Phương pháp mới do các kỹ sư thiết bị y khoa Mỹ phát triển có thể giúp phát hiện các chỉ dấu sinh học quan trọng ở nồng độ rất thấp mà không cần lấy máu của người bệnh để xét nghiệm. 

Thông thường, các bác sĩ dùng mẫu máu để kiểm tra các dấu hiệu của bệnh, chẳng hạn các kháng thể báo hiệu cơ thể nhiễm virus hoặc vi khuẩn (như SARS-CoV-2 gây bệnh COVID-19) hoặc các cytokine biểu thị tình trạng viêm trong các bệnh viêm khớp dạng thấp và nhiễm trùng huyết. Theo các chuyên gia, những chỉ dấu sinh học này không chỉ có trong máu mà còn hiện diện trong chất dịch bao quanh các tế bào, nhưng với hàm lượng thấp nên khó phát hiện. Do đó, nhóm kỹ sư tại Trường Kỹ thuật McKelvey, Đại học Washington - St.Louis đã phát triển một miếng dán vi kim huỳnh quang nhằm giúp thu thập các chỉ dấu sinh học đặc trưng. 

Giống như băng cá nhân, miếng dán vi kim dùng dán ngoài da và chứa hàng loạt mũi kim rất nhỏ, nhẹ nhàng xuyên qua lớp trên cùng của da. Các vi kim chỉ đi sâu khoảng 400 micrômét vào mô da, thậm chí không chạm tới các thụ thể thần kinh dưới da, nên về cơ bản là không gây đau. Chức năng của miếng dán được chứng thực tương tự như phương pháp xét nghiệm máu. Cụ thể, sau khi cho các vi kim tiếp xúc và thu thập chất dịch bao quanh các tế bào da, gọi là dịch kẽ da (ISF), các chuyên gia dùng vật liệu chứa các hạt nano huỳnh quang siêu sáng tên “plasmonic-fluor” để nhận biết các chỉ dấu sinh học. So với chất liệu huỳnh quang thông thường, plasmonic-fluor khiến các chỉ dấu sinh học mục tiêu sáng hơn khoảng 1.400 lần và có thể phát hiện ngay cả khi chúng hiện diện ở nồng độ thấp.

Nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature Biomedical Engineering cho thấy, công nghệ vi kim huỳnh quang có chi phí thấp, bác sĩ hay bệnh nhân đều sử dụng dễ dàng và có thể loại bỏ nhu cầu đến bệnh viện chỉ để lấy máu. Srikanth Singamaneni, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết miếng dán có nhiều ưu điểm giúp ích cho y học, chăm sóc bệnh nhân và nghiên cứu, đặc biệt trong khi hiểu cách thức hoạt động của hệ miễn dịch đối với các bệnh mới. 

Chẳng hạn, các nhà nghiên cứu vắc-xin COVID-19 chỉ cần sử dụng miếng dán vi kim huỳnh quang là có thể biết đối tượng được tiêm vắc-xin có đang sản xuất đúng loại kháng thể hay không và trong thời gian bao lâu. Đối với những người mắc các bệnh mãn tính cần theo dõi thường xuyên, miếng dán mới có thể giúp họ hạn chế nhu cầu đến bệnh viện nhiều lần, nhờ đó tiết kiệm chi phí, thời gian và cả lo lắng liên quan đến các xét nghiệm. 

Mặc dù cho rằng cần nghiên cứu thêm để xác định mức độ bình thường hoặc bất thường của các chỉ dấu sinh học trong dịch kẽ da, song các chuyên gia khẳng đinh kỹ thuật nhận diện bằng vật liệu nano huỳnh quang có thể cho phép ứng dụng miếng dán vi kim để theo dõi sức khỏe người bệnh mắc các bệnh mãn tính về lâu dài hoặc đánh giá tiến triển của quá trình điều trị. Điều này giúp các bác sĩ kê thuốc hiệu quả hơn để điều trị những bệnh như tiểu đường hoặc ung thư da, kiểm soát hiệu quả vắc-xin và thuốc tránh thai, phát hiện bệnh hoặc theo dõi mức độ thay đổi của glucose hoặc đo lường kháng sinh trong cơ thể bệnh nhân.

HOÀNG ĐIỂU (Theo Science Daily, New Atlas)