Saintis Vietnam Nguyen Duc Thanh Menukar Dana Penyelidikan AS$25 Juta kepada Teknologi Perubatan Baharu

Daripada tampalan vaksin kepada penghormatan saintifik baharu

Nguyen Duc Thanh, saintis Vietnam di University of Connecticut, dipilih menyertai Connecticut Academy of Science and Engineering pada Mac 2026, bersama 36 anggota baharu. Penyelidikannya menangani tiga masalah perubatan yang nyata: lawatan vaksinasi berulang, kecederaan tulang yang parah dan kesukaran menghantar ubat kemoterapi ke tumor otak.

Pengumuman pada 10 Mac oleh akademi itu mengesahkan pemilihannya sebagai antara 36 anggota baharu dan menyenaraikannya sebagai Thanh Nguyen, profesor madya Kejuruteraan Mekanikal, Aeroangkasa dan Pembuatan di University of Connecticut.

Nguyen, profesor madya dalam bidang kejuruteraan mekanikal dan bioperubatan, telah memperoleh dana penyelidikan sebanyak AS$25 juta untuk universiti itu sejak menyertainya pada 2016, menurut UConn. Projeknya termasuk tampalan terbiodegradasi yang direka untuk melepaskan vaksin mengikut sela masa yang ditetapkan serta peranti ultrabunyi yang bertujuan membantu ubat kanser sampai ke sasaran sebelum terurai di dalam badan.

Angka pembiayaan itu merangkumi beberapa bahagian program penyelidikannya yang bertindih. Menjelang Oktober 2024, kumpulannya memperoleh empat geran R01 daripada Institut Kesihatan Kebangsaan (NIH) Amerika Syarikat yang bernilai lebih AS$9.5 juta, selain dua geran berjumlah AS$6.6 juta daripada Yayasan Bill dan Melinda Gates. Kedua-dua sumber itu menyumbang kira-kira AS$16.1 juta daripada jumlah pembiayaan yang lebih luas.

Bagi pesakit, matlamatnya bersifat praktikal: mengurangkan perjalanan untuk vaksinasi, memberikan sokongan yang lebih baik kepada tulang yang rosak dan mengurangkan pembedahan untuk membuang peranti perubatan sementara. Teknologi ini masih dalam peringkat penyelidikan dan pembangunan. Tiada jangka masa untuk akses rutin pesakit atau kelulusan kawal selia diberikan.

Tampalan kecil dengan sistem penghantaran berjadual

Tampalan vaksin Nguyen kira-kira sebesar hujung ibu jari dan mempunyai ratusan jarum mikro, setiap satunya kira-kira sehalus rambut. Jarum itu mengandungi ubat atau vaksin dan diperbuat daripada bahan terbiodegradasi yang serupa dengan bahan jahitan pembedahan yang larut selepas operasi.

Jarum mikro menyediakan cara untuk menghantar kandungannya melalui kulit. Reka bentuk kumpulan itu melangkah lebih jauh dengan usaha mengawal masa kandungan tersebut dilepaskan. Pelarasan struktur dan ketebalan bahan terbiodegradasi mengubah masa pelepasan, sekali gus membolehkan tampalan itu bertindak sebagai sistem penghantaran dengan jadual terbina di dalamnya.

Kursus vaksinasi biasa mungkin memerlukan seseorang kembali ke klinik beberapa kali. Pendekatan Nguyen bertujuan memasukkan dos ke dalam badan melalui satu tampalan, dengan bahan yang terurai pada masa berlainan untuk melepaskannya. Platform yang sama turut dibangunkan untuk membawa pelbagai vaksin atau ubat.

Oleh itu, cabaran kejuruteraan utamanya lebih rumit daripada sekadar menghasilkan jarum kecil. Tampalan yang berkesan mesti menghantar bahan yang dimaksudkan, dalam jumlah yang tepat dan pada masa yang ditetapkan. Penyelidikan ini menggabungkan sains bahan, iaitu kajian tentang tingkah laku bahan, dengan kejuruteraan bioperubatan, yang menerapkan kejuruteraan kepada masalah penjagaan kesihatan.

