Một công nghệ đột phá, có khả năng giúp hàng triệu bệnh nhân thoái hóa khớp trên toàn thế giới chữa lành tổn thương mà không cần phẫu thuật, đang được phát triển bởi nhóm nghiên cứu do một nhà khoa học người Việt đứng đầu. Đó là PGS.TS Nguyễn Đức Thành, một Gương mặt trẻ Việt Nam tiêu biểu, hiện đang công tác tại Đại học Connecticut, Mỹ.

Tái tạo khớp mà không cần mổ: Bước ngoặt từ phòng thí nghiệm

Một nhóm nghiên cứu do PGS.TS Nguyễn Đức Thành, giảng viên Đại học Connecticut (Mỹ), đứng đầu vừa phát triển thành công công nghệ gel áp điện dạng tiêm có khả năng tái tạo sụn tổn thương ở động vật lớn mà không cần phẫu thuật. Đây được xem là bước tiến quan trọng hướng tới ứng dụng lâm sàng trên người trong tương lai gần. Thông tin này được đăng tải trên tạp chí UConn Today của Đại học Connecticut

Theo đó, nhóm đang triển khai đề tài nghiên cứu “Khung Piezoelectric (áp điện) không tế bào có thể tiêm để điều trị thoái hóa khớp ở động vật lớn”, với mục tiêu tạo ra một loại hydrogel có thể thúc đẩy tái tạo mô sụn mà không cần dùng thuốc hay tế bào gốc – điểm khác biệt so với các phương pháp tái tạo hiện nay.

PGS Thành cho biết, công nghệ mới tận dụng tín hiệu điện sinh học tự nhiên trong cơ thể để kích hoạt quá trình phục hồi mô. Gel tiêm chứa một khung vật liệu áp điện cấu thành từ sợi nano poly-L-lactic acid (PLLA) phân hủy sinh học và hạt nano oxit magiê. Khi tiêm vào vùng tổn thương, khung này phát ra tín hiệu điện kích thích hoạt động tế bào, từ đó thúc đẩy tái tạo sụn – đặc biệt hiệu quả với các khớp chịu lực lớn như gối và hông.

Hiện nhóm của PGS Thành đang tiếp tục đánh giá hiệu quả công nghệ trên mô hình động vật lớn và dự kiến hoàn thiện vào năm 2029. Đây sẽ là bước đệm quan trọng để tiến tới thử nghiệm lâm sàng trên người.

Đề tài được phát triển dựa trên nền tảng hai công trình trước đó của PGS Thành cùng TS Yang Liu (nay là giáo sư tại Đại học Bắc Kinh, Trung Quốc) và TS Nguyễn Thị Trà (nhà khoa học cao cấp tại Imbed Biosciences, Mỹ).

Trước đó, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm hydrogel trên mô hình thỏ bị tổn thương sụn khớp. Kết quả cho thấy sụn được phục hồi gần như hoàn toàn sau hai tháng. Các kết quả này đã được công bố trên các tạp chí khoa học uy tín như Science Translational Medicine và Nature Communications.

Từ đam mê vật lý đến người khai phá công nghệ y sinh

PGS.TS Nguyễn Đức Thành (sinh năm 1984) không phải là cái tên xa lạ. Anh là Gương mặt trẻ Việt Nam tiêu biểu năm 2018 và là một cựu sinh viên xuất sắc của lớp Kỹ sư Tài năng, ngành Vật lý, trường Đại học Bách khoa Hà Nội.

Con đường đến với y sinh của PGS. Thành là một cơ duyên thú vị. Tốt nghiệp ngành vật lý, anh từng đứng trước lựa chọn làm việc cho một công ty điện tử nước ngoài. Tuy nhiên, khi sắp sửa đi làm, tôi cảm nhận được là mình muốn làm nhiều thứ hơn... muốn tự do sáng tạo, làm ra những thứ hoàn toàn mới chưa có ai từng làm và có sức ảnh hưởng to lớn. Anh đam mê được nghiên cứu, được đem những kiến thức kỹ thuật và vật lý ứng dụng cho những mục đích y học.

Tuy nhiên, sự đam mê này đã được hình thành khi anh còn nhỏ. Ba mẹ đều là bác sĩ, những lần đến thăm bệnh viện và cơ quan của ba mẹ, câu chuyện trong những bữa ăn gia đình khiến anh nhận ra tầm quan trọng của những thứ liên quan đến sức khỏe của con người.

Anh cũng nhận ra, có một khoảng cách rất lớn giữa y khoa và kỹ thuật. Kỹ sư thường có ít kiến thức về y học và nhận thức được những gì bệnh nhân cần, trong khi bác sĩ có thể hiểu được bệnh nhân và căn bệnh nhưng không biết nhiều về kỹ thuật và công nghệ. “Những yếu tố này đã thôi thúc tôi lựa chọn lĩnh vực y sinh và công nghệ y sinh khi quyết định đi du học ở Mỹ”, anh chia sẻ.

Dấu ấn toàn cầu của nhà khoa học Việt

PGS Thành từng gây tiếng vang với nền tảng công nghệ 3D có tên SEAL (Layer-by-layer Assembled Polymers), cho phép tạo ra vaccine tự tăng cường – chỉ cần tiêm một lần nhưng có thể mô phỏng hiệu ứng của nhiều lần tiêm nhắc.

Sau đó, nhóm của anh còn phát triển phiên bản miếng dán vi kim hoạt hóa vaccine – chỉ cần dán lên da là có thể giải phóng dược chất theo lịch định sẵn, giúp chống lại nhiều tác nhân gây bệnh như vi khuẩn phế cầu hay virus SARS-CoV-2. Công nghệ này được kỳ vọng làm thay đổi cách triển khai vaccine ở các vùng sâu vùng xa.

Với những cống hiến, anh đã đạt được nhiều giải thưởng danh giá như: Giải thưởng "Người mở đường" cho các nhà nghiên cứu trẻ của Viện Sức khỏe Quốc gia Mỹ, giải thưởng dành cho 1 trong 18 kỹ sư chế tạo trẻ xuất sắc nhất trên thế giới của Hiệp hội các nhà sản xuất Mỹ (SME); được MIT chọn là 1 trong 10 nhà đổi mới hàng đầu dưới 35 tuổi cho khu vực châu Á - Thái Bình Dương...

Khi được hỏi về kinh nghiệm cho các nhà nghiên cứu trẻ, nhà khoa học 8X chia sẻ, thất bại trong nghiên cứu hầu như không thể đếm hết. Các giải thưởng danh giá chỉ là "bề nổi". Đằng sau đó là vô số thí nghiệm thất bại, những kết quả không như mong đợi và áp lực thời gian. Tuy nhiên, trên hết, sự kiên định và niềm vui để học thêm những điều mới từ những thất bại ấy, cuối cùng làm nên những kết quả tốt.

“Các bạn nghiên cứu trẻ hãy say sưa hết mình để làm nghiên cứu, chắc chắn sẽ có thành công. Một cánh cửa này đóng lại, sẽ có một cánh cửa khác mở ra", PGS. Thành chia sẻ. Đó chính là triết lý đã giúp PGS.TS Nguyễn Đức Thành vượt qua mọi thử thách để liên tiếp tạo ra những phát minh làm thay đổi nền y học thế giới.