Từ trái ớt quen thuộc của người dân Việt, nhóm tác giả Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng đã nghiên cứu, điều chế ra sản phẩm giảm đau, góp phần nâng cao chất thuốc sản xuất trong nước, đáp ứng nhu cầu điều trị thay thế thuốc ngoại nhập.

Ớt là một loại trái thuộc chi Capsicum của họ Cà (Solanaceae). Đây là một loại gia vị phổ biển trên thế giới, được trồng khắp nơi nước ta. Trong ớt, có chứa Capsaicin là một alkaloid chiếm tỷ lệ khoảng 0,05-2%. Capsaicin là hoạt chất gây đỏ, nóng, được sử dụng để giảm đau tại chỗ, do capsaicin có khả năng làm giảm chất P-một neuropeptid chủ yếu tham gia dẫn truyền các xung động từ ngoại vi tới hệ thống thần kinh trung ương. Hợp chất capsaicin đã được nhiều tác giả ngoài nước chứng minh có tác dụng giảm đau giảm viêm. 

(ảnh minh họa)

Capsaicin hiện đang được sử dụng như một thuốc giảm đau dưới dạng thuốc mỡ bôi, thuốc xịt mũi để giảm đau, thường nồng độ giữa 0,025% tới 0,1%. Capsaicin được áp dụng theo hình thức kem làm giảm đau tạm thời của đau cơ bắp và khớp liên quan tới viêm khớp, đau lưng, bong gân. Ngoài ra, capsaicin còn được sử dụng để làm giảm các triệu chứng bệnh lý thần kinh do herpes (bệnh zona thần kinh).

Tuy nhiên, capsaicin kém tan, khó thẩm thấu qua da nên gây các dụng phụ nóng rát trên da. Các nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng, khi nang hóa capsaicin trong một số hệ mang nano là tăng khả năng thẩu thấu vào da, từ đó làm giảm tác dụng phụ (đỏ, nóng) và tăng hiệu quả của capsaicin.

Nhân thấy những tác dụng quan trọng của capsaicin có trong trái ớt, nhóm các nhà khoa học đang công tác tại Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng đã thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ “Nghiên cứu bào chế sản phẩm giảm đau chứa nano cao ớt”, với mục tiêu bào chế gel giảm đau chứa nano capsaicinoid có hiệu quả tương đương hoặc tốt hơn sản phẩm đối chiếu trên thị trường, đáp ứng được độ an toàn và giá thành phù hợp. 

Sản phẩm gel nano cao ớt sau khi đóng tuýp và dán nhãn

Tận dụng nguồn nguyên liệu trong nước

Ớt hiểm được thu hái ở TP.HCM và TP.Đà Lạt (Lâm Đồng) được nhóm sơ chế rửa sạch, xay nhỏ thành bột để điều chế cao ớt. Từ đó, nhóm khảo sát tỷ lệ cao ớt nhằm chọn tỷ lệ phù hợp nhất có thể tạo được hệ tiểu phân nano ổn định, kích thước nhỏ. Với quy mô 5 kg nguyên liệu/mẻ, thu được 117 g cao ớt, chứa 11,03% capsaicin. Ngoài ra, cao chiết còn chứa một số thành phần hóa học khác như chất béo, carotenoid, triterpenoid tự do, alkaloid, saponin, các hợp chất khử và acid hữu cơ. 

Sau khi điều chế được cao ớt nano, nhóm phát triển sản phẩm gel giảm đau với một số thành phần như nano cao ớt (0,15% capsaicin), tá dược tạo gel, Propylene glycol (5%), Glycerin (1%), Menthol (0,5%) , Camphor (0,5%), nước cất,…  Trong đó, hỗn hợp menthol - camphor được nhóm nghiên cứu thêm vào công thức với tỷ lệ nhỏ, nhằm mục đích tăng hiệu quả trị liệu của sản phẩm, giúp làm dịu cảm giác nóng rát, mùi hăng cay gây ra bởi capsaicin, tạo cảm giác dễ chịu cho sản phẩm khi thoa lên da. 

Quy trình chiết xuất cao ớt

Khi thử nghiệm trên thỏ trắng và chuột, nhóm nghiên cứu cho biết, gel nano cao ớt kích ứng không đáng kể trên da thỏ. Ngoài ra, gel nano cao ớt thể hiện tác động giảm đau trung ương trên mô hình nhúng đuôi chuột tương đương với thuốc giảm đau thương mại paracetamol/codein và cao hơn so với sản phẩm thương mại capzacin. Đồng thời, sản phẩm cũng thể hiện tác động giảm đau ngoại biên trên mô hình nhúng đuôi chuột gây đau quặn bằng acetic acid, thấp hơn thuốc giảm đau thương mại voltaren và tương đương với sản phẩm thương mại capzacin ở giai đoạn 35-40 phút sau khi bôi.

“Gel chứa nano cao ớt còn có khả năng kháng viêm tương đương thuốc thương mại diclofenac, cao hơn kem bôi capzacin”, nhóm nghiên cứu khẳng định. 

Về mặt cảm quan, gel nano cao ớt mềm, mịn, đồng nhất, không vón cục, có màu đỏ cam và mùi đặc trưng, bắt dính được trên da hay niêm mạc khi bôi, không tách lớp, không chảy lỏng. Thời gian sử dụng của sản phẩm ít nhất là 12 tháng. Các chỉ tiêu an toàn gel thuốc đạt TCVN 6972-2001.

Có thể thay thế thuốc hóa học 

Theo lời TS Võ Đỗ Minh Hoàng, chủ nhiệm đề tài, hiện nay trên thị trường có rất nhiều nhóm thuốc giảm đau - kháng viêm và được sử dụng rộng rãi ở nhiều dạng khác nhau như uống, dán, kem bôi ngoài da, xịt. Trong đó, thuốc kháng viêm, giảm đau được sử dụng dưới dạng tiêm hoặc uống, là biện pháp được áp dụng phổ biến nhất hiện nay để giảm đau một cách nhanh chóng. Tuy nhiên, do việc sử dụng quá nhiều thuốc giảm đau có thể dẫn đến tình trạng lạm dụng thuốc, gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng cho cơ thể như tiêu chảy, nôn, rối loạn tiêu hóa và mất cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột, dị ứng, suy gan, suy thận, sốc phản vệ… Vì vậy, các sản phẩm giảm đau - kháng viêm dưới dạng thuốc dán, kem bôi ngoài da được ưa chuộng hơn cả vì độ an toàn cao, hiệu quả nhanh chóng và ít gây ra tác dụng phụ cho người sử dụng. 

Cũng theo nhóm nghiên cứu, ở nước ta, với một nền y học cổ truyền phong phú, nhưng nhiều thuốc giảm đau - chống viêm chưa được chứng minh khoa học và bào chế thành chế phẩm, nên việc sử dụng còn hạn chế. Trong vài thập niên gần đây, xu hướng giảm đau được quan tâm nhiều nhất chính là việc sử dụng một số gia vị và thảo dược có khả năng giảm đau, kháng viêm như một liệu pháp tự nhiên để thay thế cho một số loại thuốc cũng như hoạt chất kích thích giảm đau, kháng viêm. Bên cạnh đó, do rất nhiều tác dụng phụ nghiêm trọng khi lạm dụng thuốc giảm đau có nguồn gốc hóa học nên, việc nghiên cứu tìm ra các thuốc giảm đau - chống viêm mới có nguồn gốc tự nhiên, an toàn và hiệu quả hơn để thay thế một số loại thuốc giảm đau thông thường là nhu cầu bức thiết hiện nay. 

Vì vậy, việc bào chế thành công sản phẩm giảm đau chứa nano cao ớt, góp phần tạo ra những sản phẩm phục vụ cuộc sống với giá cả hợp lý cho nhân dân lao động và góp phần nâng cao chất lượng thuốc sản xuất trong nước, đáp ứng nhu cầu điều trị thay thế thuốc ngoại nhập. Đồng thời, tạo ra vùng nguyên liệu, nâng cao giá trị của cây ớt, cũng như tăng thu nhập cho người dân trồng ớt. 

Gel chiết xuất từ ớt (các hình D,E và F) có đặc tính vật lý tương tự nhiều loại gel sinh học khác

Qua việc thực hiện đề tài, nhóm nghiên cứu cũng đã xây dựng tiêu chuẩn cơ sở của nguyên liệu, tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm. Đồng thời, làm chủ được quy trình công nghệ bào chế gel chứa nano cao ớt  ở quy mô 1.000 đơn vị sản phẩm/mẻ, dễ dàng nâng quy mô, phù hợp với điều kiện sản xuất trong nước, với sản phẩm đầu ra đáp ứng các điều kiện tiêu chuẩn cơ sở, có thể chuyển giao công nghệ cho những đơn vị có nhu cầu. 

Thông tin liên hệ:

Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng

Địa chỉ: 1B TL29, Thạnh Lộc, Quận 12, TP.HCM

Điện thoại: 028-3838919992 - Email: vanthu@iams.vast.vn

Nhóm các nhà khoa học tại TP.HCM đã thành công trong việc biến phế thải vốn gây ô nhiễm môi trường thành vật liệu xây dựng, mang lại hiệu quả kinh tế, và kỳ vọng thu hút được nhiều sự đầu tư từ các doanh nghiệp.

Tro bay là bụi khí thải dạng hạt mịn thu được từ quá trình đốt cháy than đá trong các lò hơi của nhà máy nhiệt điện, lò quay của nhà máy xi măng, lò cao của nhà máy luyện kim, lò tunel của các xí nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, lò của hệ thống xử lý rác bằng công nghệ đốt… Thành phần của tro bay thường chứa các silic oxit, nhôm oxit, canxi oxit, sắt oxit, magie oxit và lưu huỳnh oxit, ngoài ra có thể chứa một lượng than chưa cháy. Tro bay gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

(hình minh họa)

Đã có nhiều nghiên cứu trước tổng hợp aerogel từ silica được trích ly và thu hồi từ tro bay bằng phương pháp sol-gel truyền thống, nhưng quy trình tổng hợp còn phức tạp, sử dụng nhiều hóa chất không thân thiện với môi trường để tiền xử lý tro bay và tổng hợp aerogel, hoặc sử dụng dung môi và hóa chất đắt tiền. Bên cạnh đó, các thông số kỹ thuật của vật liệu chế tạo từ tro bay vẫn chưa phù hợp với thực tiễn, ví dụ như độ dẫn nhiệt cao hơn so với các chất cách nhiệt truyền thống. Phần lớn các nghiên cứu chỉ mới dừng lại ở bước phát triển công nghệ ở quy mô phòng thí nghiệm, chưa tính toán chi phí năng lượng và năng lực sản xuất vật liệu trong thực tiễn, kém hiệu quả về mặt kinh tế.

Trước thực tế đó, nhóm các nhà khoa học tại Đại học Bách Khoa TP.HCM đã nghiên cứu, chế tạo và sản xuất thử nghiệm thành công vật liệu aerogel và aerogel composite từ tro bay sử dụng công nghệ sấy thăng hoa và dung môi xanh, cùng chất kết dính thân thiện với môi trường nhằm ứng dụng vào vật liệu cách nhiệt và cách âm. Chi phí sản xuất tro bay aerogel composite (FA aerogel composite) rất thấp, chỉ khoảng 59.000 đồng/m2. Nhóm cũng đã xây dựng quy trình tổng hợp vật liệu cao cấp từ tro bay nhằm tận dụng nguồn phế phẩm công nghiệp dồi dào, giải quyết vấn đề ô nhiễm của tro bay tại các bãi chứa, có hiệu quả kinh tế cao, sẵn sàng chuyển giao ngay cho doanh nghiệp trong nước. 

Đáng chú ý, đây chính là "quả ngọt" từ nhiệm vụ khoa học và công nghệ “Phát triển công nghệ sản xuất vật liệu aerogel composite từ tro bay định hướng ứng dụng làm vật liệu siêu nhẹ, cách âm, cách nhiệt” do PGS.TS Lê Thị Kim Phụng làm chủ nhiệm đề tài, vừa được Sở KH&CN TP.HCM nghiệm thu hồi cuối tháng 12/2021.

Thành phẩm aerogel composite (hàng trên) được đúc thành dạng tấm chữ nhật; và silica aerogel (hàng trên, ảnh nhỏ) nguyên mẫu

Vật liệu tro bay aerogel composite có tính siêu nhẹ (0,026-0,062 g/cm3), độ rỗng (96,59-98,42%), mô-đun nén thấp (3,98-20,61 kPa), cách nhiệt tốt (0,034-0,039 W/mK), và hệ số hấp thụ âm thành từ 0,40 đến 1,0 trong khoảng tần số từ 1.400 đến 6.000Hz. Điều kiện phù hợp để tổng hợp FA aerogel composite cách nhiệt, cách âm là hàm lượng FA 1,0%KL và sợi rPET 2,0%KL. Tấm tro bay aerogel composite có tính chất cách nhiệt đồng đều ở mọi điểm trên tấm với độ dẫn nhiệt trung bình là 0,036W/mK.

