Nhà khoa học Việt Nam Nguyễn Đức Thành biến 25 triệu USD tài trợ nghiên cứu thành các công nghệ y tế mới

Từ miếng dán vaccine đến vinh danh khoa học mới

Nguyễn Đức Thành, nhà khoa học Việt Nam tại Đại học Connecticut, được bầu vào Viện Hàn lâm Khoa học và Kỹ thuật Connecticut vào tháng 3/2026, cùng với 35 thành viên mới khác. Nghiên cứu của ông tập trung giải quyết ba vấn đề y tế thiết thực: phải tiêm vaccine nhiều lần, chấn thương xương nghiêm trọng và khó khăn trong việc đưa thuốc hóa trị đến khối u não.

Thông báo ngày 10/3 của viện xác nhận ông nằm trong số 36 thành viên mới được bầu, đồng thời ghi tên ông là Thanh Nguyen, phó giáo sư ngành Kỹ thuật Cơ khí, Hàng không Vũ trụ và Chế tạo tại Đại học Connecticut.

Theo Đại học Connecticut, Nguyễn, phó giáo sư nghiên cứu về kỹ thuật cơ khí và kỹ thuật y sinh, đã thu hút 25 triệu USD tài trợ nghiên cứu cho trường kể từ khi gia nhập năm 2016. Các dự án của ông gồm miếng dán tự phân hủy được thiết kế để giải phóng vaccine theo lịch định sẵn và một thiết bị siêu âm nhằm giúp thuốc điều trị ung thư đến đúng mục tiêu trước khi phân hủy trong cơ thể.

Các con số tài trợ phản ánh nhiều phần nghiên cứu có liên quan với nhau. Đến tháng 10/2024, nhóm của ông đã nhận được bốn khoản tài trợ R01 từ Viện Y tế Quốc gia Mỹ (NIH), trị giá tổng cộng hơn 9,5 triệu USD, cùng hai khoản tài trợ tổng cộng 6,6 triệu USD từ Quỹ Bill và Melinda Gates. Hai nguồn này đóng góp khoảng 16,1 triệu USD trong tổng số tài trợ rộng hơn.

Với bệnh nhân, mục tiêu rất thiết thực: giảm số lần đi tiêm chủng, hỗ trợ xương tổn thương tốt hơn và hạn chế các ca phẫu thuật tháo bỏ thiết bị y tế tạm thời. Những công nghệ này vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển. Chưa có thời điểm cụ thể để bệnh nhân sử dụng thường quy hay để các công nghệ được cơ quan quản lý phê duyệt.

Miếng dán nhỏ với cơ chế phân phối theo thời gian

Miếng dán vaccine của Nguyễn có kích thước tương đương đầu ngón tay cái và mang hàng trăm vi kim, mỗi chiếc mảnh như sợi tóc. Các kim chứa thuốc hoặc vaccine, được làm từ vật liệu tự phân hủy tương tự vật liệu dùng trong chỉ khâu phẫu thuật, vốn tan sau ca mổ.

Vi kim giúp đưa hoạt chất qua da. Thiết kế của nhóm nghiên cứu tiến thêm một bước khi hướng đến kiểm soát thời điểm giải phóng hoạt chất. Việc điều chỉnh cấu trúc và độ dày của vật liệu tự phân hủy làm thay đổi thời gian giải phóng, biến miếng dán thành hệ thống phân phối có lịch trình tích hợp sẵn.

Một liệu trình tiêm chủng thông thường có thể yêu cầu người bệnh quay lại cơ sở y tế nhiều lần. Phương pháp của Nguyễn hướng đến việc đưa các liều vaccine vào cơ thể qua một miếng dán duy nhất, với vật liệu phân hủy vào những thời điểm khác nhau để giải phóng từng liều. Nền tảng này cũng đang được phát triển để mang nhiều loại vaccine hoặc thuốc khác nhau.

Vì vậy, thách thức kỹ thuật cốt lõi không chỉ là chế tạo một chiếc kim nhỏ. Miếng dán hữu ích phải đưa đúng chất, đúng liều lượng và đúng thời điểm. Nghiên cứu kết hợp khoa học vật liệu, lĩnh vực tìm hiểu cách các chất vận động, với kỹ thuật y sinh, ngành ứng dụng kỹ thuật để giải quyết các vấn đề trong chăm sóc sức khỏe.

