4 phát minh giả sinh học làm thay đổi y học

4 phát minh giả sinh học làm thay đổi y học

Đuôi bionic

Thường thì con người ta không cần đến đuôi, nhưng trong kỹ xảo điện ảnh như phim Chúa Nhẫn (Lord of the Rings) người ta lại tạo ra những cảnh đóng thế “giả như thật”. Chính công nghệ này đã giúp cho Nadya Vessey - một phụ nữ ở Auckland, New Zealand có một chiếc đuôi và có thể bơi được như cá. Nadya Vessey bị bệnh bẩm sinh ngay từ khi 16 tuổi nên buộc phải cắt bỏ chân và dùng chân giả. Nadya thường xuyên lui tới bể bơi và một hôm, tình cờ một người lạ khi thấy chị mang chân giả liền thắc mắc, vì sao không có chân mà vẫn bơi được. Nadya Vessey đã đùa rằng mình là nàng tiên cá. Từ tình tiết trên đã thôi thúc Nadya liên hệ với xưởng làm chân tay giả Weta Workshop - một công ty chuyên đảm nhận các kỹ xảo điện ảnh để đặt hàng chiếc đuôi. Nhờ đó, Nadya đã bơi được thoải mái dưới bể y chang nàng tiên cá.

Chiếc đuôi giả sinh học này có cấu trúc hoàn chỉnh với cả lớp vây lẫn đuôi bằng polycarbonate. Lớp vây được in kỹ thuật số nên rất khó phát hiện. Kết quả tuy không còn đôi chân nhưng Vessey vẫn đi lại bình thường và bơi như nàng tiên cá. Thậm chí nhờ chiếc đuôi bionic, Vessey có thể tham gia môn thi đấu triathlon (3 môn kết hợp).

Nhờ đuôi bionic, người khuyết tật có thể bơi như nàng tiên cá.

Mắt cá bionic

Theo Hugh Herr - Giám đốc Tập đoàn Biomechatronics thuộc Viện Công nghệ Massachusetts, Mỹ thì công nghệ y sinh hiện đang phát triển như vũ bão, nhiều căn bệnh liên quan đến thể chất hay khuyết tật sẽ sớm được khắc phục. Nhiều người bị tàn tật đã được phục hồi khả năng chẳng khác nào người lành lặn như trường hợp vũ công Adrianne Haslet-Davis là một ví dụ. Từng là vũ công chuyên nghiệp nhưng không may Adrianne đã mất một phần chân trong vụ đánh bom Boston Marathon.

Ngay sau khi gặp nạn, Adrianne nhanh chóng được đưa lên một xe cấp cứu để tới Trung tâm y tế Boston. Trên xe, Adrianne đã cố gắng nói với người y tá rằng chị là một vũ công, hãy cố gắng cứu giúp chị đôi chân, nhưng để đảm bảo tính mạng, các bác sĩ buộc phải cắt bỏ một nửa cẳng chân dưới bên trái. Hugh Herr - người bị mất chân trong một tai nạn leo núi, chính là người đã thiết kế và tạo ra một mắt cá chân nhân tạo để phục hồi khả năng khiêu vũ cho Adrianne. “Trong phòng thí nghiệm, chúng tôi đã sao chép nguyên lý tự nhiên. Trước tiên là tạo mô hình phần cơ bị mất và cách các cơ được kiểm soát bởi tủy sống và ứng dụng các nguyên tắc này cho thiết kế cơ chế hoạt hóa của mắt cá giống như tự nhiên”.

Hugh Herr cùng các cộng sự đã cung cấp chân giả cho trên 90 người với các phiên bản tùy chỉnh của mắt cá chân bionic.

Người tàn tật được phục hồi khả năng như người lành lặn nhờ các bộ phận giả sinh học

Đầu gối bionic

Tiến bộ của công nghệ giúp những người bị khuyết tật có thể đi lại được dễ dàng như trường hợp nữ sinh người Mỹ Hailey Daniswicz - bị mất phần chân trái dưới do ung thư xương năm 2005. Hiện Hailey Daniswicz đang luyện tập để sử dụng được chiếc đầu gối giả sinh học này. Theo Levi Hargrove - chuyên gia ở Viện Phục hồi chức năng của Trung tâm Y học Bionic Chicago (Mỹ), để giúp Daniswicz đi được, các nhà khoa học đã chọn giải pháp tích hợp người và máy, trong đó sử dụng những tín hiệu điện cơ và phần mềm máy tính để kiểm soát chân robot mới. Các điện cực gắn vào 9 phần cơ khác nhau của đùi Daniswicz, đóng vai trò như các ăng-ten thu nhận tín hiệu điện được gửi từ tế bào thần kinh đến cơ. Số tín hiệu điện này được phát ra theo những khuôn mẫu nhất định tùy thuộc vào ý định cử động của Daniswicz.

Sau một thời gian, máy tính có thể xác định những khuôn mẫu nói trên nhằm đoán biết ý định cử động của người bệnh. Daniswicz huấn luyện nhân vật ảo trên máy tính, hướng dẫn nhân vật ảo này uốn cong và duỗi đầu gối, co duỗi mắt cá chân trên màn hình thông qua các cử động nhẹ của cơ đùi. Bước tiếp theo là phần thực hành khó khăn hơn như lên xuống cầu thang và nhiều động tác khác để giúp Daniswicz sử dụng thành thạo đầu gối bionic. Daniswicz và 3 người khác tham gia thử nghiệm không chỉ di chuyển chân và uốn cong đầu gối mà còn có thể kiểm soát mắt cá chân bằng đầu gối bionic. Nếu dự án thành công, hy vọng đầu gối và chân tay bionic sẽ tạo ra cuộc cách mạng trong lĩnh vực chân tay nhân tạo, giúp cải thiện chất lượng sống cho nhóm người mắc bệnh hoặc tai nạn gây ra.

Răng bionic

Theo các nhà khoa học, khả năng tái tạo răng và ngăn ngừa sâu răng bằng công nghệ bionic sẽ sôi động trong tương lai. Theo đó, các bác sĩ nha khoa sẽ sử dụng các chất thay thế sinh học để giải quyết vấn đề sâu răng. TS. Ana Angelova Volponi - chuyên gia sinh học người Mỹ cho rằng, các nghiên cứu tạo ra “răng sinh học” được xem là một trong những phát minh điểm nhấn trong lĩnh vực nha khoa, cho ra đời thế hệ răng mới bằng cách sử dụng tế bào gốc nướu trưởng thành.

Theo BBC, ngoài răng bionic, các nhà nghiên cứu của hai Đại học Nottingham và Harvard Hoa Kỳ đang phát triển một vật liệu sinh học điều trị có thể hàn lành lỗ hổng và can thiệp trước khi phải diệt tủy răng.

Tham khảo thêm thông tin tại bài viết: Sự thật thú vị về các vi sinh vật đường ruột