Điều kỳ diệu trong chăm sóc sức khỏe với ứng dụng Nano

Việc tận dụng hạt nano làm “vật mang” (carrier) trong việc tải thuốc và nhả thuốc đúng “địa chỉ” là hy vọng sống còn trong trị liệu khối u, ung thư.

Trong những năm gần đây, công nghệ nano đã có những bước phát triển vượt bậc và đem lại nhiều lợi ích trong chẩn đoán và điều trị bệnh. Đặc biệt, hệ nano từ ra đời đã đem đến nhiều tiềm năng trong việc ứng dụng để đưa thuốc đến đích dưới tác dụng của từ trường bên ngoài.

Sự phát triển của công nghệ nano tạo ra rất nhiều bước tiến vượt bậc trong tất cả các lĩnh vực khoa học công nghệ. Công nghệ nano đã tạo ra hàng loạt vật liệu mới, kích thước từ vài nanomet tới 100 nanomet được sử dụng trong nghiên cứu các dạng thuốc mới có khả năng vận chuyển dược chất đến các bộ phận mong muốn trong cơ thể với liều lượng thích hợp và theo đúng thời gian mong muốn.

Đột phá trong công nghệ bào chế dược phẩm

Công nghệ nano ứng dụng trong sản xuất thuốc là bước đột phá mới hiện nay trong nền y dược học, đã được chứng minh khả năng cải thiện đáng kể hiệu quả trị liệu và tăng tính an toàn của sản phẩm so với các dạng bào chế quy ước. Nhờ ứng dụng công nghệ này, người ta có thể bào chế ra nhiều loại thuốc trên cơ sở cấu trúc nano để có thể tập trung chính xác vào khu vực cơ thể cần dùng đến thuốc.

Việc sử dụng hạt nano từ tính như một hệ thống phân phối thuốc rất có triển vọng trong chẩn đoán và điều trị bởi tính tương thích sinh học của nó và tính hướng đích chọn lọc đến tế bào và mô theo ý muốn dưới tác dụng của từ trường bên ngoài. Cùng với sự phát triển của xã hội, công nghệ nano đã được ứng dụng nhiều hơn trong việc nghiên cứu phát triển thuốc mới. Thuốc nano đã dần chứng minh được hiệu quả tuyệt vời của mình về khả năng cải thiện kết quả trị liệu và tăng tính an toàn của sản phẩm so với các dạng bào chế qua nước.

Trên thị trường dược phẩm thế giới đã xuất hiện nhiều sản phẩm nano sử dụng trong phòng và điều trị các bệnh viêm nhiễm nặng, ung thư và liên quan đến liệu pháp gene. Tiểu phân nano với kích thước siêu nhỏ (1-1.000nm) có cấu tạo lõi thân nước hoặc thân dầu bao quanh bởi bề mặt thân nước, dễ dàng phân tán vào môi trường sinh lý bên trong cơ thể. Kích thước tiểu phân nano nhỏ hơn rất nhiều so với kích thước tế bào (kích thước tế bào bình thường khoảng 10-100μm (1μm = 0,1% mm), tế bào ung thư có thể đạt kích thước đến vài mm).

Chính vì thế, tiểu phân nano được thiết kế phù hợp với đường đi của thuốc bên trong cơ thể có khả năng giúp vận chuyển thuốc đến đúng vị trí cần giải phóng hoạt chất hoặc đích sinh học (mô bệnh, tế bào bệnh hoặc bào quan bên trong tế bào bệnh) cải thiện vượt trội tính an toàn và hiệu quả trị liệu của thuốc.

Dược chất được bao bọc bên trong tiểu phân nano chỉ phát huy tác dụng khi giải phóng khỏi tiểu phân tại các đích sinh học. Do đó, những hoạt chất độc tính cao và gây nhiều tác dụng phụ không có nhiều cơ hội phát huy. Mặt khác, thuốc nano được cấu tạo bởi chất phân hủy sinh học (biodegradation), tương thích sinh học (biocompatibility) không độc tính nên không gây tổn hại các cơ quan, mô và tế bào lành trong cơ thể. Thuốc thiết kế hướng đích sinh học (mô bệnh, tế bào bệnh và bào quan bên trong tế bào bệnh), trên đường đi của thuốc sẽ tránh được sự phân bố thuốc đến các mô lành và tế bào lành. Chính vì thế, thuốc nano hướng đích an toàn khi sử dụng. Trong công nghệ dược phẩm, các hệ dẫn thuốc nano đã cho thấy những ưu thế vượt trội so với các hệ dẫn thuốc truyền thống thông qua việc nâng cao hiệu lực chữa trị của các loại thuốc.