Vì sao giảm số lần đến tiêm chủng có ý nghĩa

Người sống xa cơ sở y tế có thể phải chịu gánh nặng đáng kể nếu vaccine cần tiêm nhiều lần. Mỗi lần quay lại đồng nghĩa với thêm một chuyến đi, chi phí đi lại và thời gian phải nghỉ làm hoặc xa gia đình. Miếng dán có thể đưa đủ liệu trình theo lịch sau một lần sử dụng sẽ giúp giảm những gánh nặng này.

Cộng đồng vùng sâu vùng xa là nhóm được kỳ vọng hưởng lợi rõ rệt từ công nghệ này. Hệ thống phân phối giúp giảm số lần đến phòng khám có thể giúp những người khó tiếp cận dịch vụ y tế hoặc khó theo dõi lịch hẹn sau hoàn tất liệu trình tiêm chủng dễ dàng hơn.

Nghiên cứu của Nguyễn cũng hướng đến giảm sự phụ thuộc vào bảo quản lạnh. Nhiều loại vaccine cần được giữ ở nhiệt độ được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình vận chuyển và lưu trữ, thường gọi là chuỗi lạnh. Duy trì chuỗi này đòi hỏi thiết bị, điện và sự phối hợp, điều có thể khó khăn ở những nơi hạ tầng y tế còn hạn chế.

Hai khoản tài trợ tổng cộng 6,6 triệu USD của Quỹ Gates hỗ trợ phát triển các miếng dán có khả năng đưa nhiều loại vaccine vào cơ thể. Lợi ích dự kiến gắn liền hai khâu mà người dân trải nghiệm trong quá trình tiêm chủng: đưa vaccine đến cộng đồng và bảo đảm mỗi người nhận đủ các liều cần thiết.

Hỗ trợ xương tổn thương tự phục hồi

Nhóm của Nguyễn cũng đang phát triển một giá đỡ sinh học dành cho chấn thương nghiêm trọng ở các xương dài, bao gồm xương đùi và xương chày. Khi tổn thương trên diện rộng, quá trình tự phục hồi thông thường của cơ thể có thể cần thêm hỗ trợ để tái tạo vùng bị thương.

Giá đỡ là một cấu trúc hỗ trợ, tạo chỗ cho mô mới phát triển. Trong dự án này, cấu trúc không chỉ lấp đầy khoảng trống mà còn được thiết kế để tạo ra tín hiệu điện kích thích quá trình phục hồi xương. Công trình nhận được khoản tài trợ 2,1 triệu USD từ NIH.

Phương pháp này sử dụng vật liệu áp điện, có thể tạo ra điện tích khi bị nén hoặc biến dạng. Kết nối đặc tính vật lý của vật liệu với phản ứng sinh học là chủ đề xuyên suốt trong nghiên cứu của Nguyễn. Trong dự án này, mục tiêu là dùng kích thích điện hỗ trợ quá trình lành thương, đồng thời cung cấp cấu trúc để tái tạo mô.

Mục tiêu thực tế là hỗ trợ chữa lành những chấn thương mà cơ thể khó tự phục hồi. Thành công phụ thuộc vào khả năng của giá đỡ trong việc hỗ trợ mô phát triển và hoạt động an toàn bên trong cơ thể, khiến việc lựa chọn và thiết kế vật liệu trở thành yếu tố then chốt của phương pháp điều trị.

Dùng siêu âm hỗ trợ đưa thuốc hóa trị đến não

Một dự án khác, được hỗ trợ bởi khoản tài trợ 2,16 triệu USD từ NIH, tập trung phát triển thiết bị siêu âm tự phân hủy để điều trị ung thư não. Thiết bị được thiết kế để cấy vào não và hỗ trợ thuốc hóa trị tiếp cận các tế bào ung thư.

Não có một hệ thống lọc bảo vệ, gọi là hàng rào máu não, kiểm soát chặt chẽ những chất có thể đi từ máu vào mô não. Cơ chế bảo vệ này thiết yếu đối với sức khỏe bình thường, nhưng cũng có thể hạn chế thuốc điều trị khối u đi qua.

Siêu âm sử dụng sóng âm có tần số cao hơn ngưỡng nghe của con người. Dự án của Nguyễn ứng dụng công nghệ này để hỗ trợ đưa thuốc, hướng đến cải thiện khả năng tiếp cận vùng cần điều trị của thuốc hóa trị.

Thiết bị cấy ghép được thiết kế để phân hủy trong cơ thể sau khi hoàn thành nhiệm vụ. Một thiết bị tạm thời có thể tự biến mất sẽ giúp giảm nhu cầu phẫu thuật lấy ra sau đó. Vì vậy, dự án giải quyết cả việc đưa thuốc đến đích lẫn số phận của thiết bị sau điều trị.