Hướng đến sản xuất quy mô lớn

Để tổng hợp nên vật liệu FA aerogel composite, nhóm thực hiện nhiệm vụ khoa học công nghệ đã tìm hiểu và xác định các hạt tro bay thô có đường kính hạt lớn với kích thước phân bố không đồng đều, có hiện tượng dính vào nhau và một số hạt không có dạng hình cầu, kích thước dao động từ 2,5-15 µm, tập trung nhiều nhất ở kích thước 2,5-5µm. Sau khi phân riêng bằng cyclone, các hạt tro bay có kích thước nhỏ hơn, nằm rời rạc và đa số có dạng hình cầu, phân bố kích thước hạt trong khoảng nhỏ hơn từ 0,5-2µm (nhỏ hơn tro bay thô 2,5 lần). Aerogel được tổng hợp trực tiếp từ tro bay (FA aerogel) có tính siêu nhẹ (0,072 – 0,093 g/cm3), độ rỗng cao (94,94 – 95,78%) và chịu nén tốt (67,73 – 254,75 kPa).

Tổng hợp aerogel từ tro bay

So với silica aerogel từ tro bay được tổng hợp theo quy trình sol-gel truyền thống, silica aerogel từ tro bay aerogel (FA aerogel) tổng hợp theo quy trình mới được đề xuất trong nhiệm vụ có diện tích bề mặt (293,947 m2/g), thể tích lỗ rỗng (0,30-0,032 cm3/g) thấp hơn. Đó là vì các hạt vật chất được sử dụng để tổng hợp aerogel có kích thước ban đầu chỉ từ 0,5-2 mm, nên diện tích bề mặt của aerogel sẽ thấp. Đồng thời, để chống sa lắng các hạt tro bay và định hình khối vật liệu, các chất kết dính PVA và CMC được sử dụng. Điều này khiến cho thể tích lỗ xốp của vật liệu giảm vì mật độ các thành phần nguyên liệu trong khối vật liệu cao hơn so với silica aerogel. Ưu điểm ở tro bay aerogel sử dụng trực tiếp nguyên liệu tro bay so với silica aerogel chính là về độ bền cơ học và tính nguyên vẹn hình dạng của khối vật liệu xuyên suốt quá trình tổng hợp. Về tính chất vật lý và cơ tính, tro bay aerogel là vật liệu siêu nhẹ với độ rỗng lớn, có khả năng chịu nén tốt gấp 3 lần aerogel từ bã mía (88 kPa), gấp 1,5 lần silica-cellulose aerogel (169 kPa). Do đó, khối vật liệu tro bay aerogel có thể được sử dụng ngay mà không cần thêm quá trình trung gian phối trộn silica aerogel với các thành phần khác.

 Thành phẩm tro bay aerogel composite

Đại diện nhóm triển khai nhiệm vụ khoa học công nghệ cho biết, “bí quyết” để tổng hợp vật liệu aerogel composite từ tro bay là sử dụng sợi nhựa PET tái chế (rPET). Sợi rPET có đường kính 30µm và chiều dài 64mm được trải trên khuôn, còn hỗn hợp tro bay và dung dịch xanthan gum được đổ vào khuôn và tạo thành hệ gel. Hỗn hợp tro bay/rPET/xanthan gum được gel hóa để hóa rắn toàn bộ chất lỏng (nước) và tiếp tục được sấy thăng hoa ở để tạo thành aerogel composite có cấu trúc rỗng xốp.

 Ảnh hưởng của hàm lượng tro bay và sợi rPET đến tính chất của FA aerogel composite

Do vậy, việc nghiên cứu, đánh giá và xây dựng quy trình sản xuất vật liệu aerogel từ tro bay, là nguồn nguyên liệu chính, kết hợp với các chất hóa học xanh nhằm tạo liên kết bền vững trong cấu trúc 3D của vật liệu bằng phương pháp hiệu quả nhưng chi phí vận hành thấp là một nhu cầu thực sự bức thiết. Với tình hình chất đống tro bay trong các bãi chứa của nhà máy nhiệt điện, kèm với sự ô nhiễm nghiêm trọng đến nguồn nước và không khí xung quanh, một quy trình chuyển đổi nguồn tro bay dồi dào thành vật liệu có giá trị kỹ thuật cao và có nhiều ứng dụng sẽ giải quyết được vấn đề nêu trên, mang lại lợi ích kinh tế rất lớn.

Quy trình tổng hợp hướng dẫn phương pháp chế tạo vật liệu tro bay aerogel composite siêu nhẹ, cách âm và cách nhiệt cũng được nhóm nghiên cứu trình bày chi tiết để hướng dẫn doanh nghiệp tiếp nhận chuyển giao công nghệ dễ dàng tổng hợp sản phẩm tro bay aerogel composite, nhanh chóng ứng dụng trong sản xuất ở quy mô công nghiệp. 

 Sản xuất vật liệu aerogel composite ở quy mô pilot (quy mô sản xuất 15 tấm aerogel composite 1,8x1x0,02m)

Quy trình tổng hợp gồm 3 giai đoạn. Ở giai đoạn 1, khuấy trộn bột Xanthan gum với nước bằng máy khuấy đũa để thu được dung dịch XG. Tiếp theo, tro bay được phân tán vào dung dịch XG và khuấy đều để phân tán hạt tro bay vào dung dịch XG. Ở giai đoạn 2, hỗn hợp tro bay và XG được đổ vào khuôn chứa sợi rPET. Để tăng cường khả năng phân tán tro bay vào khung sợi có sẵn, toàn bộ hỗn hợp tro bay/rPET/XG được già hóa ở nhiệt độ phòng (25°C) trong 1 giờ trước khi sấy thăng hoa. Ở giai đoạn 3, hỗn hợp tro bay/rPET/XG được cấp đông ở -50oC trong 4 giờ để hóa rắn toàn bộ chất lỏng (nước) và tiếp tục được sấy thăng hoa trong 44 giờ tiếp theo để tạo thành aerogel composite có cấu trúc rỗng xốp. Nước thăng hoa được ngưng tụ và hoàn nguyên làm dung môi pha chế dung dịch XG.

Hệ thống máy móc và dụng cụ phục vụ sản xuất

Với việc không sử dụng hóa chất độc hại, thay vào đó là các nguyên liệu có giá thành thấp như tro bay và sợi rPET, nhóm các chuyên gia tại Đại học Bách Khoa TP.HCM hy vọng quy trình tổng hợp được phát triển trong nhiệm vụ khoa học công nghệ vừa được Sở KH&CN TP.HCM nghiệm thu, và vật liệu tro bay aerogel composite là thành phẩm của nhiệm vụ nói trên có thể được các nhà khoa học trong nước tham khảo, tiếp tục tìm hiểu và mở rộng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác.

Từ hai loại dược liệu là dâm dương hoắc và mật nhân, nhóm tác giả công tác tại Bệnh viện Y học cổ truyền TPHCM đã bào chế thành công viên nén bao phim, có tác dụng tăng cường sinh dục nam, tạo ra sản phẩm mới chất lượng, thuận tiện cho người sử dụng, đồng thời nâng cao giá trị của những dược liệu trong nước.

Tạo sản phẩm chất lượng cao từ dược liệu quý

Dâm dương hoắc và Mật nhân là hai trong những dược liệu qua nghiên cứu cho thấy có hiệu quả tốt trong việc hỗ trợ và điều trị tình trạng suy giảm chức năng sinh dục ở nam giới. Trong đó, dâm dương hoắc có vị ngọt tính ôn, quy vào kinh can, thận, có tác dụng bổ thận, tráng dương, khu phong, trừ thấp, cường gân cốt. 

Mật nhân có tác dụng bồi bổ khí huyết, chủ trị khí huyết lưỡng hư, cơ thể yếu mệt, thiếu máu, ăn uống kém, khó tiêu, trường hợp sinh dục yếu, dương suy,… Các nghiên cứu khác cũng cho thấy các dược liệu này có tác dụng tăng hàm lượng testosteron, ức chế phosphodiesterase-5, cải thiện số lượng cũng như chất lượng tinh trùng. Đây là một trong những cơ chế quan trọng để điều trị chứng suy giảm chức năng sinh dụng ở nam giới. 

Theo các nghiên cứu y khoa trước đó, Icariin và epimedin C là những hoạt chất sinh học chính có trong dâm dương hoắc với nhiều tác dụng quý như tăng testosteron, bảo vệ thần kinh, điều trị loãng xương. Mật nhân có thành phần hóa học đặc trưng là quassinoid, trong đó nổi bật với hợp chất eurycomanon với tác dụng tăng tổng hợp testosteron ở tế bào Leydig. 

Các bộ phận của cây Mật nhân

Dược sỹ chuyên khoa 2 Nguyễn Phương Nam (công tác tại Bệnh viện y học cổ truyền), là chủ nhiệm nhiệm vụ khoa học công nghệ “Nghiên cứu bào chế viên nén bao phim từ cao chiết Dâm dương hoắc (Extractum Herba Epimedii) và cao chiết Mật nhân (Herba Radix Eurycomae longifoliae) có tác dụng tăng cường sinh dục nam” được Sở KH&CN TP.HCM nghiệm thu trong năm 2021, cho biết việc phối hợp giữa hai dược liệu Dâm dương hoắc và Mật nhân trong điều trị suy giảm chức năng sinh dục nam đã được các y bác sỹ tại Bệnh viện y học cổ truyền TP.HCM sử dụng từ lâu và cho hiệu quả điều trị tốt. 

Cây Dâm dương hoắc

Từ hai dược liệu ban đầu là Dâm dương hoắc và Mật nhân, nhóm tác giả đã chiết xuất hai loại cao tương ứng, đồng thời phân lập được 3 hợp chất EUR (241 mg), EPI (304 mg), ICA (235 mg) lần lượt được xác định cấu trúc là eurycomanone, epimedin C và icariin. 

"Các hợp chất eurycomanone, epimedin C và icariin phân lập được có độ tinh khiết lớn hơn 95% và hàm lượng lần lượt là 96,9%, 90,3%, 97,2 % tính trên nguyên trạng. Cao có dạng bột mịn, đồng nhất, màu nâu, với mùi dược liệu, dễ hút ẩm", báo cáo nghiệm thu nêu rõ. 

Đại diện nhóm nghiên cứu cũng khẳng định, thử nghiệm trên chuột nhắt cho thấy, cao Dâm dương hoắc và Mật nhân không thể hiện độc tính cấp đường uống trên chuột nhắt ở liều 16g cao/kg. Ngoài ra, trên chuột nhắt đực trước đó được gây suy sinh dục nam bằng cách cắt bỏ tinh hoàn và phối hợp sử dụng hai loại cao trên, kết quả ghi nhận cho thấy đã làm tăng hàm lượng testosteron và trọng lượng tương đối của túi tinh - tuyến tiền liệt sau 2 tuần điều trị tương tự testosteron 2 mg/kg.

Cao Mật nhân (trái) và cao chiết Dâm dương hoắc

Để cân bằng giữa hiệu quả tác động hướng sinh dục nam, tính an toàn của sản phẩm và khả năng tiết kiệm về mặt kinh tế, nhóm đã chọn tỷ lệ phối hợp khối lượng cao Dâm dương hoắc và cao Mật nhân là 8-1 để phát triển sản phẩm viên nén bao phim Dâm dương hoắc - Mật nhân (MD). Đồng thời, nhóm cũng đã xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho viên nén bao phim MD. 

Viên nén MD cũng được thử độc tính cấp đường uống trên chuột nhắt, cho thấy sản phẩm không thể hiện độc tính cấp đường uống và không gây chết chuột nhắt thử nghiệm với liều tối đa cho uống được qua kim (Dmax) là 50 g/kg. Thử nghiệm tác dụng hướng sinh dục nam của viên nén MD trên chuột nhắt đực gây suy sinh dục bằng cách cho uống natri valproat 500 mg/kg trong 5 tuần liên tiếp với liều cho uống 300 mg/kg và 600 mg/kg. Kết quả, viên nén MD liều 300 mg/kg thể hiện tác dụng hướng sinh dục nam sau 2 tuần điều trị, giúp tăng nồng độ protein huyết tương, testosteron huyết tương, tỷ lệ tinh trùng di động và mật độ tinh trùng của chuột thử nghiệm tương tự testosteron 2 mg/kg.

Về mặt cảm quan, viên bao phim có lớp bao đạt về hình thức viên trơn, láng, màu sắc viên đồng nhất, hoàn toàn che đi màu sắc ban đầu của viên nhân. Viên nhân sau hút ẩm có màu sậm hơn so với ban đầu, viên bao phim không thay đổi đáng kể về màu sắc, với hạn sử dụng 18 tháng.

Sẵn sàng chuyển giao kết quả nghiên cứu 

Suy giảm chức năng sinh dục nam là một trong những căn bệnh khá phổ biên về nội tiết ở nam giới, đặc biệt ở người cao tuổi. Các nghiên cứu cho thấy tỷ lệ mắc bệnh tăng mạnh theo độ tuổi, tuy nhiên hiện nay đang trở thành một căn bệnh của thời đại và ngày càng trẻ hóa. Vì vậy, nhu cầu cũng như thị trường cho sản phẩm này là rất lớn. Trong khi đó, các thuốc tây y điều trị bệnh này chỉ mang tính tức thời, chứ không trị căn nguyên mà còn thường kèm theo nhiều tác dụng phụ. Do vậy, người tiêu dùng thường tìm đến các sản phẩm từ dược liệu bởi độ an toàn khi sử dụng lâu dài. 

Dược sỹ Nguyễn Phương Nam cho biết, hiện Bệnh viện Y học cổ truyền TP.HCM đang sử dụng hai dược liệu Dâm dương hoắc và Mật nhân trong việc điều trị bệnh suy giảm chức năng sinh dục nam. Tuy nhiên, đơn vị này vẫn đang dùng dưới dạng thuốc sắc, và điều này gây nhiều bất tiện cho việc sử dụng cũng như tuân thủ điều trị của người bệnh. 