Mengapa pengurangan lawatan vaksinasi penting

Orang yang tinggal jauh dari kemudahan kesihatan mungkin menanggung beban besar apabila vaksin memerlukan temu janji berulang. Setiap lawatan semula boleh bermakna perjalanan tambahan, kos pengangkutan dan masa yang terpaksa dikorbankan daripada kerja atau tanggungjawab keluarga. Tampalan yang mampu memberikan kursus vaksinasi berjadual selepas satu aplikasi boleh mengurangkan beban tersebut.

Komuniti terpencil menjadi tumpuan khusus bagi manfaat teknologi yang dicadangkan ini. Sistem penghantaran yang mengurangkan bilangan lawatan ke klinik boleh memudahkan orang ramai melengkapkan kursus vaksinasi, khususnya mereka yang sukar mendapatkan perkhidmatan kesihatan atau mengingati temu janji susulan.

Penyelidikan Nguyen juga bertujuan mengurangkan kebergantungan pada penyimpanan sejuk. Banyak vaksin memerlukan suhu yang dikawal rapi semasa pengangkutan dan penyimpanan, yang lazimnya disebut rantaian sejuk. Mengekalkan rantaian itu memerlukan peralatan, bekalan elektrik dan penyelarasan, yang mungkin sukar di kawasan dengan infrastruktur kesihatan yang terhad.

Dua geran Yayasan Gates, yang berjumlah AS$6.6 juta, menyokong pembangunan tampalan yang mampu menghantar pelbagai vaksin. Manfaat yang disasarkan itu menghubungkan dua aspek vaksinasi yang dialami pesakit: menghantar vaksin ke sesebuah komuniti dan memastikan seseorang menerima dos yang diperlukan.

Membantu tulang yang rosak pulih

Kumpulan Nguyen turut membangunkan perancah biologi untuk kecederaan parah pada tulang panjang, termasuk tulang femur di paha dan tibia di bahagian bawah kaki. Apabila kerosakan meluas, proses pemulihan semula jadi badan mungkin memerlukan sokongan tambahan untuk membina semula bahagian yang cedera.

Perancah ialah rangka sokongan yang menyediakan tempat untuk tisu baharu tumbuh. Dalam projek ini, rangka itu bukan sekadar mengisi ruang: ia direka untuk menghasilkan isyarat elektrik yang menggalakkan pemulihan tulang. Kerja ini menerima geran NIH sebanyak AS$2.1 juta.

Pendekatan ini menggunakan bahan piezoelektrik, yang boleh menghasilkan cas elektrik apabila ditekan atau berubah bentuk. Menghubungkan tingkah laku fizikal bahan dengan tindak balas biologi merupakan tema berulang dalam kerja Nguyen. Dalam projek ini, matlamatnya ialah menggunakan rangsangan elektrik untuk menyokong pemulihan sambil menyediakan struktur bagi penjanaan semula tisu.

Matlamat praktikalnya adalah membantu memulihkan kecederaan yang sukar sembuh tanpa bantuan. Kejayaan bergantung pada keupayaan perancah menyokong pertumbuhan tisu dan berfungsi dengan selamat di dalam badan, menjadikan pemilihan serta reka bentuk bahannya penting dalam rawatan.

Menggunakan ultrabunyi untuk membantu kemoterapi sampai ke otak

Satu lagi projek, yang disokong geran NIH sebanyak AS$2.16 juta, memfokuskan pada peranti ultrabunyi terbiodegradasi untuk rawatan kanser otak. Peranti itu direka untuk ditanam di dalam otak dan membantu ubat kemoterapi sampai ke sel kanser.

Otak mempunyai sistem penapisan pelindung yang dikenali sebagai penghalang darah-otak, yang mengawal dengan ketat bahan yang boleh bergerak dari darah ke tisu otak. Perlindungan itu penting untuk kesihatan normal, tetapi juga boleh mengehadkan laluan ubat yang bertujuan merawat tumor.

Ultrabunyi menggunakan gelombang bunyi pada frekuensi melebihi julat pendengaran manusia. Projek Nguyen menggunakan teknologi itu untuk membantu penghantaran ubat, dengan matlamat meningkatkan akses kemoterapi ke kawasan yang memerlukan rawatan.

