Ilmuwan Vietnam Nguyen Duc Thanh Mengembangkan Teknologi Medis Baru dengan Dana Riset US$25 Juta

Dari plester vaksin hingga penghargaan ilmiah baru

Nguyen Duc Thanh, ilmuwan Vietnam di University of Connecticut, terpilih menjadi anggota Connecticut Academy of Science and Engineering pada Maret 2026, bergabung dengan 36 anggota baru. Risetnya menangani tiga masalah medis konkret: kunjungan vaksinasi berulang, cedera tulang parah, dan sulitnya menghantarkan kemoterapi ke tumor otak.

Pengumuman akademi pada 10 Maret mengonfirmasi pemilihannya di antara 36 anggota baru dan mencantumkan namanya sebagai Thanh Nguyen, profesor madya Teknik Mesin, Dirgantara, dan Manufaktur di University of Connecticut.

Nguyen, profesor madya yang berkecimpung di bidang teknik mesin dan biomedis, telah menarik dana riset sebesar US$25 juta untuk universitas tersebut sejak bergabung pada 2016, menurut UConn. Proyek-proyeknya mencakup plester biodegradable yang dirancang untuk melepaskan vaksin pada jadwal tertentu dan perangkat ultrasonografi yang ditujukan untuk membantu obat kanker mencapai sasaran sebelum terurai di dalam tubuh.

Angka pendanaan itu mencakup beberapa bagian program risetnya yang saling berkaitan. Hingga Oktober 2024, kelompoknya telah memperoleh empat hibah R01 dari National Institutes of Health AS senilai lebih dari US$9,5 juta, serta dua hibah dengan total US$6,6 juta dari Bill and Melinda Gates Foundation. Secara keseluruhan, kedua sumber tersebut menyumbang sekitar US$16,1 juta dari total pendanaan yang lebih luas.

Bagi pasien, tujuannya bersifat praktis: mengurangi perjalanan untuk vaksinasi, memberi dukungan lebih baik bagi tulang yang rusak, dan mengurangi operasi untuk mengangkat perangkat medis sementara. Teknologi-teknologi ini masih berupa proyek riset dan pengembangan. Belum ada jadwal penggunaan rutin oleh pasien atau persetujuan regulator yang diumumkan.

Plester kecil dengan sistem penghantaran terjadwal

Plester vaksin Nguyen kira-kira seukuran ujung ibu jari dan memiliki ratusan jarum mikro, masing-masing setipis rambut. Jarum-jarum itu mengandung obat atau vaksin dan terbuat dari bahan biodegradable serupa bahan pada benang jahit operasi yang larut setelah pembedahan.

Jarum mikro memungkinkan kandungannya dihantarkan melalui kulit. Rancangan kelompok tersebut melangkah lebih jauh dengan berupaya mengendalikan waktu pelepasan kandungan itu. Perubahan struktur dan ketebalan bahan biodegradable mengubah waktu pelepasannya, sehingga plester dapat berfungsi sebagai sistem penghantaran dengan jadwal yang telah ditentukan.

Rangkaian vaksinasi konvensional mungkin mengharuskan seseorang kembali ke klinik beberapa kali. Pendekatan Nguyen bertujuan memasukkan dosis ke dalam tubuh melalui satu plester, dengan bahan yang terurai pada waktu berbeda untuk melepaskannya. Platform yang sama juga sedang dikembangkan untuk membawa berbagai vaksin atau obat.

Karena itu, tantangan rekayasa utamanya lebih rumit daripada sekadar membuat jarum kecil. Plester yang bermanfaat harus menghantarkan zat yang tepat, dalam jumlah yang tepat, pada waktu yang tepat. Riset ini memadukan ilmu material, yang mempelajari perilaku berbagai zat, dengan teknik biomedis, yang menerapkan rekayasa untuk menangani masalah layanan kesehatan.

