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 xử lý, thao tác trên những vật thể nhỏ mức phân tử, siêu phân tử và nguyên tử với kích thước chỉ từ 1 đến 100 nanomet. Công nghệ nano rất rộng, bao gồm trong các lĩnh vực khoa học đa dạng như vật lý bề mặt, hóa học hữu cơ, sinh học phân tử, vật lý bán dẫn, lưu trữ năng lượng, vi chế tạo, kỹ thuật phân tử... Nhờ đó, công nghệ nano tạo ra nhiều vật liệu và thiết bị mới với nhiều ứng dụng rộng rãi, chẳng hạn như trong lĩnh vực nano y học, nano điện tử, nano điện sinh học, 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 nano vào lĩnh vực y tế để phòng ngừa và chữa trị bệnh. Bằng việc sử dụng các vật liệu, thiết bị, dụng cụ… kích cỡ nanomet như hạt nano hóa học, nano sinh học, các 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, định vị và mô tả sớm các ổ di căn là một thách thức lớn trong chẩn đoán và điều trị ung thư. Hầu hết các phương pháp chụp ảnh hiện nay không phát hiện được các thương tổn ung thư nhỏ, do rào cản giải phẫu và sinh học. Chích tĩnh mạch các albumin có bọc các phân tử nano đất hiếm (rare-earth-doped albumin-encapsulated nanoparticles) có khả năng phát ra tia hồng ngoại sóng ngắn SWIR giúp phát hiện các ổ ung thư di căn. Với mô hình ung thư vú của người trên chuột, SWIR toàn thân cho phép phát hiện những tổn thương rất nhỏ ở tuyến thượng thận và xương, vốn không thể phát hiện được bằng hình ảnh cộng hưởng từ MRI.
Tạo các kỹ thuật điều trị mới: Dùng các tampon nano (nanosponges) có khả năng hấp thu và loại bỏ các độc tố trong dòng máu. Các nanosponges này là các hạt nano polyme được phủ lớp màng hồng cầu xung quanh, nhờ đó chúng di chuyển tự do trong máu và thu hút các độc tố. Dùng hạt nano polyethylene glycol-hydrophilic carbon (PEG-HCC) để hấp thu các gốc tự do nhằm giảm tổn thương não sau chấn thương, đột quỵ. Dùng lăng kính phủ các ống carbon nano (lens coated with carbon nanotubes) biến tia laser thành sóng âm hội tụ để phá hủy khối u hoặc các mô bị bệnh mà không làm hỏng các mô khỏe mạnh kề bên. Hiện nay, các nhà khoa học đang nghiên cứu dùng hạt bismuth nano để tăng tập trung phóng xạ vào khối u trong xạ trị. Trong liệu pháp nhiệt mục tiêu (targeted heat therapy) điều trị ung thư vú, các kháng thể kháng protein khối u được gắn vào ống nano khiến các ống nano tập trung nhiều ở khối ung thư vú và tia hồng ngoại sẽ được các 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 nghiên cứu tại Mỹ ứng dụng thực tế 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 các 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 tiêu diệt tế bào ung thư, hạt nano gelatin đưa thuốc vào ngay các tổn thương não. Các nhà nghiên cứu của Viện Công nghệ Massachusetts MIT đang nghiên cứu sử dụng vắc-xin nano hiệu quả và lâu dài hơn cách chích thông thường. Ngoài ra, hiện nay, các nhà y học nano đang ráo riết nghiên cứu nang nano insulin, thuốc chính chữa bệnh đái tháo đường; thuốc nano uống (nanoparticle taken orally) có thể đi qua niêm mạc ruột để vào máu; hạt nano chứa các enzymes ức chế sự nhân lên của virut...
Chống nhiễm khuẩn: Bạc nano là ứng dụng kỹ thuật nano đầu tiên trong cuộc 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 nhân 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, các miếng băng gạc dùng cho vết bỏng thường có chứa những nang nano kháng sinh. Nhiễm khuẩn làm cho các nang nano này mở ra giải phóng kháng sinh tiêu diệt vi khuẩn gây hại. Điều này cho phép điều trị nhiễm khuẩn nhanh hơn và giảm số lần thay băng phức tạp cho bệnh nhân. Các trường đại học tại Mỹ và Úc đã và đang phát triển 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 khuẩn kháng thuốc; dùng hạt nano sắt oxide (polymer coated iron oxide nanoparticles) để điều trị các nhiễm khuẩn mạn tính.
Chỉnh sửa tế bào: Những người máy nano (nanorobot) được lập trình có thể đi sâu đến sửa chữa những bệnh lý tế bào. Các nanorobot này hoạt động chuyên biệt như các kháng thể đến đúng ngay cơ quan, tế bào bị bệnh để chỉnh sửa mà không ảnh hưởng các 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… chúng ta có thể khống chế được bệnh tiêu chảy vốn là một bệnh thường gặp ở trẻ em dưới 3 tuổi. Chúng ta có quyền hy vọng công nghệ y khoa nano sẽ còn đem lại những lợi ích thần kỳ hơn để bảo vệ sức khỏe và nâng cao chất lượng sống.