"Trong khi đó, viên nén bao phim là một dạng bào chế khá phổ biến và thuận tiện cho sử dụng đặc biệt cho các chế phẩm từ dược liệu", dược sỹ Nguyễn Phương Nam cho biết thêm, "Dạng bào chế này với ưu điểm là có khả năng chống hút ẩm tốt cho các viên từ cao với lớp màng phim bên ngoài. Bên cạnh đó, đơn vị sản xuất có thể chủ động trong việc lựa chọn và điều chỉnh màu sắc của viên thông qua lớp màng bao từ đó dễ dàng tạo được nét đặc trưng riêng cho từng sản phẩm.". 

Viên nhân (trái) và các viên nén bao phim MD

Vẫn theo lời dược sỹ Nguyễn Phương Nam và nhóm nghiên cứu, viên nén bao phim từ cao chiết Dâm dương hoắc và cao chiết Mật nhân là sản phẩm là kết hợp giữa kinh nghiệm thực tiễn điều trị và y học hiện đại. Sản phẩm của đề tài có đầy đủ quy trình sản xuất, tiêu chuẩn, hiệu quả và cơ sở khoa học cần thiết. Đây là điểm mạnh vượt trội so với hầu hết các mặt hàng sản xuất trong nước hiện nay. Đồng thời, so với các sản phẩm có chất lượng tương tự từ nước ngoài, thì MD có giá thành rẻ hơn rất nhiều do được sản xuất trong nước. Ngoài ra, đề tài xây dựng các quy trình chiết xuất cao, sản xuất dựa trên các dung môi thân thiện với môi trường và hệ thống trang thiết bị phù hợp với điều kiện xử lý trong nước. Vì vây, quá trình sản xuất sản phẩm đảm bảo được tính phổ biến, an toàn cũng như không gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. 

"Với nguồn dược liệu sẵn có trong nước, việc tạo ra sản phẩm viên nén MD chất lượng cao, thuận tiện cho người sử dụng, cùng với quy trình phù hợp với điều kiện sản xuất trong nước, kết quả nghiên cứu có thể chuyển giao ngay cho các công ty sản xuất để đăng ký và sản xuất dược phẩm bảo vệ sức khỏe", đại diện nhóm nghiên cứu khẳng định.

Thông tin liên hệ:

Bệnh viện Y học cổ truyền

Địa chỉ: 179-187 Nam Kỳ Khởi Nghĩa, phường Võ Thị Sáu, Quận 3, TPHCM

Điện thoại: 028 39326579 - 028 39326004 

Email: phnam1966@yahoo.com.vn - Website: www.yhct.vn

Giải pháp do thạc sỹ Cao Xuân Vũ và nhóm cộng sự tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM triển khai thành công không chỉ giúp rút ngắn thời gian hoàn thiện sản phẩm in offset trên các loại vật liệu không thấm hút, mà còn giúp doanh nghiệp giảm đến 1/5 chi phí đầu tư so với khi sử dụng giải pháp tương tự nhập ngoại.
Cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội, ngành in ấn nói chung và in bao bì, tài liệu quảng cáo nói riêng cũng đang bước vào giai đoạn phải liên tục cải thiện chất lượng để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao từ phía khách hàng. Tuy nhiên, hiện đa số công ty gia công in đều sử dụng loại mực in tự khô, cần khoảng 5-6 giờ để khô mực; và điều này khiến thời gian hoàn thành đơn hàng chậm, thậm chí không kịp đáp ứng tiến độ với các đơn hàng khẩn cấp. 

Để giải quyết nút thắt này, thời gian qua, phương pháp làm khô mực in sử dụng tia cực tím UV đã được nhiều đơn vị in ấn sử dụng, bởi có nhiều ưu điểm hơn hẳn các phương pháp còn lại.

(Ảnh minh họa)

"Một trong những yêu cầu từ doanh nghiệp sản xuất là nguồn nguyên vật liệu phải phong phú và đa dạng để không bị động trong kế hoạch sản xuất. Vì vậy đa số các doanh nghiệp sản xuất in bao bì trên vật liệu không thấm hút đều chọn phương pháp làm khô mực in bằng tia cực tím UV vì phù hợp với quy mô sản xuất tại Việt Nam", thạc sỹ Cao Xuân Vũ, chủ nhiệm thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ "Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống UV LED làm khô mực in trong ngành in bao bì" thông tin.

Một số doanh nghiệp in có vốn đầu tư lớn đã mạnh dạn đầu tư hệ thống làm khô mực in bằng đèn phóng điện tia cực tím UV, tuy nhiên phương pháp này vẫn ghi nhận vài hạn chế, chẳng hạn phát sinh ra lượng nhiệt quá lớn làm ảnh hưởng tính chất bề mặt vật liệu in (nhãn decal bị hỏng lớp keo..), tiêu hao năng lượng điện lớn, phát sinh ra lượng lớn khí ozone vốn ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động. 

Trong khi đó, hệ thống UV LED có rất nhiều ưu điểm và là công nghệ của tương lai, công nghệ xanh - thân thiện với môi trường. Hay nói cách khác, ứng dụng công nghệ UV LED trong quá trình làm khô mực in là một yêu cầu bắt buộc đối với các công ty sản xuất in, vừa tiết kiệm năng lượng, đảm bảo chất lượng sản phẩm in, tăng năng suất vừa an toàn với môi trường và người lao động. Đây là định hướng phát triển của tất cả các ngành công nghiệp là thân thiện môi trường, tiết kiệm năng lượng.

Cũng theo lời thạc sỹ Cao Xuân Vũ, thì UV LED một trong những công nghệ mới được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực trong đó có ngành in ấn và bao bì, chủ yếu được ứng dụng trong các sản phẩm in đặc biệt là sản phẩm giấy không thấm hút như những màng nhựa hay màng metalized hoặc là những giấy mỹ thuật, giấy cao cấp độ thấm hút thấp. Đáng chú ý, so với công nghệ làm khô bằng đèn UV truyền thống, thì công nghệ UV LED giúp tiết kiệm đến 80% năng lượng tiêu thụ điện.

Sau 18 tháng nghiêm túc nghiên cứu, nhóm thực hiện nhiệm vụ khoa học công nghệ thuộc Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã hoàn thiện và láp ráp hoàn chỉnh, đưa vào vận hành thử nghiệm giải pháp UV LED với các thông số ban đầu được tính toán cho khổ máy in offset tờ rời 52x72cm. Cụ thể, đó là cụm đèn sấy sử dụng chip UV LED (của hãng Nichia, Nhật Bản) bao gồm 286 chip LED (tương ứng 3x96 chip LED). Cụm mô-đun UV LED được thiết kế gồm 3 hàng 4 cột để thuận lợi cho bảo trì bảo dưỡng; và được giải nhiệt bằng hệ thống làm mát sử dụng chất lỏng tuần hoàn.

Cụm đèn sấy UV LED hoàn thiện được trang bị và vận hành thực tế trên máy in offset 5 màu tại công ty Trúc My

Kết quả của nhiệm vụ là hệ thống UV LED làm khô mực in trên các vật liệu in không thấm hút như nhựa, decal PVC, giấy ghép màng metalized…. Trọn bộ giải pháp gồm cụm đèn sấy, và cụm điều khiển, giám sát hoạt động và đồng bộ với máy in offset nhiều màu; và tủ điều khiển gồm bo mạch và màn hình cảm ứng HMI (9 inch) tích hợp.

Các mô-đun UV LED được gia công lên khối nhôm

Hệ thống UV LED hoàn thiện được triển khai thử nghiệm tại công ty in Trúc My (quận Tân Phú, TP.HCM) cho kết quả vượt trội, đáp ứng tốc độ làm khô từ 6.400 -7.200 tờ/giờ đối với các vật liệu không thấm hút như nhựa, metalized, decal. Chất lượng sản phẩm in đạt yêu cầu về độ khô và có thể chuyển sang công đoạn thành phẩm ngay sau khi in giúp doanh nghiệp có thể giao hàng nhanh chóng.

Theo nhận xét khách quan của một số chuyên gia trong ngành in và kể cả các cơ sở, công ty trong lĩnh vực in ấn thì tốc độ làm khô 7.200 tờ/giờ là con số ấn tượng, có thể sánh ngang với các giải pháp hiện đại nhập khẩu từ Đức, Mỹ.

Về cơ bản, hệ thống UV LED làm khô mực in do nhóm triển khai nhiệm vụ khoa học công nghệ hoàn thiện và được nghiệm thu gồm 2 đơn vị có thông số kỹ thuật, như sau: Bước sóng 396nm; Giải nhiệt nước lạnh; Công suất quang 18W; và Tốc độ khô 7.200-7.300 tờ/giờ và vùng làm khô tối đa 720mm (tức 72cm).

Là một phần trong kết quả nghiên cứu, nhóm cũng xây dựng các tiêu chuẩn kiểm soát vật liệu in và kiểm soát chất lượng sản phẩm in.

Phương án bố trí UV LED và kiểm soát bức xạ UV

Đại diện nhóm nghiên cứu cho biết, từ yêu cầu thiết kế bộ nguồn cấp cho chip UV LED là đơn vị nguồn cung cấp được thiết kế nhỏ gọn, khởi động thông minh, dễ dàng mở rộng nên hệ thống UV LED hoàn thiện được triển khai theo phương châm tự động đồng bộ theo chế độ hoạt động của máy in offset tờ rời 5 màu.

Với đặc điểm tắt mở không cần thời gian chờ như đèn UV truyền thống, hệ thống UV LED đảm bảo năng lượng UV ngay sau khi được cấp nguồn. Do đó, nhóm nghiên cứu quyết định chọn tín hiệu "ép in" là tín hiệu đồng bộ khởi động đèn UV LED. Để đảm bảo không ảnh hưởng đến hoạt động của máy in, nhóm nghiên cứu sử dụng 1 rơ le phụ để copy tín hiệu ép in của máy in offset. Ngoài ra, với đặc điểm bàn ra giấy cách xa đơn vị cuối cùng nên đối với tín hiệu "tắt đèn" thì nhóm nghiên cứu từ thực nghiệm cho kết quả thời gian trễ từ lúc ngưng ép in đến lúc đèn UV LED tắt hoàn toàn tùy thuộc vào tốc độ đang vận hành máy in.

Tổng quan mô hình hoạt động của hệ thống đèn sấy UV LED

Đa số sản phẩm ứng dụng công nghệ làm khô UV LED đều là các dòng sản phẩm bao bì cao cấp. Nếu các lỗi như không khô mực xảy ra sẽ gây thiệt hại kinh tế cho doanh nghiệp. Vì vậy, việc đo bức xạ UV của đèn UV LED để đảm bảo quá trình khô mực phù hợp với nhiều loại vật liệu khác nhau và phát hiện lỗi cụm đèn sớm nhất là một vấn đề rất quan trọng. Nhóm nghiên cứu đã thiết kế mô-đun đo bức xạ UV LED và tính toán xử lý để điều khiển và cảnh báo mức bức xạ UV.

Ở mức hoàn thiện, báo cáo trước hội đồng tư vấn nghiệm thu nhiệm vụ khoa học và công nghệ do Sở KH&CN TP.HCM tổ chức trong năm 2021, đại diện nhóm nghiên cứu cho biết hệ thống UV LED làm khô mực in được thiết kế và chế tạo có nguyên tắc hoạt động: hệ thống có cấu tạo gồm 2 cụm đèn đặt ở đơn vị in số 1 và đơn vị in số 5 của máy in offset tờ rời khổ 52x72cm. Tín hiệu điều khiển đèn UV LED có 2 cách: có thể điều khiển bằng tay thao tác trên màn hình HMI hoặc tự động theo tín hiệu ép in của máy in offset. Ngoài ra, năng lượng bức xạ UV được đo bởi cảm biến VEML6075 và dòng điện đầu ra của bộ nguồn cũng được đo để kiểm soát năng lượng bức xạ của cụm UV LED. Điều này giúp tránh được các lỗi ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm in.

Vị trí bố trí 2 cụm đèn sấy UV LED được nhóm nghiên cứu đề xuất

Nhận định về hiệu quả kinh tế, thạc sỹ Cao Xuân Vũ khẳng định, so với hệ thống UV LED làm khô mực in lắp đặt cho máy in 5 màu của Mỹ hiện có giá tham khảo khoảng 5 tỷ đồng (bao gồm thiết bị, chi phí lắp đặt, chi phí chuyên gia chuyển giao công nghệ), thì kết quả nhiệm vụ sau khi hoàn thiện có giá dao động khoảng 1 tỷ đồng. Do đó, nhóm nghiên cứu dự kiến kết hợp với Hiệp hội in Việt Nam và Hội in TP.HCM để giới thiệu công nghệ UV LED này đến các nhà in cũng như thương mại hóa sản phẩm.

Có thể khẳng định rằng, tại Việt Nam, mặc dù còn gặp khó khăn trong việc triển khai ứng dụng UV LED do giá thành vẫn còn ở mức cao so với mặt bằng chung, tuy nhiên ngành in ấn Việt Nam không thể phủ nhận những lợi ích và những ưu điểm vượt trội mà UV LED, mang lại, đặc biệt ở tiêu chí thân thiện với môi trường trong khi vẫn đảm bảo khả năng nâng cao năng suất - chất lượng cho sản phẩm in ấn. 

