Phát triển máy phát hiện cơn đau tim tại nhà cho kết quả trong vài phút

Với bất kỳ cơn đau tim nào, thời gian là yếu tố cốt lõi. Chẩn đoán càng sớm, lưu lượng máu trở về tim càng nhanh và ít gây tổn thương hơn, do đó cải thiện kết quả điều trị cho bệnh nhân. Nhưng cơn đau tim là căn bệnh khó chữa, biểu hiện bằng các triệu chứng có thể khác nhau ở mỗi người.

Một người đến phòng cấp cứu với nghi ngờ bị đau tim sẽ phải trải qua một số xét nghiệm máu tiêu chuẩn, bao gồm xét nghiệm enzyme creatine kinase và protein troponin, các dấu hiệu sinh học biểu thị tổn thương cơ tim. Vấn đề là có thể mất một hoặc hai giờ để nhận được kết quả của các xét nghiệm này từ phòng xét nghiệm.

Hiện nay, các nhà nghiên cứu của Đại học Johns Hopkins (JHU) đã dẫn đầu trong việc thiết kế một con chip nhỏ có thể chẩn đoán cơn đau tim bằng cách phát hiện dấu hiệu sinh học quan trọng này trong vài phút thay vì vài giờ, ngay cả khi chúng có nồng độ rất thấp. Họ vừa công bố kết quả nghiên cứu của mình.

Con chip nhỏ này có thể chẩn đoán cơn đau tim trong vài phút.

“Các cơn đau tim đòi hỏi phải can thiệp y tế ngay lập tức để cải thiện kết quả điều trị cho bệnh nhân. Mặc dù chẩn đoán sớm là rất quan trọng nhưng nó cũng có thể rất khó khăn – và gần như không thể thực hiện được bên ngoài môi trường lâm sàng. Chúng tôi có thể phát minh ra công nghệ mới xác định nhanh chóng và chính xác liệu một người có đang bị đau tim hay không”, Peng Zheng, nhà khoa học tại JHU và là tác giả chính của nghiên cứu cho biết.

Chìa khóa là bề mặt độc đáo của con chip. Đầu tiên, một lớp hạt polystyrene đơn được sắp xếp theo hình lục giác trên một chất nền thạch anh. Các lớp vàng và silica mỏng xen kẽ được lắng đọng ở trên cùng, lấp đầy khoảng trống giữa các hạt trước khi các hạt được lấy ra, để lại các chồng nguyên tử meta vàng và silica có kích thước nano giống như kim tự tháp.

Sự kết hợp giữa kim loại (vàng) và chất điện môi (silica) làm tăng cường trường điện và từ của chip, do đó tăng cường khả năng phân tích máu của bệnh nhân bằng quang phổ Raman. Quang phổ Raman là kỹ thuật phân tích hóa học cung cấp thông tin chi tiết về một chất bằng cách sử dụng ánh sáng – một dải rộng các bước sóng laser để tương tác với các liên kết hóa học của nó.

Con chip “nhìn thấy” các dấu hiệu sinh học của cơn đau tim trong vòng vài giây, ngay cả khi chúng ở nồng độ cực thấp. Nó đủ nhạy để phát hiện dấu hiệu sinh học trước khi chúng được tìm thấy bằng các xét nghiệm hiện tại hoặc không được phát hiện cho đến tận sau này trong cơn đau tim.

“Chúng tôi đang nói về tốc độ, độ chính xác và về khả năng thực hiện các phép đo bên ngoài bệnh viện. Trong tương lai, chúng tôi hy vọng điều này có thể được chế tạo thành một thiết bị cầm tay giống như máy đo ba chiều trong Star Trek, nơi bạn có một giọt máu và sau đó trong vài giây bạn có thể phát hiện ra”, Ishan Barman, kỹ sư sinh học đến từ Khoa Kỹ thuật Cơ khí của JHU cho biết.

Các nhà nghiên cứu rõ ràng dự đoán máy phát hiện cơn đau tim tại nhà trong tương lai. Thiết bị chứng minh khái niệm này cũng có thể được điều chỉnh để thử nghiệm ung thư và các bệnh truyền nhiễm.

An Hạ