Mengapa mengurangi kunjungan vaksinasi dapat berdampak

Orang yang tinggal jauh dari fasilitas kesehatan bisa terbebani ketika vaksin membutuhkan beberapa kali janji temu. Setiap kunjungan ulang dapat berarti perjalanan tambahan, biaya transportasi, dan waktu yang tersita dari pekerjaan atau tanggung jawab keluarga. Plester yang mampu memberikan rangkaian dosis terjadwal setelah sekali pemasangan dapat mengurangi beban tersebut.

Masyarakat terpencil menjadi salah satu fokus manfaat yang diusulkan dari teknologi ini. Sistem penghantaran yang mengurangi jumlah kunjungan klinik dapat memudahkan penyelesaian rangkaian vaksinasi bagi orang yang kesulitan menjangkau layanan kesehatan atau mengingat jadwal kunjungan berikutnya.

Riset Nguyen juga bertujuan mengurangi ketergantungan pada penyimpanan berpendingin. Banyak vaksin membutuhkan suhu yang dikendalikan secara cermat selama pengangkutan dan penyimpanan, yang sering disebut rantai dingin. Menjaga rantai tersebut tetap berfungsi membutuhkan peralatan, listrik, dan koordinasi, yang bisa sulit dilakukan di wilayah dengan infrastruktur kesehatan terbatas.

Dua hibah dari Gates Foundation, dengan total US$6,6 juta, mendukung pengembangan plester yang mampu menghantarkan beberapa jenis vaksin. Manfaat yang diharapkan mencakup dua aspek vaksinasi yang dialami pasien secara bersamaan: membawa vaksin ke suatu komunitas dan memastikan seseorang menerima dosis yang diperlukan.

Membantu tulang yang rusak memperbaiki diri

Kelompok Nguyen juga mengembangkan perancah biologis untuk cedera parah pada tulang panjang, termasuk tulang paha dan tulang kering. Jika kerusakannya luas, proses pemulihan alami tubuh mungkin membutuhkan dukungan tambahan untuk membangun kembali area yang cedera.

Perancah adalah kerangka penopang yang menyediakan tempat bagi jaringan baru untuk tumbuh. Dalam proyek ini, kerangka tersebut tidak hanya mengisi ruang: perancah dirancang untuk menghasilkan sinyal listrik yang mendorong perbaikan tulang. Riset ini mendapat hibah NIH sebesar US$2,1 juta.

Pendekatan ini menggunakan bahan piezoelektrik, yang dapat menghasilkan muatan listrik ketika ditekan atau berubah bentuk. Menghubungkan perilaku fisik suatu bahan dengan respons biologis merupakan tema yang kerap muncul dalam karya Nguyen. Dalam proyek ini, tujuannya adalah menggunakan stimulasi listrik untuk mendukung penyembuhan sekaligus menyediakan struktur bagi regenerasi.

Tujuan praktisnya adalah membantu memperbaiki cedera yang sulit pulih dengan sendirinya. Keberhasilan bergantung pada kemampuan perancah mendukung pertumbuhan jaringan dan bekerja dengan aman di dalam tubuh, sehingga pemilihan dan rancangan bahannya menjadi bagian penting dari perawatan.

Menggunakan ultrasonografi untuk membantu kemoterapi mencapai otak

Proyek terpisah, yang didukung hibah NIH sebesar US$2,16 juta, berfokus pada perangkat ultrasonografi biodegradable untuk pengobatan kanker otak. Perangkat itu dirancang untuk ditanamkan di otak dan membantu kemoterapi mencapai sel kanker.

Otak memiliki sistem penyaringan pelindung yang dikenal sebagai sawar darah otak, yang mengatur dengan ketat zat-zat yang dapat berpindah dari darah ke jaringan otak. Perlindungan ini penting bagi kesehatan normal, tetapi juga dapat membatasi masuknya obat yang ditujukan untuk mengobati tumor.

Ultrasonografi menggunakan gelombang suara dengan frekuensi di atas ambang pendengaran manusia. Proyek Nguyen menerapkan teknologi tersebut untuk membantu penghantaran obat, dengan tujuan meningkatkan akses kemoterapi ke area yang perlu diobati.

