Microneedles để tiêm và xét nghiệm không đau

Những miếng dán vi kim (microneedle) đã sẵn sàng để mở ra kỷ nguyên tiêm và xét nghiệm máu không gây đau đớn, có thể thay thế bơm kim tiêm. Cho dù được gắn vào ống tiêm hay miếng dán, microneedles ngăn ngừa cơn đau bằng cách tránh tiếp xúc với các đầu dây thần kinh. Thông thường, có chiều dài 50-2.000 micrômet và rộng 1-100 micrômet (kích thước của sợi tóc người), chúng xuyên qua lớp da chết trên cùng để đến lớp thứ hai - biểu bì - bao gồm các tế bào tồn tại và một chất lỏng được gọi là chất lỏng kẽ. Nhưng hầu hết nó không chạm tới, hoặc chỉ chạm được vào lớp hạ bì bên dưới nơi có các đầu dây thần kinh, cùng với máu, mạch bạch huyết và mô liên kết.

Nhiều ứng dụng ống tiêm và miếng dán microneedle đã có sẵn để tiêm vắc xin và nhiều ứng dụng khác đang được thử nghiệm lâm sàng để sử dụng trong điều trị bệnh tiểu đường, ung thư và đau thần kinh. Bởi vì các thiết bị này đưa thuốc trực tiếp vào lớp biểu bì hoặc hạ bì, chúng cung cấp thuốc hiệu quả hơn nhiều so với các miếng dán thẩm thấu qua da quen thuộc, dựa vào sự khuếch tán qua da. Năm 2020, các nhà nghiên cứu đã ra mắt một kỹ thuật mới để điều trị các chứng rối loạn về da như bệnh vẩy nến, mụn cóc và một số loại ung thư: trộn các hạt microneedles hình ngôi sao vào một loại kem hoặc gel trị liệu. Việc chọc thủng nhẹ nhàng tạm thời trên da của kim giúp tăng cường sự di chuyển của chất điều trị.

Nhiều sản phẩm microneedle đang tiến tới thương mại hóa để lấy máu hoặc dịch kẽ nhanh chóng, không đau và để sử dụng trong xét nghiệm chẩn đoán hoặc theo dõi sức khỏe. Các lỗ nhỏ do kim tạo ra làm thay đổi cục bộ về áp suất trong lớp biểu bì hoặc lớp hạ bì, buộc chất lỏng hoặc máu ở kẽ vào thiết bị thu gom. Nếu các kim được kết hợp với cảm biến sinh học, trong vòng vài phút, các thiết bị có thể đo trực tiếp các dấu hiệu sinh học cho biết tình trạng sức khỏe hoặc bệnh tật, chẳng hạn như glucose, cholesterol, rượu, sản phẩm phụ của thuốc hoặc tế bào miễn dịch.

Một số sản phẩm cho phép thực hiện tại nhà và gửi đến phòng thí nghiệm hoặc phân tích tại chỗ. Ít nhất một sản phẩm đã vượt qua các rào cản quy định để sử dụng như vậy. Hoa Kỳ và Châu Âu gần đây đã phê duyệt thiết bị lấy máu TAP của Seventh Sense Biosystems, cho phép người dân tự thu thập một mẫu máu nhỏ, cho dù để gửi đến phòng thí nghiệm hay để tự theo dõi. Trong các cơ sở nghiên cứu, microneedles cũng đang được tích hợp với các thiết bị liên lạc không dây để đo một phân tử sinh học, sử dụng phép đo để xác định liều lượng thuốc thích hợp và sau đó phân phối liều lượng đó - một cách tiếp cận có thể giúp hiện thực hóa y học cá nhân hóa.

Các thiết bị microneedle có thể cho phép thực hiện xét nghiệm và điều trị ở những khu vực chưa được phục vụ vì chúng không yêu cầu thiết bị đắt tiền hoặc đào tạo nhiều để quản lý. Micron Biomedical đã phát triển một thiết bị dễ sử dụng như vậy: một miếng dán mà bất kỳ ai cũng có thể dán. Một công ty khác, Vaxxas, đang phát triển một miếng dán vắc-xin microneedle trong thử nghiệm ban đầu trên động vật và con người tạo ra các phản ứng miễn dịch nâng cao bằng cách sử dụng một phần nhỏ liều lượng thông thường. Microneedles cũng có thể giảm nguy cơ lây truyền vi rút qua đường máu và giảm chất thải nguy hại từ việc vứt bỏ kim tiêm thông thường.

Kim nhỏ không phải lúc nào cũng là một lợi thế; chúng sẽ không đủ khi cần dùng liều lượng lớn. Không phải tất cả các loại thuốc đều có thể đi qua các microneedles, cũng như không thể lấy mẫu tất cả các dấu hiệu sinh học qua chúng. Cần nghiên cứu thêm để hiểu các yếu tố như tuổi và cân nặng của bệnh nhân, vị trí tiêm và kỹ thuật ảnh hưởng như thế nào đến hiệu quả của các công nghệ dựa trên microneedle. Tuy nhiên, những mũi chích không đau này có thể được kỳ vọng sẽ mở rộng đáng kể khả năng phân phối và chẩn đoán thuốc, đồng thời những công dụng mới sẽ phát sinh khi các nhà điều tra tìm ra cách sử dụng chúng ở các cơ quan ngoài da.

P.A.T (NASATI), theo Top 10 Emerging Technologies of 2020