7 phút đọc
Một bước tiến mới trong lĩnh vực vi điện tử y sinh vừa mở ra hy vọng cho hàng triệu bệnh nhân mất thị lực trên toàn thế giới. TS Trần Nhàn cùng các cộng sự tại startup Nanochap đã nghiên cứu và chế tạo thành công một con chip siêu nhỏ với kích thước 3×3 mm. Thiết bị này sau khi cấy ghép vào mắt đã giúp một nữ bệnh nhân mù suốt 20 năm có thể nhận diện được các ký tự chữ viết chỉ sau hai ngày kích hoạt.
Giải pháp công nghệ hỗ trợ người mắc bệnh thoái hóa võng mạc
Thoái hóa võng mạc sắc tố (RP) là một căn bệnh di truyền hiện đang ảnh hưởng đến khoảng hai triệu người trên toàn thế giới, với tỷ lệ mắc ước tính là 1/4.000. Căn bệnh này khiến các tế bào thụ cảm ánh sáng ở võng mạc chết dần, dẫn đến tình trạng mù lòa vĩnh viễn mà y học hiện đại hầu như chưa có phương pháp điều trị dứt điểm. Dù các tế bào cảm thụ ánh sáng bị hủy hoại, hệ thống dây thần kinh thị giác và não bộ của người bệnh thường vẫn còn nguyên vẹn.
Hệ thống hỗ trợ thị giác do TS Trần Nhàn và cộng sự phát triển hoạt động như một cầu nối thay thế chức năng của các tế bào đã mất. Hệ thống bao gồm một chiếc kính đặc biệt tích hợp camera để ghi lại hình ảnh phía trước. Hình ảnh này được bộ xử lý chuyển đổi thành các xung điện và truyền không dây đến con chip đặt ở đáy mắt bệnh nhân. Tại đây, 320 vi điện cực trên chip sẽ phát ra các xung điện kích thích trực tiếp vào những tế bào thần kinh còn sống, truyền tín hiệu theo đường dẫn tự nhiên về não bộ.
Cần lưu ý rằng công nghệ này không phục hồi thị lực tự nhiên của mắt. Người bệnh sẽ không nhìn thấy hình ảnh rõ nét như mắt thường, mà chỉ nhận biết được các đốm sáng lập lòe (phosphenes). Não bộ của bệnh nhân phải học cách tự xâu chuỗi các chấm sáng này để nhận diện hình dáng, mặt chữ hoặc vật cản xung quanh, giúp họ khôi phục một phần khả năng tự lập trong sinh hoạt hàng ngày.
Quá trình thử nghiệm lâm sàng và vượt qua rào cản kỹ thuật
Thách thức lớn nhất đối với nhóm nghiên cứu là giới hạn kích thước. Vết mổ phẫu thuật ở mắt chỉ rộng tối đa 4 mm, yêu cầu con chip cấy ghép không được vượt quá kích thước 3×3 mm (tương đương một hạt vừng). Trên diện tích cực kỳ hạn chế này, các kỹ sư phải tích hợp thành công 320 kênh kích thích độc lập, cuộn dây thu năng lượng và bộ truyền nhận dữ liệu hai chiều xuyên qua lớp mô mắt dày 2 cm.
Để giải quyết bài toán không gian, nhóm đã ứng dụng công nghệ bán dẫn 65 nanomet giúp thu nhỏ tối đa mạch điện, mặc dù điều này buộc họ phải hạ trần điện áp cấp xuống còn 3,3V thay vì mức 10-15V lý tưởng như ở các thế hệ chip cũ. Nhóm nghiên cứu thậm chí phải tự mở xưởng sản xuất riêng để chế tạo các điện cực ba chiều đạt tiêu chuẩn độ mỏng và độ bền sinh học.
