Các vi kim trong miếng dán có kích thước bằng chân tóc, chứa vaccine được truyền qua lớp biểu bì của da. Ảnh: NVCC.

TS Nguyễn Đức Thành đang là trợ lý Giáo sư tại Đại học Connecticut (Mỹ). Cách đây 6 năm, khi bắt đầu làm nghiên cứu sau tiến sĩ tại Học viện Công nghệ Missachusetts (MIT) với anh cùng nhóm nghiên cứu được Bill Gate và tổ chức từ thiện của ông (Gate Foundation) tài trợ phát triển loại vaccine một lần tiêm thay vì nhiều mũi tiêm thông thường.

Thời điểm đó, nhóm nghiên cứu đã tạo thành công các vi hạt vaccine cho một mũi tiêm duy nhất. Tuy nhiên kích thước hạt vi này lớn hơn 0,2 mm, không đủ nhỏ để có thế chuyển vào trong cùng mũi tiêm, gây hạn chế liều vaccine đưa vào cơ thể.

Không muốn công trình nghiên cứu phải dừng lại, TS Thành tìm cách tạo ra phương pháp mới có thể khắc phục vấn đề của vi hạt vaccine. Năm 2018, ý tưởng làm miếng dán vaccine như miếng dán vết thương được TS Thành phát triển.

"Việc phát triển miếng dán này có ý nghĩa lớn cho việc phổ cập vaccine toàn cầu, đặc biệt là người dân vùng sâu, vùng xa không thể ghi nhớ lịch tiêm nhắc lại, trong khi cách cơ sở y tế vài chục km", TS Thành nói.

Miếng dán vaccine được nhóm phát triển dựa trên phương pháp sản xuất SEAL (StampEd Asembly of Polymer Layer) và công nghệ sản xuất chip máy tính. Phương pháp này giúp tạo ra những vi hạt nhỏ được điều chỉnh sẵn, có tác dụng nhả vaccine vào những thời điểm khác nhau và mô phỏng quá trình đưa thuốc vào cơ thể.

TS Thành cho biết, một miếng dán đủ để tạo hiệu ứng miễn dịch tương tự như những mũi tiêm nhắc lại trong một thời gian dài. Với kích thước bằng đầu ngón tay cái, miếng dán được đặt trực tiếp lên da, vaccine vào cơ thể người qua lớp biểu bì mỏng, không gây đau buốt như mũi tiêm. Vì thao tác đơn giản nên có thể sử dụng tại nhà để hạn chế lây nhiễm chéo tại cơ sở y tế nguy cơ truyền nhiễm cao.

Miếng dán có thành phần quan trọng là các vi kim (microneedle), làm từ loại polymer dùng cho chỉ tự tiêu, nhỏ bằng chân tóc, nên không chạm được vào đầu dây thần kinh, không gây đau buốt. Sau khi đưa lên da, phần miếng dán được bóc ra và chỉ có các vi kim trên lớp biểu bì da để đưa vaccine vào cơ thể trong những thời điểm khác nhau được lập trình sẵn, giống như việc tiêm mũi tiêm nhắc lại theo tháng.

"Da sẽ tự lành và bao bọc các vi kim này bên trong. Sau khi hoàn thành quá trình đưa vaccine vào cơ thể, các vi kim này tự tiêu và biến mất khỏi da", TS Thành nói. Anh cho biết, việc đưa vaccine vào da đồng thời làm tăng hiệu quả của thuốc bởi da có rất nhiều tế bào miễn dịch để phản ứng với các kháng nguyên vaccine. Như vậy, miếng dán này vừa nâng cao chất lượng vaccine và giúp ích rất nhiều trong việc tiếp nhận đầy đủ liều lượng theo cách thuận tiện nhất.

TS Nguyễn Đức Thành mong muốn đưa vaccine phổ cập toàn cầu. Ảnh: NVCC.

Nhóm đã sử dụng miếng dán vi kim trên chuột với vaccine prevnar-13 chống lại vi khuẩn pneumoccocal gây ra bệnh viêm phổi và công bố kết quả trên trên tạp chí y sinh Nature Biomedical Engineering đầu năm 2020. Anh Thành cho biết, cần làm thêm thực nghiệm lâm sàng trên người để đảm bảo an toàn của sản phẩm.

TS Thành chia sẻ, ngoài sử dụng miếng dán vi kim cho vaccine, nhóm còn phát triển miếng dán cho liệu pháp miễn dịch chống ung thư hoặc các thuốc giảm đau không gây nghiện vào cơ thể và các kháng thể để trị virus. Nhóm cũng hoàn thiện quy trình sản xuất theo hướng tự động hóa để giảm thiểu chi phí sản xuất, giúp đưa sản phẩm đến nhiều người dùng.

Nguyễn Xuân