Những ứng dụng vượt trội của công nghệ nano trong y dược

Tổng quan về công nghệ nano

Công nghệ nano là ngành công nghệ tiên tiến giải quyết và xử lý, thao tác trên những vật thể nhỏ mức phân tử, siêu phân tử và nguyên tử với size chỉ từ 1 đến 100 nanomet. Công nghệ nano rất rộng, gồm có trong những nghành nghề dịch vụ khoa học phong phú như vật lý mặt phẳng, hóa học hữu cơ, sinh học phân tử, vật lý bán dẫn, tàng trữ nguồn năng lượng, vi sản xuất, kỹ thuật phân tử … Nhờ đó, công nghệ tiên tiến nano tạo ra nhiều vật tư và thiết bị mới với nhiều ứng dụng thoáng rộng, ví dụ điển hình như trong nghành nano y học, nano điện tử, nano điện sinh học, loại sản phẩm nano tiêu dùng …

Các ứng dụng của công nghệ nano trong y học

Công nghệ nano trong y học, y học nano, nanomedicine là những ứng dụng của công nghệ tiên tiến nano vào nghành y tế để phòng ngừa và chữa trị bệnh. Bằng việc sử dụng những vật tư, thiết bị, dụng cụ … kích cỡ nanomet như hạt nano hóa học, nano sinh học, những nanorobots … ngành y đã được “ nối dài tay ” hơn .

Giúp chẩn đoán nhanh chính xác: Các nhà khoa học đã chế tạo ra các chip sinh học nano có thể nhận dạng tín hiệu các phân tử cần phát hiện trong chẩn đoán. Chẳng hạn, tại Viện Đa công nghệ Worcester ở Mỹ sử dụng kháng thể gắn trên chip ống nano carbon để phát hiện tế bào ung thư trong dòng máu. Viện MIT phát triển đầu dò ống nano carbon nhúng trong gel chích dưới da để theo dõi lượng nitric oxide trong máu. Nồng độ nitric oxide này là chỉ điểm đánh giá tình trạng nhiễm khuẩn. Bên cạnh đó, đại học Michigan cũng đã phát triển đầu dò graphene oxide có gắn những kháng thể chống tế bào ung thư nhờ đó có thể phát hiện qua huỳnh quang lượng tế bào ung thư rất nhỏ khi chưa thể phát hiện được bằng hiển vi thông thường. Ngoài ra, với kỹ thuật dùng que vàng nano (gold nanorods) còn có thể phát hiện rất sớm những tổn thương thận do khi thận bị tổn thương sẽ tạo ra những protein lạ, các protein này tích tụ lại ở các que nano vàng và làm thay đổi màu của chúng.

Nanorobot tiếp cận trực tiếp tới khối u.

Xác định vị trí khối u : Phát hiện, xác định và diễn đạt sớm những ổ di căn là một thử thách lớn trong chẩn đoán và điều trị ung thư. Hầu hết những chiêu thức chụp ảnh lúc bấy giờ không phát hiện được những thương tổn ung thư nhỏ, do rào cản giải phẫu và sinh học. Chích tĩnh mạch những albumin có bọc những phân tử nano đất hiếm ( rare-earth-doped albumin-encapsulated nanoparticles ) có năng lực phát ra tia hồng ngoại sóng ngắn SWIR giúp phát hiện những ổ ung thư di căn. Với quy mô ung thư vú của người trên chuột, SWIR body toàn thân được cho phép phát hiện những tổn thương rất nhỏ ở tuyến thượng thận và xương, vốn không hề phát hiện được bằng hình ảnh cộng hưởng từ MRI .
Tạo những kỹ thuật điều trị mới : Dùng những tampon nano ( nanosponges ) có năng lực hấp thu và vô hiệu những độc tố trong dòng máu. Các nanosponges này là những hạt nano polyme được phủ lớp màng hồng cầu xung quanh, nhờ đó chúng chuyển dời tự do trong máu và lôi cuốn những độc tố. Dùng hạt nano polyethylene glycol-hydrophilic carbon ( PEG-HCC ) để hấp thu những gốc tự do nhằm mục đích giảm tổn thương não sau chấn thương, đột quỵ. Dùng lăng kính phủ những ống carbon nano ( lens coated with carbon nanotubes ) biến tia laser thành sóng âm quy tụ để tàn phá khối u hoặc những mô bị bệnh mà không làm hỏng những mô khỏe mạnh kề bên. Hiện nay, những nhà khoa học đang nghiên cứu và điều tra dùng hạt bismuth nano để tăng tập trung chuyên sâu phóng xạ vào khối u trong xạ trị. Trong liệu pháp nhiệt tiềm năng ( targeted heat therapy ) điều trị ung thư vú, những kháng thể kháng protein khối u được gắn vào ống nano khiến những ống nano tập trung chuyên sâu nhiều ở khối ung thư vú và tia hồng ngoại sẽ được những ống nano hấp thụ đốt cháy khối u .