Tham khảo thêm thông tin tại bài viết: Y sinh học và ung thư tiền liệt tuyến
Khi thời tiết chuyển lạnh và nhiệt độ giảm sâu, nguy cơ đột quỵ ở người cao tuổi tăng cao đáng kể, trở thành mối lo ngại hàng đầu của nhiều gia đình. Tình trạng này không chỉ đe dọa trực tiếp đến tính mạng mà còn dễ để lại những di chứng nặng nề nếu không được xử trí kịp thời. Nhằm giúp mọi người chủ động bảo vệ sức khỏe, Viện Y học ứng dụng Việt Nam chia sẻ những thông tin khoa học về nguyên nhân, dấu hiệu nhận biết sớm và các biện pháp phòng ngừa đột quỵ hiệu quả trong mùa đông.
Hiến tặng tế bào gốc tủy xương đòi hỏi phải đồng ý cho phép lấy tế bào gốc từ máu hoặc tủy xương của bạn để truyền cho người khác. Quá trình này được gọi là cấy ghép tế bào gốc, cấy ghép tủy xương hoặc cấy ghép tế bào gốc tạo máu. Cùng tìm hiểu về quy trình và những nguy cơ bạn có thể gặp phải khi hiến tế bào gốc qua bài viết sau!
Mùa đông tới mang theo không khí khô lạnh khiến làn da vốn mỏng manh của trẻ nhỏ phải đối mặt với nhiều vấn đề sức khỏe. Hiện tượng nẻ gót, bong tróc hay cước tay chân ở trẻ nhỏ là nỗi trăn trở hàng đầu của nhiều bậc phụ huynh. Những vết bong nẻ không chỉ làm bé đau rát, ngứa ngáy mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến sinh hoạt, giấc ngủ và sự phát triển toàn diện của trẻ. Việc nhận biết rõ nguyên nhân, dấu hiệu và nắm chắc quy trình chăm sóc da chuẩn khoa học sẽ giúp cha mẹ chủ động bảo vệ toàn diện cho bé trong những ngày giá rét.
Mọi người thường tránh ăn đậu vì chúng được biết là gây đầy hơi và chướng bụng. Điều này xảy ra vì đậu chứa một loại đường phức tạp gọi là galacto-oligosaccharide (GOS), một dạng carbohydrate mà các enzyme tiêu hóa của con người không thể phân giải hoàn toàn. Thay vào đó, GOS được vi khuẩn trong ruột già lên men, và sinh ra sản phẩm phụ là khí, gây đầy hơi. Mặc dù không có loại thực phẩm nào có thể ngăn ngừa hoàn toàn tình trạng đầy hơi do đậu gây ra, nhưng việc kết hợp đậu với một số loại thực phẩm cụ thể có thể cải thiện tiêu hóa.
Làm thế nào để giữ cho trí óc luôn minh mẫn và nhạy bén khi tuổi tác ngày một tăng? Câu trả lời có thể đơn giản nằm ngay trên những trang sách. Đọc sách không chỉ là một hình thức giải trí tuyệt vời mà còn là bài tập hoàn hảo cho não bộ, giúp duy trì sức khỏe tinh thần, bảo vệ trí nhớ và đặc biệt là giảm nguy cơ mắc bệnh Alzheimer.
Mỡ lợn lâu nay bị coi là 'thủ phạm' gây tăng cân. Tuy nhiên nghiên cứu cho thấy chuột ăn mỡ lợn tích lũy mỡ thấp hơn dầu thực vật. Đâu là sự thật?
Giao mùa là thời điểm chuyển giao giữa hai mùa trong năm, khi nhiệt độ, độ ẩm, và hướng gió thay đổi thất thường. Đây cũng chính là giai đoạn mà cơ thể con người dễ bị “sốc nhiệt” – khi chưa kịp thích nghi với điều kiện thời tiết mới. Chính vì vậy, thời điểm này luôn là “cao điểm” của các bệnh lý về đường hô hấp, đặc biệt là ở trẻ em, người cao tuổi và người có hệ miễn dịch yếu. Nếu không chuẩn bị kỹ, các bệnh này không chỉ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe mà còn có thể bùng phát thành dịch, lây lan nhanh trong cộng đồng.
Ung thư luôn là nỗi lo lớn của nhiều gia đình, nhưng căn bệnh này hoàn toàn không phải do "may rủi" quyết định. Chúng ta hoàn toàn có thể chủ động phòng ngừa từ 30-50% nguy cơ mắc bệnh chỉ nhờ việc điều chỉnh thói quen hằng ngày. Việc duy trì một lối sống lành mạnh chính là "lá chắn" tự nhiên giúp củng cố hệ miễn dịch và bảo vệ tế bào hiệu quả. Trong bài viết dưới đây, Viện Y học ứng dụng Việt Nam sẽ chia sẻ 5 cách ngăn ngừa ung thư đơn giản nhưng mang lại lợi ích lâu dài cho sức khỏe của bạn và gia đình.