Vật liệu hydrogel có thể xử lý các phân tử thuốc khó tan trong cơ thể
Một nhóm các nhà nghiên cứu sinh học tại trường Đại học Rice, Hoa Kỳ do kỹ sư sinh học Jeffrey Hartgerink dẫn đầu đã tạo ra một loại vật liệu hydrogel được thiết lập dựa trên các chuỗi peptide có cấu trúc răng cưa để từ đó phát triển phương pháp hiệu quả nhằm phân phối các phân tử thuốc khó tan đến những vị trí chính xác trong cơ thể bệnh nhân.
Trong những năm gần đây, phòng thí nghiệm của Hartgerink đã cho ra đời nhiều loại vật liệu hydrogel được tạo thành từ các chuỗi peptide tùy chỉnh, đem đến những thay đổi đáng kể trong ứng dụng y khoa bao gồm: phương pháp điều trị nhằm kích thích tăng trưởng các tế bào, phục hồi mô ở người hay liệu pháp điều trị chứng huyết khối cũng như cầm máu trong quá trình phẫu thuật (nhờ sử dụng loại hydrogel với thành phần nọc rắn).
Vật liệu hydrogel mới có dạng sợi nano được tạo thành dựa trên các chuỗi peptide có cấu trúc "răng cưa". Khoảng cách giữa các răng cưa trong sợi được thiết kế để giữ chân các phân tử thuốc có đặc tính kỵ nước. Loại gel có khả năng phân hủy sinh học được tiêm để giải phóng những phân tử thuốc dần ra khỏi cơ thể theo thời gian.
Trong nghiên cứu mới, mục tiêu mà kỹ sư Hartgerink cùng hai nghiên cứu sinh trường Rice là I-Che Li và Amanda Moore nhắm tới là xử lý những phân tử thuốc có xu hướng kết thành cục, khó lưu thông trong máu.
Hartgerink cho biết: "Thông thường, các phân tử ưa nước (có khả năng hấp thu nước) có thể được tiêm vào cơ thể người mà không cần thông qua cơ chế phân phối. Các phân tử thuốc có khả năng hòa tan trong nước sẽ di chuyển trong mạch máu và tan ra. Trong khi đó, việc đưa các phân tử thuốc kỵ nước vào trong cơ thể lại là một việc không hề đơn giản. Chính vì vậy, chúng tôi đã đưa chúng vào vị trí khoảng trống giữa các răng cưa trên sợi nano, từ đó, phân tử thuốc được giữ là và theo đó phân phối tới bất cứ vị trí nào được tiêm hydrogel trong cơ thể".
Điểm khác biệt giữa nghiên cứu mới của Hartgerink và nhiều nghiên cứu được thực hiện trước đó - mà trong đó, các protein hoặc phân tử nhỏ thường bị mắc kẹt trong gel được tạo thành bởi các sợi siêu nhỏ - nằm ở sự thay đổi cấu trúc bên trong sợi. Cụ thể hơn, Hartgerink cùng các cộng sự đã tiến hành loại bỏ một phần cấu trúc bên trong của sợi và gọi đó là cấu trúc răng cưa, đặc biệt đây là môi trường kỵ nước.
Để tạo ra sợi có cấu trúc độc đáo, ban đầu, nhóm nghiên cứu đã thiết lập các chuỗi peptide gồm các axit amin kỵ nước và ưa nước được sắp xếp theo trình tự luân phiên, xen kẽ giữa những khoảng trống răng cưa. Các loại thuốc có phân tử nhỏ kỵ nước sẽ bị hút và mắc kẹt vào những khoảng trống trong quá trình tự lắp ráp để hình thành sợi có cấu trúc răng cưa của các chuỗi peptide.
Hydrogel từ dạng gel biến thành dạng lỏng dưới tác dụng của lực cắt trong quá trình nó di chuyển xuyên qua đầu kim tiêm - hiện tượng này được gọi là hiện tượng thixotropy, sau khi vào bên trong cơ thể, nó lập tức quay trở lại cấu trúc dạng gel ban đầu. Các phân tử thuốc phân bố đan xen trong những khe trống của các peptide cho đến khi được giải phóng khỏi hydrogel.
Các chuyên gia cho biết họ đã tiến hành thử nghiệm tiêm hydrogel vào cơ thể bệnh nhân sử dụng các loại thuốc điều trị ung thư, thuốc kháng sinh hay thuốc chống viêm. Bên cạnh đó, họ cũng đang nghiên cứu cách thức giải phóng của phân tử thuốc ra khỏi cơ thể người bệnh theo thời gian.
Hartgerink đánh giá cao cấu trúc "răng cưa" của vật liệu hydrogel mới vì nhờ nó, việc chặn cả các protein ưa nước trong ma trận hydrogel là hoàn toàn khả thi. Ông cho biết: “Mục tiêu mà chúng tôi muốn nhắm tới trong tương lai là sẽ phát triển loại vật liệu có khả năng cùng lúc thực hiện cả hai mục tiêu, giữ chân cả phân tử kỵ nước và ưa nước".
P.K.L-NASATI(Theo Phys)
Dân trí
Bài viết cùng chuyên mục
Đọc thêm

