Tương lai của y học: robot siêu nhỏ hoạt động bên trong cơ thể người

[Bui Nhat Minh]

Các nhà khoa học tại University of Maryland đang phát triển một công nghệ y học mới đầy hứa hẹn: một viên nang thông minh có thể được nuốt vào cơ thể để chẩn đoán, theo dõi và thậm chí điều trị các bệnh trong đường ruột.

Dự án này được thực hiện tại Trường Kỹ thuật A. James Clark. Mục tiêu của nhóm nghiên cứu là tạo ra một “robot siêu nhỏ” có kích thước chỉ tương đương một viên vitamin tổng hợp nhưng có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ y học phức tạp bên trong cơ thể.

Theo giáo sư Reza Ghodssi, giám đốc nghiên cứu tại phòng thí nghiệm MATRIX Lab, công nghệ này có thể thay đổi cách các bác sĩ kiểm tra và điều trị bệnh trong hệ tiêu hóa. Những viên nang thông minh này được thiết kế để có thể cảm nhận môi trường sinh học, gửi dữ liệu ra bên ngoài và tương tác trực tiếp với các mô trong cơ thể. Trong tương lai, chúng có thể giúp phát hiện bệnh sớm hơn và thậm chí cứu sống nhiều bệnh nhân.

Viên nang có thể tiêm thuốc và lấy mẫu sinh thiết​

Ý tưởng của nhóm nghiên cứu là phát triển một viên nang y tế có thể di chuyển qua toàn bộ hệ tiêu hóa trong khi liên tục thu thập dữ liệu về sức khỏe của mô ruột. Thiết bị này có thể kiểm tra tình trạng của các mô, phát hiện dấu hiệu ung thư tiềm ẩn và truyền thông tin trực tiếp đến bác sĩ.

Không chỉ dừng lại ở việc quan sát, viên nang còn có thể thực hiện những nhiệm vụ y học phức tạp hơn. Chẳng hạn, nó có thể tiêm thuốc trực tiếp vào thành ruột tại đúng vị trí cần điều trị hoặc lấy một mẫu sinh thiết cực nhỏ để phục vụ cho việc xét nghiệm. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ, viên nang sẽ đi qua hệ tiêu hóa và rời khỏi cơ thể một cách tự nhiên.

Trên thực tế, các viên nang nội soi có gắn camera, đèn và bộ phát tín hiệu đã được sử dụng trong y học nhiều năm để quan sát đường ruột. Tuy nhiên, thế hệ viên nang mới mà nhóm nghiên cứu đang phát triển sẽ thông minh hơn nhiều.

Những thiết bị này có thể theo dõi nhiều dấu hiệu sinh học quan trọng như khí hydrogen sulfide hoặc các chất dẫn truyền thần kinh như serotonin và dopamine. Đây đều là những yếu tố có liên quan mật thiết đến sức khỏe đường ruột cũng như sự tiến triển của nhiều bệnh lý khác.

Thách thức lớn nhất: nguồn năng lượng cho “robot tí hon”​

Một trong những thách thức lớn nhất của công nghệ này là làm sao cung cấp nguồn năng lượng đủ nhỏ gọn nhưng vẫn đủ mạnh để vận hành viên nang trong suốt hành trình qua hệ tiêu hóa.

Nhiều nhóm nghiên cứu tại Mỹ đang thử nghiệm các giải pháp khác nhau. Các nhà khoa học tại Binghamton University đang nghiên cứu pin sinh học có thể tạo điện từ vi khuẩn probiotic trong ruột. Trong khi đó, các nhà nghiên cứu tại Massachusetts Institute of Technology (MIT) từng thử tạo năng lượng cho pin bằng chất lỏng trong dạ dày của lợn.

Nhóm nghiên cứu tại Maryland cũng đang tìm cách thu năng lượng trực tiếp từ môi trường trong hệ tiêu hóa để cung cấp điện cho viên nang. Nếu các thử nghiệm tiếp theo chứng minh được tính an toàn và hiệu quả, những “viên robot tí hon” này có thể mở ra một kỷ nguyên mới cho y học. Khi đó, việc kiểm tra, chẩn đoán và điều trị bệnh trong đường ruột có thể trở nên đơn giản và ít khó chịu hơn nhiều so với các thủ thuật nội soi hiện nay.(yahoo)