Implan tersebut dirancang untuk terurai di dalam tubuh setelah menyelesaikan tugasnya. Perangkat sementara yang kemudian menghilang dapat mengurangi kebutuhan akan operasi lanjutan untuk mengangkatnya. Dengan demikian, proyek ini menangani penghantaran obat sekaligus nasib perangkat setelahnya.

Cakupan total pendanaan

Program R01 NIH mendukung proyek riset kesehatan yang telah ditentukan. Hingga Oktober 2024, tim Nguyen memperoleh empat hibah semacam itu senilai lebih dari US$9,5 juta untuk mendanai berbagai kegiatan dalam program riset biomedisnya, bukan hanya satu penemuan.

Tiga alokasi yang disebutkan menunjukkan luasnya cakupan tersebut: US$2,1 juta untuk perbaikan tulang panjang, US$1,5 juta untuk teknologi jarum mikro, dan US$2,16 juta untuk ultrasonografi biodegradable guna meningkatkan penghantaran kemoterapi pada kanker otak. Jumlah-jumlah ini merupakan bagian dari total dana NIH, bukan dana tambahan yang perlu dijumlahkan di atasnya.

Pendanaan US$6,6 juta dari Gates Foundation menambah dukungan besar bagi penghantaran vaksin. Jika digabungkan dengan hibah NIH, kedua sumber pendanaan itu mencapai sekitar US$16,1 juta. Angka US$25 juta dari UConn mencakup jumlah lebih luas yang berhasil diperoleh Nguyen untuk universitas sejak ia bergabung pada 2016.

Berdasarkan angka tersebut, pendanaan NIH dan Gates Foundation mewakili sekitar 64% dari total US$25 juta yang diperoleh universitas. Perbandingan ini menunjukkan besarnya porsi program yang bersumber dari dua lembaga tersebut, sementara dukungan riset lainnya tetap tercakup dalam angka universitas yang lebih luas.

Perjalanan dari Da Nang ke teknik biomedis

Nguyen lahir pada 1984 di Da Nang, Vietnam tengah. Ia belajar di kelas fisika unggulan A2 di Le Quy Don High School for the Gifted sebelum masuk program teknik unggulan bidang fisika di Hanoi University of Science and Technology.

Perjalanan akademiknya kemudian beralih dari mekanika dan teknik dirgantara ke teknologi biomedis. Peralihan itu membawanya dari latar belakang tentang perilaku material dan sistem fisik ke riset mengenai interaksi perangkat dengan tubuh manusia.

Tonggak utama dalam pendidikan dan karier risetnya berlangsung selama hampir dua dekade:

• 2007: Lulus dari Hanoi University of Science and Technology.
• 2008: Menerima beasiswa Vietnam Education Foundation untuk menempuh studi doktoral di Princeton University.
• 2013: Menyelesaikan studi doktoral dan kemudian menjalani riset pascadoktoral di Massachusetts Institute of Technology.
• 2016: Bergabung dengan University of Connecticut dan membangun program risetnya.
• 2022: Menjadi profesor madya.
• 2024: Terpilih sebagai Anggota Senior US National Academy of Inventors.
• Maret 2026: Terpilih menjadi anggota Connecticut Academy of Science and Engineering.

Di UConn, Nguyen membangun laboratorium yang memadukan riset biomedis, biomaterial, serta teknologi berskala mikro dan nano. Bidang-bidang tersebut berpadu dalam perangkat yang cukup kecil untuk menghantarkan vaksin melalui kulit atau beroperasi sementara di dalam tubuh.

Membangun perusahaan dan melatih peneliti

Nguyen juga merupakan salah satu pendiri sekaligus kepala teknologi PiezoBioMembrane, Inc. dan SingleTimeMicroneedles, Inc. Perusahaan-perusahaan itu berfokus pada terapi piezoelektrik biodegradable dan teknologi jarum mikro yang ditujukan untuk memberikan rangkaian vaksinasi melalui satu kali pemberian.

