Nhóm nghiên cứu tại Đại học Kỹ thuật Graz ở Áo và Viện Công nghệ Vellore ở Ấn Độ đang phát triển mô phỏng da in 3D có chứa tế bào sống để thử nghiệm các hạt nano từ mỹ phẩm mà không cần thử nghiệm trên động vật.

Chỉ thị 2010/63/EU đã đặt ra các hạn chế thử nghiệm trên động vật đối với thử nghiệm mỹ phẩm và các thành phần trên toàn Liên minh châu Âu (EU). Do đó, cần tìm kiếm các giải pháp thay thế để thử nghiệm khả năng hấp thụ và độc tính của các hạt nano từ mỹ phẩm như kem chống nắng.

Lớp da mô phỏng mới có cấu trúc mô ba lớp tự nhiên và cơ sinh học của da người, được tạo ra bằng công nghệ in 3D và bao gồm các công thức hydrogel được in cùng với các tế bào sống.

Các tế bào da tồn tại và phát triển trong hydrogel

Karin Stana Kleinschek, đồng tác giả nghiên cứu tại Viện Hóa học và Công nghệ hệ thống sinh học cho rằng: "Hydrogel mô phỏng da người được in 3D, phải đáp ứng một số yêu cầu. Hydrogel phải tương tác với các tế bào da sống. Các tế bào này không chỉ tồn tại mà còn phải có khả năng phát triển và sinh sôi”. Điểm khởi đầu cho các cấu trúc ổn định và có thể in 3D là công thức hydrogel được phát triển tại Đại học Kỹ thuật Graz.

Hydrogel có đặc trưng là hàm lượng nước cao, là điều kiện lý tưởng cho sự kết hợp và phát triển của các tế bào. Tuy nhiên, do hàm lượng nước cao nên cần có các phương pháp ổn định cơ học và hóa học cho các bản da in 3D. Các nhà khoa học tại Đại học Kỹ thuật Graz đang nghiên cứu chuyên sâu các phương pháp liên kết chéo để khắc phục hạn chế này. Quá trình liên kết chéo diễn ra trong điều kiện rất nhẹ nhàng và không sử dụng hóa chất gây độc tế bào. Sau khi ổn định thành công về mặt cơ học và hóa học, các đối tác tại Ấn Độ sẽ kiểm tra khả năng chống chịu và độc tính của các bản da in 3D trong nuôi cấy tế bào.

Chỉ khi các tế bào da trong hydrogel tồn tại trong nuôi cấy tế bào từ hai đến ba tuần và phát triển mô da thì mới có được mô phỏng da. Sau đó, mô phỏng da có thể được sử dụng cho các thử nghiệm tế bào tiếp theo trên mỹ phẩm.

Các thử nghiệm thành công

Các thử nghiệm đầu tiên về hydrogel in 3D trong nuôi cấy tế bào đã rất thành công. Vật liệu liên kết chéo không gây độc tế bào và ổn định về mặt cơ học. Theo Karin Stana Kleinschek, bước tiếp theo, các mô hình in 3D (mô phỏng da) sẽ được sử dụng để thử nghiệm các hạt nano. Nhóm nghiên cứu đang hợp tác để tối ưu hóa hơn nữa các công thức hydrogel và xác nhận tính hữu ích của chúng như chất thay thế cho các thí nghiệm trên động vật.

N.P.D (NASTIS), theo Sciencedaily, 4/2025