Những đột phá sinh học làm nên cuộc cách mạng y học

Những tiến bộ trong công nghệ sinh học là cơ sở để phát triển nên bộ xương sinh học bên ngoài. Nó được bọc bên ngoài cơ thể con người, bộ xương này giúp người tàn tật dễ đi lại hơn.

Cột sống của ông Kevin Oldt bị chấn thương nghiêm trọng từ một tai nạn xe buýt. Kết quả là ông sống lệ thuộc vào cái xe lăn. Nhưng giờ đây, với bộ xương ngoài (một thiết bị giống như cái nịt gồm sự kết hợp của các thanh chống, thiết bị cảm biến, dây đai và phần mềm) mà ông Kevin đã nhận được sự trợ giúp đặc biệt cho nhu cầu đi lại của mình.

Mỗi khi ông Kevin Oldt bắt đầu đi lại (được hỗ trợ bằng nạng) thì 4 động cơ điện của bộ xương ngoài sẽ giúp làm thẳng thân dưới của ông. Chân ông Kevin cũng làm việc nhịp nhàng cùng với bộ xương ngoài.

Hồi tháng 4 năm 2016, Cơ quan quản lý hành chính thuốc và dược phẩm Mỹ (FDA) đã chấp thuận cho công ty Ekso GT (đơn vị tạo ra bộ xương ngoài cho bệnh nhân Kevin Oldt) được sử dụng thiết bị này cho những bệnh nhân bị đột quỵ và những người bị chấn thương cột sống bên dưới cổ.

Nadya Vessey sống ở Auckland (New Zealand) là một trường hợp đặc biệt. Bị mắc một chứng bệnh bẩm sinh, đôi chân của Nadya không phát triển như người bình thường, và bị cắt cụt vào năm bà lên 16 tuổi. Lúc Nadya trạc 50 tuổi, có một cậu bé khi nhìn thấy bà gỡ đôi chân giả liền hỏi bà có muốn có một đôi chân cho riêng mình không. Nadya nói rằng mình là Người Cá.

Bị ảnh hưởng bởi lời nói đùa của mình, bà Nadya đã viết thư cho Weta Workshop – một công ty tạo hiệu ứng đặc biệt, cũng là đơn vị đã sáng tạo hiệu ứng thị giác cho 2 bộ phim Biên niên sử Narnia và King Kong, đề nghị họ làm cho bà một cái đuôi như nàng tiên cá.

Weta Workshop phản hồi bằng cách chế tạo cho bà Nadya một mô hình đuôi cá làm từ sợi ẩm và nhựa. Cấu trúc của cái đuôi đặc biệt này có thể khiến bà Nadya bơi lội thoải mái hệt như Nàng tiên cá trong chuyện thần thoại.

Cái đuôi khá vừa khít với dáng người bà Nadya Vessey, nó có cả vây đuôi và sống đuôi cũng như những cái vẩy cá được in kỹ thuật số. Bà Nadya đang hy vọng sử dụng cái đuôi cá này để hoàn thành cuộc thi bơi lội 3 kỹ năng phối hợp.

Mới 2 tuổi, cậu bé John Simpson (ngày nay 60 tuổi) bị ngã và phải gọt cằm. Kết quả là ông chuyển bệnh bại liệt, không thể đi lại mà thiếu nẹp chân.

Cái nẹp này khá rườm rà và giới hạn các chức năng. Nhưng cái nẹp chân sinh học mới của ông John có thể giúp ông thoải mái đi lại, đạp xe và leo cầu thang.

Thiết bị nẹp chân sinh học cũng “cách mạng hóa” cuộc đời ông - John tếu táo nói. Bằng cách sử dụng công nghệ Bluetooth, chiếc nẹp chân sinh học được lập trình thông qua các cảm biến gắn trên đùi của ông John Simpson, màn hình sẽ theo dõi mỗi bước chân của ông, chiếc nẹp sinh học di chuyển với ông.

Nên biết rằng chiếc nẹp chân sợi cacbon này mạnh hơn thép và hoạt động thông qua pin sạc. Bộ phận kiểm tra nẹp chân sinh học sẽ hoạt động cứ mỗi 0,02 giây/lần, tạo cho ông John linh hoạt các nhu cầu hơn so với cái nẹp chân thông thường.

Bộ phim “Mê cung thần Nông” (“Pan’s Labyrinth”) công chiếu hồi năm 2006 có đặc tả một nhân vật có đôi mắt trong lòng bàn tay.

Mặc dù bộ phim là hư cấu song trong thực tế, người ta đã chế tạo được bàn tay sinh học được gắn con mắt nhân tạo.

Cánh tay giả này sử dụng trí tuệ nhân tạo để “nhìn” đồ vật. Người mang cánh tay sinh học có thể lấy đồ vật tự do nhờ vào xung điện được kích thích ở tay.

Cánh tay này sẽ phản hồi bằng cách chụp một bức ảnh của đồ vật, rồi sử dụng “một trong 4 vị trí dễ nắm bắt”, cánh tay để gần đồ vật rồi nhấc nó lên.