Implan itu direka untuk terurai di dalam badan selepas menyelesaikan tugasnya. Peranti sementara yang akhirnya hilang boleh mengurangkan keperluan untuk pembedahan susulan bagi membuangnya. Oleh itu, projek ini menangani penghantaran ubat serta nasib peralatan selepas rawatan.

Skop jumlah pembiayaan

Program R01 NIH menyokong projek penyelidikan kesihatan yang ditetapkan. Menjelang Oktober 2024, pasukan Nguyen menerima empat geran sedemikian yang bernilai lebih AS$9.5 juta, untuk membiayai pelbagai bidang program penyelidikan bioperubatannya, bukan satu ciptaan sahaja.

Tiga peruntukan khusus menunjukkan kepelbagaian projek itu: AS$2.1 juta untuk pemulihan tulang panjang, AS$1.5 juta untuk teknologi jarum mikro dan AS$2.16 juta untuk ultrabunyi terbiodegradasi bagi meningkatkan penghantaran kemoterapi untuk kanser otak. Semua ini merupakan sebahagian daripada jumlah dana NIH, bukannya jumlah tambahan yang perlu dicampur di atasnya.

AS$6.6 juta daripada Yayasan Gates menambah sokongan besar untuk penghantaran vaksin. Apabila digabungkan dengan geran NIH, jumlah kedua-dua sumber pembiayaan itu kira-kira AS$16.1 juta. Angka AS$25 juta daripada UConn merangkumi jumlah lebih luas yang diperoleh Nguyen untuk universiti itu selepas menyertainya pada 2016.

Berdasarkan angka yang dinyatakan, pembiayaan NIH dan Yayasan Gates merangkumi kira-kira 64% daripada jumlah AS$25 juta universiti itu. Perbandingan ini menunjukkan bahagian besar program yang tertumpu pada dua sumber tersebut, sementara sokongan penyelidikan lain kekal dalam angka keseluruhan universiti.

Laluan dari Da Nang ke kejuruteraan bioperubatan

Nguyen dilahirkan pada 1984 di Da Nang, Vietnam tengah. Beliau mengikuti kelas fizik khusus A2 di Sekolah Menengah Le Quy Don untuk Pelajar Berbakat sebelum memasuki program kejuruteraan cemerlang dalam bidang fizik di Hanoi University of Science and Technology.

Laluan akademiknya kemudian beralih daripada mekanik dan kejuruteraan aeroangkasa kepada teknologi bioperubatan. Peralihan itu membawa latar belakang tentang tingkah laku bahan dan sistem fizikal ke dalam penyelidikan mengenai interaksi peranti dengan tubuh manusia.

Pencapaian utama dalam pendidikan dan kerjaya penyelidikannya merangkumi hampir dua dekad:

• 2007: Menamatkan pengajian di Hanoi University of Science and Technology.
• 2008: Menerima biasiswa Vietnam Education Foundation untuk melanjutkan pengajian kedoktoran di Princeton University.
• 2013: Menamatkan pengajian kedoktoran dan kemudian menjalankan penyelidikan pascadoktoral di Massachusetts Institute of Technology.
• 2016: Menyertai University of Connecticut dan menubuhkan program penyelidikannya.
• 2022: Dilantik sebagai profesor madya.
• 2024: Dipilih sebagai Ahli Kanan National Academy of Inventors Amerika Syarikat.
• Mac 2026: Dipilih menyertai Connecticut Academy of Science and Engineering.

Di UConn, Nguyen membangunkan makmal yang menggabungkan penyelidikan bioperubatan, biomaterial serta teknologi berskala mikro dan nano. Bidang-bidang ini bertemu dalam peranti yang cukup kecil untuk menghantar vaksin melalui kulit atau beroperasi sementara di dalam badan.

Membangunkan syarikat dan melatih penyelidik

Nguyen juga merupakan pengasas bersama dan ketua pegawai teknologi PiezoBioMembrane, Inc. dan SingleTimeMicroneedles, Inc. Syarikat-syarikat itu memberi tumpuan kepada terapi piezoelektrik terbiodegradasi dan teknologi jarum mikro untuk menghantar kursus vaksinasi melalui satu pemberian sahaja.

