là trào lưu hiện nay.
Tiến sĩ Donald Ingber, giám đốc viện cơ khí sinh học Wyss thuộc Đại học Harvard, người đã tạo nên con robot hút thuốc cho biết: "Nó giống như là một khẩu súng Gatling với nòng xoay gắn 10 - 12 điếu thuốc trên đó. Chúng tôi sử dụng mồi thuốc trên xe hơi để tự động châm thuốc và sau đó máy sẽ tự động rít thuốc giống như con người. Bạn có thể điều chỉnh tần số rít thuốc, cường độ và thời gian rít thuốc,... cuối cùng theo dõi điều gì xảy ra khi thuốc đi từ ngoài vào máy, đi qua khoảng không gian mô phỏng đường thở có chip tích hợp tế bào."
Đường thở nhân tạo từ lấy từ mô người được nuôi dưỡng và kết hợp với các ống dẫn trên một con chip
Điểm đặc biệt của hệ thống này chính là "con chip có đường thở" - một phần trong chuỗi những "cơ quan nằm trên chip" được tạo ra nhằm phục vụ mục đích nghiên cứu. Đây bản chất là những tế bào được nuôi cấy, thiết kế nằm trên một con chip. Trước đây, người ta đã nuôi cấy trên chip những tế bào thận, ruột, phổi và cả nhau thai,... nhằm phục vụ nghiên cứu mà không gây hại trên các động vật sống hoặc con người.
Tiến sĩ Donald Ingber, giám đốc viện cơ khí sinh học Wyss thuộc Đại học Harvard, người đã tạo nên con robot hút thuốc cho biết: "Nó giống như là một khẩu súng Gatling với nòng xoay gắn 10 - 12 điếu thuốc trên đó. Chúng tôi sử dụng mồi thuốc trên xe hơi để tự động châm thuốc và sau đó máy sẽ tự động rít thuốc giống như con người. Bạn có thể điều chỉnh tần số rít thuốc, cường độ và thời gian rít thuốc,... cuối cùng theo dõi điều gì xảy ra khi thuốc đi từ ngoài vào máy, đi qua khoảng không gian mô phỏng đường thở có chip tích hợp tế bào."
Đường thở nhân tạo từ lấy từ mô người được nuôi dưỡng và kết hợp với các ống dẫn trên một con chip
Điểm đặc biệt của hệ thống này chính là "con chip có đường thở" - một phần trong chuỗi những "cơ quan nằm trên chip" được tạo ra nhằm phục vụ mục đích nghiên cứu. Đây bản chất là những tế bào được nuôi cấy, thiết kế nằm trên một con chip. Trước đây, người ta đã nuôi cấy trên chip những tế bào thận, ruột, phổi và cả nhau thai,... nhằm phục vụ nghiên cứu mà không gây hại trên các động vật sống hoặc con người.
Trong nghiên cứu lần này, một đường thở nhân tạo nằm trên chip được tạo ra bằng cách lấy tế bào từ biểu mô của nhiều đối tượng khác nhau, gồm cả người khỏe mạnh lẫn các bệnh nhân mắc viêm phổi tắc nghẽn mãn tính. Từ các khối mô lấy được, nhóm nghiên cứu tiến hành liên kết với các ống dẫn siêu nhỏ nhằm cung cấp dinh dưỡng cho các tế bào, cho phép tạo nên một đường thở nhân tạo "sống" được tới 4 tuần, các nhà nghiên cứu cho biết.
Mặc dù ai cũng biết việc hút thuốc là có hại cho sức khỏe người hút nhưng nghiên cứu lần này của các nhà khoa học Harvard giúp hiểu rõ hơn chính xác thì hút thuốc có hại tới mức nào, tác động ra sao.
Tiến sĩ Ingber cho biết: "Một trong những lợi thế lớn của cách tiếp cận này chính là bạn có thể tìm được câu trả lời chính xác cho câu hỏi hút thuốc tác động như thế nào tới một bệnh nhân cụ thể. Chúng ta có thể sử dụng một con chip tạo nên từ một bệnh nhân và theo dõi điều gì xảy ra với nó trước và sau khi hút thuốc. Trước đây, các nghiên cứu lâm sàng về hút thuốc chỉ đơn giản là phân tích trên một số bệnh nhân nhất định vốn có tiền sử hút thuốc và so sánh với nhóm không hút. Tuy nhiên vấn đề ở đây là mỗi người đều có lịch sử hút thuốc khác nhau, kết hợp với nhiều yếu tố khác như môi trường trong nhà, nơi làm việc,... và những thông tin này gây nhiễu khiến khó lòng xác định chính tác động của hút thuốc."
Xác định dược chính xác tác động của việc hút thuốc tới sức khỏe con người, các nhà khoa học sẽ tìm được cách điều trị hữu hiệu hơn với những căn bệnh do thuốc lá gây ra nói riêng và bệnh hô hấp nói chung. Đồng thời, họ cũng sẽ xác định được luôn tác động của xu hướng hút vape hiện nay vốn vẫn chưa được phân định rõ là lợi hay hại.
Bên ngoài robot như một khẩu súng nòng xoay, trên đó gắn 10 - 12 điếu thuốc lá.
Điếu thuốc được châm tự động bằng dụng cụ mồi thuốc giống trên xe hơi. Người ta có thể điều chỉnh được tốc độ, số lần rít, lực rít và thời gian rít giống như người hút.
Hệ thống hút và thải siêu nhỏ nối với đường thở nhân tạo trên chip nhằm mô phỏng động tác phổi của người khi hút thuốc.
Quảng cáo
Khối mô đường thở nằm trên chip được nối với các ống dẫn khí nhằm cho tiếp xúc với khói thuốc khi robot hút. Đồng thời nó cũng được cung cấp dinh dưỡng để sinh sống bằng hệ thống ống dẫn.
Một phần mềm điều khiển ở bên ngoài được dùng để điều chỉnh các thông số của máy hút thuốc.
Tham khảo Harvard
