Ngày 13/1/2026, tạp chí khoa học ScienceDaily đăng tải nghiên cứu của Anne Trafton (Viện Công nghệ Massachusetts – MIT) về một “viên thuốc thông minh” có khả năng phát tín hiệu âm thầm khi được nuốt vào. Công nghệ này được kỳ vọng tạo bước đột phá trong việc theo dõi tuân thủ điều trị, góp phần giải quyết tình trạng quên uống thuốc của bệnh nhân.
Các kỹ sư tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã phát triển một loại viên nang “thông minh” có khả năng phát tín hiệu không dây ngay sau khi được nuốt vào cơ thể. Bên trong viên thuốc là một ăng-ten siêu nhỏ làm từ vật liệu sinh học, có thể tự phân hủy an toàn trong môi trường dạ dày. Sau khi bệnh nhân uống thuốc, hệ thống này sẽ gửi tín hiệu xác nhận trong vòng vài phút, sau đó ăng-ten tan rã hoàn toàn mà không để lại tác động sinh học bất lợi. Công nghệ được thiết kế để tích hợp với các loại thuốc hiện hành, cho phép bác sĩ và nhân viên y tế theo dõi chính xác mức độ tuân thủ điều trị, đặc biệt ở những bệnh nhân có nguy cơ cao. Các nhà nghiên cứu kỳ vọng giải pháp này sẽ giúp giảm tình trạng bỏ sót liều thuốc, một trong những nguyên nhân phổ biến dẫn đến thất bại điều trị và các biến chứng nghiêm trọng về sức khỏe.
Các nhà nghiên cứu cho biết phương pháp này đặc biệt hữu ích đối với những bệnh nhân phải tuân thủ lịch dùng thuốc nghiêm ngặt và kéo dài. Nhóm đối tượng này bao gồm bệnh nhân ghép tạng, những người phụ thuộc vào thuốc ức chế miễn dịch để ngăn ngừa thải ghép, cũng như bệnh nhân đang điều trị lâu dài các bệnh truyền nhiễm mạn tính như HIV hoặc lao. Việc bỏ sót liều thuốc trong các trường hợp này có thể làm giảm hiệu quả điều trị và gây ra những hậu quả nghiêm trọng đối với sức khỏe.
“Mục tiêu của chúng tôi là bảo đảm công nghệ này giúp bệnh nhân nhận được liệu pháp cần thiết một cách đầy đủ và đúng thời điểm, từ đó tối ưu hóa hiệu quả điều trị và sức khỏe tổng thể,” Giovanni Traverso, phó giáo sư kỹ thuật cơ khí tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), bác sĩ chuyên khoa tiêu hóa tại Bệnh viện Brigham and Women’s, đồng thời là thành viên liên kết của Viện Broad thuộc MIT và Đại học Harvard cho biết.
Traverso là tác giả chính của nghiên cứu, được công bố ngày 8/1 trên tạp chí Nature Communications. Hai tác giả chủ trì của công trình là Mehmet Girayhan Say, nhà khoa học nghiên cứu tại MIT, và Sean You, cựu nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại MIT.
Vì sao việc tuân thủ dùng thuốc vẫn là một thách thức lớn
Việc không tuân thủ đúng chỉ định dùng thuốc vẫn là một thách thức nghiêm trọng đối với hệ thống y tế toàn cầu. Theo các ước tính, mỗi năm tình trạng này góp phần gây ra hàng trăm nghìn ca tử vong có thể phòng ngừa được, đồng thời làm phát sinh hàng tỷ đô la chi phí chăm sóc sức khỏe không cần thiết do điều trị thất bại, tái phát bệnh và nhập viện lặp lại.
Nhằm giải quyết vấn đề trên, trong các nghiên cứu trước đây, phòng thí nghiệm của Giovanni Traverso đã phát triển những viên nang vận chuyển thuốc có khả năng lưu lại trong đường tiêu hóa trong thời gian dài và giải phóng hoạt chất theo chu kỳ định sẵn. Cách tiếp cận này cho thấy hiệu quả trong một số kịch bản lâm sàng, đặc biệt với các liệu pháp cần dùng thuốc kéo dài. Tuy nhiên, phương pháp này không thể áp dụng cho mọi loại thuốc do hạn chế về đặc tính dược lý, liều lượng và yêu cầu bào chế.