Perniagaan itu menyediakan laluan untuk membawa penyelidikannya ke arah produk perubatan praktikal. Usaha mengembangkan reka bentuk makmal untuk kegunaan klinikal memerlukan lebih daripada sekadar membuktikan sesuatu idea, termasuk menghasilkan peranti secara konsisten dan menilai prestasinya dalam keadaan penggunaan yang disasarkan.

Nguyen dikreditkan dengan lebih 20 paten dalam kejuruteraan bioperubatan. Oleh itu, kerjanya merangkumi penyelidikan saintifik serta ciptaan yang dibangunkan dengan mengambil kira potensi penggunaannya.

Latihan juga menjadi sebahagian daripada program ini. Beliau telah menyelia lebih 30 penyelidik kedoktoran dan pascadoktoral, termasuk lebih 10 penyelidik Vietnam. Kerja mereka menghubungkan projek makmal itu dengan kumpulan saintis yang semakin berkembang dan memperoleh pengalaman dalam bidang bahan, peranti perubatan serta penghantaran ubat.

Pengiktirafan dalam bidang ciptaan dan kejuruteraan

Nguyen menerima Anugerah NIH Trailblazer pada 2017 dan pengiktirafan daripada SME pada 2018 sebagai antara 18 jurutera pembuatan muda cemerlang. Di Vietnam, beliau disenaraikan antara 10 anak muda cemerlang negara itu pada 2019.

Pada 2024, beliau dipilih sebagai Ahli Kanan National Academy of Inventors. Organisasi itu mengiktiraf pencipta yang paten dan penyelidikannya memberikan sumbangan besar kepada inovasi.

Pemilihannya menyertai Connecticut Academy of Science and Engineering pada Mac 2026 menambah pengiktirafan di negeri tempat beliau bekerja. Ditubuhkan pada 1976, akademi itu menasihati kerajaan dan industri Connecticut mengenai isu sains dan teknologi. Pemilihan terbuka kepada saintis dan jurutera yang bekerja atau menetap di Connecticut dan berdasarkan kecemerlangan saintifik yang dicapai melalui sumbangan asli yang penting dalam teori atau aplikasi, pencapaian luar biasa dalam meneroka bidang sains gunaan dan teknologi yang baharu serta sedang berkembang, atau kedua-duanya.

Akademi itu menyebut penyelidikan perintis Nguyen dalam vaksin jarum mikro piezoelektrik terbiodegradasi dan vaksin jarum mikro yang merangsang peningkatan sendiri, serta kemajuannya dalam kejuruteraan bioperubatan melalui biomaterial inovatif dan teknologi translasi yang memberi kesan kepada kesihatan global serta memperkukuh inovasi saintifik Connecticut. 36 anggota baharu yang dipilih akan diperkenalkan pada Majlis Makan Malam Tahunan ke-51 akademi itu di Aqua Turf Club di Plantsville pada 19 Mei 2026.

Merentas projek Nguyen, idea yang sama ialah bahan yang menjalankan tugas perubatan lalu terurai, atau membantu badan membina semula tisu. Tampalan vaksin, perancah tulang dan implan otak menerapkan idea itu kepada keperluan yang sangat berbeza, dengan menghubungkan reka bentuk bahan secara langsung kepada rawatan yang ingin disokongnya.

Perkara Utama

• Nguyen Duc Thanh menyertai UConn pada 2016 dan memperoleh dana penyelidikan sebanyak AS$25 juta untuk universiti itu.
• Menjelang Oktober 2024, pasukannya menerima lebih AS$9.5 juta menerusi empat geran R01 NIH dan AS$6.6 juta menerusi dua geran Yayasan Gates.
• Tampalan jarum mikro terbiodegradasinya bertujuan menghantar ubat atau vaksin mengikut sela masa yang ditetapkan selepas satu aplikasi.
• Projek lain menyasarkan kecederaan tulang yang parah dan penghantaran kemoterapi untuk kanser otak.
• Beliau mengasaskan bersama dua syarikat dan telah menyelia lebih 30 penyelidik kedoktoran serta pascadoktoral.
• Beliau menjadi Ahli Kanan National Academy of Inventors pada 2024 dan dipilih menyertai akademi sains dan kejuruteraan Connecticut pada Mac 2026.
• Tiada jangka masa diberikan bagi akses rutin pesakit kepada teknologi tersebut.