Vi rô-bốt (microrobot) được hình thành trong các giọt (droplet) có thể giúp truyền thuốc đến đúng mục tiêu một cách chính xác. Điều này sẽ cải thiện phương pháp truyền thuốc qua đường tĩnh mạch hiện tại, vốn chỉ đưa được 0,7% lượng thuốc đến mô đích. Thông tin này dựa trên một nghiên cứu gần đây trên tạp chí Science Advances, được thực hiện thông qua mô phỏng tại Đại học Michigan và thí nghiệm tại Đại học Oxford.

Thí nghiệm được thực hiện trên ruột lợn và được hỗ trợ bởi các mô phỏng nhằm mô phỏng việc điều trị bệnh viêm ruột đã cho thấy cách các vi rô-bốt có thể được đưa vào bằng ống thông (catheter) và được định hướng đến một vị trí đích bằng từ trường. Các vi rô-bốt là các hạt hai mặt được cấu tạo từ một loại gel có khả năng mang thuốc và các nam châm giúp điều khiển chúng. Trong thí nghiệm điều trị viêm ruột, khi gel tan ra, nó giải phóng một chất nhuộm. Chất nhuộm này giúp các nhà nghiên cứu biết chắc chắn rằng chất hóa học đã đến đúng vị trí mục tiêu. Họ cũng đã thử nghiệm với một số loại gel tan chậm hơn. Sau khi phân phối, các hạt từ tính đã được điều hướng trở lại ống thông và được thu hồi lại. Khả năng phân phối thuốc chính xác đến nhiều vị trí viêm khác nhau dọc theo ruột sẽ cải thiện đáng kể việc điều trị bệnh viêm ruột. Thay vì đưa thuốc khắp cơ thể, giờ đây chúng ta có thể tập trung mang các loại thuốc như steroid, thuốc điều hòa miễn dịch và chất tái tạo trực tiếp đến những vùng bị viêm.

Nhóm nghiên cứu đã thực hiện một thử nghiệm tiền lâm sàng đầy hứa hẹn với vi rô-bốt trên mô hình đầu gối người. Trong quy trình phẫu thuật ít xâm lấn, các vi rô-bốt được đưa vào qua một khu vực dễ tiếp cận. Chúng sau đó được điều khiển đến một vị trí mục tiêu khó tiếp cận bên trong khớp để phân phối một chất nhuộm, trước khi quay trở lại điểm ban đầu để thu hồi lại. Giáo sư Molly Stevens, Giáo sư John Black về Khoa học Sinh học tại Viện Kỹ thuật Y sinh Đại học Oxford và đồng tác giả cao cấp của nghiên cứu, nhấn mạnh: "Với công trình này, chúng tôi đang tiến gần hơn đến việc phân phối trị liệu rất tiên tiến. Các kỹ thuật chế tạo tiên tiến của chúng tôi cho phép tạo ra các hệ thống rô-bốt mềm với các tính năng và khả năng chuyển động đáng chú ý”.

Các hạt cấu tạo nên vi rô-bốt được tạo ra thông qua một quy trình đặc biệt. Đầu tiên, một dòng gel chứa các hạt từ tính được đẩy qua một kênh hẹp. Sau đó, một dòng dầu đi vào thiết bị và cắt ngang dòng gel, tạo thành các giọt có kích thước đồng đều. Trong mỗi giọt này, các hạt gel từ tính sẽ chìm xuống đáy, trong khi phần gel rỗng nổi lên trên. Các thiết bị thu được, có tên gọi là vi rô-bốt có nguồn gốc từ giọt từ tính vĩnh cửu (PMDM), có kích thước cực nhỏ, chỉ khoảng 0,2 milimét – tương đương chiều rộng của hai sợi tóc người.

Yuanxiong Cao, một nghiên cứu sinh tiến sĩ trong nhóm Stevens tại Đại học Oxford và đồng tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Việc chế tạo vi rô-bốt truyền thống có thông lượng rất thấp. Bằng cách sử dụng vi lỏng, chúng tôi có thể tạo ra hàng trăm vi rô-bốt chỉ trong vài phút. Điều này giúp tăng đáng kể hiệu quả và giảm chi phí chế tạo". Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các mô phỏng để dự đoán và tinh chỉnh cách các vi rô-bốt di chuyển khi phản ứng với các tần số từ trường cụ thể. Các "khóa học vượt chướng ngại vật" mô phỏng đã đóng vai trò là môi trường thử nghiệm lý tưởng, giúp họ luyện tập và hoàn thiện khả năng điều khiển vi rô-bốt qua những môi trường phức tạp.

P.T.T (NASTIS), theo https://phys.org, 8/2025