Hơn 500 bức ảnh đồ vật khác nhau đã được dùng để huấn luyện cánh tay này. Mỗi bức ảnh cho thấy có 72 hình ảnh nhỏ về góc cạnh và nhiều dạng nền ảnh khác nhau.

Khi các bài kiểm tra tiến triển, bàn tay sẽ học cách nắm giữ các đồ vật một cách tốt nhất. Hiện tại, đang có một dạng bàn tay sinh học mẫu, mặc dù nó được thử nghiệm bởi 2 người cụt chi, với hiệu quả đến 90%.

Nhưng nếu muốn đưa vào phục vụ cộng đồng thì cánh tay này phải đạt tỷ lệ thành công đến 100%. Các nhà nghiên cứu đang hy vọng những công nghệ thuật toán mới mẻ có thể khiến họ sớm đạt được mục tiêu. Họ cũng có kế hoạch làm cho bàn tay nhẹ hơn và đặt camera trong lòng bàn tay, hơn là đặt ở mu bàn tay.

Khả năng tái tạo răng và ngăn ngừa bệnh sâu răng bằng công nghệ sinh học có thể xảy ra trong tương lai gần khi mà các nha sĩ sử dụng các chất thay thế sinh học để chống sâu răng.

Tiến sĩ Ana Angelova Volponi đã nói như vậy trong việc sáng tạo ra một dạng “răng sinh học” được làm từ những tiến bộ mang tính đột phá như dùng các tế bào gốc nướu trưởng thành.

Mặc dù sự chế tác ra răng sinh học là hoàn toàn khả thi, nhưng các chuyên gia lại nhận định rằng nó chỉ có thể là một cách làm răng thường lệ trong lĩnh vực nha khoa. Tuy nhiên nếu tiếp tục nghiên cứu và có bao gồm kỹ thuật in 3D thì hy vọng rằng trong tương lai chúng ta có thể tự thay thế răng mới.

Căn bệnh thoái hóa điểm vàng do tuổi tác khiến ông Ray Flynn, người Anh đã mất luôn khả năng nhận diện khuôn mặt ngay từ năm 2009.

Tuy nhiên, chất lượng cuộc sống của ông đã thay đổi triệt để từ năm 2015, khi ông nhận được một ca cấy ghép điện truyền qua một video đến các tế bào mạnh khỏe trong võng mạc mắt của ông.

Một camera tí hon được gắn lên kính đeo mắt của ông Ray để thu giữ video. Ông Ray giờ đây có thể nhận diện khuôn mặt lại cũng như khả năng đọc rất tốt. Ông Ray cũng xem TV rất rõ nét.

Kỳ diệu hơn hết, thậm chí ông Ray còn có thể nhìn thấy đôi mắt nhắm của mình nhờ vào đôi kính video. Những người mắc bệnh viêm võng mạc sắc tố (retinitis pigmentosa) đã được hỗ trợ cùng công nghệ như của ông Ray Flynn.

Chuyên gia nhãn khoa Paulo Stanga tại Bệnh viện mắt Hoàng gia Manchester (Vương quốc Anh) phấn khởi cho biết: “Công nghệ mới này đã tạo nên một cuộc cách mạng làm thay đổi cuộc sống cho bệnh nhân, chính là phục hồi một số chức năng thị lực, giúp họ sống độc lập hơn”.

Trong một số trường hợp, liệu pháp gene có thể kết hợp với công nghệ sinh học để cải thiện khả năng nghe của con người.

Đa phần việc mất thính giác xảy ra giữa các tế bào lông trong ốc tai và dây thần kinh thính giác. Việc cấy ốc tai sẽ làm giảm tình trạng này bằng cách kích thích thần kinh ốc tai với những điện trở nhỏ xíu.

Tuy nhiên khi dây thần kinh thính giác bị phá hoại thì các tín hiệu do điện trở gửi đi đòi hỏi phải mạnh hơn, kết quả là âm thanh tạo ra sẽ lộn xộn. Cách duy nhất để tinh chỉnh âm thanh là phải sửa được dây thần kinh thính giác. Và ở đây thì liệu pháp gene sẽ phát huy tác dụng.

Trong các thử nghiệm liệu pháp làm mọc lại dây thần kinh thính giác vốn bị hỏng. Cụ thể, ông Jeremy Pinyon, một nhà khoa học thần kinh thính giác tại Đại học New South Wales (Australia) và cộng sự đã phát triển một Neurotrophim mã hóa gene – là một dạng chất đạm có khả năng kích thích dây thần kinh mọc lại – đi đến các tế bào nằm ở tai trong của những con chuột bạch bị điếc.

Cách làm này đã giúp phục hồi hoàn toàn thần kinh thính giác cho phép các loài động vật có thể nghe trở lại. Thủ thuật của nhà khoa học Jeremy Pinyon hứa hẹn sẽ tạo ra những chiếc tai sinh học thông qua liệu pháp gene.