Thông tin liên hệ:

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM

Địa chỉ: 01 Võ Văn Ngân, P. Linh Chiểu, TP. Thủ Đức, TPHCM.

Số điện thoại:  0909043689 - Email: xuanvu.cao@gmail.com

Các sản phẩm tận dụng vật liệu phế thải nên giảm được chi phí sản xuất, giảm ảnh hưởng xấu đến môi trường, nhưng vẫn mang tính mới về công nghệ, đáp ứng các tiêu chí khắt khe hơn trong điều kiện kỹ thuật khắc nghiệt. 

Trong 10 năm trở lại đây, với nhiều ưu điểm như có độ bền cơ học cao, dễ thi công, chịu ăn mòn tốt… nên ống gân xoắn HDPE (polyetylen tỷ trọng cao) được thị trường ưa chuộng hơn ống thép, ống PVC, đã được ứng dụng trong xây dựng hạ tầng hệ thống truyền tải điện lực, viễn thông và các hệ thống thoát nước, phân phối khí. Tuy nhiên, tác động của thời tiết, khí hậu nhiệt đới, nhựa HDPE thông thường dễ bị phân hủy quang-nhiệt-ẩm dẫn tới sự suy giảm nhanh và rõ rệt tới chất lượng sản phẩm. Một hạn chế nữa là nhựa HDPE có nhiệt độ bắt cháy tương đối thấp nên dễ bắt cháy, làm ảnh hưởng đến khả năng ứng dụng trong một số lĩnh vực đòi hỏi điều kiện kỹ thuật khắc nghiệt. Thực trạng này chính là cơ hội để các nhà khoa học phối hợp với doanh nghiệp tiến hành nghiên cứu, phát triển các dòng sản phẩm ống gân xoắn HDPE chất lượng cao, có tính năng ưu việt hơn như khả năng chống bắt cháy tốt hơn, bền hơn khi để ở điều kiện ngoài trời.

Dựa trên nhu cầu thực tế của thị trường đối với sản phẩm ống gân xoắn, nhóm nghiên cứu tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã phối hợp cùng một số doanh nghiệp triển khai thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ “Nghiên cứu, chế tạo vật liệu tổ hợp HDPE/EVA/gypsum biến tính ứng dụng chế tạo ống gân xoắn chất lượng cao chống cháy, bền thời tiết phục vụ ngành điện lực và viễn thông”. Từ nguồn vật liệu tổ hợp HDPE/EVA/gypsum biến tính và một số phụ gia, nhóm nghiên cứu đã sản xuất thành công các loại ống gân xoắn chất lượng cao, có khả năng chống cháy, bền thời tiết đáp ứng chất lượng theo tiêu chuẩn TCVN 7997:2009.

Sản phẩm ống gân xoắn

Sản phẩm ống gân xoắn chống cháy có đường kính 25/32 mm và đường kính 55/65 mm, được sản xuất bằng thành phần nguyên liệu chủ yếu gồm hạt chất chủ HDPE/EVA/gypsum/phụ gia chống cháy và hạt HDPE. Ống có tỷ lệ khối lượng 0,18-0,32 kg/m, thời gian tắt cháy dưới 15-17 giây, độ bền nén 2,89%, độ bền kéo đứt là 22,4-22,67MPa, độ ngấm nước trong 24 giờ là 0,15%.

Thử khả năng chống cháy của sản phẩm ống gân xoắn HDPE/EVA/gypsum chống cháy theo tiêu chuẩn TCVN 7997:2009.

Sản phẩm ống gân xoắn bền thời tiết có đường kính 55/65 mm được sản xuất bằng thành phần nguyên liệu chủ yếu gồm hạt chất chủ HDPE/EVA/gypsum/phụ gia bền thời tiết và hạt HDPE. Sau thử nghiệm gia tốc thời tiết (được tiến hành theo tiêu chuẩn ASTM G154 trong điều kiện 8 giờ chiếu bức xạ tử ngoại ở 60oC và 4 giờ ngưng hơi ẩm ở 50oC là 1 chu kỳ; mẫu được phơi trong tủ thời tiết với thời gian tương đương với 56 chu kỳ), mẫu có độ bền cơ học và độ bền màu sắc vẫn đảm bảo, không có sự thay đổi đáng kể so với mẫu trước thử nghiệm.

Thử nghiệm sản phẩm ống gân xoắn HDPE/EVA/Gypsum trong tủ gia tốc thời tiết UV-CON

Điểm đặc biệt ở nhiệm vụ là các nhà khoa học đưa gypsum (thạch cao phế thải) vào thành phần vật liệu tổ hợp (HDPE/EVA/gypsum biến tính) chế tạo ống gân xoắn. Gypsum là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất phân lân, được nhóm nghiên cứu sử dụng làm chất độn, do có các tính năng nổi bật như khả năng chống cháy và bền thời tiết. Trong đó, để nâng cao hàm lượng độn sử dụng, gypsum được biến tính với natri dodecyl sulfat (SDS), hoặc etylen bis stearamide (EBS), để có khả năng tương tác với gypsum tốt hơn (so với axit stearic). Bên cạnh đó, để cải thiện độ bền va đập và độ dẻo dai của sản phẩm, EVA (nhựa copolyme etylen vinylaxetat) được sử dụng đóng vai trò làm chất tương hợp giữa các cấu phần của vật liệu.

PGS.TS. Nguyễn Vũ Giang (chủ nhiệm nhiệm vụ) cho biết: “Gypsum có nhiều ưu điểm như độ bền nhiệt cao, khả năng chống cháy, chịu mài mòn và bền thời tiết nên được nghiên cứu và ứng dụng như một chất độn vô cơ thông thường để tăng tính cơ học, khả năng chống cháy cải thiện độ bền nhiệt của pha nền. So với các loại chất độn và các chất gia cường nhập ngoại, gypsum có nguồn gốc trong nước có giá thành thấp hơn, chỉ khoảng 50 – 75%, góp phần tiết kiệm chi phí sản xuất và giảm tỷ lệ nhập khẩu nguyên vật liệu. Việc nghiên cứu xử lý gypsum phế thải thành các sản phẩm chất độn cho nhựa nhiệt dẻo còn mang tính bảo vệ môi trường cao.”.

Sơ đồ công nghệ chế tạo ống gân xoắn có sử dụng phụ gia chống cháy và bền thời tiết

Về hiệu quả kinh tế, chi phí sản xuất 2 sản phẩm ống gân xoắn chống cháy và bền thời tiết thấp hơn ống truyền thống từ 1-2 triệu đồng/1.000 mét ống. Đó là nhờ sử dụng gypsum nên hạ được chi phí sản xuất trong khi vẫn đảm bảo cải thiện tính chất cơ học, khả năng chống cháy, bền thời tiết. Các sản phẩm cũng mang tính mới, đáp ứng các tiêu chí cao hơn trong lĩnh vực kỹ thuật và đời sống, gia tăng mạnh tính cạnh tranh và làm phong phú thị trường. 

Phơi thử nghiệm sản phẩm ống gân xoắn HDPE/EVA/gypsum bền thời tiết tại trạm thử nghiệm Hạ Long

Về mặt môi trường, việc xử lý và biến tính gypsum mở ra hướng mới trong việc ứng dụng sản phẩm này trong lĩnh vực nhựa compozit. Theo đó, sẽ góp phần làm giảm lượng rác thải công nghiệp cũng như diện tích bãi chứa gypsum phế thải, giảm ô nhiễm không khí, nguồn nước ở các khu vực xung quanh. Mặt khác, lượng gypsum nếu được biến tính tăng tương hợp tham gia vào thành phần các loại nhựa và cao su compozit từ vài phần trăm đến vài chục phần trăm khối lượng cũng sẽ góp phần làm giảm đáng kể giá thành sản xuất các sản phẩm nhựa compozit, đem lại hiệu quả kinh tế rất lớn cho doanh nghiệp. 

Theo PGS.TS. Nguyễn Vũ Giang, quy trình tạo gypsum biến tính mà nhóm nghiên cứu đã xây dựng có công suất dự kiến vào khoảng 2.500 tấn/năm. Nhóm cũng xây dựng thành công quy trình sản xuất ống gân xoắn chống cháy và ống gân xoắn bền thời tiết từ vật liệu tổ hợp HDPE/EVA/gypsum biến tính đáp ứng tiêu chuẩn TCVN 7997:2009, sản xuất được 525 mét ống mỗi loại. Việc xử lý và biến tính gypsum còn có khả năng mở rộng, ứng dụng để làm chất độn cho nhiều sản phẩm khác nhau như: xi măng, bê tông, gạch không nung… 

Từ kết quả của nhiệm vụ, Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM đã đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp cho 2 giải pháp hữu ích là “Phương pháp sản xuất vật liệu nhựa compozit HDPE/EVA chống cháy và vật liệu thu được từ phương pháp này” và “Vật liệu compozit bền thời tiết chứa hỗn hợp nhựa nhiệt dẻo và thạch cao phế thải biến tính”. Được biết, doanh nghiệp tham gia phối hợp thực hiện triển khai nhiệm vụ cùng Viện Kỹ thuật nhiệt đới cũng rất muốn sớm được nhận chuyển giao công nghệ để tiến hành sản xuất, chế tạo các sản phẩm ống nhựa gân xoắn mới. 

Có thể thấy rằng, nếu được tiếp tục mở rộng quy mô ứng dụng và hoàn thiện công nghệ chế tạo các sản phẩm kỹ thuật từ vật liệu compozit HDPE/EVA/gypsum trong năm tiếp theo, thành quả nghiên cứu từ nhiệm vụ sẽ góp phần rất lớn trong việc thúc đẩy và nâng cao giá trị các sản phẩm hàng hóa sản xuất trong nước, đồng thời khẳng định vai trò của nghiên cứu khoa học trong việc thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội và bảo vệ môi trường. 

Ứng dụng các kỹ thuật hiện đại, chuyên sâu để khảo sát bệnh tồn lưu tối thiểu, có thể giúp phân nhóm nguy cơ, tiên lượng, đánh giá đáp ứng điều trị và theo dõi tái phát một cách chính xác ở các bệnh nhân ung thư máu.

Bệnh bạch cầu cấp dòng lympho (BCCDL) là một rối loạn ác tính hệ tạo máu do sự chuyển dạng bất thường của tế bào đầu dòng lympho. Bệnh có đặc điểm tăng sinh rất mạnh, nhưng không biệt hóa hoặc biệt hóa bất thường của các nguyên bào lympho dẫn đến sự tích tụ những tế bào này trong tủy xương gây ức chế sự tạo máu bình thường và thâm nhiễm các cơ quan, tổ chức ngoài tủy xương. BCCDL là loại ung thư phổ biến nhất ở trẻ em. Bệnh có thể gặp ở mọi lứa tuổi, thường gặp ở trẻ em hơn, đặc biệt là trong độ tuổi từ 3 đến 6 tuổi. 

Trong suốt bốn thập kỷ qua, tỷ lệ sống còn của bệnh nhân BCCDL đã được cải thiện đáng kể, nhưng có sự thay đổi nhiều theo tuổi. Trẻ em được điều trị dựa trên các phác đồ mới có tỷ lệ sống còn trên 90%. Ở trẻ em thì BCCDL-B chiếm khoảng 85% và nhóm bệnh nhân này có tiên lượng rất tốt với tỷ lệ sống còn toàn bộ sau 5 năm lên đến 90%.

Theo dõi bệnh tồn lưu tối thiểu (BTLTT - sự tồn tại một lượng nhỏ các tế bào ung thư trong bệnh nhân đang điều trị hoặc sau khi điều trị, mặc dù thăm khám lâm sàng và quan sát dưới kính hiển vi đã xác nhận lui bệnh hoàn toàn và bệnh nhân không có dấu hiệu hoặc triệu chứng nào của bệnh), là một trong những yếu tố rất quan trọng trong đánh giá đáp ứng và là yếu tố giúp các bác sỹ lâm sàng quyết định phân nhóm điều trị và theo dõi tái phát bệnh. Hiện nay, hầu hết trường hợp BCCDL trẻ em và người lớn ở các nước phương Tây đang được theo dõi BTLTT để đánh giá hiệu quả điều trị và phân loại bệnh theo các nhóm nguy cơ. 

Ứng dụng phương pháp kỹ thuật hiện đại trong nghiên cứu

Một số phương pháp có độ nhạy cao được phát triển để phát hiện BTLTT bao gồm kỹ thuật tế bào dòng chảy (TBDC) sử dụng các kiểu hình miễn dịch đặc trưng cho dòng tế bào bất thường; Kỹ thuật PCR xác định sự tái sắp xếp các gene immunoglobulin (Ig) và T-cellreceptor (TCR) (Ig/TCR); Kỹ thuật PCR phát hiện các tổ hợp gene do chuyển vị nhiễm sắc thể tạo ra (RQ-RT-PCR). 

Hiện nay, ở trong nước chưa có công trình nào thực hiện hoàn chỉnh việc khảo sát BTLTT trên BCCDL-B sử dụng cả kỹ thuật TBDC và PCR định lượng. Do đó, TS.BS Nguyễn Phương Liên, Phó Giám đốc Bệnh viện Truyền máu Huyết học TPHCM cùng cộng sự đã thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ “Khảo sát bệnh tồn lưu tối thiểu trong bệnh Bạch cầu cấp dòng lympho B ở trẻ em”. 

