Phát triển thành công vật liệu chứa thuốc mới cho phép giải phóng dược chất từ xa

Quên uống thuốc đúng giờ là vấn đề thường gặp của nhiều bệnh nhân, nhất là những người cao tuổi hoặc mắc các chứng suy giảm trí nhớ. Để góp phần giải quyết tình trạng này, các nhà khoa học Thụy Điển đã phát triển thành công vật liệu mới có khả năng tiếp nhận tín hiệu điện tử và giải phóng thuốc theo yêu cầu. Thành tựu này mở đường cho việc phát minh các viên thuốc và thiết bị cấy ghép sinh học có thể được kiểm soát từ xa để giải phóng thuốc khi cần.

Các nhà khoa học cho biết thuốc sinh học là một loại thuốc chuyên biệt, có bản chất là prôtêin và/hoặc axít nucleic, được sản xuất từ tế bào sống qua quy trình công nghệ sinh học, bao gồm sử dụng kỹ thuật phân tách gọi là sắc ký, nhằm gắn chặt các phân tử sinh học với bề mặt tế bào.

Thuốc này thường được sử dụng để điều trị ung thư, bệnh tự miễn dịch và nhiều vấn đề sức khỏe khác. Tuy nhiên, nhược điểm của loại thuốc này là quá trình sản xuất khá tốn kém và cần dùng hóa chất mạnh để giải phóng phân tử sinh học, ít nhiều làm giảm hiệu quả của thuốc.

Ảnh mô phỏng cảnh polymer giải phóng phân tử sinh học sau khi nhận được tín hiệu điện tử.

Để khắc phục những nhược điểm trên, các chuyên gia tại Đại học Công nghệ Chalmers đã nghiên cứu tạo ra lớp phủ bề mặt bằng polymer, có khả thay đổi trạng thái khi được kích thích bằng xung điện.

Theo Trưởng nhóm nghiên cứu Gustav Ferrand-Drake del Castillo, loại polymer này cung cấp một phương pháp mới để phân tách prôtêin, bằng cách sử dụng các tín hiệu điện để kiểm soát cách liên kết và giải phóng prôtêin khỏi bề mặt vật chứa thuốc (viên thuốc hoặc thiết bị cấy ghép chứa thuốc), mà không ảnh hưởng đến cấu trúc của prôtêin.

Theo nhóm nghiên cứu, việc tạo ra một loại polymer ít phụ thuộc hơn vào hóa chất và có thể tái sử dụng cũng sẽ mang lại lợi ích cho môi trường.

Cụ thể, loại polymer chứa thuốc do họ phát triển có thể được sử dụng hàng trăm lần để tách các chất y sinh học ra khỏi tế bào sống. Không chỉ vậy, nó cũng có thể hoạt động trong chất lỏng sinh học và chịu được sự thay đổi về nồng độ pH trong cơ thể người. Đặc tính này rất hữu ích trong việc tạo ra một dòng thuốc mới - chỉ giải phóng thuốc sau khi nhận được tín hiệu điện tử. Nói cách khác, việc kích thích bằng xung điện sẽ làm cho viên thuốc thay đổi cách thức và liều lượng dược chất cần giải phóng - nghĩa là có thể tạo ra một viên thuốc được điều khiển từ xa.

“Bạn có thể tưởng tượng cảnh một bác sĩ, hoặc một chương trình máy tính đánh giá nhu cầu dùng thuốc của bệnh nhân và truyền tín hiệu từ xa để kích hoạt việc giải phóng đúng lượng thuốc từ bộ phận cấy ghép nằm trong mô hoặc cơ quan bị bệnh”, chuyên gia Castillo mô tả.

Một ưu điểm khác của vật liệu polymer mới là do nó rất mỏng (tính bằng nanomét) nên cho phép người dùng có thể kích hoạt quy trình giải phóng thuốc nhanh chóng chỉ với tín hiệu điện hóa rất nhỏ.

Theo chuyên gia Castillo, thiết bị điện tử cấy ghép trong cơ thể thường bị giới hạn bởi kích thước của pin và các bộ phận cơ học. Vì thế, khả năng kích hoạt ở cấp độ phân tử - như ở vật liệu polymer mới - có thể giảm bớt cả nhu cầu năng lượng lẫn các chi tiết của thiết bị cấy ghép.

Bảo Lâm