Thụy Sĩ tạo robot bé như hạt cát chuyên cứu người đột quỵ

Mỗi năm, thế giới có khoảng 12 triệu người bị đột quỵ. Phương pháp điều trị hiện nay thường là tiêm thuốc làm tan cục máu đông vào toàn bộ hệ thống tuần hoàn. Tuy nhiên, cách tiếp cận này đòi hỏi liều lượng cao để đảm bảo đủ lượng thuốc đến được mục tiêu, dẫn đến nguy cơ gây ra các tác dụng phụ nghiêm trọng như xuất huyết nội.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu tại ETH Zurich, dẫn đầu bởi Giáo sư Bradley Nelson và Tiến sĩ Fabian Landers, đã tạo ra một giải pháp vận chuyển thuốc trúng đích bằng robot siêu nhỏ.

Microbot Thụy Sĩ phát triển chuyên dùng cho điều trị đột quỵ.

Microrobot mới này thực chất là một nang hình cầu làm từ gel hòa tan. Bên trong nang chứa 2 loại hạt nano và hoạt chất điều trị. Đầu tiên là hạt nano sắt oxit giúp robot có đặc tính từ tính để điều khiển từ xa. Hạt nano tantalum đóng vai trò là chất tương phản, giúp bác sĩ theo dõi vị trí của robot qua tia X trong thời gian thực.

Hoạt chất điều trị mang theo có thể là thuốc tan huyết khối, kháng sinh hoặc thuốc điều trị ung thư. Điểm đặc biệt là sau khi đến đích, robot sẽ được kích hoạt bởi một từ trường tần số cao để tạo nhiệt, làm tan lớp vỏ gel và giải phóng thuốc, sau đó robot sẽ tự phân hủy hoàn toàn trong cơ thể.

Hệ thống điều hướng thông minh

Thách thức lớn nhất đối với các nhà khoa học là làm sao điều khiển một vật thể siêu nhỏ di chuyển trong dòng máu có tốc độ chảy rất nhanh và cấu trúc mạch máu não phức tạp. Nhóm nghiên cứu đã kết hợp ba chiến lược điều hướng từ tính để robot "lăn" chính xác trên bề mặt mạch máu với tốc độ 4mm/giây.

Cách thức điều hướng robot di chuyển bên trong mạch máu thông qua từ trường.

Robot cũng có thể được cho di chuyển ngược dòng máu ngay cả ở tốc độ dòng chảy cao (trên 20cm/giây). Tại các điểm giao lực từ sẽ đẩy robot vào đúng nhánh mạch máu cần thiết tại các ngã rẽ phức tạp. Kết quả thử nghiệm cho thấy tỷ lệ đưa thuốc đến đích thành công lên tới hơn 95%.

Công nghệ này đã được thử nghiệm thành công trên các mô hình mạch máu silicone thực tế (được sản xuất bởi công ty khởi nghiệp Swiss Vascular của ETH) và trên động vật lớn (lợn và cừu). Robot đã chứng minh được khả năng di chuyển linh hoạt không chỉ trong mạch máu mà còn trong dịch não tủy.

Các nhà khoa học kỳ vọng rằng công nghệ này sẽ sớm được đưa vào thử nghiệm lâm sàng trên người, mở ra kỷ nguyên mới cho việc điều trị không chỉ đột quỵ mà còn cả các khối u và nhiễm trùng tại chỗ một cách an toàn và hiệu quả hơn.

Xem robot siêu nhỏ đánh tan điểm tắt ngẽn mạch máu gây ra chứng đột quỵ.

Tuệ Minh