(VietQ.vn)- Miếng dán microneedle gần như không gây đau có thể kiểm tra kháng thể vàtrong chất lỏng giữa các tế bào. Bên cạnh đó, miếng dán microneedle có thể dánlên da để thu nhận dấu hiệu sinh học được quan tâm và nhờ độ nhạy chưa từng cócủa nó, cho phép các bác sĩ lâm sàng phát hiện sự hiện diện của virus. Thôngthường, các bác sĩ sử dụng mẫu máu để kiểm tra dấu hiệu sinh học của các bệnh:các kháng thể báo hiệu nhiễm virus hoặc vi khuẩn, chẳng hạn như SARS-CoV-2,virus gây ra COVID-19... Tuy nhiên, những dấu hiệu sinh học này không chỉcó trong máu, chúng cũng có thể được tìm thấy trong môi trường chất lỏng dày đặcbao quanh tế bào của chúng ta, nhưng với hàm lượng thấp nên khó phát hiện được.

Các kỹsư tại Trường Kỹ thuật McKelvey thuộc Đại học Washington ở St. Louis đã pháttriển một miếng dán microneedle có thể dán lên da để thu nhận dấu hiệu sinh họcđược quan tâm và nhờ độ nhạy chưa từng có của nó, cho phép các bác sĩ lâm sàngphát hiện sự hiện diện của virus.

Côngnghệ này có chi phí thấp, dễ dàng cho bác sĩ lâm sàng hoặc chính bệnh nhân sửdụng và có thể không cần đến bệnh viện chỉ để lấy máu.

Nghiêncứu từ phòng thí nghiệm của Srikanth Singamaneni, Giáo sư Lilyan & E. LisleHughes tại Khoa Cơ khí & Khoa học Vật liệu, đã được công bố trực tuyến vàongày 22 tháng 1 trên tạp chí Nature Biomedical Engineering.

Ngoàichi phí thấp và dễ sử dụng, những miếng dán microneedle này có ưu điểm khác làkhông phải lấy máu và hoàn toàn không gây đau đớn.

Tìm mộtdấu hiệu sinh học bằng cách sử dụng các miếng dán microneedle này tương tự nhưxét nghiệm máu. Thay vì lấy máu, những miếng dán microneedles trực tiếp “tóm”được các dấu hiệu sinh học từ chất lỏng bao quanh tế bào của chúng ta trên da,được gọi là dịch kẽ da (ISF). Sau khi thu nhận được dấu hiệu sinh học này, cácnhà nghiên cứu tiếp tục sử dụng công nghệ nano để chỉ ra sự hiện diện và sốlượng của chúng.

ISF làmột nguồn phong phú các phân tử sinh học, được hội tụ dày đặc ở mọi nơi trongcơ thể con người, từ chất dẫn truyền thần kinh đến chất thải tế bào. Tuy nhiên,để phân tích các dấu hiệu sinh học trong ISF, phương pháp thông thường thườngyêu cầu chiết xuất ISF từ da. Phương pháp này khó và thông thường lượng ISF cóthể thu được không đủ để phân tích. Đó là một trở ngại lớn cho việc phát triểncông nghệ cảm biến sinh học dựa trên microneedle.

Mộtphương pháp khác liên quan đến việc thu trực tiếp dấu hiệu sinh học trong ISFmà không cần phải trích xuất, nhóm nghiên cứu có một loại vũ khí bí mật:"plasmonic-fluors", một nhãn nano huỳnh quang siêu bền. 

So vớicác nhãn huỳnh quang truyền thống, khi một xét nghiệm được thực hiện trên miếngdán microneedle sử dụng plasmonic-fluor, tín hiệu của các dấu hiệu sinh họcsáng hơn khoảng 1.400 lần và có thể phát hiện ngay cả khi chúng hiện diện ởnồng độ thấp.

Các nhànghiên cứu đang nghiên cứu vắc-xin COVID-19 cần biết liệu mọi người có đang sảnxuất đúng loại kháng thể hay không và trong thời gian bao lâu. Miếng dán này cóthể giúp họ biết được liệu người đó có kháng thể chống lại COVID-19 hay khôngvà ở mức độ nào.

Thay vìphải đến bệnh viện và lấy máu, các EMT có thể sử dụng một miếng dán microneedleđể kiểm tra troponin, dấu hiệu sinh học chỉ ra nhồi máu cơ tim.

Đối vớinhững người mắc bệnh mãn tính cần theo dõi thường xuyên, các miếng dánmicroneedle có thể loại bỏ các chuyến đi không cần thiết đến bệnh viện, tiếtkiệm tiền bạc, thời gian và sự khó chịu — rất nhiều khó chịu.

Cácmiếng dán hầu như không gây đau đớn. Nhà nghiên cứu Singamaneni cho biết:“Chúng đi sâu khoảng 400 micromet vào mô da, thậm chí không chạm vào dây thầnkinh cảm giác. Chúng tôi có thể giảm đáng kể số lượng động vật cần thiết chocác nghiên cứu như vậy. Hệ quả là rất lớn - và phòng thí nghiệm của Singamanenimuốn đảm bảo rằng tất cả chúng đều được khám phá”.

Nhà nghiên cứu Singamaneni còncho biết, sẽ phải xác định các ngưỡng giới hạn lâm sàng, có rất nhiều việc phảilàm, tức là phạm vi của dấu hiệu sinh học trong ISF tương ứng với mức bìnhthường và bất thường. “Chúng tôi sẽ phải xác định mức độ nào là bìnhthường, mức độ nào là bệnh lý. Chúng tôi đã tạo ra một công nghệ nền tảng mà aicũng có thể sử dụng. Và họ có thể sử dụng nó để tìm dấu hiệu sinh học mà họquan tâm", ông Singamaneni chia sẻ.