Phát triển Công nghệ y sinh ở Việt Nam

Công nghệ y sinh (Biomedical Engineering) là công nghệ cao chuyên ngành được hình thành do sự phối hợp đồng bộ các tri thức khoa học và công nghệ của nhiều lĩnh vực: y học, sinh học, máy tính điện tử, vật liệu y sinh - nano, linh kiện cơ - điện tử micro và nano (MEMS, NEMS), tin - sinh học (bio-informatics), chụp và xử lý ảnh chẩn đoán bệnh, phân tích hệ thống và mô phỏng 3-D... nhằm mục tiêu trước hết là thiết kế, chế tạo dụng cụ, thiết bị, vật liệu... để bảo vệ sức khỏe và nâng cao chất lượng cuộc sống của nhân dân.

Công nghệ y sinh hình thành mới từ vài thập kỷ nay, nhưng đã phát triển rất mạnh, trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn trong chẩn đoán và điều trị ở trình độ cao tới mức xử lý đến từng phân tử, đồng thời được áp dụng rộng rãi trong mô phỏng các linh kiện cực kỳ tinh vi của công nghiệp hiện đại. Doanh số hằng năm của các thiết bị, vật liệu, phần mềm... dùng trong chẩn đoán, chữa bệnh đạt tới con số khổng lồ hàng trăm tỷ USD và sẽ còn tăng vọt trong thời gian tới. Ðáng chú ý là rất nhiều linh kiện, cấu kiện NEMS, MEMS chế tạo cho thiết bị y tế lại được dùng thích hợp trong nhiều hệ công nghiệp hiện đại.

Trong nước ta, bắt đầu từ thời kỳ đổi mới, đã tổ chức nghiên cứu, tiếp thu và ứng dụng Công nghệ y sinh trong chẩn đoán và chữa bệnh như sử dụng các máy laze, siêu âm, cộng hưởng từ, chụp ảnh cắt lớp... Các thiết bị chủ yếu nhập từ nước ngoài, mới bắt đầu lắp ráp, chế tạo được một số loại laze y tế. Nhìn chung trình độ Công nghệ y sinh ở nước ta còn thua kém nhiều so với các nước phát triển như Bắc Mỹ, châu Âu, Nhật Bản.

Bởi vậy sự tiếp cận với trình độ cao về Công nghệ y sinh là rất cần thiết để học tập, tiếp thu và hợp tác để phát triển nâng cao trình độ. Ðược chính sách rộng mở của nhà nước tạo điều kiện, đồng thời có nhiệt tình giúp đỡ của chuyên gia Việt kiều và chuyên gia nước ngoài về Công nghệ y sinh, thời gian qua chúng ta đã cử ra nước ngoài nhiều nhà khoa học với nhiều bạn trẻ nghiên cứu công nghệ y sinh hiện đại, thu được kết quả tốt. Trong nước cũng hình thành một số cơ sở nghiên cứu và kinh doanh sản xuất trong lĩnh vực Công nghệ y sinh để phục vụ bảo vệ sức khỏe và phát triển.

Một số ứng dụng Công nghệ y sinh ở nước ta gần đây vừa chủ động, vừa có sự hợp tác với chuyên gia quốc tế đã đạt kết quả khá tốt, do đó cộng đồng công nghệ y sinh thế giới tán thành tổ chức hội thảo quốc tế lần thứ hai về Công nghệ y sinh trong các ngày 25 đến 27-7 vừa qua tại Trường đại học Bách khoa Hà Nội (lần 1 trước đây tại thành phố Hồ Chí Minh). Nhiều chuyên gia Việt Nam đang nghiên cứu và làm việc ở nước ngoài về công nghệ y sinh hết sức ủng hộ và cùng nhóm với các chuyên gia nước ngoài tích cực tham gia hội thảo. Trong số đó có GS. Võ Văn Tới, nghiên cứu Công nghệ y sinh tại Ðại học Tufts (Mỹ), nay là Giám đốc điều hành Quỹ phát triển giáo dục Việt Nam của Hoa Kỳ và TS Ryan Thinh Phan nghiên cứu Công nghệ y sinh tại Ðại học Havard.

Hội thảo có hơn 200 chuyên gia tham dự với khoảng 1/3 là chuyên gia quốc tế đến chủ yếu từ các nước có trình độ phát triển cao về Công nghệ y sinh như Mỹ, Nhật Bản, Pháp, Ðức, Anh, Hàn Quốc, Trung Quốc, Singapore... Có năm buổi dành cho trình bày những thành tựu mới nhất trong nghiên cứu công nghệ y sinh và một buổi trao đổi bàn tròn với các bạn trẻ về phấn đấu đạt thành tích cao trong nghiên cứu Công nghệ y sinh.

Về mặt thể chất con người là một "hệ thống hữu cơ" vô cùng phức tạp và tinh vi. Những hiểu biết của chúng ta về thế giới bên ngoài thì nhiều và phong phú hơn những gì đã biết ở trong con người. Từ sau sự kiện khám phá thành công "trật tự sắp xếp" (sequencing) trong bộ gen của người đầu thế kỷ này, người ta đang chuẩn bị tiến hành dự án "cơ thể minh bạch". Ðó là dự án khoa học và công nghệ, trong đó có công nghệ y sinh, nhằm tạo ra mọi phương pháp và các hệ thống phương tiện cho phép hiểu rõ và chứng kiến mọi cơ chế và cấu trúc ở trong cơ thể, có thể chi tiết đến mức từng phân tử. Khi đó việc chẩn đoán và điều trị trong y tế sẽ có bước đột biến lên một tầm cao mới.

