Hạt nano từ và ứng dụng trong việc vận chuyển thuốc đến đích

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. 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.

Ví dụ như kỹ thuật sử dụng các hạt nano gây tê – được đưa vào cơ thể bằng từ trường ngoài có thể cung cấp một phương pháp hữu ích thay thế cho việc  gây tê cục bộ thần kinh ở bệnh nhân.

Hình 1: Nam châm được sử dụng để thu hút các hạt nano chứa thuốc

Nghiên cứu này được thực nghiệm trên qui mô pilot đánh giá việc sử dụng các hạt nano từ chứa thuốc gây tê cục bộ ropivacaine (MNP/Ropiv) để gây tê cho chi. Các nhà nghiên cứu đã chế tạo các phức hợp nano có chứa ropivacaine và ion sắt từ. Các phức hợp MNP/Ropiv đã được tiêm vào tĩnh mạch của chuột để gây tê. Các nhà nghiên cứu sau đó đã đặt nam châm quanh mắt cá chân phải trong 15, 30 hoặc 60 phút. Mục đích là sử dụng nam châm để thu hút các hạt nano từ đến mắt cá chân phải. Một khi ở đó, các hạt này sẽ phóng thích thuốc gây tê, làm tê dây thần kinh quanh mắt cá phải. Cảm giác ở chân phải được đánh giá bằng cách so sánh với chân trái mà không có tác động bởi lực từ trường.

Các hạt nano từ cũng có tiềm năng to lớn trong chẩn đoán và điều trị u não. Một trong ưu điểm của các hạt nano từ ​​là làm tăng khả năng thấm và thời gian tích tụ ở khối u não dưới tác dụng của từ trường bên ngoài. Nghiên cứu thực hiện tiêm tĩnh mạch doxorubicin dưới dạng nano từ vào chuột đã được gây khối u. Sau 1 giờ dưới tác dụng của từ trường bên ngoài thì mức độ tích lũy của doxorubicin ở các mô não, gan, thận được ghi nhận lại dưới dạng hình ảnh bởi máy Xenogen IVIS-200. Kết quả cho thấy sự tích lũy doxorubicin cao nhất tại não cho thấy tiềm năng trong điều trị khối u này.

Các hạt nano từ cũng được dùng trong việc vận chuyển thuốc đến các chỗ viêm khi có từ trường bên ngoài. Các nghiên cứu khác cũng đã chỉ ra những ưu điểm của việc đưa hạt nano từ đến phổi, có thể thực hiện với một hệ thống hướng đích được thiết kế hợp lý.

Ngoài ra, sự tăng nhiệt từ dựa trên ý tưởng là lượng lớn nano sẽ tạo ra nhiệt khi có mặt từ trường bên ngoài và gây chết tế bào ung thư. Cơ chế gia tăng nhiệt này có thể giải thích là các hạt nano từ có thể tạo ra nhiệt ở mức độ nội bào (bên trong lysosome) và hoạt hóa quá trình apoptosis gây chết tế bào ung thư. Phương pháp này được sử dụng  để điều trị ung thư ở giai đoạn cuối như u tuyến tiền liệt vì có những ưu điểm như xâm lấn tối thiểu.

Hình 2: Hiện tượng quá nhiệt do tác động của từ trường lên các hạt nano từ

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. Những tiến bộ trong công nghệ hiện tại và sự phát triển của các hạt nanô từ tính như là các hệ thống phân phối thuốc đã được quan tâm trong thập kỷ qua, dẫn đến sự phát triển của nano từ tính khác nhau trong các dạng bào chế liposome, kim loại /phi kim loại và nano polymer. Các hệ thống phân phối thuốc mới này đã làm tăng khả năng phân phối các thuốc mà theo phương pháp  trước đây cho thấy hiệu quả hạn chế.

Tổng hợp

Lê Hoàng Hảo

Tài liệu tham khảo:

1. http://technologytimes.pk/post.php?id=9852 (Trích ngày 16/12/2017)
2. https://www.sciencedaily.com/releases/2016/03/160315090626.htm (Trích ngày 16/12/2017)
3. sciencedaily.com/releases/2014/04/140411153459.htm (Trích ngày 16/12/2017)
4. Vicky V. Mody (2014), “Magnetic nanoparticle drug delivery systems for targeting tumor” , Applied Nanoscience, Vol 4, Issue 4, pp 385–392
5. Jelena Kolosnjaj – Tabi (2017),“Magnetic nanoparticles in cancer therapy: how can thermal approaches help” ,  Nanomedicine, Vol 12, No 6
6. KyuriLee  (2017), “Enhanced accumulation of theranostic nanoparticles in brain tumor by external magnetic field mediated in situclustering of magnetic nanoparticles”, Journal of  Industrial and Engineering Chemistry