“Chúng tôi đã phát triển các hệ thống có thể tồn tại trong cơ thể trong thời gian dài và chứng minh rằng chúng có thể cải thiện mức độ tuân thủ điều trị,” Traverso cho biết. “Tuy nhiên, chúng tôi cũng nhận ra rằng với một số loại thuốc, việc thay đổi cấu trúc hay dạng bào chế của viên thuốc là không khả thi. Câu hỏi đặt ra là: chúng ta có thể làm gì khác để hỗ trợ bệnh nhân, đồng thời giúp các nhà cung cấp dịch vụ y tế bảo đảm rằng người bệnh đang dùng thuốc đúng cách?”
Cơ chế hoạt động của hệ thống tín hiệu có thể nuốt được
Trong nghiên cứu mới này, nhóm khoa học tại MIT lựa chọn một hướng tiếp cận khác so với các giải pháp trước đây: xác nhận việc viên thuốc đã được uống hay chưa, thay vì can thiệp vào cơ chế đưa thuốc vào cơ thể. Chiến lược này tập trung vào việc theo dõi hành vi dùng thuốc, yếu tố then chốt quyết định hiệu quả điều trị, mà không làm thay đổi dược chất hay dạng bào chế hiện có.
Để thực hiện điều này, các nhà nghiên cứu sử dụng tín hiệu tần số vô tuyến (radio frequency – RF), một dạng tín hiệu có thể được phát hiện từ bên ngoài cơ thể và được xem là an toàn trong các ứng dụng y sinh. Trước đây, các nỗ lực theo dõi việc dùng thuốc bằng RF thường dựa trên các vật liệu không phân hủy sinh học, buộc toàn bộ thiết bị phải đi qua hệ tiêu hóa trong trạng thái nguyên vẹn. Điều này làm dấy lên lo ngại về nguy cơ tích tụ hoặc tắc nghẽn đường tiêu hóa khi sử dụng lâu dài.
Nhằm khắc phục hạn chế đó, nhóm MIT đã thiết kế một hệ thống phát tín hiệu có khả năng tự phân hủy sinh học sau khi hoàn thành chức năng. Thành phần then chốt của hệ thống là một ăng-ten làm từ kẽm, được nhúng trong một hạt cellulose. Các vật liệu này được lựa chọn dựa trên hồ sơ an toàn cao, khả năng tương thích sinh học và tiền lệ sử dụng rộng rãi trong y học.
“Chúng tôi lựa chọn những vật liệu này vì chúng có đặc tính an toàn rất tốt và thân thiện với môi trường sinh học,” Giovanni Traverso cho biết.
Ăng-ten kẽm–cellulose được cuộn lại thành một cấu trúc nhỏ gọn và đặt bên trong viên thuốc cùng với dược chất. Vỏ viên nang được chế tạo từ gelatin, phủ cellulose và một lớp molypden hoặc vonfram, có chức năng ngăn chặn việc phát tín hiệu RF trước khi viên thuốc được nuốt vào cơ thể.
Sau khi được uống, lớp vỏ viên nang tan ra trong môi trường dạ dày, đồng thời giải phóng cả thuốc và ăng-ten. Ăng-ten sau đó nhận tín hiệu kích hoạt từ một thiết bị đọc bên ngoài cơ thể và, kết hợp với một vi mạch RF siêu nhỏ, gửi lại tín hiệu xác nhận rằng viên thuốc đã được nuốt. Toàn bộ quá trình trao đổi tín hiệu này thường diễn ra trong vòng khoảng 10 phút.
Vi mạch RF có kích thước xấp xỉ 400 × 400 micromet, là linh kiện thương mại không phân hủy sinh học, được thiết kế để đi qua đường tiêu hóa một cách an toàn. Các thành phần còn lại của hệ thống, bao gồm ăng-ten và vật liệu bao bọc, sẽ phân hủy hoàn toàn trong dạ dày trong khoảng một tuần.