So với những hệ dẫn thuốc truyền thống, những hệ dẫn thuốc nano sở hữu kích thước nhỏ có thể thoát khỏi quá trình đào thải này. Kích thước càng nhỏ, tốc độ đào thải sẽ càng chậm. Nghiên cứu trên những hạt nano polystyrene có kích thước nằm trong khoảng từ 50-500nm đã cho thấy những hạt nano có kích thước nhỏ hơn 100nm tốc độ đào thải thấp hơn 2 lần so với những hạt có kích thước lớn hơn.

Công nghệ nano ứng dụng trong sản xuất thuốc là bước đột phá mới hiện nay trong nền y dược học, nhờ ứng dụng công nghệ này, người ta có thể bào chế ra nhiều loại thuốc trên cơ sở cấu trúc nano để có thể tập trung chính xác vào khu vực cơ thể cần dùng đến thuốc.

Vi nang nano (nanocapsule-NC) là một loại vi hạt có kích cỡ nanomet được bao bọc bên ngoài bởi những loại polymer không độc tính. Bên trong là một lõi chất lỏng chứa những thành phần quan trọng (như thuốc chẳng hạn). NC có rất nhiều ứng dụng, trong đó triển vọng nhất là trong các hệ thống đưa thuốc đến đích tác động. Khi được nạp vào NC, các độc tính toàn thân có liên quan đến thuốc sẽ giảm đi rất nhiều, đồng thời sự tập trung thuốc ở vị trí trị liệu cũng tăng lên.

Ứng dụng hạt nano nâng cao hiệu quả sử dụng thuốc kháng sinh

Ngày nay, liệu pháp dùng kháng sinh gặp nhiều hạn chế lớn như mức độ hấp thụ kháng sinh kém ở những vùng bị nhiễm khuẩn, hiện tượng các phản ứng phụ của kháng sinh đến cơ thể, cũng như việc không nghiêm khắc tuân thủ phác đồ điều trị ở bệnh nhân. Chính vì vậy, yêu cầu cấp thiết hiện nay là phải có những liệu pháp mới trong việc điều trị nhiễm khuẩn bằng thuốc kháng sinh để hạn chế tối đa khả năng kháng kháng sinh của vi khuẩn.

Sự phát triển của công nghệ nano tạo ra rất nhiều bước tiến vượt bậc trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ. Giờ đây, công nghệ nano đã được ứng dụng để tạo ra các hệ dẫn thuốc có kích thước nanomet, có khả năng vận chuyển kháng sinh với liều lượng thích hợp, đúng thời gian mong muốn, đến chính xác các vùng nhiễm khuẩn trước khi giải phóng thuốc. Những hệ dẫn thuốc nano này sẽ giúp tăng cao hiệu quả của thuốc kháng sinh và hạn chế tối đa khả năng kháng kháng sinh của vi khuẩn. Cụ thể, hạt nano mang thuốc nhắm mục tiêu vào những mô cụ thể, dẫn đến sự tăng hiệu quả dược lực của kháng sinh, làm suy giảm tác dụng phụ của thuốc. Do vậy, hạt nano mang thuốc giúp giảm số lần sử dụng thuốc cần thiết và tăng tỷ lệ tuân thủ sử dụng thuốc.

Công nghệ nano giúp vận chuyển thuốc kháng sinh đến chính xác vùng nhiễm khuẩn.

Hạt nano dùng để vận chuyển thuốc tiêu biểu trong giai đoạn mới hiện nay là hạt nanopolymer. Thuốc kháng sinh được liên kết vào hạt polymer bằng các liên kết cộng hóa trị, đồng thời khi đi vào cơ thể các hạt polymer sẽ bao bọc thuốc kháng sinh, giúp tránh được các điều kiện hóa học và sinh học khắc nghiệt trong quá trình vận chuyển đến vùng mục tiêu. Ngoài cách vận chuyển thuốc kháng sinh bằng các hạt nanopolymer, hạt nano bạc và các hợp chất chứa bạc còn được sử dụng như một kháng sinh hữu hiệu với tính chất diệt khuẩn cao của bạc, đặc biệt khi các hạt bạc được giảm kích thước đến nanomet. Bên cạnh tính chất trị liệu diệt khuẩn mạnh và lâu dài, các hạt nano bạc và hợp chất chứa bạc lại có độc tính thấp đối với tế bào trong cơ thể con người, cũng như ổn định ở nhiệt độ cao và khả năng bay hơi thấp của chúng.

Có thể khẳng định, ứng dụng công nghệ nano để vận chuyển thuốc kháng sinh đến chính xác vùng nhiễm khuẩn được xem là một trị liệu kháng sinh thế hệ mới, với hiệu quả kháng khuẩn được tăng cao cũng như hạn chế tối đa khả năng đề kháng kháng sinh của vi khuẩn. Từ đó, tăng cường sức đề kháng và nâng cao thể lực cho người bệnh, giúp người bệnh mau chóng phục hồi sức khỏe.