Hội thảo Công nghệ y sinh Hà Nội lần này cũng quy tụ vào một số hướng của ý tưởng dự án trên đây với các công trình khoa học công nghệ y sinh độc đáo tiến hành tại nhiều cơ sở nghiên cứu lớn với các giáo sư nổi tiếng... Ðó là những thành tựu rất mới như chụp ảnh cộng hưởng từ (MRI) dùng từ trường cực lớn, chụp ảnh siêu âm với tần số tiến tới siêu cao, sinh học tổng hợp (synthetic biology) các vi thể sinh học chữa bệnh, chẩn đoán phân tử ứng dụng phát hiện chính xác các bệnh di truyền và đặc biệt là ung thư, những đặc điểm của tế bào gốc...

Từ sau khi có máy tính điện tử, người ta có thể xử lý các tín hiệu tán xạ từ các tia sóng điện từ chiếu vào các cấu trúc trong cơ thể, và thu được các ảnh. Theo nhịp quét tia, thu được các ảnh cắt lớp của các bộ phận trong cơ thể. Lúc đầu dùng tia X, thường gọi là máy CT (computed tomography scanner) mà nay dùng khá phổ biến ở các bệnh viện nước ta. Tuy nhiên tia X là bức xạ iôn hóa, cho nên bị hạn chế một số mặt, và ảnh chụp có độ phân giải chưa đáp ứng một số yêu cầu đặc biệt. Bởi vậy chuyển sang dùng máy chụp cắt lớp cộng hưởng từ, nay gọi là máy MRI (Magnetic Resonance Imaging), dùng từ trường một chiều kết hợp với sóng điện từ tần số vô tuyến, không iôn hóa, để chụp ảnh cắt lớp. Nhờ tính chất rất độc đáo nên chụp ảnh MRI khá an toàn, nhất là chụp não, và ảnh có độ phân giải cao. Thông thường người ta dùng từ trường một chiều, trong máy MRI, có cường độ khoảng 2 - 3 Tesla (1 Tesla = 10000 Gauss). Tuy nhiên muốn đạt độ phân giải cao hơn phải có từ trường một chiều mạnh hơn, nhưng tăng lên thêm 1 Tesla thì giá máy đắt thêm 1 triệu đô-la.

Trong Hội thảo lần này, TS. Regit B.Kenli đã trình bày ảnh MRI có độ phân giải kỷ lục ứng với từ trường đến 7 Tesla. Nhờ độ phân giải cao, qua ảnh phát hiện nhiều chi tiết mới của tổn thương mà trước đây, do từ trường chưa đủ lớn, không phát hiện được.

Những nghiên cứu mới ứng dụng siêu âm tần số cao 50 - 80 MHz cho phép tầm soát cả các lớp ngoài gần da, đạt tới các ảnh phát hiện nhiều chi tiết đã được trình bày trong hội thảo. Các chi tiết này có tác dụng quan trọng cho việc chẩn đoán và chữa bệnh. Trong tương lai, khi nâng tần số siêu âm lên trên 200 MHz thì sẽ có nhiều ứng dụng trong sinh học tế bào, hiện ảnh cả chuyển động của các tinh thể trong tế bào.

Sinh học tổng hợp (synthetic biology) là ngành khoa học và công nghệ dựa trên kết quả nghiên cứu cấu trúc và cơ chế hoạt động của các phân tử sinh học như phân tử di truyền, phân tử protein... để từ đó xây dựng hệ thiết bị thực hiện quy trình tổng hợp nhân tạo các phân tử sinh học, các vi thể sinh học nhằm phục vụ chẩn đoán, chữa bệnh và nghiên cứu phát triển. Trong báo cáo Hội thảo đã trình bày một số công trình nghiên cứu ứng dụng sinh tổng hợp rất có ý nghĩa. Thí dụ đã sinh tổng hợp ra các vi thể sinh học trong đó có chứa các phân tử Artemesinin để tiêu diệt bệnh sốt rét. Tại Việt Nam chúng ta có thể tách chiết Artemesinin từ cây thanh hao hoa vàng.

Một số báo cáo trong Hội thảo trình bày ứng dụng công nghệ chẩn đoán phân tử (molecular diagnostics). Ðây là hướng rất mới, dựa trên thành tựu các ngành khoa học công nghệ bộ gen (genomics) và khoa học công nghệ protein (proteomics) để có thể phát hiện được các sai hỏng trong phân tử protein đặc chủng mà suy ra chính xác loại bệnh di truyền, hoặc nhận diện đúng là tế bào ung thư. Như vậy mức chính xác của chẩn đoán bệnh đã vươn tới đẳng cấp phân tử (!).

Tế bào gốc (stem cell) đang là đối tượng được rất quan tâm nghiên cứu vì các ứng dụng đầy triển vọng. Trong Hội thảo có một số báo cáo đáng chú ý về tế bào gốc. Ðặc biệt phát hiện từ trường có tác động đáng kể lên tế bào gốc, tùy theo cường độ từ trường và thời gian tác động. Kết quả này chắc chắn sẽ mở ra nhiều hướng ứng dụng.

Trong bài viết ngắn này chưa thể nói hết được nhiều kết quả mới rất thú vị. Nhất là trong buổi giao lưu với tuổi trẻ có nhiều dự báo tương lai và triển vọng hợp tác về Công nghệ y sinh của Việt Nam với các nước, rất đáng hy vọng. Nhớ rằng có lời khuyên Việt Nam nên tham khảo cách phát triển Công nghệ y sinh như Tập đoàn QB3 của Ðại học California với 150 labo và chuyển nhanh sáng tạo khoa học thành sản phẩm phục vụ xã hội.