Nhóm tác giả tiến hành khảo sát BTLTT trên bệnh nhân (BN) mắc BCCDL-B, giúp các bác sĩ lâm sàng có thể theo dõi diễn tiến bệnh, phân nhóm điều trị và theo dõi tái phát sớm để kéo dài thời gian sống cho các BN. 

Đánh giá BTLTT bằng kỹ thuật Flow cytometry

Theo đó, từ tháng 4/2019 đến tháng 9/2021 nhóm nghiên cứu đã thu thập được các mẫu tủy của 81 trẻ em (1-15 tuổi) BCCDL-B sau các giai đoạn điều trị để đánh giá BTLTT. Nhóm sử dụng cả 3 kỹ thuật nói trên để đánh giá BTLTT cho các trẻ em BCCDL-B, nhằm mục tiêu “xác định tỷ lệ BTLTT dương và BTLTT âm sau điều trị tấn công hoặc củng cố trong phác đồ Fralle 2000 ở bệnh BCCDL-B trẻ em”. 

Kết quả nhiên cứu đã phát hiện 77 BN có kiểu hình miễn dịch ác tính (LAIPs) và 4 BN không có kiểu hình LAIPs để theo dõi BTLTT. Hầu hết (72/81 ca, 88,9%) đều có ít nhất 1 kiểu hình LAIPs để theo dõi đánh giá BTLTT, trong đó phổ biến nhất là sự xuất hiện KN khác dòng (chiếm đến 84%), kế đến là sự đồng biểu hiện cặp đôi CD34+CD123+, chiếm 74.1% và CD45 âm tính, chiếm 70,4%.

Sau giai đoạn tấn công, có 22 ca với BTLTT dương tính, và 55 ca có BTLTT dưới âm tính. Sau giai đoạn củng cố, 13 ca có BTLTT dương tính và sau tăng cường có 8 trường hợp vẫn còn BTLTT và đã tái phát ở thời điểm chuẩn bị chuyển sang duy trì, trong đó 2 trường hợp tái phát đã tử vong.

Nghiên cứu cũng phát hiện 70/81 BN mang bất thường về di truyền, chiếm 86,42% và 12,35% BN không phát hiện bất thường. 25 trường hợp mang các bất thường di truyền thường gặp, chiếm 30,86%, bao gồm: tổ hợp gene TEL/AML1 (15 BN), E2A/PBX1 (6 BN), BCR/ABL (2 BN) và MLL/AF4 (2 BN), chiếm các tỷ lệ tương ứng 18,52%, 7,41%, 2,47% và 2,47%. Kết thúc giai đoạn điều trị tấn công, 9/25 BN có BTLTT dương tính (36%). Hai BN trong số này tái phát tại thời điểm điều trị tăng cường.

Đánh giá BTLTT dựa trên biểu hiện kiểu TSX gene Ig-TCR.

Đánh giá mức độ biểu hiện của các kiểu TSX Ig/TCR và đánh giá BTLTT dựa trên kiểu TSX Ig/TCR, cho thấy 73/81 BN có biểu hiện mạnh và rất mạnh, chiếm 90,12 % và 8/81 BN không biểu hiện mạnh kiểu TSX nào, chiếm 9,88%. 19/81 BN mang 2 hoặc 3 kiểu TSX có biểu hiện mạnh, chiếm 23,5% và 54/81 BN mang biểu hiện mạnh ở 1 kiểu TSX, chiếm 66,67%. Tất cả các kiểu TSX này sau đó đều đạt độ nhạy cao hơn 0,0001 ở các phản ứng RQ-PCR đánh giá BTLTT.

Nhóm nghiên cứu cũng đã thiết kế được các 99 probe chuyên biệt, đặc hiệu cho 73 BN mang kiểu TSX Ig-TCR biểu hiện mạnh. Tại thời điểm kết thúc điều trị tấn công 48/73 BN lui bệnh có mức BTLTT < 0,01%, chiếm 65,75%. Trong khi đó, 25/73 BN chỉ cho kết quả đánh giá BTLTT ở mức  0,01%, chiếm 34,25% có nguy cơ tái phát, trong đó 6 BN có nguy cơ tái phát cao. 4/6 BN này đã tái phát trong thời gian điều trị tăng cường, trong đó 2 BN đã tử vong.

Đánh giá đáp ứng điều trị và tỷ lệ tái phát sớm cho thấy, tỷ lệ lui bệnh hoàn toàn được ghi nhận sau giai đoạn tấn công đạt 100%, với tỷ lệ OS, EFS sau 33 tháng cao (97,5±1,7% và 90,1±3,31%). Nghiên cứu cũng ghi nhận 8/81 trường hợp tái phát, chiếm 9,9%. Trong đó, 6/8 BN có BTLTT dương tính sau giai đoạn điều trị tấn công.

BS Nguyễn Phương Liên, đại diện nhóm thực hiện nhiệm vụ cho biết: qua khảo sát, nghiên cứu cho thấy, mức BTLTT phát hiện sau giai đoạn điều trị tấn công thật sự có ảnh hưởng đến thời gian sống còn của các BN. Những BN có BTLTT âm (<0,01%) sau giai đoạn tấn công thì có tiên lượng tốt hơn với thời gian sống cao hơn nhóm còn lại. Điều này cũng phù hợp với các nghiên cứu trong nước và ngoài nước. Hay nói cách khác, mức BTLTT đánh giá bằng các kỹ thuật TBDC, kỹ thuật TSX gene Ig/TCR và RQ-PCR các tổ hợp gene đặc hiệu giúp các nhà lâm sàng phân nhóm nguy cơ cao và nguy cơ thấp, chọn lựa phác đồ điều trị thích hợp và tiên lượng chính xác hơn cho bệnh nhân. Vì vậy, cần quan tâm và chú trọng hơn vào các kỹ thuật này nhằm đánh giá và theo dõi BTLTT liên tục cho các bệnh nhân BCCDL-B.

Phối hợp 3 kỹ thuật trong chẩn đoán bệnh

Cũng theo lời TS. BS Nguyễn Phương Liên, các kết quả thu được từ nghiên cứu đã cho thấy vai trò của kỹ thuật TBDC, RQ-PCR tổ hợp gen và kỹ thuật TSX gen Ig/TCR trong việc phát hiện BTLTT. Mỗi kỹ thuật có ưu và nhược điểm khác nhau, do đó nhóm tác giả kiến nghị phối hợp thực hiện cả 3 kỹ thuật tại thời điểm chẩn đoán bệnh nhằm tìm ra mục tiêu theo dõi BTLTT cho mỗi BN, giúp cho phân nhóm nguy cơ, tiên lượng, đánh giá đáp ứng điều trị và theo dõi tái phát một cách chính xác hơn. 

"Chỉ cần một trong 3 kỹ thuật phát hiện được BTLTT là có tính đặc hiệu rất cao và các bác sĩ lâm sàng nên dựa vào đó để thay đổi chiến lược điều trị và theo dõi sát", đại diện nhóm nghiên cứu khuyến nghị.

Khảo sát biểu hiện gen kiểu TSX Vd2-Dd3

Riêng trong thực hành lâm sàng tại Bệnh viện truyền máu huyết học TP.HCM, để tiết kiệm thời gian và chi phí cho người bệnh, nhóm thực hiện nhiệm vụ đã tiến hành thường qui như sau: Tại thời điểm chẩn đoán, sẽ thực hiện đồng thời 2 kỹ thuật TBDC và RQ-PCR để phát hiện kiểu hình LAIPs và tổ hợp gene đặc hiệu. Đồng thời, ly trích DNA của người bệnh. Nếu không đánh giá được BTLTT dựa trên cả LAIPs và tổ hợp gene trên mẫu tủy sau điều trị, sẽ tiếp tục thực hiện khảo sát TSX Ig-TCR trên mẫu DNA đã được lưu giữ từ lần chẩn đoán để theo dõi BTLTT ở các giai đoạn sau.

Đối với các đơn vị chuyên khoa điều trị huyết học khác, đại diện nhóm nghiên cứu đề nghị tối thiểu phải có hệ thống phân tích TBDC, kế đến là kỹ thuật RQ-PCR phát hiện tổ hợp gen đặc hiệu để phối hợp phát hiện BTLTT trên 95% các trường hợp BCCDL-B.  

TS.BS Nguyễn Phương Liên khẳng định, kết quả của nghiên cứu có thể ứng dụng trong điều trị tại các bênh viện chuyên khoa Huyết học và các Bệnh viện Nhi có điều trị bệnh lý huyết học trên cả nước; đồng thời cho biết, nhu cầu khảo sát BTLTT rất cấp thiết nên sản phẩm của đề tài này sẽ có ứng dụng rộng rãi cho các Bệnh viện điều trị bệnh BCCDL-B trên cả nước, và nghiên cứu nói trên là dữ liệu tham khảo cho các công trình nghiên cứu BTLTT trong BCCDL-B ở người lớn và BCCDL-T.

Được biết, nhiệm vụ khoa học công nghệ do Bệnh viện Truyền máu huyết học chủ trì vừa được Sở KH&CN TPHCM tiến hành nghiệm thu và nhiều nội dung, kết quả quan trọng của công trình nghiên cứu này cũng đã đăng trên một số tạp chí y học trong nước. Ngoài ra, trong quá trình triển khai đề tài, TS.BS Nguyễn Phương Liên và các cộng sự đã tham gia đào tạo được 2 thạc sỹ bác sĩ chuyên khoa huyết học. 

Thông tin liên hệ:

Bệnh viện Truyền máu Huyết học 

Địa chỉ: 118 Hồng Bàng, P. 12, Q. 5, TP.HCM

Điện thoại: 848-39571342

Email: hemato@vnn.vn - Website: http://bthh.org.vn 

Kết quả từ nhiệm vụ khoa học công nghệ do nhóm kỹ sư, chuyên gia Đại học Nguyễn Tất Thành (Tp.HCM) triển khai được kỳ vọng giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào máy nhập ngoại trong sản xuất ống thép hàn, tiết kiệm chi phí đầu tư. 
Theo định hướng phát triển, ngành thép Việt Nam đang từng bước tập trung vào mục tiêu chủ động và tự sản xuất các loại thép đặc thù, thay vì "chạy đua" vào những nhóm sản phẩm thép đang dư thừa cũng như giảm thiểu lượng thép nhập khẩu. Do đó, việc sản xuất ống thép được xác định là "lối thoát" cho ngành thép trong nước, nhằm phục vụ thị trường nội địa lẫn xuất khẩu. 

Được biết, trước giai đoạn năm 2019, doanh nghiệp cơ khí - điện tử công nghiệp Việt Nam hoàn toàn có thể chế tạo hệ thống cho khâu kéo và tạo hình ống trong tổng thể một dây chuyền sản xuất ống thép hàn, nhưng riêng đối với thiết bị hàn ống cao tần thì vẫn phải nhập ngoại, từ đó dẫn đến sự phụ thuộc công nghệ và hạn chế ngành sản xuất ống thép hàn đối với doanh nghiệp trong nước. 

"Đây là bộ phận quan trọng nhất của dây chuyền sản xuất ống thép hàn, có ảnh hưởng chính đến chất lượng ống thép hàn", TS. Ngô Mạnh Dũng nhận xét. 

Gỡ nút thắt nhập ngoại

TS Ngô Mạnh Dũng, chủ nhiệm nhiệm vụ khoa học và công nghệ "Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống hàn cao tần không tiếp xúc công suất 250kW cho dây chuyền sản xuất ống thép hàn" do Đại học Nguyễn Tất Thành (TP.HCM) chủ trì thực hiện, cho biết các kết quả khảo sát, phân tích cho thấy tất cả máy hàn cao tần chế tạo trong nước chủ yếu là lắp ráp các board điều khiển và board công suất theo mẫu nhập của Trung Quốc, chất lượng không cao, thường không ổn định và hư hỏng do cháy nổ phần công suất, ảnh hưởng đến quá trình sản xuất liên tục.

"Việc sử dụng board nhập khẩu để lắp ráp, không làm chủ được công nghệ, mỗi lần máy hàn hư hỏng phải chờ nhập board điện tử, thời gian chờ nhập ít nhất 2 tuần, làm cho cả dây chuyền sản xuất ống thép hàn phải đình trệ, gây thiệt hại lớn về kinh tế", TS. Ngô Mạnh Dũng phân tích.

Chưa dừng lại ở đó, các nhà sản xuất dây chuyền sản xuất ống thép hàn trong nước hiện chủ yếu sử dụng các thiết bị hàn cao tần nhập ngoại (đa số từ Đài Loan, và Trung Quốc) với giá thành rất đắt, và khó có điều kiện bảo hành thiết bị công suất tại chỗ. Trong khi đó, thiết bị hàn cao tần ống thép công suất 250kW có giá thành khoảng 30.000USD, chiếm đến 30-40% giá thành hệ thống sản xuất ống thép hàn cao tần, và điều này cho thấy vai trò quan trọng của thiết bị hàn cao tần trong dây chuyền.

"Do đó, mục tiêu cốt lõi mà nhóm nghiên cứu đặt ra chính là thiết kế, chế tạo thiết bị hàn cao tần công suất, nhằm hỗ trợ khả năng sản xuất trọn bộ dây chuyền sản xuất cho các doanh nghiệp chế tạo máy vừa và nhỏ trong nước", TS. Dũng nhấn mạnh.

Thực tế cho thấy, hàn ống thép có 3 dạng là hàn lò, hàn điện (hồ quang) và hàn cao tần không tiếp xúc. Trong đó, công nghệ hàn cao tần không tiếp xúc hiện nay được ứng dụng rộng rãi vì phù hợp cho dây chuyền sản xuất liên tục không gián đoạn, đảm bảo năng suất cao.

