Anh phát triển loại robot siêu nhỏ điều trị chứng phình động mạch não

Các nhà khoa học tại Anh đang phát triển một loại robot siêu nhỏ để điều trị chứng phình động mạch não có nguy cơ gây tử vong cao.

Các nanorobot có kích thước bằng khoảng 1/20 tế bào hồng cầu của con người. Ảnh: Đại học Edinburgh

Đại học Edinburgh đã tạo ra nanobot được làm từ oxit sắt, hình cầu, có kích thước bằng khoảng 1/20 tế bào hồng cầu của con người và có thể được điều khiển từ xa để di chuyển sâu vào bên trong bộ não của con người.

Các robot nano này có chứa thrombin, một loại enzyme quan trọng trong quá trình đông máu và viêm.

Trong các thử nghiệm, hàng trăm tỉ nanobot đã được tiêm vào động mạch và được điều khiển đến vị trí phình động mạch bằng nam châm và quét siêu âm thời gian thực. Khi đến nơi, các nanobot được làm nóng đến 43 độ C bằng từ trường xen kẽ để làm tan lớp phủ bảo vệ và giải phóng thuốc đông máu đến đúng vị trí.

Kết quả cho thấy sau khi quá trình đông máu xảy ra, phình động mạch biến mất, để lại một mạch máu khỏe mạnh.

TS Qi Zhou của Đại học Edinburgh, đồng lãnh đạo nhóm nghiên cứu, cho biết: “Nanorobot sẽ mở ra những ranh giới mới trong y học, cho phép thực hiện phẫu thuật với ít rủi ro hơn so với các phương pháp điều trị thông thường và đưa thuốc vào các bộ phận khó tiếp cận của cơ thể với độ chính xác cao. Đây là bước quan trọng hướng tới việc đưa các công nghệ này đến gần hơn với việc điều trị các tình trạng bệnh lý nghiêm trọng trong môi trường lâm sàng”.

* Các nhà khoa học vừa tìm ra phương pháp biến da chuột thành trong suốt tạm thời, mở ra khả năng quan sát nội tạng chuột sống mà không cần can thiệp phẫu thuật. Nanobot hiện chỉ được thử nghiệm trên động vật và trong phòng thí nghiệm và các nhà khoa học hy vọng có thể sớm chuyển sang thử nghiệm trên người.

Theo công bố trên tạp chí Science (Khoa học), một loại thuốc nhuộm thường dùng để tạo màu cam cho bánh “Doritos” có thể làm trong suốt các mô của chuột. Khi bôi lên da chuột sống, thuốc nhuộm này cho phép các nhà khoa học nhìn xuyên qua các mô và quan sát được cả mạch máu lẫn nội tạng bên trong. Đây được coi là bước đột phá quan trọng trong việc theo dõi động vật sống dùng trong nghiên cứu y học.

Kỹ thuật này hoạt động bằng cách thay đổi cách các mô cơ thể tương tác với ánh sáng. Các thành phần như chất lỏng, chất béo và protein trong mô thường có chỉ số khúc xạ khác nhau, khiến ánh sáng bị tán xạ và mô trở nên mờ đục. Bằng cách thêm vào một chất hấp thụ ánh sáng mạnh, các nhà nghiên cứu đã thu hẹp khoảng cách giữa các chỉ số khúc xạ, từ đó làm cho mô trở nên trong suốt.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng vật lý lý thuyết để dự đoán cách các phân tử nhất định sẽ thay đổi tương tác của mô chuột với ánh sáng. Họ tập trung vào tartrazine, một loại thuốc nhuộm phổ biến trong nhiều thực phẩm chế biến.

Khi hòa tan trong nước, tartrazine làm cho nước bẻ cong ánh sáng giống như chất béo, khiến mô chứa chất lỏng và lipid trở nên trong suốt.

Các nhà khoa học đã thử nghiệm khả năng tạo trong suốt của tartrazine trên những lát thịt gà sống mỏng. Sau đó, họ xoa thuốc nhuộm lên các vùng da khác nhau của chuột sống. Khi bôi lên da đầu, họ có thể quan sát rõ các mạch máu nhỏ; khi bôi lên bụng, họ nhìn thấy rõ ruột chuột co bóp trong quá trình tiêu hóa và các chuyển động liên quan đến hô hấp. Khi bôi lên chân chuột, họ thậm chí có thể phân biệt được các sợi cơ dưới da.

Tuy nhiên, kỹ thuật này hiện chỉ có thể làm trong suốt các mô đến độ sâu khoảng 3 mm, nên còn hạn chế khi áp dụng cho các mô dày hơn và động vật lớn hơn. Mặt khác, do tartrazine là thuốc nhuộm thực phẩm nên an toàn khi sử dụng trên chuột sống, và quá trình này có thể đảo ngược – khi rửa sạch thuốc nhuộm, da sẽ trở lại trạng thái mờ đục bình thường.

Đây là ưu điểm vượt trội so với các phương pháp tạo trong suốt mô hiện có, vốn thường không phù hợp cho động vật sống và thường liên quan đến việc sử dụng hóa chất để thay đổi hoặc loại bỏ hoàn toàn các thành phần mô nhất định.

Các chuyên gia nhận định phương pháp mới này sẽ được ứng dụng rộng rãi, đặc biệt đối với chuột thí nghiệm nhằm tìm hiểu hệ thần kinh và các bệnh thoái hóa thần kinh.