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

FPT lọt vào Top 40 châu Á
Gartner - Công ty nghiên cứu và tư vấn về Công nghệ thông tin hàng đầu thế giới vừa công bố báo cáo thị phần dịch vụ Công nghệ thông tin toàn cầu, FPT lần đầu lọt Top 40 doanh nghiệp dịch vụ Công nghệ thông tin châu Á và Top 140 doanh nghiệp dịch vụ công nghệ thông tin trên quy mô toàn cầu.

Đoàn thanh niên thành phố Thanh Hoá xung kích trong phong trào “bình dân học vụ số”
Với sự chủ động, sáng tạo, thời gian qua, đoàn thanh niên thành phố Thanh Hóa đã và đang khẳng định vai trò tiên phong trong phong trào bình dân học vụ số. Qua đó, góp phần đẩy mạnh chuyển đổi số trên địa bàn thành phố ở cả 3 trụ cột: chính quyền số, kinh tế số và xã hội số.

Thanh niên thành phố Thanh Hoá xung kích trong phong trào bình dân học vụ số
Với sự chủ động, sáng tạo, đoàn thanh niên thành phố Thanh Hóa đã và đang khẳng định vai trò tiên phong trong phong trào bình dân học vụ số. Qua đó, góp phần đẩy mạnh chuyển đổi số trên địa bàn thành phố ở cả 3 trụ cột: chính quyền số, kinh tế số và xã hội số.

Trẻ em làm quen với công nghệ số - Nền tảng cho công dân số tương lai
Trong xu thế chung của toàn xã hội, việc trẻ em tiếp cận sớm với công nghệ là tất yếu. Điều này không chỉ giúp các em học tập hiệu quả hơn, mà còn góp phần hình thành kỹ năng sống cần thiết trong tương lai. Vì thế, tại nhiều trường học và trung tâm giáo dục trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa, việc giáo dục công nghệ số cho trẻ đang được quan tâm và triển khai một cách linh hoạt, phù hợp với từng độ tuổi.

Ứng dụng khoa học công nghệ trong xây dựng Nông thôn mới
Trong hành trình xây dựng Nông thôn mới, tỉnh Thanh Hóa xác định khoa học công nghệ là yếu tố then chốt để tạo nên sự đột phá. Từ chuyển đổi số sâu rộng trong quản lý đến ứng dụng công nghệ cao, tiên tiến trong sản xuất nông nghiệp, khoa học công nghệ đang thực sự trở thành người bạn đồng hành, giúp bà con nông dân Thanh Hóa vươn lên, làm giàu trên chính mảnh đất quê hương.

Chuyển đổi năng lượng xanh trong doanh nghiệp
Trong bối cảnh toàn cầu đang đứng trước áp lực ngày càng lớn từ biến đổi khí hậu, cạn kiệt tài nguyên và xu thế tiêu dùng xanh lên ngôi, chuyển đổi năng lượng theo hướng xanh - sạch - bền vững không còn là xu hướng, mà đã trở thành yêu cầu bắt buộc đối với mỗi địa phương, mỗi doanh nghiệp. Tại Thanh Hóa, quá trình này đang diễn ra mạnh mẽ không chỉ trong lĩnh vực công nghiệp, mà còn lan tỏa sang nông nghiệp và dịch vụ, tạo nên một hệ sinh thái kinh tế xanh đầy triển vọng.

Nhóm giảng viên ứng dụng AI sáng chế robot chiến trường
Nhận thấy vai trò ngày càng quan trọng của các thiết bị tự hành trong chiến tranh hiện đại, một nhóm giảng viên Học viện Kỹ thuật quân sự đã phát triển mẫu robot chiến trường có khả năng tự động bám, bắt và di chuyển linh hoạt trên mọi địa hình, từ dưới nước, trên cạn đến leo dốc 45 độ.

Đánh giá mô hình sản xuất lúa giảm phát thải khí nhà kính tại Thanh Hóa
Sáng 23/5, tại huyện Thọ Xuân, Viện Nông nghiệp Thanh Hóa phối hợp với Công ty Faeger Việt Nam tổ chức Hội thảo đánh giá kết quả bước đầu và triển khai chương trình sản xuất lúa giảm phát thải khí nhà kính tại Thanh Hóa.

Việt Nam dẫn đầu Đông Nam Á về số vụ tấn công dò tìm mật khẩu Brute Force
Theo báo cáo của Kaspersky, Việt Nam hiện đang dẫn đầu Đông Nam Á về số vụ tấn công dò tìm mật khẩu Brute Force, với gần 20 triệu cuộc tấn công trong năm 2024.

Phát động Giải thưởng Nhân tài Đất Việt 2025
Hội Khuyến học Việt Nam phối hợp với Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT) vừa phát động Giải thưởng Nhân tài Đất Việt năm 2025 trong lĩnh vực công nghệ số. Giải thưởng sẽ nhận bài dự thi đến hết ngày 31/8/2025, chấm giải từ ngày 5/9 - 30/9/2025.
Bình luận
Thông báo
Bạn đã gửi thành công.