Perusahaan-perusahaan tersebut membuka jalan bagi risetnya menuju produk medis praktis. Mengembangkan rancangan laboratorium hingga dapat digunakan secara klinis membutuhkan lebih dari sekadar membuktikan suatu gagasan, termasuk memproduksi perangkat secara konsisten dan mengevaluasi kinerjanya dalam kondisi penggunaan yang dituju.

Nguyen tercatat memiliki lebih dari 20 paten di bidang teknik biomedis. Karena itu, karyanya mencakup penelitian ilmiah sekaligus penemuan yang dikembangkan dengan mempertimbangkan potensi penerapannya.

Pelatihan peneliti juga menjadi bagian dari programnya. Ia telah membimbing lebih dari 30 peneliti doktoral dan pascadoktoral, termasuk lebih dari 10 peneliti Vietnam. Pekerjaan mereka menghubungkan berbagai proyek laboratorium dengan kelompok ilmuwan yang kian besar dan memperoleh pengalaman di bidang material, perangkat medis, serta penghantaran obat.

Pengakuan di bidang penemuan dan rekayasa

Nguyen menerima NIH Trailblazer Award pada 2017 dan memperoleh pengakuan dari SME pada 2018 sebagai salah satu dari 18 insinyur manufaktur muda berprestasi. Di Vietnam, ia terpilih sebagai salah satu dari 10 tokoh muda berprestasi pada 2019.

Pada 2024, ia kemudian terpilih sebagai Anggota Senior National Academy of Inventors. Organisasi tersebut mengakui para penemu yang paten dan risetnya memberi kontribusi besar terhadap inovasi.

Pemilihannya ke Connecticut Academy of Science and Engineering pada Maret 2026 menambah pengakuan di negara bagian tempat ia bekerja. Akademi yang berdiri pada 1976 itu memberi masukan kepada pemerintah dan industri Connecticut mengenai isu sains dan teknologi. Keanggotaan terbuka bagi ilmuwan dan insinyur yang bekerja atau tinggal di Connecticut, berdasarkan keunggulan ilmiah yang dicapai melalui kontribusi orisinal signifikan dalam teori atau penerapan, pencapaian luar biasa dalam merintis bidang baru dan berkembang dalam sains serta teknologi terapan, atau keduanya.

Akademi tersebut menyoroti riset perintisan Nguyen dalam vaksin jarum mikro piezoelektrik biodegradable dan dengan mekanisme peningkatan mandiri, serta kiprahnya memajukan teknik biomedis melalui biomaterial inovatif dan teknologi translasi yang berdampak pada kesehatan global serta memperkuat inovasi ilmiah Connecticut. Sebanyak 36 anggota baru itu akan diperkenalkan dalam jamuan tahunan ke-51 akademi di Aqua Turf Club, Plantsville, pada 19 Mei 2026.

Di berbagai proyek Nguyen, gagasan umumnya adalah menggunakan material yang menjalankan tugas medis lalu terurai, atau membantu tubuh membangun kembali jaringan. Plester vaksin, perancah tulang, dan implan otak menerapkan gagasan itu untuk kebutuhan yang sangat berbeda, dengan menghubungkan langsung rancangan material dan perawatan yang hendak didukungnya.

Poin Penting

• Nguyen Duc Thanh bergabung dengan UConn pada 2016 dan telah menarik dana riset sebesar US$25 juta untuk universitas tersebut.
• Hingga Oktober 2024, timnya memperoleh lebih dari US$9,5 juta melalui empat hibah NIH R01 dan US$6,6 juta melalui dua hibah Gates Foundation.
• Plester jarum mikro biodegradablenya ditujukan untuk menghantarkan obat atau vaksin sesuai jadwal setelah sekali pemasangan.
• Proyek lainnya menargetkan cedera tulang parah dan penghantaran kemoterapi untuk kanker otak.
• Ia ikut mendirikan dua perusahaan dan telah membimbing lebih dari 30 peneliti doktoral dan pascadoktoral.
• Ia menjadi Anggota Senior National Academy of Inventors pada 2024 dan terpilih menjadi anggota akademi sains dan teknik Connecticut pada Maret 2026.
• Belum ada jadwal penggunaan rutin teknologi-teknologi tersebut oleh pasien.