Theo một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí ACS Central Science, các nhà khoa học tại Đại học California đã tạo ra một miếng xốp 3D hình trụ nhỏ xíu được đặt trong tĩnh mạch gần khối u đang được điều trị bằng hóa trị để hấp thụ dư lượng thuốc trước khi nó đi vào cơ thể. Như vậy sẽ làm giảm tác dụng phụ có hại của thuốc hóa trị như nôn mửa, ức chế miễn dịch hoặc thậm chí suy tim. Các phương pháp hiện nay để kiểm soát việc cung cấp thuốc hóa trị không ngăn chặn hoàn toàn sự lan tỏa của thuốc.

Steve Hetts, nhà thần kinh học tại Đại học California và là đồng tác giả nghiên cứu cho biết: Nghiên cứu đã được thử nghiệm trên lợn và dự kiến thử nghiệm trên người sẽ diễn ra trong một vài năm tới. Thử nghiệm gần đây cho thấy chất hấp thụ đã thu hồi gần 2/3 dư lượng thuốc hóa trị thông thường được truyền vào tĩnh mạch gần đó, mà không tạo nên các cục máu đông hoặc các vấn đề khác ở lợn.

Hóa chất thường được truyền qua tĩnh mạch với hy vọng một số thuốc điều trị đến được vị trí khối ung thư. Trong phương thức hóa trị cục bộ được sử dụng để điều trị các khối u khó cắt bỏ, thuốc di chuyển qua các ống thông được chèn vào động mạch và đi thẳng vào khối u. Mặc dù kỹ thuật này được gọi là nút hóa chất động mạch hay TACE, được sử dụng cho hàng chục nghìn người mỗi năm, điển hình là một số loại thuốc được tiêm qua vị trí khối u và đi vào vi trí lưu thông chung nơi nó có thể gây tác động tàn phá khu vực khác.

Hetts đã sử dụng phương pháp phương pháp TACE để điều trị cho những em bé bị khối u mắt hiếm gặp gọi là u nguyên bào võng mạc. Những trải nghiệm đó đã khiến ông nảy ra ý thưởng tạo ra loại xốp mới. Sau khi liệu pháp diễn ra thông qua ống thông, các khối u mắt của trẻ sơ sinh co lại. Tuy nhiên, vài tuần sau đó, số lượng tế bào máu của trẻ giảm xuống, gợi mở rằng một số loại thuốc hóa trị đã đi ra khỏi mắt và ảnh hưởng đến các tế bào khác. Những quan sát 8 năm về trước đã khiến Hetts nảy ra ý tưởng nếu có một thiết bị đặt vào tĩnh mạch để liên kết với dư lượng thuốc, thì có lẽ những đứa trẻ này đã không bị tác dụng phụ của việc ức chế miễn dịch.

Các bác sĩ phẫu thuật tim sử dụng một "bộ lọc" tương tự để loại bỏ các mảng bám cholesterol từ động mạch của những người bị xơ vữa động mạch, một căn bệnh có đặc trưng là sự tắc nghẽn và xơ cứng động mạch. Hetts đã hình dung ra một thiết bị tương tự để sử dụng trong hóa trị liệu. Thay vì chế tạo một thiết bị bẫy thuốc cho một khối u siêu hiếm - u nguyên bào võng mạc chỉ có 300 trường hợp mắc mới mỗi năm ở Hoa Kỳ, nhóm nghiên cứu đã tập trung vào một loại thuốc hóa trị ung thư gan theo ước tính tấn công hơn 40.000 người Mỹ năm nay và cướp đi sinh mạng của 1/3 trong số họ.

Anand Patel, thực tập sinh tại phòng thí nghiệm của Hetts với nền tảng kỹ thuật sinh học, đã thử nghiệm một mẻ hạt nhựa và phát hiện ra một số hạt có thể liên kết với thuốc này, được gọi là doxorubicin. Để tối ưu hóa hiệu quả của các loại nhựa và đưa chúng vào đầu của các dây dẫn, Patel đã tìm kiếm sự trợ giúp của các giáo sư, trong đó có Nitash Balsara, một kỹ sư hóa học tại Trường Đại học California, Berkeley có chuyên môn về hóa học và màng polyme.

Phòng thí nghiệm của Balsara phát triển các vật liệu để điều chỉnh dòng ion trong pin thường và pin nhiên liệu. Thật ra, các quá trình lọc này "rất giống với những quy trình mà chúng ta cần để thu được các loại thuốc hóa trị dư thừa từ máu", Patel nói. Nhóm nghiên cứu đã làm việc với Carbon, công ty in 3D đặt ở vịnh San Francisco để đưa vật liệu liên kết với thuốc lên một miếng xốp hình trụ dài 30mm và rộng bằng ống hút. Nhóm nghiên cứu đã dành hơn một năm để tìm cách gắn vật liệu liên kết thuốc vào hình trụ 3D với các thanh chống chéo.

Trong các thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tiêm thuốc điều trị ung thư gan qua chân và tĩnh mạch khung xương chậu của lợn, có chiều rộng tương tự như tĩnh mạch của gan người. Trước khi truyền thuốc hóa trị, các nhà nghiên cứu đã chèn miếng xốp 3D cách vị trí tiêm truyền vài xen-ti-mét, cũng như ống thông bên trên và bên dưới miếng xốp để lấy mẫu máu đo độ hấp thụ thuốc theo thời gian. Trong vòng nửa giờ, thiết bị hấp thụ trung bình 64% thuốc trong gan.

Bước tiếp theo, các nhà khoa học sẽ theo dõi việc thu doxorubicin bằng xốp được chèn trực tiếp vào tĩnh mạch của gan lợn.

N.P.D (NASATI), theo https://www.sciencenews.org/article/new-3d-printed-sponge-sops-excess-chemo-cancer-drugs, 1/2019