Hạt nano từ tính, giải pháp mới điều trị ung thư

Từ tính định hướng hạt nano trị liệu

Một phương thức tiếp cận đang được nghiên cứu kỹ lưỡng là sử dụng từ trường kiểm soát sự tích tụ và giải phóng các hóa trị liệu từ các hạt nano từ tính. Chiến lược phân phối thuốc từ tính dựa vào việc tạo ra một từ trường bên ngoài bệnh nhân để điều khiển các hạt từ tính có tác dụng chữa trị ung thư.

Trong một bài viết về công nghệ nano y tế, đăng trên tạp chí WIREs, GS Andrew Tsourkas và đồng nghiệp, thuộc trường Đại học Pennsylvania, Mỹ phân tích hiệu quả và những khó khăn trong phương pháp sử dụng từ tính để định hướng di chuyển của hóa trị liệu và / hoặc giải phóng thuốc nhằm nâng cao chất lượng quy trình điều trị ung thư.

Một yếu tố quan trọng trong phương pháp phân phối thuốc bằng từ tính là khả năng phản ứng của các hạt nano từ tính với từ trường bên ngoài. 

Các hạt nano từ tính hiện đang được chế tạo với sự kết hợp chính xác tỷ lệ sắt, oxy, coban, magiê và các nguyên tố khác, có thể được chế tác thành những cấu trúc độc đáo như ống nano và sợi nano. Phương pháp này khiến các hạt nano có từ tính gấp 10 lần so với các hạt nano oxit sắt hình cầu thông thường.

Thường chỉ có một tỷ lệ rất nhỏ trong các liệu pháp truyền hóa chất truyền thống, cũng như các liệu pháp sử dụng hạt nano được đưa đến vị trí khối u. Các bác sĩ điều trị biết rõ, đặt các nam châm mạnh trên bề mặt khối u có thể tăng cường tích tụ các hạt nano từ tính chứa thuốc bên trong.

Nhưng phương pháp này chỉ hiệu quả đối với các khối u bề mặt nhưng không dễ dàng sử dụng đối với khối u trong những cơ quan nội tạng.

Gần đây, các nhà khoa học chế tạo những thiết bị từ tính rất nhiều nam châm, có thể tập trung hoặc phân bổ các hạt nano từ tính trên khoảng cách lớn hơn nhiều so với bề mặt nam châm nhắm tập trung hướng vào những khối u trong các cơ quan nội tạng.

Những thiết kế này chưa được thử nghiệm trên các đối tượng (sinh vật) sống, nhưng có được sự quan tâm rất lớn của các nhà khoa học khi sử dụng các phương pháp dùng từ tính định hướng các hạt nano mang hóa trị liệu. Những giải pháp thiết kế này có thể đưa ra các phương pháp điều khiển hạt nano mới nhằm khắc phục những vấn đề, từ lâu bị coi là gót chân Asin của trong chiến lược điều chuyển hóa trị liệu đến khối u nhắm sâu trong cơ thể con người.

Dưới tác dụng của từ trường, các hạt nano sẽ tập trung ở  vị trí khối u

Sử dụng từ trường biến thiên, các hạt nano từ tính giải phóng hóa trị liệu

Giải phóng thuốc bằng từ trường biến thiên

Khi các chất từ tính mang thuốc tính tích tụ trong khối u, một từ trường biến thiên (AMF) sẽ được áp đặt bên ngoài, tác động vào các hạt nano từ tính tạo ra nhiệt, có được sử dụng để kích hoạt giải phóng thuốc từ các vật liệu nano nhạy cảm với nhiệt độ.

Nhiều phương pháp khác nhau được sử dụng để sản xuất các hạt nano từ tính phản ứng nhiệt, bao gồm hạt nano đính kèm thuốc trực tiếp thông qua các liên kết hóa học, những liên kết này sẽ bị phá vỡ hoặc mất ổn định khi nhiệt độ tăng.

Các nhà khoa học cũng phát triển các lipid và polymer nhạy cảm với nhiệt, có thể chuyển hóa từ trạng thái kỵ nước sang ưa nước hoặc biến đổi cấu trúc dưới tác động của nhiệt độ, sự chuyển hóa này sẽ giải phóng hóa trị liệu từ các hạt nano được chế tạo từ các vật liệu này.

Một thách thức lớn, tồn tại từ lâu trong việc giải phóng thuốc bằng AMF là không thể tập trung các AMF để gia nhiệt từ tính với độ phân giải đến khoảng 1m. Gần đây các nhà nghiên cứu đã chứng minh được, sự kết hợp giữa AMF và từ trường tĩnh có thể giới hạn gia nhiệt tại các vị trí rất chính xác với độ phân giải cỡ milimet.

Hiện vẫn còn rất nhiều vấn đề cần giải quyết khi thực hiện phương pháp dẫn hóa trị liệu đến mục tiêu và giải phóng thuốc bằng từ tính. Nhưng phương pháp này có thể trở thành một phần của hệ thống điều trị cộng đồng, khi có thể chế tạo các thiết bị từ tính đủ lớn và đủ mạnh để điều trị cho con người - phương pháp dẫn thuốc và giải thuốc bằng từ tính hứa hẹn sẽ tăng cường đáng kể các liệu pháp điều trị ung thư và chăm sóc bệnh nhân.