Sau nhiều khó khăn về mặt tài chính và tìm kiếm người tình nguyện, cuộc thử nghiệm lâm sàng đầu tiên đã được thực hiện tại Bệnh viện Nhân dân tỉnh Chiết Giang (Trung Quốc) trên một nữ bệnh nhân 40 tuổi bị mù suốt hai thập kỷ. Ban đầu, thiết bị không mang lại phản hồi tích cực, buộc nhóm nghiên cứu phải thức trắng đêm để viết lại thuật toán mã hóa xung điện. Đến ngày thử nghiệm tiếp theo, khi nhận được tín hiệu kích thích phù hợp, bệnh nhân đã nhận diện được chữ ‘L’ sáng trên màn hình. Chỉ sau hai ngày tiếp theo, chị đã phân biệt được các chữ cái khác như C, H, R. Sau một tháng, người bệnh đã có thể tự viết chữ, định vị chuột máy tính và di chuyển men theo vạch chỉ dẫn trên sàn phòng thí nghiệm.
Triển vọng phát triển và so sánh công nghệ
Trên thế giới hiện nay, các nghiên cứu phục hồi thị lực nhân tạo đang đi theo nhiều hướng tiếp cận khác nhau:
- Dự án Blindsight của Neuralink: Chọn phương án cấy chip trực tiếp vào vỏ não thị giác và hiện tại vẫn chưa tiến hành thử nghiệm trên cơ thể người.
- Công nghệ PRIMA của Science Corporation: Sử dụng 378 điện cực võng mạc, đã được thử nghiệm trên 40 người nhưng yêu cầu bệnh nhân phải trải qua quá trình huấn luyện thị giác kéo dài từ 3 đến 4 tháng.
- Giải pháp của Nanochap (TS Trần Nhàn): Sử dụng phương pháp mã hóa xung điện trực tiếp với 320 điện cực. Phương pháp này giúp rút ngắn thời gian làm quen với tín hiệu xuống chỉ còn vài ngày, tuy nhiên việc giới hạn số lượng điện cực cũng đồng nghĩa với việc độ chi tiết của hình ảnh mà bệnh nhân nhận biết được sẽ bị hạn chế hơn.
Thiết bị của Nanochap đã được Cục Quản lý Sản phẩm Y tế Quốc gia Trung Quốc (NMPA) cấp phép thử nghiệm lâm sàng vào đầu năm 2026. Đến nay, thiết bị đã được thực hiện cấy ghép thành công trên hai bệnh nhân và đang chuẩn bị cho ca phẫu thuật thứ ba.
Nhóm nghiên cứu của TS Trần Nhàn đặt mục tiêu hoàn thành 30 ca thử nghiệm lâm sàng trong năm nay, hướng tới việc nộp hồ sơ xin cấp phép thương mại hóa vào năm 2027 với chi phí dự kiến khoảng 15.000 đến 22.000 USD cho mỗi ca.
Khuyến cáo y khoa và những vấn đề chưa được giải đáp
Mặc dù kết quả ban đầu của nghiên cứu vô cùng hứa hẹn, chuyên mục Sức khỏe & Dinh dưỡng lưu ý độc giả rằng đây mới chỉ là những thử nghiệm lâm sàng bước đầu trên quy mô cực kỳ nhỏ (mới thực hiện thành công trên 2 bệnh nhân). Các thông tin về công nghệ cấy ghép chip võng mạc này chỉ mang tính chất tham khảo, hoàn toàn không thay thế cho các chẩn đoán hoặc phương pháp điều trị y khoa hiện tại.
Hiện tại, y học vẫn chưa có câu trả lời chắc chắn về mức độ an toàn dài hạn của con chip khi tồn tại trong môi trường sinh học của mắt qua nhiều năm, độ bền của các vi điện cực, cũng như khả năng thích ứng của hệ thần kinh người bệnh khi tiếp nhận kích thích điện liên tục. Người bệnh tuyệt đối không tự ý chẩn đoán hoặc tự ý áp dụng các phương pháp chưa được cấp phép thương mại hóa rộng rãi tại Việt Nam.
Nguồn tham khảo: Xem bài gốc