Hàn ống thép bằng dòng cao tần (trái), và cấu hình các cuộn dây công tác cao tần thường được sử dụng trong hàn ống thép

Làm chủ hoàn toàn công nghệ 

Thực tế cho thấy, hàn cao tần là công đoạn then chốt và quan trọng trong sản xuất ống thép hàn từ băng thép phẳng (cán nóng). Hệ thống hàn cảm ứng thực hiện truyền năng lượng không cần tiếp xúc. 

Nguyên tắc hàn cao tần cảm ứng là đưa ống thép qua “lò” nhiệt tạo bởi cuộn dây đồng có dòng điện xoay chiều cao tần chạy qua. Dòng cao tần này tạo ra từ trường phát triển xung quanh cuộn dây, một phần của nó trực giao với ống thép hở. Kết quả tạo ra một điện trường trên bề mặt ngoài của ống, từ đó tạo ra sự chênh lệch điện áp trên các cạnh rìa ống thép. Hiệu ứng “bề mặt” giới hạn dòng điện trong một vài phần nghìn inch trên bề mặt. Kết quả là có một dòng điện chạy trên bề mặt ống theo các cạnh chưa ghép của dải ống và dòng điện bên trong lòng ống chảy theo hướng ngược lại.

Dòng điện cao tần chảy trên bề mặt ống theo các cạnh rìa ống, làm nóng chảy các cạnh rìa ống, được ép lại với nhau và được hàn tại điểm hàn. Ở tần số được sử dụng cho hàn cảm ứng, sự tương tác giữa điện trường và từ trường có thể khiến dòng điện chạy theo những cách không mong muốn. 

"Vì vậy, điểm mấu chốt để vận hành hiệu quả máy hàn tần số cao là hướng phần lớn dòng điện dọc theo các rìa cạnh ống, để dòng điện này nung nóng các cạnh rìa ống và giảm thiểu dòng ký sinh lãng phí chảy quanh bề mặt bên trong của ống", đại diện nhóm nghiên cứu khuyến nghị, "Và để làm điều đó, cần phải đảm bảo sao cho trở kháng của đoạn chữ V thấp so với trở kháng bề mặt bên trong của ống".

Nguyên lý hàn cao tần đối với ống thép cuộn tròn

Đại diện nhóm nghiên cứu cũng thông tin thêm, nguyên tắc hàn cảm ứng là đưa ống qua  “lò” với nhiệt độ cao (vài ngàn độ C). Một lò nung cảm ứng đơn giản gồm một cuộn dây đồng mang một dòng điện xoay chiều cao tần (ống làm rỗng để dẫn nước giải nhiệt). Các đối tượng được gia nhiệt là đặt ở tâm (lõi) của cuộn dây. Thiết bị làm việc theo nguyên lý này thường gọi là lò nung cao tần.

Khi dòng điện ở cao tần (thường trong khoảng 80-250kHz) chạy qua một cuộn dây, các electron trong kim loại đặt trong vùng từ trường sẽ bị dòng xoáy từ trường cuốn trong các chuyển động có định hướng, liên tục đổi chiều với cao tần hàng trăm ngàn lần trong một giây, chúng va chạm với nhau và sinh nhiệt (dòng Fuco). Kim loại sẽ nóng chảy nếu dòng cảm ứng chạy bên trong (kim loại) đủ mạnh. Người ta sử dụng hiệu ứng này để làm bếp từ, hàn vật liệu, nung nóng chảy kim loại, hoặc tôi các loại vật liệu bằng kim loại.  

Cấu trúc hàn ống thép bằng dòng cao tần

Đặc điểm của hàn cao tần là có hiệu ứng bề mặt - làm nóng tức thời bề mặt vật liệu cần hàn (ống thép). Ngoài ra, độ sâu của lớp gia nhiệt có thể điều chỉnh bằng tần số dòng điện qua cuộn tạo từ trường. Tốc độ hàn có thể đạt từ 20-70m/phút. Đây chính là những đặc điểm phù hợp cho công nghệ hàn ống thép.

Cấu hình hệ thống hàn cao tần không tiếp xúc được nhóm chuyên gia, kỹ sư Đại học Nguyễn Tất Thành triển khai

Bên cạnh "trọng tâm" là cuộn cảm ứng cao tuần phục vụ hàn ống thép, nhóm nghiên cứu cũng đã nghiên cứu, thiết kế và chế tạo nhiều thành phần liên quan, như Bàn điều khiển (giúp người vận hành thao tác điều khiển máy và giám sát các thông số vận hành máy); Tủ chỉnh lưu công suất lớn giải nhiệt nước (chuyển AC thứ cấp máy biến áp thành DC ổn định giúp cho mối hàn đẹp và chất lượng hàn ổn định); Tủ công suất dùng nước giải nhiệt để đảm bảo hoạt động bền bỉ và không chiếm nhiều không gian bố trí; Tủ nghịch lưu công suất lớn giải nhiệt nước (chuyển nguồn DC từ tủ chỉnh lưu thành tín hiệu AC cao tần, cấp cho cuộn dây đồng tạo từ trường ổn định, tủ công suất dùng nước giải nhiệt để đảm bảo hoạt động bền bỉ và không chiếm nhiều không gian bố trí).

Được biết, trọn bộ hệ thống hàn cao tần không tiếp xúc với thép ống tròn do TS. Ngô Mạnh Dũng và các cộng sự phát triển sau giai đoạn hoàn thiện tổng thể cũng đã được đưa vào vận hành thử nghiệm tại một số nhà máy sản xuất ống thép tại TP.HCM và Long An, ghi nhận kết quả khả quan với độ ổn định và hiệu suất cao.

Đại diện nhóm nghiên cứu khẳng định, trong quá trình nghiên cứu và chế tạo các bộ phận, thành phần liên quan, đề tài đã đồng thời ứng dụng các kỹ thuật về điện tử công suất, sử dụng các linh kiện mới, tiến hành thiết kế, chế tạo thiết bị điện tử cao tần tới 320kHz, công suất cao làm việc ở 250kW, với hệ số công suất đạt tới 0,85, độ mấp mô sóng nhỏ hơn mức 2%.

TS Ngô Mạnh Dũng khẳng định, kết quả của nhiệm vụ khoa học công nghệ vừa được Sở KH&CN TP.HCM nghiệm thu trong năm 2021 cũng đã khẳng định trình độ của kỹ sư Việt Nam ở lĩnh vực cơ khí chính xác, điều khiển tự động và một số ngành liên quan khác như điện, điện tử,… hoàn toàn đủ sức để triển khai "trọn gói" một số giải pháp mà qua đó giúp các ngành sản xuất công nghiệp từng bước làm chủ công nghệ được chế tạo hoàn toàn trong nước, nâng cao năng suất chất lượng cũng như giảm thiểu đến mức tối đa sự phụ thuộc vào máy móc, phụ tùng nhập ngoại.

Tựu trung, TS. Ngô Mạnh Dũng khẳng định, khả năng thương mại hóa trọn bộ giải pháp hệ thống hàn cao tần không tiếp xúc trong sản xuất ống thép với năng suất lên đến 60-80 mét/phút, hoàn toàn có thể được đón nhận bởi các nhà máy sản xuất thép quy mô từ trung bình đến lớn, đồng thời nhóm thực hiện nhiệm vụ khoa học công nghệ và các đơn vị liên quan như Đại học Nguyễn Tất Thành cũng cho biết sẵn sàng chuyển giao, phát triển thêm một số tính năng mới và tùy chỉnh giải pháp cho từng nhu cầu cụ thể của khách hàng trong thời gian tới.

Thông tin liên hệ:

Trường Đại học Nguyễn Tất Thành 

Địa chỉ: 300A Nguyễn Tất Thành, Q.4, TP.HCM

Điện thoại: 0919796497 - (028) 39411189          

Email: nmdung@nttu.edu.vn

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu đang diễn ra mạnh mẽ đồng thời với quá trình đô thị hóa, TP.HCM cần đặc biệt quan tâm các giải pháp ứng phó chủ động, từ đó tạo nên sự tồn tại và phát triển bền vững trong môi trường sống liên tục.

Những năm gần đây, ảnh hưởng của biến đổi khí hậu (BĐKH) và các yếu tố liên quan ở TP.HCM đã có sự thay đổi rõ rệt, nền nhiệt độ có xu thế tăng ở hầu hết các trạm quan trắc, các trận mưa cực đoan xuất hiện với tần suất và cường độ ngày càng nhiều, hiện tượng xâm nhập mặn xuất hiện sâu vào đất liền, ngập lụt diễn ra cũng ngày càng nặng nề… Điều này cho thấy BĐKH đã và đang có nhiều tác động đến sự phát triển kinh tế - xã hội của Thành phố và các tỉnh, thành lân cận.

Trước sự tác động của BĐKH đến phát triển kinh tế - xã hội trên địa bàn Thành phố, nhu cầu nghiên cứu về mức độ tác động và đề xuất các giải pháp ứng phó là điều rất cần thiết, đang được sự quan tâm từ nhiều chuyên gia trong và ngoài nước.

Cũng trên cơ sở phân tích các yếu tố BĐKH và giải pháp ứng phó liên quan, nhiệm vụ khoa học công nghệ“Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu tới phân bố dân cư, phát triển cơ sở hạ tầng cấp nước sạch, vệ sinh môi trường và đề xuất các giải pháp thích ứng” đã được nhóm nghiên cứu thuộc Viện Nhiệt đới môi trường chủ động thực hiện từ tháng 9/2019 với sự hỗ trợ kinh phí từ Sở KH&CN TP.HCM. 

Cụ thể hơn, nhóm nghiên cứu hướng đến mục tiêu đánh giá tác động của BĐKH ảnh hưởng tới sự phân bố dân cư, phát triển cơ sở hạ tầng cấp nước sạch, vệ sinh môi trường, đồng thời đưa ra các đề xuất giải pháp thích ứng.

Mức tăng nhiệt độ dự báo qua các thời kỳ

Sau quá trình nghiên cứu, kết quả của đề tài vừa được nghiệm thu trong năm 2021 đã cho thấy những đặc điểm liên quan đến tác động của BĐKH tới phân bố dân cư, hạ tầng cấp nước sạch và vệ sinh môi trường ở TP.HCM. 

Đồng thời nhóm nghiên cứu cũng đã xây dựng hoàn thiện các kịch bản phát triển về phân bố dân cư, phát triển cơ sở hạ tầng cấp nước sạch, vệ sinh môi trường ở TP.HCM đến năm 2030 và 2050; xây dựng giải pháp thích ứng với BĐKH theo mức độ tổn thương khí hậu, rủi ro khí hậu và nhu cầu thích ứng của Thành phố.

Ảnh hưởng của BĐKH dựa trên phân bố dân cư

Thạc sỹ Nguyễn Phú Bảo, chủ nhiệm nhiệm vụ cho biết, phân bố dân cư, hạ tầng cấp nước sạch và vệ sinh môi trường là  3 yếu tố có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, góp phần cho sự phát triển về an sinh và kinh tế xã hội. Trong đó, phân bố dân số càng phát triển thì nhu cầu về phát triển hạ tầng cấp nước sạch và vệ sinh môi trường cũng càng cao, và ngược lại, sự phát triển phát triển hạ tầng cấp nước sạch và vệ sinh môi trường cũng sẽ nâng cao chỉ số phát triển về phân bố dân số.

“Chính vì vậy, việc nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH đến phân bố dân số, hạ tầng cấp nước sạch và vệ sinh môi trường cũng là hướng đi quan trọng và cần thiết về đánh giá tác động cũng như ứng phó với BĐKH”, đại diện nhóm thực hiện nhiệm vụ nêu rõ trong báo cáo nghiệm thu nhiệm vụ. 

Sơ đồ tổng thể xây dựng kịch bản BĐKH cho TP.HCM

Sau quá trình nghiên cứu, thạc sỹ Nguyễn Phú Bảo và cộng sự tại Viện Nhiệt đới môi trường  đã tổng hợp được nhiều dữ liệu liên quan tới tình hình tác động của BĐKH ở thời điểm hiện tại cho đến năm 2050.

Cụ thể, tác động của BĐKH tới phân bố dân cư tương ứng với mốc thời gian: hiện tại - năm 2030 - năm 2050, là khá rõ rệt. Đặc biệt, dự báo trong năm 2030 sẽ là giai đoạn có tốc độ tăng dân số cao nhất. Tuy nhiên, các giải pháp thích ứng với BĐKH của lĩnh vực này lại chưa thể hiện dược kết quả rõ rệt.

Bản đồ chỉ số tổn thương khí hậu do tác động cảu BĐKH đến phân bố dân cư.

Trong khi đó, tác động của BĐKH đối với hạ tầng cấp nước sạch là ở mức độ cao với khoảng thời gian hiện trạng - năm 2030 - năm 2050. Nguyên nhân là do tác động của xâm nhập mặn đến các nguồn cung cấp nước là đáng kể và năng lực thích ứng với vấn đề xâm nhập mặn còn hạn chế.

Bản đồ tổn thương khí hậu do tác động của BĐKH đến hạ tầng cấp nước sạch.

Cuối cùng, về tác động của BĐKH tới lĩnh vực vệ sinh môi trường, nghiên cứu cũng chỉ ra sự khác biệt giữa các khu vực địa lý của TP.HCM, trong đó khu vực ngoại thành thành phố có mức độ ảnh hưởng khí hậu cao nhất.

