Mực sinh học mở hướng phát triển công nghệ in 3D mô da

<p style="text-align: justify;">Từ khung ngoại bào của dây rốn người và da lợn, nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP.HCM đã chế tạo hai công thức mực sinh học, tạo cấu trúc bằng công nghệ in 3D và đánh giá khả năng tương thích với tế bào. Kết quả mở hướng phát triển vật liệu sinh học phục vụ kỹ nghệ mô và nghiên cứu tái tạo da.</p>

Ngày 09/9/2026, Đại học Quốc gia TP.HCM công bố kết quả nhiệm vụ "Nghiên cứu chế tạo mực sinh học (bio-ink) trên nền khung ngoại bào từ một số mô người và động vật nhằm ứng dụng trong công nghệ in 3D mô da", do GS.TS. Trần Lê Bảo Hà, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP.HCM chủ trì.

Mực sinh học (bio-ink) là vật liệu sử dụng trong công nghệ in sinh học 3D để tạo các cấu trúc mô theo thiết kế. Có thể hình dung, máy in 3D sinh học tạo cấu trúc theo từng lớp dựa trên mô hình đã thiết kế; thay vì dùng nhựa hoặc kim loại như in 3D thông thường, công nghệ này sử dụng mực sinh học làm vật liệu tạo hình. Vì vậy, mực không chỉ cần có khả năng tạo hình và duy trì cấu trúc sau khi in mà còn phải bảo đảm điều kiện phù hợp để tế bào bám, sống và phát triển.

Nghiên cứu tập trung vào các công đoạn thu nhận khung ngoại bào, chế tạo mực sinh học, in cấu trúc nâng đỡ, nuôi cấy tế bào và đánh giá vật liệu trên mô hình tổn thương da.

Chế tạo hai công thức mực sinh học

Nhóm nghiên cứu đã thu nhận khung ngoại bào (ECM - extracellular matrix) từ dây rốn người và trung bì da lợn. Khung ngoại bào chứa các thành phần cấu trúc như collagen và elastin, tạo môi trường cho tế bào bám và phát triển.

Sau quá trình xử lý loại tế bào, lượng ADN còn lại trong vật liệu ở mức dưới 50 ng/mg mẫu khô; kiểm tra mô học không ghi nhận dấu vết tế bào, trong khi collagen và elastin vẫn được duy trì.

Từ vật liệu này, nhóm nghiên cứu phối trộn gelatin và alginate với khung ngoại bào đã qua xử lý để chế tạo mực sinh học. Vật liệu có đặc tính phù hợp với phương pháp in 3D ép đùn, chỉ số khả năng in Pr đạt 0,95-0,99; đồng thời đáp ứng yêu cầu vô trùng và không gây độc tế bào trong thử nghiệm in vitro.

Các cấu trúc in 3D có độ dày 1,5-2 mm, duy trì được hình dạng trong điều kiện nuôi cấy và cho phép nguyên bào sợi người bám dính.

Kết quả nghiên cứu công bố trong năm 2026 cho thấy, với công thức gelatin-alginate bổ sung khung ngoại bào từ dây rốn, hơn 84% số lỗ của cấu trúc in nằm trong khoảng kích thước mục tiêu 160-270 µm. Vật liệu không gây độc và hỗ trợ duy trì khả năng sống của nguyên bào sợi.

Đánh giá trên tế bào và mô hình động vật

Sau khi tạo cấu trúc in 3D, nhóm nghiên cứu nuôi nguyên bào sợi và tế bào sừng người trên khung nâng đỡ. Kết quả cho thấy tế bào có khả năng tăng sinh trong điều kiện in vitro; vật liệu đáp ứng tiêu chí vô trùng và không gây kích ứng da trong phạm vi thử nghiệm.

Vật liệu tiếp tục được đánh giá trên mô hình động vật bị tổn thương bỏng. Kết quả bước đầu ghi nhận khả năng hỗ trợ quá trình tái tạo mô. Tại thời điểm đánh giá ngày thứ 14, cấu trúc bổ sung khung ngoại bào từ dây rốn ghi nhận quá trình tái biểu mô hóa tiến triển hơn so với nhóm đối chứng. Đây là kết quả trên mô hình động vật, chưa phải kết quả thử nghiệm trên người.

Kết thúc nhiệm vụ, nhóm nghiên cứu đã hình thành hai công thức mực sinh học, tạo được 20 ml mực trên nền khung ngoại bào dây rốn và 20 ml mực trên nền khung ngoại bào da lợn. Kết quả nghiên cứu còn có các công bố khoa học và một đơn đăng ký sáng chế được chấp nhận hợp lệ.

Việc xây dựng được quy trình từ thu nhận khung ngoại bào, chế tạo mực sinh học đến tạo cấu trúc in 3D và đánh giá trên tế bào, mô hình động vật là cơ sở để tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện vật liệu phục vụ kỹ nghệ mô và tái tạo da.