Đột phá từ MIT: Thiết bị dính sinh học “lấy cảm hứng từ cá remora” có thể đưa thuốc vào dạ dày

Lấy cảm hứng từ cá remora (cá bám), các nhà nghiên cứu tại MIT đã tạo ra một thiết bị dính mới lạ. Hệ thống này có thể bám vào các bề mặt ẩm ướt, mềm mại, hứa hẹn một công nghệ không xâm lấn để đưa thuốc vào bên trong dạ dày, theo dõi các bệnh như trào ngược axit và theo dõi đời sống biển.

MUSAS: Cơ chế bám dính mạnh mẽ, lấy cảm hứng từ cá remora

Một nhóm các nhà nghiên cứu vừa thiết kế một hệ thống bám dính cơ học mới, mô phỏng cơ quan hút mạnh mẽ của cá remora, hay cá mút. Hệ thống này, được chi tiết hóa trên tạp chí Nature, có thể bám vào các bề mặt mềm, trơn trượt trong nhiều ngày hoặc nhiều tuần. Đây là một bước đột phá lớn giải quyết thách thức chính trong các lĩnh vực như y học và khoa học môi trường.

Đội ngũ do MIT dẫn đầu đã phát triển thiết bị này, được gọi là MUSAS (Mechanical Underwater Soft Adhesion System – Hệ thống bám dính mềm dưới nước cơ học), bằng cách sao chép giải phẫu độc đáo của cá remora. Nó kết hợp một đĩa hút chính với các hàng ngăn nhỏ hơn để bám chặt vào các bề mặt không đều. Phát minh chủ chốt của hệ thống là một bộ kim siêu nhỏ được làm từ hợp kim nhớ hình dạng. Khi tiếp xúc với nhiệt độ cơ thể, những kim này nhẹ nhàng lồng vào mô, tạo ra một liên kết mạnh mẽ và đáng tin cậy, chống lại việc bị trật.

Ứng dụng y học đột phá: Đưa thuốc, theo dõi trào ngược axit

Công nghệ này có tiềm năng đáng kể để cách mạng hóa việc phân phối thuốc. Trong các thử nghiệm trên động vật, thiết bị đã bám dính thành công vào niêm mạc dạ dày để cung cấp thuốc HIV cabotegravir giải phóng duy trì trong một tuần. Điều này một ngày nào đó có thể mang lại một lựa chọn thay thế cho việc uống thuốc hàng ngày hoặc tiêm thường xuyên. Các nhà nghiên cứu cũng cho thấy nó có thể đưa thuốc RNA trực tiếp vào mô niêm mạc dạ dày, tránh vấn đề tiêu hóa trước khi đến được khu vực mục tiêu.

Thiết bị cũng cho thấy hứa hẹn như một công cụ chẩn đoán. Khi được trang bị cảm biến trở kháng (impedance sensor), nó có thể bám vào thực quản trong mô hình động vật và theo dõi bệnh trào ngược dạ dày thực quản (GERD). Điều này có thể cung cấp một giải pháp thay thế thoải mái hơn nhiều so với các cảm biến GERD hiện tại, vốn yêu cầu một ống được đặt qua mũi hoặc miệng của bệnh nhân.

Ngoài y học, nhóm nghiên cứu đã chứng minh tiềm năng của thiết bị đối với khoa học động vật và môi trường. Họ đã gắn thành công một cảm biến nhiệt độ vào một con cá sống, cho phép họ theo dõi chính xác nhiệt độ nước khi cá bơi ở tốc độ cao. Các nhà nghiên cứu hiện đang lên kế hoạch tối ưu hóa nền tảng cho các mục đích sử dụng khác, bao gồm cả việc đưa vắc-xin vào các cơ sở lâm sàng.