Các khoản tài trợ bao gồm những gì

Chương trình R01 của NIH hỗ trợ các dự án nghiên cứu y tế cụ thể. Đến tháng 10/2024, nhóm của Nguyễn nhận được bốn khoản tài trợ như vậy, trị giá tổng cộng hơn 9,5 triệu USD, để tài trợ cho nhiều lĩnh vực trong chương trình nghiên cứu y sinh, chứ không chỉ một phát minh đơn lẻ.

Ba khoản tài trợ cụ thể cho thấy phạm vi nghiên cứu: 2,1 triệu USD cho phục hồi xương dài, 1,5 triệu USD cho công nghệ vi kim và 2,16 triệu USD cho thiết bị siêu âm tự phân hủy nhằm cải thiện việc đưa thuốc hóa trị đến vùng ung thư não. Đây là những phần nằm trong tổng tài trợ từ NIH, không phải các khoản cần cộng thêm vào tổng số đó.

Khoản tài trợ 6,6 triệu USD của Quỹ Gates bổ sung nguồn lực đáng kể cho việc đưa vaccine vào cơ thể. Cộng với các khoản từ NIH, hai nguồn này đạt tổng cộng khoảng 16,1 triệu USD. Con số 25 triệu USD của Đại học Connecticut bao gồm tổng tài trợ rộng hơn mà Nguyễn thu hút cho trường sau khi gia nhập năm 2016.

Dựa trên các con số đã nêu, tài trợ từ NIH và Quỹ Gates chiếm khoảng 64% tổng số 25 triệu USD của trường. So sánh này cho thấy phần lớn chương trình tập trung vào hai nguồn đó, trong khi tổng số của trường vẫn bao gồm các hỗ trợ nghiên cứu khác.

Hành trình từ Đà Nẵng đến kỹ thuật y sinh

Nguyễn sinh năm 1984 tại Đà Nẵng, miền Trung Việt Nam. Ông học lớp chuyên Lý A2 tại Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn trước khi vào chương trình kỹ sư tài năng ngành Vật lý của Đại học Bách khoa Hà Nội.

Sau đó, con đường học thuật của ông chuyển từ cơ học và kỹ thuật hàng không vũ trụ sang công nghệ y sinh. Quá trình chuyển hướng này đưa nền tảng về cách vật liệu và hệ thống vật lý vận hành vào nghiên cứu tương tác giữa thiết bị và cơ thể người.

Những cột mốc chính trong quá trình học tập và nghiên cứu của ông kéo dài gần hai thập kỷ:

• 2007: Tốt nghiệp Đại học Bách khoa Hà Nội.
• 2008: Nhận học bổng của Quỹ Giáo dục Việt Nam để theo học tiến sĩ tại Đại học Princeton.
• 2013: Hoàn thành chương trình tiến sĩ, sau đó nghiên cứu sau tiến sĩ tại Viện Công nghệ Massachusetts.
• 2016: Gia nhập Đại học Connecticut và thành lập chương trình nghiên cứu của mình.
• 2022: Trở thành phó giáo sư.
• 2024: Được bầu làm thành viên cao cấp của Viện Hàn lâm Nhà sáng chế Quốc gia Mỹ.
• Tháng 3/2026: Được bầu vào Viện Hàn lâm Khoa học và Kỹ thuật Connecticut.

Tại Đại học Connecticut, Nguyễn xây dựng một phòng thí nghiệm kết hợp nghiên cứu y sinh, vật liệu sinh học và các công nghệ ở quy mô vi mô, nano. Những lĩnh vực này giao thoa trong các thiết bị đủ nhỏ để đưa vaccine qua da hoặc hoạt động tạm thời bên trong cơ thể.

Thành lập doanh nghiệp và đào tạo nhà nghiên cứu

Nguyễn cũng là đồng sáng lập kiêm giám đốc công nghệ của PiezoBioMembrane, Inc. và SingleTimeMicroneedles, Inc. Các công ty tập trung vào liệu pháp áp điện tự phân hủy và công nghệ vi kim nhằm đưa đủ liệu trình vaccine chỉ qua một lần sử dụng.

Các doanh nghiệp tạo con đường để đưa nghiên cứu của ông đến gần hơn với sản phẩm y tế thiết thực. Để chuyển một thiết kế trong phòng thí nghiệm thành ứng dụng lâm sàng, cần nhiều bước hơn là chứng minh ý tưởng, bao gồm sản xuất thiết bị đồng nhất và đánh giá khả năng hoạt động trong môi trường dự kiến.