Đưa thuốc đến đích chính xác hơn: Ứng dụng công nghệ nano quan trọng trong y học là sử dụng hạt nano để phân phối thuốc, nhiệt, ánh sáng hoặc các chất khác đến đúng các tế bào đích cụ thể, ví dụ tế bào ung thư, mà không ảnh hưởng đến các tế bào xung quanh. Việc đưa thuốc bằng hạt nano từ tính đã phát triển từ những năm 1970. Các nhà bào chế đã cho thuốc, hoạt chất bao quanh các hạt nano từ tính rồi dùng từ trường bên ngoài để hút kéo chúng đến đúng các tế bào, mô cần điều trị.

Đến nay, đã có nhiều cơ sở điều tra và nghiên cứu tại Mỹ ứng dụng thực tiễn dùng hạt nano mang hóa chất chống ung thư, hạt nano từ từ phóng thích thuốc với nhiều kỹ thuật khác nhau. Viện Wyss tại trường Đại học Harvard sử dụng hạt nano mang thuốc xuyên qua những rào cản sinh học như mạch máu, mô … Viện Nghiên cứu Kỹ thuật Houston sử dụng hạt nano silicon phân hủy trong u bướu giải phóng thuốc tại chỗ để tàn phá tế bào ung thư, hạt nano gelatin đưa thuốc vào ngay những tổn thương não. Các nhà nghiên cứu của Viện Công nghệ Massachusetts MIT đang điều tra và nghiên cứu sử dụng vắc-xin nano hiệu suất cao và lâu bền hơn hơn cách chích thường thì. Ngoài ra, lúc bấy giờ, những nhà y học nano đang ráo riết điều tra và nghiên cứu nang nano insulin, thuốc chính chữa bệnh đái tháo đường ; thuốc nano uống ( nanoparticle taken orally ) hoàn toàn có thể đi qua niêm mạc ruột để vào máu ; hạt nano chứa những enzymes ức chế sự nhân lên của virut …
Chống nhiễm khuẩn : Bạc nano là ứng dụng kỹ thuật nano tiên phong trong đời sống và y học. Bạc nano là chất kháng khuẩn để điều trị vết thương, sát khuẩn dụng cụ y khoa, sản xuất đồ gia dụng và cá thể như bình nước, bình sữa, máy giặt, bí tất, khăn lau … Hạt nano chứa khí oxit nitric cũng được dùng để sát khuẩn vết thương, ổ áp-xe. Hiện nay, những miếng băng gạc dùng cho vết bỏng thường có chứa những nang nano kháng sinh. Nhiễm khuẩn làm cho những nang nano này mở ra giải phóng kháng sinh tàn phá vi trùng gây hại. Điều này được cho phép điều trị nhiễm khuẩn nhanh hơn và giảm số lần thay băng phức tạp cho bệnh nhân. Các trường ĐH tại Mỹ và Úc đã và đang tăng trưởng kỹ thuật thanh trùng dụng cụ y khoa nổi tiếng, sử dụng hạt nano vàng và tia hồng ngoại ; dùng chấm lượng tử ( quantum dots ) để điều trị những vi trùng kháng thuốc ; dùng hạt nano sắt oxide ( polymer coated iron oxide nanoparticles ) để điều trị những nhiễm khuẩn mạn tính .
Chỉnh sửa tế bào : Những người máy nano ( nanorobot ) được lập trình hoàn toàn có thể đi sâu đến thay thế sửa chữa những bệnh lý tế bào. Các nanorobot này hoạt động giải trí chuyên biệt như những kháng thể đến đúng ngay cơ quan, tế bào bị bệnh để chỉnh sửa mà không ảnh hưởng tác động những tế bào lành xung quanh .

Ưu điểm vượt trội của công nghệ nano

Trong y học có hai vấn đề lớn nhất phải giải quyết là chẩn đoán chính xác và điều trị hiệu quả. Y học nano đã giúp thầy thuốc cải tiến được cả hai điều này. Nhờ những kỹ thuật thăm dò chẩn đoán nano, bác sĩ có thể phát hiện những thay đổi bệnh lý từ rất sớm, khi căn bệnh mới bắt đầu. Nanomedicine giúp thăm dò đánh giá vị trí, mức độ nặng nhẹ của căn bệnh rất chuẩn xác đến mức “nano”. Nhờ đánh giá, định vị sớm và chính xác, bệnh nhân thường được điều trị sớm, trong khoảng “thời gian vàng” nên kết quả thường rất khả quan. Với phương pháp nano, thuốc đặc hiệu được đưa đến “tận nơi”, nên vừa không tác hại các tế bào, mô, cơ quan xung quanh vừa giúp tiết kiệm được thuốc đặc trị.

Chỉ với bạc nano, chén bát, bình sữa, bàn chải đánh răng … tất cả chúng ta hoàn toàn có thể khống chế được bệnh tiêu chảy vốn là một bệnh thường gặp ở trẻ nhỏ dưới 3 tuổi. Chúng ta có quyền kỳ vọng công nghệ tiên tiến y khoa nano sẽ còn đem lại những quyền lợi thần kỳ hơn để bảo vệ sức khỏe thể chất và nâng cao chất lượng sống .

Báo SK&ĐS sẽ tiếp tục đăng tải các ứng dụng của công nghệ nano trong y học.

Mời bạn đọc theo dõi.

Source: https://mindovermetal.org
Category: Ứng dụng hay