Robot tí hon và những bước đi khổng lồ

Giáo sư Yu Sun của Viện Robotics, Đại học Toronto. Ảnh: Sylvie Li/Shoot Studio

Robot Nano cải thiện khả năng điều trị ung thư như thế nào?

Trong những thập kỷ gần đây, những tiến bộ trong chữa bệnh và việc phát hiện sớm mầm bệnh đã cải thiện đáng kể tỷ lệ bệnh nhân có thể sống sau khi điều trị ung thư. Tuy nhiên, vẫn có một số bệnh ung thư khiến người bệnh tử vong trong đau đớn.

Đối với những bệnh nhân mắc u nguyên bào thần kinh đệm (GBM), dạng ung thư não phổ biến và nguy hiểm nhất, tuổi thọ trung bình chỉ từ 12-18 tháng sau khi được chẩn đoán. Trong đó, chỉ 1/4 sẽ tồn tại được hơn 1 năm và chỉ 5% sẽ tồn tại được hơn 5 năm.

Tại Viện Robotics, Đại học Toronto, Canada, Giáo sư Yu Sun và nhóm nghiên cứu của ông đang khai thác tiềm năng của Robot Nano - một loại robot siêu nhỏ nhằm xây dựng một kỹ thuật điều trị mới cho bệnh ung thư, được gọi là "dao nano". Với công nghệ Robot Nano, các bác sĩ có thể tìm kiếm và chủ động tiêu diệt các tế bào ung thư bằng cách quay tròn dao nano khi được kích hoạt bởi từ trường.

"Chúng tôi hy vọng kỹ thuật điều trị này sẽ mang lại giải pháp cho những bệnh nhân ung thư kháng thuốc. Liệu chúng tôi có thành công?", Yu Sun - Giám đốc Viện Robotics nói.

Sau khi mẹ qua đời vì bệnh ung thư và tận mắt chứng kiến tác động của việc kháng thuốc, Giáo sư Sun đã nhận ra một cách sâu sắc rằng, phát triển công nghệ là phương sách điều trị cuối cùng cho bệnh nhân ung thư.

Hợp tác với phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Xi Huang từ Bệnh viện Nhi khoa Toronto (SickKids), nhóm nghiên cứu của Đại học Toronto đã phát triển "phẫu thuật nano cơ học" bằng cách lấp đầy các ống nano carbon từ tính bằng các hạt oxit sắt và phủ lên chúng một kháng thể nhận ra một protein được biểu hiện quá mức bởi các tế bào khối u GBM.

Nhờ có kháng thể, khi các ống được tiêm vào khối u, chúng sẽ tìm ra các tế bào ung thư. Sau đó, một từ trường quay bên ngoài tác dụng chính xác sẽ làm cho các ống quay tròn.

Tiến sĩ Xian Wang sử dụng cuộn dây từ tính để điều khiển vị trí của ống nano carbon cực nhỏ chứa đầy oxit sắt. Các ống nano đủ nhỏ để đi vào tế bào người và có thể được định vị với độ chính xác chưa từng có. Ảnh: Tyler Irving

Tiến sĩ Xian Wang, người đã hoàn thành bằng tiến sĩ dưới sự hướng dẫn của Giáo sư Sun cho biết: "Các ống tạo ra mô-men xoắn cơ học tác động lên các cấu trúc tế bào để phá vỡ và tiêu diệt chúng một cách cơ học ". Được biết, công trình phát triển nhíp nano từ tính của Tiến sĩ Wang là nền tảng để phát triển dao nano.

Tiến sĩ Huang, người đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của phẫu thuật nano cơ học, cho biết: "Công nghệ dao nano không tạo cơ hội cho tế bào biến đổi, đó là lý do tại sao chúng tôi thấy nó rất quan trọng".

Giáo sư Sun hy vọng sẽ thấy những đổi mới được phát triển tại Đại học Toronto có tác dụng trong thực tế. Ảnh: Wei Fang/Getty Images

Công nghệ nano trong hỗ trợ sinh sản

Với kinh nghiệm nghiên cứu hơn 20 năm trong lĩnh vực Robot vi mô và Nano, Giáo sư Sun nổi tiếng nhờ có các công trình khoa học có tác động đến xã hội.

Trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, vào năm 2012, tại Đại học Toronto, Giáo sư Sun và nhóm nghiên cứu của mình đã phát triển hệ thống thụ tinh tự động ở con người. Theo đó, hệ thống tiêm tinh trùng vào bào tương noãn bằng robot (ICSI) đã sử dụng các thuật toán AI (trí tuệ nhân tạo) và kỹ thuật vi thao tác robot để chọn tinh trùng chất lượng nhất, sau đó bơm chúng vào tế bào trứng của người mẹ. Phương pháp này giảm thiểu rủi ro hơn so với phương pháp thủ công bằng cách sử dụng thiết bị rung cơ học.

Giáo sư Sun cho hay, hệ thống tiêm tinh trùng hoạt động giống như một con chim gõ kiến sử dụng các xung cơ học để nhẹ nhàng mở màng tế bào trứng. Mục đích của phương pháp này là để đảm bảo trẻ sinh ra bằng kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm được khỏe mạnh.

"Tôi hy vọng các công nghệ điều trị mà chúng tôi đang nghiên cứu được sử dụng trong bệnh viện để cứu chữa cho nhiều bệnh nhân. Bởi mục đích của việc nghiên cứu khoa học là làm cho thế giới tốt đẹp hơn", Giáo sư Sun chia sẻ.

Nguồn: The Guardian

Lam Linh