Tạo ra robot sống siêu nhỏ, giúp đưa thuốc vào cơ thể

Công trình nghiên cứu này được đăng trên tạp chí Science Advances, đánh dấu một bước ngoặt trong lĩnh vực robot sinh học lai (biohybrid robotics). 

Những robot này được gọi là AggreBots, các cụm mô sinh học siêu nhỏ có thể hợp nhất và sắp xếp thành nhiều hình dạng khác nhau, từ đó điều khiển chính xác cách chúng di chuyển. 

Đây được xem là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực biobot, loại robot vi mô được cấu tạo từ vật liệu sinh học, có thể tự vận động và thực hiện các hành vi được lập trình.

Robot tự phân hủy, tương thích sinh học

Trước đây các nhà nghiên cứu thường sử dụng sợi cơ để cung cấp năng lượng cho biobot, nhờ khả năng co giãn giống cơ bắp tự nhiên. Tuy nhiên, nhóm của phó giáo sư Xi (Charlie) Ren đã tập trung vào một cơ chế khác: lông roi (cilia), những cấu trúc dạng sợi siêu nhỏ có khả năng quẫy nhịp để đẩy chất lỏng, vốn tồn tại trong phổi người và giúp đẩy bụi bẩn, vi khuẩn ra ngoài.

Bằng cách kết hợp các cụm mô được nuôi cấy từ tế bào gốc phổi, trong đó có những cụm chứa đột biến khiến một số vùng lông roi bất động, các nhà khoa học có thể tạo ra biobot với "bản đồ vận động" chính xác. 

Điều này giống như việc điều chỉnh mái chèo trên một chiếc thuyền, bỏ bớt hoặc thay đổi vị trí mái chèo để hướng chuyển động theo ý muốn.

Điểm nổi bật của AggreBots là có thể lắp ghép linh hoạt giữa mô có lông roi và mô không hoạt động. Nhờ đó, các nhà nghiên cứu có thể tạo ra những mô hình robot với kiểu vận động đặc thù.

Theo phó giáo sư Victoria Webster-Wood, phương pháp này không chỉ mang lại "một chiều thiết kế hoàn toàn mới" mà còn đảm bảo các robot được tạo ra 100% từ vật liệu sinh học. Điều đó đồng nghĩa chúng tự phân hủy, tương thích sinh học, giảm rủi ro khi ứng dụng trong cơ thể người.

Tiềm năng nghiên cứu và y học

Các AggreBots mở ra nhiều hướng ứng dụng quan trọng. Chúng có thể trở thành công cụ nghiên cứu trong lĩnh vực bệnh lý liên quan đến lông roi, như loạn động lông roi tiên phát hay bệnh xơ nang. 

Đặc biệt việc chế tạo từ chính tế bào của bệnh nhân còn mang đến cơ hội phát triển liệu pháp cá nhân hóa, giúp robot vận chuyển thuốc đi đúng nơi cần thiết mà không gây phản ứng đào thải.

Phó giáo sư Xi Ren nhấn mạnh: "Trong một môi trường phức tạp như cơ thể người, khả năng di chuyển chính xác là yếu tố then chốt. Các robot sinh học này không chỉ giúp chúng ta hiểu rõ hơn tác động môi trường đến sức khỏe, mà còn có thể trở thành phương tiện vận chuyển thuốc trực tiếp trong cơ thể".

Với sự kết hợp giữa thiết kế mô đun, vật liệu phân hủy sinh học và khả năng điều khiển vận động linh hoạt, AggreBots có tiềm năng trở thành công cụ không thể thiếu trong y học hiện đại. 

Trong tương lai những robot sống siêu nhỏ này có thể thực hiện các nhiệm vụ tinh vi bên trong cơ thể, từ đưa thuốc tới đúng tế bào bệnh cho đến sửa chữa mô tổn thương, góp phần định hình một kỷ nguyên mới của y học chính xác và cá nhân hóa.

Nguồn: Tuổi Trẻ