Hiện thực hóa lộ trình phủ sóng 5G
Nghị quyết 57 của Bộ Chính trị đặt ra mục tiêu đến năm 2030 phải phủ sóng mạng di động 5G toàn quốc. Để thực hiện mục tiêu này, tỉnh Thanh Hóa đã lên lộ trình đến hết năm 2025, tỷ lệ phủ sóng 5G trên địa bàn đạt 60%. Hiện các doanh nghiệp viễn thông đang nỗ lực triển khai hạ tầng, tăng cường thương mại hóa 5G, tạo nền tảng thúc đẩy tăng trưởng kinh tế và nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân.

Ban hành danh mục thị trường dịch vụ viễn thông
Bộ Khoa học và Công nghệ vừa ban hành Thông tư quy định về danh mục thị trường dịch vụ viễn thông Nhà nước quản lý và danh mục doanh nghiệp viễn thông có vị trí thống lĩnh thị trường đối với thị trường dịch vụ viễn thông Nhà nước quản lý.

Bản tin Số và Công nghệ 13/6/2025
Bản tin Số và Công nghệ 13/6/2025 có những nội dung chính sau: - Bộ Công Thương đặt mục tiêu đến năm 2030, 70% dân số trưởng thành sẽ tham gia mua sắm trực tuyến - 5 tháng đầu năm 2025, cả nước có gần 110 nghìn cơ sở kinh doanh đăng ký sử dụng hóa đơn điện tử từ máy tính tiền - Chi cục Kiểm lâm Thanh Hóa tăng cường đầu tư công nghệ giám sát rừng

ChatGPT – AI - Trợ lý cho doanh nghiệp thời số hoá
Hiện nay, ChatGPT - AI đã trở thành một phần thiết yếu trong chiến lược chuyển đổi số của cộng đồng doanh nghiệp. Tại Thanh Hoá, các doanh nghiệp đang từng bước ứng dụng hiệu quả ChatGPT - AI trong sản xuất, kinh doanh.

Chất lượng mạng di động toàn quốc ổn định trong tháng 5
Theo số liệu mới nhất từ nền tảng đo tốc độ i-Speed, cả bốn nhà mạng lớn gồm Viettel, MobiFone, VinaPhone và Vietnamobile đều duy trì hiệu suất mạng trong tháng 5 vừa qua tương đương tháng 4, không ghi nhận sự thay đổi đáng kể nào.

VinMotion - Robot hình người Made in Vietnam đầu tiên
Tập đoàn Vingroup vừa ra mắt nguyên mẫu robot hình người đầu tiên mang thương hiệu VinMotion, đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong chiến lược chinh phục lĩnh vực công nghệ cao của doanh nghiệp Việt Nam.

Apple xóa hơn 9.600 ứng dụng từ Việt Nam
Apple công bố Báo cáo minh bạch App Store 2024, cho thấy trong năm qua, nền tảng đã gỡ bỏ hơn 82.000 ứng dụng vi phạm chính sách hoặc do yêu cầu từ các chính phủ. Các nhà phát triển Việt Nam đứng thứ ba toàn cầu về số ứng dụng bị xóa.

Nhiều tiện ích, thanh toán số tăng trưởng nhanh
Những năm gần đây, phương thức thanh toán không dùng tiền mặt đang phát triển bùng nổ với nhiều tiện ích tại Việt Nam. Việc số hóa tài khoản, thực hiện thanh toán bằng mã QR, điện thoại di động đã tạo thuận lợi cho người dùng và góp phần thúc đẩy kinh tế phát triển.

Đề xuất giải pháp thí điểm cơ chế chính sách đặc biệt phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo tại Thanh Hoá
Chiều ngày 9/6, Sở Khoa học và Công nghệ tổ chức Hội thảo "Giải pháp triển khai thực hiện thí điểm cơ chế chính sách đặc biệt tạo đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo tại Thanh Hoá".

Zalo giữ vững vị trí dẫn đầu các ứng dụng nhắn tin và gọi điện phổ biến
Theo báo cáo Mức độ phổ biến của ứng dụng di động Việt Nam 2025 của Q&Me chuyên nghiên cứu thị trường Việt Nam, Zalo tiếp tục giữ vững vị trí dẫn đầu các ứng dụng nhắn tin và gọi điện phổ biến tại Việt Nam với tỷ lệ sử dụng vượt trội so với các nền tảng khác.
Bình luận
Thông báo
Bạn đã gửi thành công.