Các nhà nghiên cứu chế tạo thành công viên thuốc gắn cảm biến phát hiện vị trí bệnh, dữ liệu được truyền về máy tính cho trí tuệ nhân tạo (AI) phân tích.

Nghiên cứu được thực hiện bởi phòng thí nghiệm Khan Lab thuộc Trường Kỹ thuật Viterbi – Đại học Nam California (USC), đứng đầu bởi phó giáo sư Yasser Khan, công bố trên tạp chí Cell Reports Physical Science. Trong đó, viên thuốc thông minh được đánh giá mang tính đột phá nhờ khả năng tìm đến đúng vị trí và phát hiện bệnh sớm.

Hệ thống cuộn cảm phát hiện vị trí cảm biến do Trường Kỹ thuật Viterbi thuộc Đại học Nam California nghiên cứu. Ảnh: USC

Hệ thống cuộn cảm phát hiện vị trí cảm biến do Trường Kỹ thuật Viterbi – Đại học Nam California nghiên cứu. Ảnh: USC

Nhóm của Khan cùng Viện Đổi mới Hệ thống Y tế và Công nghệ (ITEMS) tại Trung tâm Khoa học Sinh học Hội tụ Michelson thuộc USC đã đặt một cuộn dây có thể đeo được để tạo từ trường trên áo phông. Cùng lúc, một viên nang chứa cảm biến sẽ đi vào bên trong cơ thể. Nhiệm vụ của cuộn dây là xác định vị trí viên thuốc.

Với viên nang, nhóm sẽ đưa vào các cảm biến sinh học cực nhỏ để theo dõi từng loại bệnh được xác định từ đầu. Bên ngoài được bọc “màng cảm biến quang học chọn lọc các loại khí” – lớp màng với cấu tạo chứa vật liệu có các electron thay đổi hành vi khi khí amoniac xuất hiện.

Bên trong cơ thể, khí amoniac là một thành phần được tạo ra từ vi khuẩn đường ruột H pylori. Khi nồng độ khí tăng cao, đó có thể là tín hiệu loét dạ dày, ung thư dạ dày hoặc hội chứng ruột kích thích. “Loại khí này được xem như là ‘đại diện’ của đường ruột và có thể được sử dụng như cơ chế phát hiện bệnh sớm”, Khan giải thích.

Với chất liệu cảm biến, nhóm thử nghiệm khả năng bị ăn mòn trong môi trường ruột, ban đầu mô phỏng với chất lỏng và trong ruột bò. Do có cuộn cảm giúp bác sĩ có thể xác định chính xác vị trí nơi bị bệnh. Dữ liệu thu được sẽ chuyển đến máy tính, AI phân tích trước khi đưa ra chẩn đoán cuối cùng.

“Nó giống như hệ thống GPS trong cơ thể người”, theo ông Khan. “Cảm biến sinh học có thể tiêu hóa, kết hợp cuộn cảm vừa nhỏ gọn, mang đến một hướng đi rõ ràng cho việc khám chữa bệnh”.

Tuy vậy, viên thuốc chưa được thí nghiệm trên cơ thể người. Ngoài việc phát hiện sớm vết loét, viêm và ung thư dạ dày, nhóm cho biết thiết bị này còn hướng đến khả năng theo dõi sức khỏe não bộ. “Đây sẽ là phương pháp không xâm lấn trong việc phát hiện các chất dẫn truyền thần kinh liên quan đến bệnh Parkinson và bệnh Alzheimer”, Khan nói thêm.

Bảo Lâm