Bản đồ chỉ số tổn thương khí hậu về vệ sinh môi trường.

Bên cạnh đó, kết quả đánh giá tác động của BĐKH của nhóm nghiên cứu cũng cho thấy mức độ tác động của BĐKH đến từng lĩnh vực có sự khác nhau do đặc tính về độ nhạy cảm và năng lực thích ứng.

Dựa trên những tiêu chí đánh giá về tác động của BĐKH, nhóm nghiên cứu đã xây dựng được bộ chỉ thị tương ứng với mức độ tổn thương khí hậu, bao gồm: độ phơi nhiễm (17 chỉ thị), độ nhạy cảm (phân bố dân cư: 15 chỉ thị, hạ tầng cấp nước sạch: 17 chỉ thị, vệ sinh môi trường: 11 chỉ thị về quản lý CTR và 10 chỉ thị về quản lý nước thải).

Sơ đồ quy trình đánh giá tác động của BĐKH theo hướng dẫn của IPCC và GIZ

Thạc sỹ Nguyễn Phú Bảo cho biết, kết quả nghiên cứu của đề tài là một trong những công cụ hiệu quả giúp cho thành phố có chiến lược, quy hoạch trong các quy hoạch liên quan về phân bố dân cư thích ứng với BĐKH, hạ tầng cấp nước sạch và vệ sinh môi trường. 

Cụ thể, việc xây dựng danh mục các giải pháp ứng phó với BĐKH cho TP.HCM cần dựa trên những định hướng, chiến lược, quy hoạch chung từ cấp trung ương đến những chương trình, kế hoạch cụ thể trong cùng giai đoạn. 

Để thực hiện thành công các giải pháp và chiến lược thích ứng với BĐKH cho các lĩnh vực nghiên cứu thì cần lấy cơ quan nhà nước làm nền tảng và có sự phối hợp giữa các cơ quan quản lý liên quan. Ngoài ra cũng cần tuân thủ quy hoạch vệ sinh môi trường của thành phố và các quy hoạch của chính phủ.

“Thành phố cần lồng ghép các yếu tố BĐKH vào các quy hoạch (quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội, quy hoạch chung, các quy hoạch ngành..), đặc biệt chú trọng vấn đề tăng diện tích mặt nước và mảng xanh đô thị; Phòng chống và giảm thiệt hại của ngập lụt; Nâng cao chất lượng sống trong điều kiện biến đổi khí hậu; Nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong quá trình xử lý và phân phối nước;  Tăng cường khả năng chống chịu của mạng lưới cấp nước trước các điều kiện thời tiết khắc nghiệt…”, thạc sỹ Nguyễn Phú Bảo đưa ra một số đề xuất.

Đối với lĩnh vực vệ sinh môi trường, để thích ứng với BĐKH cần giảm áp lực chất thải cho mỗi địa phương bằng giải pháp tăng năng lực thu gom và xử lý chất thải. Giải pháp quan trọng nhất là giảm thiều chất thải. Khi thực hiện giải pháp giảm thiểu chất thải sẽ nâng cao năng lực thích ứng hơn 30-40%.

Ngoài ra, Thành phố cũng cần tiếp tục hoàn thiện cơ chế, chính sách, tạo khung pháp lý thuận lợi để khuyến khích và tạo điều kiện pháp lý thuận lợi cho các dự án liên quan đến quy hoạch đô thị, dự án giảm phát thải khí nhà kính, thu hồi khí thải và các dự án hỗ trợ tăng cường năng lực thích nghi với tác động của BĐKH cho các khu vực dễ bị tổn thương.

Thông tin liên hệ:

Viện Nhiệt đới môi trường

Địa chỉ: 57A Trương Quốc Dung, P.10, Q.Phú Nhuận, TP.HCM.

Điện thoại: (028) 38 455140

Phương pháp này có tỷ lệ khỏi bệnh cao, ít biến chứng, bệnh nhân phục hồi nhanh hơn.

Ung thư thanh quản là loại ung thư thường gặp ở Việt Nam với tỷ lệ bệnh ở mức 3/100.000 dân. Bệnh thường gặp ở nam giới từ 40 tuổi trở lên, nhưng hiện nay độ tuổi mắc bệnh ngày càng được trẻ hóa và số lượng bệnh nhân ung thư thanh quản ngày càng tăng.

Phương pháp điều trị cơ bản trong ung thư thanh quản hiện nay vẫn là phẫu thuật. Các phương pháp điều trị triệt để tại chỗ, tại vùng bao gồm phẫu thuật và xạ trị có thể để lại nhiều di chứng nặng nề, ảnh hưởng đến các chức năng thở, nuốt và phát âm của bệnh nhân, làm giảm chất lượng sống rất nhiều. Do đó, các kỹ thuật cắt thanh quản một phần ra đời nhằm bảo tồn các chức năng của thanh quản mà vẫn duy trì kiểm soát tại chỗ. Với những tiến bộ về công nghệ laser trong những năm gần đây, phương pháp vi phẫu ung thư thanh quản bằng laser qua đường miệng, bắt đầu được ứng dụng và ngày càng được chấp nhận như là phương pháp trị liệu có hiệu quả và là lựa chọn ưu tiên trong điều trị ung thư giai đoạn sớm

Vì vậy, PGS.TS.BS. Trần Phan Chung Thủy (chủ nhiệm nhiệm vụ) và các cộng sự tại Bệnh viện Tai Mũi Họng TP.HCM đã triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ “Ứng dụng phẫu thuật laser vi phẫu qua đường miệng trong điều trị ung thư thanh quản tầng thanh môn giai đoạn sớm” nhằm giải quyết 3 mục tiêu: (1) Mô tả đặc điểm lâm sàng và cận lâm sàng ở bệnh nhân ung thư thanh quản tầng thanh môn giai đoạn sớm; (2) Đánh giá hiệu quả của phương pháp phẫu thuật laser vi phẫu qua đường miệng trong bệnh lý ung thư thanh quản tầng thanh môn giai đoạn sớm; (3) Đánh giá bảo tồn chức năng thanh quản sau phẫu thuật laser vi phẫu qua đường miệng trong bệnh lý ung thư thanh quản tầng thanh môn giai đoạn sớm.

Nhóm nghiên cứu cũng hoàn thành tài liệu hướng dẫn thực hiện 2 quy trình, đó là Quy trình phẫu thuật cắt u dây thanh bằng laser CO2 qua đường miệng; và Quy trình chăm sóc hậu phẫu và theo dõi bệnh nhân sau cắt u dây thanh bằng laser CO2, giúp cho quá trình điều trị và chăm sóc bệnh nhân tốt hơn (trước và sau phẫu thuật), nâng cao hiệu quả điều trị cho bệnh nhân ung thư thanh quản tầng thanh môn.

Các bước tiến hành thăm khám, điều trị và theo dõi

PGS.TS.BS. Trần Phan Chung Thủy cho biết, phương pháp phẫu thuật vi phẫu laser CO2 qua đường miệng sử dụng một chùm tia laser để cắt khối u ra khỏi các mô bình thường, ít tổn thương mô lân cận, đường rạch chính xác, ít để lại sẹo xơ dính, có thể hàn các mạch máu và bạch mạch để hạn chế sự phát tán của các tế bào ung thư. Đây là phương pháp phẫu thuật xâm lấn tối thiểu nên bệnh nhân có xu hướng phục hồi nhanh hơn với ít biến chứng hơn so với phẫu thuật truyền thống. Phương pháp này có tỷ lệ bệnh nhân khỏi bệnh cao, nhưng ít biến chứng, giảm thiểu phù nề tổ chức sau phẫu thuật, chảy máu tối thiểu (do khả năng kiểm soát chảy máu của laser CO2), hạn chế tối đa sự di căn tế bào ung thư theo đường máu trong lúc phẫu thuật, hỗ trợ bảo tồn tối đa chức năng phát âm, nuốt cũng như khả năng kiểm soát chính xác diện cắt. Ngoài ra, phẫu thuật qua đường miệng còn có lợi thế về chi phí cũng như hiệu quả nhờ thời gian nằm viện và hồi phục ngắn hơn.

Kết quả cắt u dây thanh bằng laser (A: trước phẫu thuật, B: sau phẫu thuật) ở 2 ca bệnh

Qua triển khai thực tế, phương pháp phẫu thuật laser vi phẫu qua đường miệng được sử dụng để điều trị cho 84 bệnh nhân (82 nam, 2 nữ) ung thư thanh quản tầng thanh môn giai đoạn sớm nhập viện, không có hạch cổ di căn (N0), không có di căn xa (M0), có chỉ định phẫu thuật tại Bệnh viện Tai Mũi Họng TP.HCM. Trong quá trình cắt bỏ khối u, nhóm nghiên cứu nhận xét việc sử dụng laser để đánh dấu ranh giới cắt bỏ tổn thương cho phép cắt bỏ hết khối u và bảo tồn tối đa tổ chức lành nhằm hạn chế ảnh hưởng về mặt chức năng thanh quản do việc cắt bỏ khối u gây ra, đồng thời cũng làm giảm nguy cơ tái phát khối u tại chỗ.

Cắt u bằng laser, nhuộm và đánh dấu biên phẫu thuật trên u gửi sinh thiết tức thì

Trong nghiên cứu, có 15 trường hợp có biến chứng chiếm 17,8%; bao gồm: 1,2% chảy máu sau phẫu thuật; 2,4% tràn khí dưới da; 9,5% có mô hạt viêm; 3,6% bị dính mép trước. Tỷ lệ tái phát (tính đến thời điểm tháng 11/2021) là 2/84 trường hợp (2,4%). Một trường hợp tái phát tại chỗ được điều trị bằng phẫu thuật cắt thanh quản toàn phần, còn một trường hợp tái phát tại chỗ và có di căn hạch được cắt thanh quản toàn phần kết hợp nạo hạch cổ tận gốc và xạ trị bổ túc. Nhóm nghiên cứu cho rằng tỷ lệ phẫu thuật thành công 97,9 %, không bị tái phát là khá khả quan.

Ngay sau phẫu thuật, bệnh nhân được hướng dẫn cách phát âm, cách chăm sóc dây thanh và theo dõi sự phục hồi phát âm. Ở giai đoạn phục hồi bệnh nhân nên luyện thanh. Mục đích luyện thanh là tạo thuận lợi cho hai dây thanh tiếp xúc nhau, cải thiện khép thanh môn, giảm co thắt trên thanh môn, cân bằng giữa lực co cơ và áp lực luồng khí lúc phát âm, từ đó phục hồi tiếng nói tốt nhất, tránh những bù trừ không đúng. Nếu thanh môn hở rộng có thể huấn luyện sử dụng giọng trên thanh môn thay thế.

Theo PGS.TS.BS. Trần Phan Chung Thủy, các bệnh nhân được tập thở sớm 2 ngày sau mổ, không có ca nào phải mở khí quản. Như vậy, phẫu thuật laser vi phẫu trong nghiên cứu này đã giúp bảo tồn tối đa chức năng thở của bệnh nhân. Trong nghiên cứu, chỉ có 1 trường hợp cần đặt ống nuôi ăn là bệnh nhân có u dây thanh xâm lấn sụn phễu, được phẫu thuật theo type Vb (cắt toàn bộ dây thanh và sụn phễu), sau phẫu thuật được đặt ống nuôi ăn để giảm ho sặc, được rút ống sau phẫu thuật 7 ngày. Bệnh nhân này sau đó cũng được tập ăn sớm khi thanh quản lành, thể hiện trên soi thanh quản hay qua thăm khám lâm sàng bệnh nhân nuốt không đau. Đối với những bệnh nhân còn lại thì không cần đặt ống nuôi ăn, được tập ăn cho bệnh nhân ngay ngày thứ 2 sau phẫu thuật. Như vậy phẫu thuật laser vi phẫu trong nghiên cứu đã giúp bảo tồn chức năng nuốt với 98,9% trường hợp không phải đặt ống nuôi ăn.

Bệnh nhân xuất viện khi thở thông qua đường tự nhiên, ăn uống qua đường miệng bình thường và vết mổ lành. Có bệnh nhân xuất viện chỉ sau 2 ngày. Bệnh nhân xuất viện trễ nhất là vào ngày thứ 10. Thời gian điều trị trung bình sau phẫu thuật là 3,9 ± 1,9 ngày. Có 2 trường hợp tràn khí dưới da đều xuất viện trên 7 ngày do cần theo dõi diễn tiến biến chứng trên bệnh nhân. Việc đặt ống nuôi ăn cũng làm chậm phục hồi chức năng thanh quản, làm kéo dài thời gian nằm viện.

Ở khảo sát tiền phẫu thuật, đa số bệnh nhân đều đánh giá giọng nói thay đổi ở mức độ trung bình và nặng. Sau phẫu thuật 1 tháng, đa số bệnh nhân đều còn mảng giả mạc, mô hạt chưa tiến triển và sự di động dây thanh chưa thay đổi đáng kể. Sự viêm và tạo sẹo có thể dẫn đến chất lượng giọng nói thay đổi trong vài tháng đầu sau mổ. Sau phẫu thuật 3 tháng, không bệnh nhân nào còn khuyết tật giọng nói ở mức độ nặng. Phần lớn bệnh nhân đều đánh giá giọng nói ở mức độ khuyết tật nhẹ.