“Các thành phần được thiết kế để phân hủy dần trong vài ngày bằng những vật liệu có độ an toàn đã được chứng minh, như kẽm và cellulose, vốn đã được sử dụng rộng rãi trong y học,” Mehmet Girayhan Say cho biết. “Mục tiêu của chúng tôi là tránh sự tích tụ lâu dài trong cơ thể, đồng thời vẫn bảo đảm khả năng xác nhận đáng tin cậy rằng viên thuốc đã được uống. Độ an toàn lâu dài của hệ thống sẽ tiếp tục được đánh giá khi công nghệ này tiến tới các thử nghiệm và ứng dụng lâm sàng.”
Lợi ích tiềm năng cho bệnh nhân có nguy cơ cao
Trong các thử nghiệm trên động vật, hệ thống đã chứng minh khả năng truyền tín hiệu ổn định từ bên trong dạ dày đến một bộ thu đặt bên ngoài cơ thể ở khoảng cách lên tới 60 cm. Nếu được điều chỉnh và tối ưu hóa cho sử dụng trên người, các nhà nghiên cứu hình dung việc kết hợp viên thuốc “thông minh” này với một thiết bị đeo được, cho phép dữ liệu về việc dùng thuốc được truyền trực tiếp và liên tục đến nhóm chăm sóc sức khỏe của bệnh nhân.
Hiện nay, các nghiên cứu tiền lâm sàng tiếp theo đang được lên kế hoạch, và nhóm nghiên cứu kỳ vọng có thể bắt đầu thử nghiệm công nghệ này trên người trong tương lai gần. Trong số các nhóm bệnh nhân tiềm năng, người nhận ghép tạng được xem là đối tượng có thể hưởng lợi nhiều nhất, bởi việc bỏ sót dù chỉ một liều thuốc ức chế miễn dịch cũng có thể nhanh chóng dẫn đến hiện tượng thải ghép và đe dọa tính mạng.
“Chúng tôi muốn ưu tiên những loại thuốc mà việc không tuân thủ điều trị có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng cho bệnh nhân,” Giovanni Traverso cho biết.
Ngoài bệnh nhân ghép tạng, công nghệ này còn có thể mang lại lợi ích cho nhiều nhóm nguy cơ cao khác, bao gồm bệnh nhân mới đặt stent tim mạch cần dùng thuốc để ngăn ngừa tái hẹp hoặc tắc nghẽn mạch máu, những người mắc các bệnh nhiễm trùng mạn tính như lao đòi hỏi điều trị kéo dài, cũng như bệnh nhân mắc các rối loạn tâm thần – thần kinh, những tình trạng có thể làm suy giảm khả năng sử dụng thuốc đều đặn và đúng chỉ định.
Nghiên cứu này được thực hiện với sự tài trợ của Novo Nordisk, Khoa Kỹ thuật Cơ khí thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), Khoa Tiêu hóa tại Bệnh viện Brigham and Women’s, cùng Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến về Y tế của Hoa Kỳ (ARPA-H), cho thấy sự phối hợp chặt chẽ giữa học thuật, y học lâm sàng và các tổ chức nghiên cứu nhằm thúc đẩy đổi mới công nghệ trong chăm sóc sức khỏe.
Đinh Hoàng Anh/Nguồn: www.sciencedaily.com/releases/2026/01/260112214259.htm >
Tài liệu tham khảo tạp chí:
Mehmet Girayhan Say, Siheng Sean You, Yubin Cai, Ada Erus, Injoo Moon, Benjamin Muller, Felipe Vielba-Gomez, Arina Zadvornaya, Andrew Pettinari, Kailyn Schmidt, Niora Fabian, Alison Hayward, Peter Chai, Giovanni Traverso. Viên nang RFID tự phân hủy sinh học để đánh giá sự tuân thủ thuốc . Nature Communications , 2026; 17 (1) DOI: 10.1038/s41467-025-67551-5.