Phát triển 'tinh trùng robot' giúp cải thiện các kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm

Một nhóm nhà khoa học tại Trung tâm Công nghệ Y học (TechMed Centre) thuộc Đại học Twente (Hà Lan) đã biến các tế bào tinh trùng thật thành những microrobot siêu nhỏ có thể điều khiển bằng từ trường. Đáng chú ý, những “tinh trùng robot” này nay có thể được theo dõi trực tiếp trong thời gian thực nhờ công nghệ chụp X-quang, mở ra bước đột phá mới trong lĩnh vực vi robot y học. Thành tựu này hứa hẹn đem lại ứng dụng rộng rãi trong y học sinh sản, phân phối thuốc cũng như chẩn đoán vô sinh.

Tinh trùng vốn là những “tay bơi” tự nhiên, nhanh nhẹn và linh hoạt, có khả năng di chuyển qua môi trường phức tạp trong hệ sinh sản nữ. Điều này khiến chúng trở thành đối tượng đầy tiềm năng để ứng dụng trong vi robot y học. Tuy nhiên, việc quan sát tinh trùng trong cơ thể người bằng các phương pháp hình ảnh truyền thống như X-quang gần như bất khả thi, bởi chúng quá nhỏ, mật độ thấp và hầu như trong suốt trước bức xạ. “Cho đến nay, việc hình dung được tinh trùng bên trong cơ thể là điều gần như không thể”, nhà nghiên cứu Islam Khalil, tác giả chính của công trình tại Đại học Twente cho biết.

Để khắc phục hạn chế này, nhóm nghiên cứu của Đại học Twente đã hợp tác cùng các chuyên gia tại Trung tâm Y khoa Đại học Radboud và Đại học Waterloo (Canada), phủ lên các tế bào tinh trùng một lớp hạt nano từ tính. Nhờ đó, tinh trùng vừa trở nên hiển thị rõ ràng dưới tia X, vừa có thể điều khiển linh hoạt bằng từ trường bên ngoài. Lần đầu tiên, những microrobot dựa trên tinh trùng này đã được dẫn hướng và theo dõi thành công bên trong một mô hình giải phẫu có kích thước như thật.

Khi xâm nhập vào bên trong, các “tinh trùng robot” này có tiềm năng trở thành phương tiện vận chuyển thuốc đến những vị trí khó tiếp cận như tử cung hay ống dẫn trứng. Thuốc sẽ được nạp trực tiếp vào thân của tế bào tinh trùng. “Chúng tôi đang biến hệ thống vận chuyển tự nhiên của tế bào trở thành những microrobot có thể lập trình,” Khalil nhấn mạnh. Công nghệ này được kỳ vọng mang lại bước tiến lớn trong việc điều trị chính xác các bệnh lý như ung thư tử cung, lạc nội mạc tử cung hay u xơ tử cung, những căn bệnh hiện vẫn thiếu giải pháp phân phối thuốc chuyên biệt.

Không chỉ dừng ở khả năng đưa thuốc đúng đích, công nghệ còn mở ra cơ hội giải mã những bí ẩn trong quá trình thụ tinh tự nhiên. Nhờ theo dõi chuyển động của tinh trùng trong hệ sinh sản mà không cần can thiệp xâm lấn, các nhà khoa học kỳ vọng hiểu rõ hơn về nguyên nhân vô sinh chưa được giải thích, cơ chế vận chuyển tinh trùng và thậm chí cải thiện các kỹ thuật thụ tinh trong ống nghiệm (IVF).

Các thử nghiệm cho thấy, cụm tinh trùng kết hợp hạt nano vẫn duy trì tính tương thích sinh học, không gây độc đáng kể cho tế bào tử cung người ngay cả sau 72 giờ tiếp xúc. Điều này cho thấy chúng là ứng viên sáng giá cho những ứng dụng lâm sàng trong tư ơng lai.

Theo: University of Twente