Hình ảnh nội soi theo dõi bệnh nhân sau phẫu thuật

Theo nhóm nghiên cứu, sự tác động đến dây thanh sau một cuộc phẫu thuật là nặng nề, do đó giọng nói bị ảnh hưởng rất nhiều. Tuy nhiên, sau thời gian hồi phục, bệnh nhân có thể cảm thấy giọng nói ở mức chấp nhận được, đủ thoả mãn các nhu cầu sống về giao tiếp và nghề nghiệp mỗi ngày do sự bù trừ hoạt động của các cấu trúc lân cận. Chất lượng giọng nói sẽ được cải thiện với quá trình lành thương và sẹo hóa dây thanh. Do thời gian tiến hành nhiệm vụ có hạn nên cần tiếp tục theo dõi thêm sự ảnh hưởng của chất lượng giọng nói, sự liên quan giữa độ thay đổi giọng nói với khả năng tái phát khối u, cũng như những yếu tố về tỷ lệ tái phát, tỷ lệ sống còn đặc trưng ở các nghiên cứu về bệnh lý ung thư.

Vấn đề đặt ra khi khảo sát bệnh nhân là đa số các trường hợp bệnh đều hút thuốc lá (92,9%), gồm 75% trường hợp hút thuốc lá đơn thuần và 17,9% trường hợp vừa hút thuốc lá vừa uống rượu. Trong đó, 97,6% bệnh nhân có triệu chứng khởi phát là khàn giọng đơn thuần và 2,4% bệnh nhân có khàn giọng kèm theo nuốt vướng. Vì vậy, nhóm nghiên cứu kiến nghị cơ quan quản lý nhà nước tăng cường công tác truyền thông, giáo dục sức khỏe ban đầu nhằm phát hiện ung thư thanh quản giai đoạn sớm. Cụ thể là những trường hợp từ 50 tuổi khàn tiếng kéo dài trên 3 tuần phải đến khám Tai - Mũi - Họng để được nội soi tầm soát ung thư thanh quản, phát hiện sớm những tổn thương bất thường của thanh quản. Tất cả bệnh nhân một khi đã được chẩn đoán là ung thư thanh quản nên được tư vấn lợi ích và hướng dẫn phương pháp ngừng hút thuốc hợp lý.

Cũng theo nhóm nghiên cứu, trong số các bệnh nhân được điều trị, người nhỏ nhất mới 34 tuổi, từ đó kiến nghị trong thời gian tới tiếp tục được hỗ trợ kinh phí và nhân lực để tiếp tục thực hiện các nghiên cứu với cỡ mẫu lớn hơn và thời gian dài hơn nhằm đánh giá toàn diện các yếu tố ảnh hưởng đến bệnh, phương pháp điều trị, hiệu quả, tỷ lệ tái phát và sống còn ở bệnh nhân ung thư thanh quản. 

Bên cạnh đó, cần tiếp tục hoàn thiện, chuẩn hóa quy trình phẫu thuật laser vi phẫu qua đường miệng trong điều trị ung thư thanh quản giai đoạn sớm nhằm nâng cao hiệu quả điều trị, giúp bệnh nhân không chỉ kéo dài thời gian sống mà còn bảo tồn chức năng thanh quản, mau chóng sinh hoạt bình thường.

Nhờ tích hợp công nghệ trí tuệ nhân tạo và học máy, có khả năng tự động nhận diện, ghi nhớ và phân tích cùng lúc hàng ngàn khuôn mặt, nên giải pháp camera giám sát do nhóm chuyên gia thuộc Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM triển khai đã giúp nâng cao đáng kể hiệu quả công tác đảm bảo an ninh.

hững năm gần đây, nhu cầu trang bị camera giám sát (camera an ninh) dần phổ biến rộng rãi trong nhiều ngành nghề, lĩnh vực, từ các tòa nhà văn phòng, cơ quan hành chính... cho đến các cửa hàng buôn bán nhỏ lẻ, hộ gia đình… dưới  nhiều hình thức khác nhau. Ngoài mục đích then chốt là đảm bảo an ninh, thì camera giám sát còn được sử dụng như một công cụ để doanh nghiệp phân tích thói quen, hành vi của con người, qua đó tăng cường trải nghiệm tích cực từ phía người dùng, cũng như đơn vị quản lý. 

Trước nhu cầu đó, nhiều trường viện và tổ chức khoa học đã đẩy mạnh nghiên cứu và triển khai thử nghiệm việc tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) vào hệ thống camera giám sát, thông qua việc khai thác các lĩnh vực/công nghệ như thị giác máy tính, xử lý ngôn ngữ tự nhiên, robotics, biểu diễn tri thức và suy diễn…; từ đó cho phép tăng cường khả năng xử lý dữ liệu, phân tích và nhận diện con người với số lượng lớn tại cùng một thời điểm.

Đáng chú ý, nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Bách khoa TP.HCM đã phát triển và ứng dụng thành công hệ thống camera an ninh tích hợp AI, phục vụ công tác quản lý sinh viên tại ký túc xá của trường này; và đây cũng là nội dung chính của nhiệm vụ khoa học “Ứng dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo trong bài toán giám sát an ninh tại Trung tâm dịch vụ Ký túc xá Bách Khoa - Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM” được Sở KHCN TP.HCM nghiệm thu hồi đầu tháng 12/2021. 

Tổng quan hệ thống giám sát an ninh 3 mức độ tại Trung tâm dịch vụ Ký túc xá Bách Khoa (Trường ĐH Bách Khoa TP.HCM)

TS Dương Ngọc Hiếu, chủ nhiệm nhiệm vụ cho biết, giải pháp được hướng đến khả năng quản lý tại mỗi thời điểm khoảng 2.500 sinh viên và thường xuyên biến động (khoảng 40% sinh viên mỗi năm). Bên cạnh đó, giải pháp cũng có khả năng phân biệt nam -  nữ và cán bộ nhân sự, để cho phép bước vào các khuôn viên tương ứng.

Sau quá trình nghiên cứu, “thành quả” của nhiệm vụ là vận hành thành công hệ thống giám sát có khả năng nhận diện nhiều góc khuôn mặt khác nhau. Trong đó, tỷ lệ chính xác ở mức 71,86% đối với sinh viên mới; 84,25% đối với sinh viên cũ đã thu thập đủ mẫu; và 83,46% đối với sinh viên mới được tăng cường mẫu bằng nội suy…

Hệ thống giám sát nhận diện khuôn mặt được triển khai thực tế tại KTX Đại học Bách Khoa TP.HCM.

Nhờ hệ thống camera giám sát này, KTX cũng giải quyết nhiều vấn đề an ninh như trộm cắp, phá rối), vi phạm nội quy… để từ đó tạo nề nếp học tập, sinh hoạt lành mạnh trong khuôn viên KTX, nâng cao ý thức tôn trọng tài sản chung, cũng như hỗ trợ công tác giám sát từ xa của Ban quản lý KTX.

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu cũng xây dựng và hoàn thiện các phần mềm và công nghệ đi kèm, gồm: Phần mềm vào cổng kết hợp công nghệ RFID và trí tuệ nhân tạo; Phần mềm quản lý video VMS; Lõi nhận diện khuôn mặt bằng thuật giải học sâu; Phần mềm giám sát an ninh 3 mức độ; Ứng dụng di động phục vụ giám sát từ xa.

Kiến trúc các phân hệ của hệ thống giám sát an ninh.

“Huấn luyện” AI để giải quyết nhiều bài toán khó 

TS Dương Ngọc Hiếu cho biết, trước đây, KTX Đại học Bách Khoa TP.HCM đã ứng dụng công nghệ thẻ RFID trong việc giám sát vào cổng. 

"Tuy nhiên điểm hạn chế của cơ chế nhận dạng này là phụ thuộc vào con người (nhân viên bảo vệ) và rất khó để nhận biết đâu là sinh viên đang lưu trú, đâu là người đột nhập trái phép, đặc biệt là những lúc có số lượng sinh viên đông", TS. Dương Ngọc Hiếu nêu vấn đề.

Chính vì thế, nhóm nghiên cứu tập trung xây dựng hệ thống giám sát với số lượng 174 camera được bố trí tại nhiều khu vực khác nhau trong khuôn viên KTX. Tất cả dữ liệu từ camera được truyền trực tiếp đến Phần mềm quản lý video VMS (Video Management System). Phần mềm này cũng có khả năng lưu trữ những bất thường để làm bằng chứng, đó là những hình ảnh, video playback được rút trích tại thời điểm xảy ra bất thường thông qua phần mềm VMS. 

Kiến trúc hệ thống phần mềm trong đó (a) là phần nội dung huấn luyện mô hình trí tuệ nhân tạo và (b) là phần nội dung giám sát thời gian thực.

Cũng theo lời TS. Hiếu, để ứng dụng các mô hình học máy (machine learning) vào bài toán nhận diện khuôn mặt của AI đạt độ chính xác cao, Ban quản lý KTX yêu cầu mỗi sinh viên cung cấp 10 hình ảnh (khuôn mặt) để huấn luyện mô hình học máy.

“Trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu cũng sẽ tiếp tục nâng cấp trọn bộ giải pháp này, bằng cách tại thời điểm sinh viên quẹt thẻ xác thực vào cổng thì phần mềm sẽ chụp lại hình của sinh viên. Hình này sẽ được sử dụng để huấn luyện mô hình học máy. Dự kiến mỗi sinh viên sẽ chụp lại từ 20 đến 50 hình để làm mẫu huấn luyện.”, TS. Hiếu thông tin thêm.

Quy trình xây dựng tâp dữ liệu mẫu

Dựa trên hình ảnh thu thập, kết hợp cùng dữ liệu trong lưu trữ trong hệ thống, trí tuệ nhân tạo sẽ phân tích, nhận diện khuôn mặt và đưa ra kết quả chỉ trong thời gian tính bằng giây. Phần mềm đảm bảo độ chính xác hơn 90% trong thí nghiệm và đạt 85% trong vận hành thực tế.

Ngoài ra, trong quá trình triển khai thực tế, những trường hợp dự đoán bởi mô hình máy học có thể bị sai lệch sẽ được ghi nhận, làm nhãn và bổ sung thêm vào tập dữ liệu mẫu. Đây là một quá trình tinh chỉnh mô hình trí tuệ nhân tạo để "hệ thống" có thể thích nghi với tính chất dữ liệu từ các camera thực tế triển khai.

Bên cạnh nhận diện khuôn mặt, bộ giải pháp còn ứng dụng công nghệ học sâu (deep learning) vào nhận diện giới tính đối tượng, có khả năng phân loại nam/nữ đạt độ chính xác hơn 90%. 

Đại diện nhóm triển khai nhiệm vụ thuộc Đại học Bách Khoa TP.HCM cho biết, phương pháp đánh giá cũng tương tự khi đánh giá mô hình nhận diện khuôn mặt.

Hệ thống giám sát có khả năng nhận diện nhiều góc khuôn mặt khác nhau, kể cả đang đeo khẩu trang

Không chỉ việc tập trung xây dựng công cụ nhận diện khuôn mặt bằng trí tuệ nhân tạo, nhóm nghiên cứu còn hoàn thiện bộ giải pháp bao gồm nhiều phần mềm "con", hoạt động liên hoàn tạo thành một hệ thống giám sát thời gian thực, từ đó giải quyết tất cả mục tiêu đề ra. Đơn cử như Phần mềm kiểm tra chéo việc đối tượng quẹt thẻ RFID vào cổng; Ứng dụng di động cho phép cảnh báo thời gian thực các sự kiện an ninh; Ứng dụng quản trị và giám sát trên nền web; Các phân hệ trực quan thông tin như Dashboard, eMap…

Ngoài ra, bộ giải pháp còn đi kèm Ứng dụng di động phục vụ giám sát từ xa trên nền tảng iOS và Android với các tính năng: Xác thực và phân quyền; Nhận thông báo tình hình vi phạm an ninh dựa trên cấu hình cảnh báo; Xem dữ liệu minh chứng mức độ an ninh vi phạm, đối tượng vi phạm, thời điểm vi phạm, minh chứng (video playback)…

Giao diện quản lý qua ứng dụng trên thiết bị di động.

Cũng theo lời đại diện nhóm triển khai nhiệm vụ khoa học nói trên, bên cạnh giải pháp sử dụng AI trong quản lý sinh viên tại KTX, ĐH Bách Khoa TP.HCM cũng đã và đang triển khai ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào giám sát an ninh, trật tự công cộng tại nhiều địa phương và đơn vị, điển hình như như Công an P.1 Q. 10 (TP.HCM). 

Đại diện hội đồng tư vấn nghiệm thu nhiệm vụ Sở KHCN TP.HCM đánh giá rằng, kết quả nghiên cứu của nhóm rất tốt, đặc biệt là độ chính xác của lõi trí tuệ nhân tạo. Do vậy, tính ứng dụng của kết quả đề tài không nên chỉ dừng lại ở quy mô giám sát an ninh KTX mà có thể ứng dụng cho nhiều nhu cầu khác nhau như hệ thống điểm danh/chấm công, kiểm tra đối tượng có chứng nhận tiêm vắc xin phòng COVID-19, cũng  như các giải pháp xác thực/nhận diện vào ra khác.

Thông tin liên hệ:

Trung Tâm Kỹ Thuật Điện Toán, Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM

Địa chỉ: 268 Lý Thường Kiệt, P.14, Q.10, TP.HCM
Điện thoại: (028) 3864 7256.  Website: www.cce.hcmut.edu.vn