Các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Hoa Đông, Trung Quốc đã chế tạo được cảm biến mới từ các vi cầu nhỏ chứa vi khuẩn có khả năng phát hiện dấu hiệu của bệnh đường tiêu hóa.

Khi được đưa vào cơ thể qua đường uống, các cảm biến này trông giống những viên thuốc tí hon, chứa các hạt từ tính giúp việc thu lại chúng trong phân trở nên dễ dàng. Thử nghiệm với các mô hình chuột mắc viêm đại tràng cho thấy cảm biến vi khuẩn này phát hiện chảy máu đường tiêu hóa chỉ trong vài phút. Nhóm nghiên cứu cho biết các vi khuẩn trong cảm biến có thể được điều chỉnh để phát hiện các bệnh đường ruột khác.

Ying Zhou, đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: “Công nghệ này mang đến một mô hình mới để phát hiện bệnh đường tiêu hóa nhanh chóng và không xâm lấn”.

Tại Hoa Kỳ, hàng triệu người mắc ung thư đại trực tràng hoặc bệnh viêm ruột trong đó có viêm đại tràng, có thể gây chảy máu đường ruột, tiêu chảy và đau quặn bụng. Phương pháp chẩn đoán thông thường hiện nay là nội soi đại tràng, dùng ống nội soi gắn camera đưa vào ruột già. Dù mang lại giá trị lâm sàng quan trọng, nhiều người vẫn tránh nội soi do quá trình chuẩn bị phức tạp và tính xâm lấn của thủ thuật. Vì thế, các nhà khoa học Trung Quốc đưa ra phương pháp nhẹ nhàng hơn, dựa vào vi khuẩn có khả năng nhận biết các dấu hiệu của bệnh như heme (thành phần của hồng cầu) cho thấy đường ruột bị chảy máu.

Trước đây, nhóm nghiên cứu đã phát triển vi khuẩn cảm biến heme phát sáng khi tiếp xúc với máu, nhưng các cảm biến này dễ bị phân hủy trong hệ tiêu hóa và khó thu hồi lại. Trong nghiên cứu mới, các tác giả đã bọc vi khuẩn phát hiện heme cùng các hạt từ tính trong khối alginate natri, chất làm đặc phổ biến trong thực phẩm. Quy trình này tạo ra các vi cảm biến hydrogel nhỏ có thể được lấy ra khỏi phân bằng nam châm sau khi đi qua đường tiêu hóa. Thử nghiệm ban đầu cho thấy hydrogel bảo vệ vi khuẩn khỏi dịch tiêu hóa mô phỏng nhưng vẫn cho phép heme tiếp xúc với cảm biến để phát sáng.

Sau đó, nhóm nghiên cứu đã cho chuột mô hình mắc viêm đại tràng ở các mức độ từ nhẹ đến nặng uống các vi cầu này. Khi các vi cầu đi qua hệ tiêu hóa, nhóm nghiên cứu thu lại chúng bằng nam châm và ghi nhận:

* Việc thu gom vi cầu và phân tích tín hiệu mất khoảng 25 phút.

* Khi tình trạng bệnh tiến triển nặng hơn, cường độ ánh sáng phát ra từ cảm biến cũng tăng, cho thấy lượng heme nhiều hơn ở các mô hình chuột bị viêm đại tràng nặng.

* Đánh giá trên chuột khỏe mạnh cho thấy vi cảm biến an toàn và tương thích sinh học.

Cảm biến vi khuẩn dù cần được thử nghiệm trên người, nhưng có tiềm năng chẩn đoán bệnh đường tiêu hóa và theo dõi việc điều trị, cũng như sự tiến triển của bệnh.

N.P.D (NASTIS), theo Technologynetworks, 11/2025