Các nhà khoa học đã thành công mô phỏng một con mắt nháy trên chip

131

Mắt người có cấu tạo vô cùng phức tạp, tới nỗi cha đẻ của học thuyết tiến hóa Charles Darwin còn từng nói rằng chúng “vô lý tới mức khó hiểu”. Chính vì vậy, việc mô phỏng và mô hình hóa con mắt là vô cùng khó khăn, và các nhà khoa học thường phải thử nghiệm tế bào mắt trên đĩa petri hoặc sử dụng mô hình mắt động vật thay thế. Tuy nhiên, mới đây các nhà nghiên cứu tại Đại học Pennsylvania đã thành công tạo ra một con mắt nhân tạo trên chip, dự kiến có thể dẫn tới một bước tiến lớn trong việc nghiên cứu về mắt.

Theo tờ Nature Medicine, con mắt này là thành tựu hợp tác của các bác sĩ nhãn khoa và kỹ sư sinh học, được xây dựng trên một con chip hình bát giác trong suốt, có kích cỡ tương đương một đồng xu. Ở tâm con chip là một khung dưới dạng kính áp tròng, với các tế bào lấy từ giác mạc và kết mạc, tạo thành bề mặt mắt. Trong con mắt này, mi mắt là một lớp gelatin hình chữ nhật phủ trên khung nói trên, qua đó mô phỏng hành động chớp mắt và tuyến lệ.

Trong quá trình đọc, hẳn là bạn đã chớp mắt một vài lần? Đây là phản xạ tự nhiên của mắt, giúp giữ mắt không bị khô, cũng như tạo nên một lớp màng trên bề mặt mắt. Dan Huh, tác giả chính của nghiên cứu, cũng là phó giáo sư tại Đại học Pennsylvania, là người đặc biệt quan tâm tới việc tái tạo các bộ phận cơ thể trên chip, cũng như các cơ quan tế bào. Đồng thời, ông cũng từng thành công trong việc tạo ra các chip nhau thai và phổi, hiện đang được thử nghiệm trên trạm không gian quốc tế.

Với Huh, chớp mắt chính là cử động mà đội của ông muốn tái tạo nhất trong mô hình mắt nhân tạo này.

Theo Huh, “Từ góc nhìn của một kỹ sư, việc suy nghĩ về tính khả thi của việc mô phỏng cấu trúc phức tạp của một con mắt đang chớp thật sự rất thú vị.” Thành công của công trình này cũng sẽ giúp cho việc mô hình hóa bệnh lý khô mắt (DED), có thể gây ngứa và sưng do mắt thiếu độ ẩm.

Để làm giảm trường hợp chip mô hình có thể bị “nhiễm bệnh”, nhóm nghiên cứu đã giảm tốc độ nháy mắt từ 12 lần/phút xuống còn 6 lần/phút, khiến lượng nước mắt bị giảm đáng kể. Sau đó, họ thử nghiệm một loại thuốc đang được thử nghiệm, và nhận thấy thuốc này có hiệu quả giảm rõ rệt triệu chứng sưng do DED.

Mối liên hệ giữa nước mắt và triệu chứng DED vẫn chưa hoàn toàn được lý giải. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho rằng nước mắt sẽ có tác dụng như một chất bôi trơn, hoặc có khả năng ngăn chặn các nguyên tử ngây ra triệu chứng sưng ngứa.

Mô hình tròng mắt thu nhỏ này không mô phỏng toàn bộ các tế bào – nó còn thiếu các mạch máu, giâu thần kinh và một số tế bào miễn dịch trong mắt. Và việc nghiên cứu các bệnh lý như DED lại không thể bỏ qua ảnh hưởng của những tế bào miễn dịch này. Vì vậy, nghiên cứu còn tồn tại nhiều hạn chế, trong việc mô phỏng chính xác cơ chế hoạt động của tuyến lệ, cũng như phản ứng của mắt với các tình huống thực tế.

Tôi hy vọng công trình của chúng tôi sẽ được cải tiến và hoàn thiện tốt hơn, từ đó có thể sử dụng cho các mục khác ngoài thử nghiệm thuốc, như thử kính áp tròng hay phẫu thuật mắt,” nghiên cứu sinh Seo Jeongyun, đồng tác giả của nghiên cứu chia sẻ.

Theo CNet

Tin liên quan: