Các nhà nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Vienna (TU Wien) vừa đạt bước tiến quan trọng khi kết hợp bơm ion điện tử với hóa học click-to-release. Bơm ion vốn có khả năng vận chuyển các phân tử tích điện nhỏ theo yêu cầu với độ chính xác cao, nhưng trước đây bị giới hạn ở những hợp chất kích thước nhỏ. Giờ đây, thay vì vận chuyển trực tiếp thuốc, thiết bị sẽ đưa những “chiếc kéo hóa học” – các phân tử kích hoạt – để giải phóng thuốc đã được cố định sẵn ngay tại vị trí cần thiết. Công nghệ mới mang tên “iontronic click-to-release” đã được công bố trên tạp chí Nature Communications và đang được đăng ký bằng sáng chế.

Theo TS. Johannes Bintinger (TU Wien), khi uống hoặc tiêm thuốc, chỉ khoảng một phần triệu lượng thuốc thực sự đến được vị trí cần thiết, chẳng hạn tế bào ung thư. Bơm ion – thiết bị điện tử nhỏ có thể cấy vào cơ thể – cho phép vận chuyển và giải phóng phân tử tích điện một cách có kiểm soát, chính xác theo thời gian, ngay tại vị trí cấy.

Tuy nhiên, hạn chế lớn là bơm ion không thể vận chuyển những phân tử lớn như protein. Đây chính là lúc hóa học click-to-release phát huy tác dụng.

Trong phương pháp này, thuốc được gắn vào một “kho dự trữ” bằng liên kết hóa học có thể bị cắt. Chỉ khi có phân tử kích hoạt phù hợp, liên kết mới bị phá vỡ và thuốc được giải phóng. Bơm ion sẽ đảm nhận việc đưa chính phân tử kích hoạt này đến đúng vị trí, đúng thời điểm. Nhờ đó, liều lượng và thời gian giải phóng thuốc được kiểm soát chặt chẽ.

Việc thuốc chỉ được kích hoạt tại nơi cần thiết giúp giảm đáng kể liều dùng và hạn chế tác dụng phụ. Đây là lợi ích đặc biệt quan trọng với bệnh nhân ung thư, vốn thường phải chịu đựng hóa trị toàn thân.

Ngoài ra, một số loại thuốc phát huy hiệu quả tốt nhất khi dùng vào thời điểm nhất định trong ngày. Với bơm ion, việc điều chỉnh này trở nên dễ dàng, trong khi các phương pháp truyền thống như uống thuốc hay truyền dịch gần như không khả thi.

Các thí nghiệm trên tế bào sống cho thấy công nghệ mới hoạt động chính xác và đáng tin cậy. Nhóm nghiên cứu từ TU Wien, Đại học Linköping (Thụy Điển) và Đại học Y Graz (Áo) đang tiếp tục triển khai nghiên cứu để hướng tới ứng dụng lâm sàng.

“Có rất nhiều tiềm năng y học,” TS. Bintinger nhấn mạnh. “Mục tiêu của chúng tôi là biến công nghệ này thành giải pháp điều trị cụ thể.”