Nguyễn được ghi nhận có hơn 20 bằng sáng chế trong lĩnh vực kỹ thuật y sinh. Công việc của ông vì thế bao gồm cả nghiên cứu khoa học lẫn phát minh được phát triển với mục tiêu hướng đến ứng dụng tiềm năng.

Đào tạo cũng là một phần trong chương trình nghiên cứu. Ông đã hướng dẫn hơn 30 nghiên cứu sinh tiến sĩ và sau tiến sĩ, trong đó có hơn 10 nhà nghiên cứu Việt Nam. Công việc của họ kết nối các dự án trong phòng thí nghiệm với đội ngũ ngày càng đông các nhà khoa học tích lũy kinh nghiệm trong lĩnh vực vật liệu, thiết bị y tế và đưa thuốc vào cơ thể.

Được ghi nhận trong lĩnh vực phát minh và kỹ thuật

Nguyễn nhận Giải thưởng Trailblazer của NIH năm 2017 và được Hiệp hội Kỹ sư Chế tạo (SME) vinh danh năm 2018 trong nhóm 18 kỹ sư chế tạo trẻ xuất sắc. Tại Việt Nam, ông được bình chọn là một trong 10 gương mặt trẻ tiêu biểu năm 2019.

Năm 2024, ông được bầu làm thành viên cao cấp của Viện Hàn lâm Nhà sáng chế Quốc gia. Tổ chức này ghi nhận các nhà sáng chế có bằng sáng chế và nghiên cứu đóng góp đáng kể cho đổi mới sáng tạo.

Việc được bầu vào Viện Hàn lâm Khoa học và Kỹ thuật Connecticut vào tháng 3/2026 là sự ghi nhận tại bang nơi ông làm việc. Thành lập năm 1976, viện tư vấn cho chính quyền và doanh nghiệp Connecticut về các vấn đề khoa học, công nghệ. Các nhà khoa học và kỹ sư làm việc hoặc sinh sống tại Connecticut có thể được bầu vào viện, dựa trên thành tựu khoa học nổi bật thông qua những đóng góp nguyên bản đáng kể về lý thuyết hoặc ứng dụng, thành tựu khác thường trong việc tiên phong ở các lĩnh vực khoa học ứng dụng và công nghệ mới nổi, hoặc cả hai.

Viện ghi nhận nghiên cứu tiên phong của Nguyễn về vaccine vi kim áp điện tự tăng cường và tự phân hủy, cùng những đóng góp cho kỹ thuật y sinh thông qua vật liệu sinh học sáng tạo và công nghệ chuyển giao có tác động đến sức khỏe toàn cầu, đồng thời thúc đẩy đổi mới khoa học tại Connecticut. 36 thành viên mới sẽ được giới thiệu tại Dạ tiệc thường niên lần thứ 51 của viện, tổ chức tại Aqua Turf Club ở Plantsville ngày 19/5/2026.

Điểm chung trong các dự án của Nguyễn là vật liệu thực hiện một nhiệm vụ y tế rồi phân hủy, hoặc hỗ trợ cơ thể tái tạo mô. Miếng dán vaccine, giá đỡ xương và thiết bị cấy ghép não áp dụng ý tưởng này cho những nhu cầu rất khác nhau, kết nối trực tiếp thiết kế vật liệu với phương pháp điều trị mà nó hỗ trợ.

Điểm chính

• Nguyễn Đức Thành gia nhập Đại học Connecticut năm 2016 và đã thu hút 25 triệu USD tài trợ nghiên cứu cho trường.
• Đến tháng 10/2024, nhóm của ông nhận được hơn 9,5 triệu USD qua bốn khoản tài trợ R01 của NIH và 6,6 triệu USD qua hai khoản tài trợ của Quỹ Gates.
• Miếng dán vi kim tự phân hủy của ông hướng đến đưa thuốc hoặc vaccine vào cơ thể theo lịch định sẵn chỉ sau một lần sử dụng.
• Các dự án khác tập trung vào chấn thương xương nghiêm trọng và đưa thuốc hóa trị đến vùng ung thư não.
• Ông đồng sáng lập hai công ty và đã hướng dẫn hơn 30 nghiên cứu sinh tiến sĩ, sau tiến sĩ.
• Ông trở thành thành viên cao cấp của Viện Hàn lâm Nhà sáng chế Quốc gia năm 2024 và được bầu vào viện hàn lâm khoa học, kỹ thuật của Connecticut vào tháng 3/2026.
• Chưa có thời điểm cụ thể để bệnh nhân sử dụng các công nghệ này thường quy.