Máy tạo oxy siêu nhỏ giúp tăng hiệu quả chữa trị ung thư kỵ khí

Một số khối u, điển hình như ung thư tụy và ung thư cổ, phát triển trong môi trường cực kỳ nghèo oxy, khiến việc điều trị trở nên khó khăn hơn. Tình trạng này được gọi là kỵ khí, nghĩa là bên trong khối u tồn tại lượng oxy rất thấp so với nhiều mô bình thường. Đây là trở ngại đáng kể bởi các tế bào ung thư ở vùng thiếu oxy thường khó bị tiêu diệt bằng những phương pháp điều trị hiện nay. Xạ trị đặc biệt cần oxy để phát huy tối đa tác dụng, bởi oxy góp phần thúc đẩy những phản ứng hóa học gây tổn thương tế bào ung thư. Khi một phần khối u không nhận đủ oxy, khu vực đó có thể đáp ứng kém hơn, làm giảm hiệu quả tiêu diệt toàn bộ khối u. Hóa trị cũng được kỳ vọng hưởng lợi nếu môi trường bên trong khối u được cải thiện, dù thiết bị mới đang tập trung trước hết vào việc bổ sung oxy. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu tại Đại học Purdue đã phát triển một thiết bị điện tử siêu nhỏ, hướng tới khả năng cấy trực tiếp vào những khối u rắn. Mục tiêu của họ là tạo thêm oxy ngay bên trong khối u, từ đó hỗ trợ nâng cao hiệu quả của các phương pháp xạ trị và hóa trị. Thiết bị này được chế tạo tại Trung tâm công nghệ nano Birck thuộc Đại học Purdue, nơi tập trung nghiên cứu các công nghệ kích thước rất nhỏ. Sau khi được đưa vào khối u, thiết bị nhận năng lượng từ các tín hiệu siêu âm truyền qua cơ thể, thay vì cần nguồn pin lớn hoặc dây nối phức tạp. Năng lượng siêu âm tạo ra một điện thế nhỏ, đủ để thiết bị thực hiện quá trình điện phân nước, tách các phân tử nước thành oxy và hydro. Lượng oxy tạo ra tại chỗ có thể bổ sung cho vùng kỵ khí, nơi vốn thường gây cản trở cho hiệu quả của xạ trị. Giáo sư Babak Ziaie, chuyên gia về kỹ thuật điện, kỹ thuật máy tính và kỹ thuật y sinh học tại Purdue, cho biết nhóm nghiên cứu đang cấy thiết bị vào bên trong khối u. Sau đó, họ cho khối u tiếp xúc với sóng siêu âm để cung cấp năng lượng cần thiết cho thiết bị hoạt động. Cách vận hành này cho phép hệ thống tạo oxy ngay trong cơ thể, không cần đưa oxy từ bên ngoài vào bằng những phương pháp can thiệp lớn hơn. Kích thước thiết bị là một trong những điểm đáng chú ý, bởi chiều dài của nó chưa đến một centimet, phù hợp với mục tiêu đưa vào mô bệnh. Các nhà nghiên cứu sử dụng kim sinh thiết để đưa thiết bị vào khối u, loại kim vốn được dùng lấy mẫu mô mềm bên trong cơ thể. Phương án này tận dụng một dụng cụ y tế quen thuộc, đồng thời mở ra khả năng triển khai thiết bị qua thủ thuật tương đối gọn hơn. Thiết bị hiện được thử nghiệm trên những con chuột mang khối u ung thư tụy, nhằm đánh giá khả năng tạo oxy và tác động đến tốc độ phát triển của khối u. Kết quả kiểm tra ban đầu cho thấy các thiết bị có thể tạo ra oxy, đồng thời những khối u được cấy thiết bị teo lại nhanh hơn so với các khối u không được cấy. Phát hiện này cung cấp tín hiệu tích cực cho hướng tiếp cận bổ sung oxy trực tiếp vào vùng ung thư kỵ khí. Dù vậy, công nghệ vẫn đang ở giai đoạn nghiên cứu và chưa trở thành phương pháp điều trị được sử dụng rộng rãi trên người. Nhóm nghiên cứu tại Purdue hiện chờ được cấp bằng sáng chế, đồng thời tìm cách tái thiết kế thiết bị để tiến tới sản xuất thực tế và thử nghiệm lâm sàng. Nếu các bước tiếp theo đạt kết quả phù hợp, máy tạo oxy siêu nhỏ có thể trở thành công cụ hỗ trợ những liệu pháp vốn gặp nhiều hạn chế trước các khối u nghèo oxy.