Theo trang tin Guancha, gần đây, nhóm của Giáo sư Quan Kiến Quốc ở Phòng thí nghiệm trọng điểm Nhà nước về Công nghệ tổng hợp vật liệu mới và Học viện Vi điện tử đã đạt được tiến bộ quan trọng trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển robot siêu nhỏ, chế tạo thành công robot nano (nanobot) có thể tiêm qua tĩnh mạch để làm tiêu huyết khối. Thành quả này đã được đăng tải trên Science Advances – một ấn phẩm thuộc tạp chí Science danh tiếng.
Giáo sư Quan Kiến Quốc, Phó giám đốc Phòng thí nghiệm trọng điểm của Trung Quốc về vật liệu mới và công nghệ tổng hợp nói: "Đây là robot nano tiêu huyết khối được điều khiển bằng từ tính mà chúng tôi đã phát triển. Dưới tác động của từ trường bên ngoài, nó có thể bò và di chuyển đến vị trí bị tổn thương".
Robot nano là một hạt siêu nhỏ có kích thước nanomet mà mắt thường không thể nhìn thấy này là một robot nano tiêu huyết khối có thể tiêm vào tĩnh mạch, chỉ tương đương một phần mười nghìn độ dày của sợi tóc người. Không giống như các robot bọc kim loại với các thiết bị điện tử như pin và chip, robot nano có thể chuyển đổi các dạng năng lượng khác như nhiệt năng, năng lượng từ trường và năng lượng điện thành động năng của chính chúng. Nó có thể được tiêm vào cơ thể thông qua tiêm tĩnh mạch như các loại thuốc thông thường và thực hiện nhiệm vụ tiêu huyết khối để hoàn thành việc điều trị an toàn cho các bệnh tim mạch, giúp giảm đáng kể đau đớn cho bệnh nhân và giảm rủi ro phẫu thuật.
(Ảnh: Sohu)
Giáo sư Quan Kiến Quốc nói: "Lần đầu tiên trên thế giới, một robot nano tiêu huyết khối được điều khiển từ tính đã được sử dụng để tiêu huyết khối an toàn trong cơ thể động vật. Trước đó, tiêu huyết khối có thể được giải quyết, nhưng sẽ mang lại những tác dụng phụ khác. Ngoài ra, bản thân robot sẽ tạo ra cục máu đông thứ hai trong mạch máu. Chúng tôi đã đạt được sự tháo gỡ vấn đề: khi đang hoạt động nó là robot, nhưng sau khi hoàn thành công việc, nó có thể tự động tách rời thành từng hạt nano riêng lẻ, không gây ra sự kết tụ và làm đông máu trong tĩnh mạch".
Từ năm 2012, nhóm của Giáo sư Quan Kiến Quốc đã bắt đầu nghiên cứu và phát triển robot nano. Sau hơn mười năm nghiên cứu, họ đã giải quyết thành công các vấn đề ứng dụng điều khiển hiệu quả robot nano có mục tiêu trong môi trường sinh học. Điều này sẽ đặt nền móng cho việc sử dụng robot nano trong điều trị an toàn bệnh tim mạch.
Giáo sư Quan Kiến Quốc nói: “Cho đến nay, kỹ thuật này mới chỉ được thử nghiệm trên động vật. Nếu được đưa vào thực hành lâm sàng, cần phải giải quyết vấn đề nanobot phân hủy hoàn toàn và tự nhiên trong cơ thể con người. Trong vòng 5 đến 10 năm tới, chúng tôi sẽ làm cho robot được truyền động bằng từ tính này thực sự có trí thông minh của con người và có thể cung cấp thuốc theo yêu cầu cũng như tự chủ tìm kiếm mục tiêu, bệnh nhân sẽ có thể tận hưởng những lợi ích do công nghệ mang lại".
Năm 2021, tạp chí Science đã công bố 125 câu hỏi khoa học mới, trong đó câu hỏi đầu tiên được đặt ra trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo: Liệu các nanorobot tiêm chữa bệnh có trở thành hiện thực không?
Do hệ thống tuần hoàn máu của con người được kết nối với hầu hết các tổ chức quan trọng, nên việc phát triển các robot nano có thể tiêm để xâm nhập vào hệ thống máu nhằm thực hiện các nhiệm vụ như phân phối thuốc theo mục tiêu và điều trị các bệnh liên quan đến tim mạch sẽ mang lại những công nghệ mới mang tính đột phá cho lĩnh vực y sinh và có tầm quan trọng lớn, có ý nghĩa học thuật và giá trị lâm sàng. Tuy nhiên, các vấn đề như làm thế nào để đạt được khả năng dẫn động hiệu quả, tuổi thọ tuần hoàn dài, phân phối hiệu quả theo mục tiêu và độ an toàn sinh học cao của nanorobot trong môi trường sinh học trong các ứng dụng thực tế đã hạn chế nghiêm trọng ứng dụng lâm sàng của chúng trong mặt y học chính xác.
Gần đây, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Quan Kiến Quốc đã phát triển một robot nano tiêu huyết khối được điều khiển từ tính (HPB-NR) không chỉ có thể nạp thuốc tan huyết khối t-PA thông qua tương tác tĩnh điện mà còn làm loãng máu trong hệ thống máu.
Chiến lược điều trị cụ thể là hạt nano MB@PSS huyền phù được tiêm tĩnh mạch vào cơ thể, sau đó phân tán trong hệ thống tuần hoàn máu dưới dạng các hạt đơn lẻ. Các hạt nano MB@PSS được làm giàu một cách hiệu quả tại vị trí này thông qua từ trường ngược dòng huyết khối; sau đó chúng được tập hợp thành các cụm HPB-NR dưới sự điều khiển của từ trường xen kẽ để điều hướng và di chuyển đến tiêu điểm huyết khối, và cuối cùng thông qua sự phối hợp phân phối thuốc và "nhắm chuyển động mục tiêu" để tiêu huyết khối an toàn và hiệu quả.
Cả thí nghiệm trên cơ thể chuột đều xác nhận rằng HPB-NR được nạp t-PA có thể làm sạch huyết khối tĩnh mạch đùi chuột trong vòng 4 giờ; và sau khi hoàn thành nhiệm vụ tiêu huyết khối, từ trường bên ngoài sẽ bị loại bỏ và cụm HPB-NR trong máu lại có thể tự động tháo rời và phân tán thành các hạt nano MB@PSS riêng lẻ mà không gây tổn thương nội tạng rõ ràng hoặc phản ứng gây viêm; giúp giải quyết vấn đề hiệu quả thấp, dễ dẫn đến những rủi ro chết người như chảy máu trong điều trị tiêu huyết khối truyền thống....
Nghiên cứu này đã đặt nền tảng cho việc điều trị nhắm mục tiêu an toàn các bệnh tim mạch bằng robot nano và mang lại hy vọng cho việc điều trị trong tương lai các bệnh tim mạch mang tính thách thức cao hơn, chẳng hạn như đột quỵ và tắc mạch phổi; nó cũng giúp thúc đẩy sự phát triển hơn nữa robot nano dựa trên chuyển động trong các ứng dụng y sinh và mở ra con đường khả thi cho sự đổi mới trong lĩnh vực y học.
Theo Guancha, CNS, Sohu
