1 . Giới thiệu
Công nghệ nano là thuật ngữ dùng để xác định các lĩnh vực khoa học và kỹ thuật trong đó các hiện tượng xảy ra ở kích thước nano được sử dụng trong thiết kế, mô tả đặc tính, sản xuất và ứng dụng vật liệu, cấu trúc, thiết bị và hệ thống.
Khái niệm công nghệ nano lần đầu tiên được giới thiệu vào năm 1959 khi nhà vật lý Richard Feynman trình bày bài thuyết trình về việc chế tạo mọi thứ ở cấp độ nguyên tử và phân tử. Công nghệ nano hiện được coi là công nghệ hứa hẹn nhất của thế kỷ XXI và các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu nó như một kỹ thuật mới trong nghiên cứu y học .
Con người đã tìm kiếm những phương thuốc kỳ diệu để giảm bớt bệnh tật và đau đớn do chấn thương trong hàng trăm năm. Nhiều học giả cảm thấy rằng ứng dụng công nghệ nano trong y học có thể rất cần thiết để đạt được mục tiêu này.
Các ứng dụng này bao gồm giám sát, kiểm soát, tạo, sửa chữa và bảo vệ toàn diện tất cả các hệ thống sinh học của con người, sử dụng các thiết bị nano và cấu trúc nano được thiết kế hoạt động ở cấp độ phân tử.
Công nghệ nano có thể biến đổi hoàn toàn nghiên cứu y học và tạo ra một lĩnh vực mới để cải thiện con người. Có một hướng tốt cho các ứng dụng chẩn đoán, điều trị và phòng ngừa của công nghệ nano. Công nghệ này có thể cố tình sửa đổi cơ thể, trong số nhiều vấn đề.
Các loại thuốc nano được sử dụng đã chứng minh rằng khả dụng sinh học được nâng cao, tác dụng phụ được loại bỏ và thuốc điều trị được hấp thụ hiệu quả hơn.
Sự hiện diện và xâm nhập của từng phân tử đơn lẻ trong não về cơ bản tạo nên một hàng rào màng có tính chọn lọc cao , có khả năng thẩm thấu đối với các phân tử có hệ số phân chia cao . Các hạt nano gần đây đã được sử dụng trên màng này như một hệ thống vận chuyển thuốc.
Đặc biệt, các hạt nano được hít vào và xuyên qua màng não . Các phương pháp điều trị điển hình và truyền thống cho bệnh huyết khối mạch máu thường có những ưu điểm tương đối hạn chế do thời gian bán hủy trong huyết tương ngắn, nhiều tác dụng phụ và thải thuốc nhanh. Để cải thiện độ ổn định và thậm chí thời gian bán hủy của thuốc được đóng gói, việc cố định một lượng cụ thể của chất trong hệ thống phân phối thuốc có thể khắc phục được hạn chế này. Khả năng tương thích sinh học và khả năng phân hủy sinh học tạo ra các hạt nano polyme và chất mang nanothường được sử dụng.
Khoa học và công nghệ đã được sử dụng để chẩn đoán bệnh tật, điều trị và phòng ngừa chấn thương, giảm đau cũng như bảo tồn và nâng cao sức khỏe con người thông qua các công cụ phân tử và sự hiểu biết về phân tử của cơ thể con người. Hầu hết các ứng dụng thương mại hiện nay trong y học của công nghệ nano đều nhằm mục đích cung cấp thuốc.
Các phương thức hoạt động mới có thể được giới thiệu và các hợp chất dược phẩm hiện có được nhắm mục tiêu tốt hơn và có tính sinh học cao hơn. Các đầu dò nano, hệ thống điện tử nano cảm giác tích hợp và các cấu trúc hóa học đa chức năng để phân phối dược phẩm và nhắm mục tiêu bệnh tật là những ứng dụng sắp tới trong công nghệ nano.
Đã có thành công lớn trong việc tăng cường phân phối thuốc bằng công nghệ nano. Các hợp chất cụ thể có thể cải thiện mục tiêu và lối vào của thuốc vào tế bào và cải thiện hình ảnh, nhắm mục tiêu nội bào và giải phóng có kiểm soát các gen điều trị.
Do đó, các bác sĩ lâm sàng có thể phát hiện và cải thiện ảnh hưởng của chúng lên các tế bào bệnh và khối u để tối ưu hóa liều lượng điều trị. Kết hợp với các hình thức điều trị cá nhân hóa khác, công nghệ nano có thể được tùy chỉnh để tập trung vào từng tế bào bệnh của từng bệnh nhân, giảm thiểu tác dụng phụ và tổn thương mô. Các nhà khoa học đã đạt được một số tiến bộ nhằm thúc đẩy sự phát triển của tế bào để điều trị tổn thương tủy sống . Hạt nano từ tính và các bộ phận nano nhạy cảm với enzyme nhắm vào khối u não; các mẫu hạt nano thông minh để phân phối các sản phẩm thuốc nội bào và chụp ảnh biểu hiện gen; điểm định lượng để phát hiện và định lượng ung thư não người.
Trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, công nghệ nano mở ra những giới hạn mới trong ngành khoa học đời sống. Công nghệ nano có nhiều hứa hẹn trong việc điều khiển mọi thứ ở cấp độ nguyên tử để thay đổi nhiều phần của điều trị y tế, chẳng hạn như chẩn đoán, theo dõi bệnh tật , vận hành thiết bị, y học tái tạo , phát triển vắc xin và cung cấp thuốc. Nó cũng mở ra con đường thông qua các công cụ nghiên cứu phức tạp để phát triển các loại thuốc nhằm cải thiện phương pháp điều trị nhiều loại bệnh khác nhau . Công nghệ nano có thể được sử dụng để điều trị các tế bào cụ thể trong cơ thể, do đó làm giảm nguy cơ thất bại và đào thải.
2 . Sự cần thiết của công nghệ nano trong lĩnh vực y tế
Những khám phá về công nghệ nano và thuốc nano rất rộng lớn và có phạm vi rộng. Y học nano đã trải qua những cải tiến ấn tượng, đẩy loại thuốc này lên một tầm cao mới với những kết quả chăm sóc sức khỏe đáng kể. Cần phải nghiên cứu những khả năng quan trọng của công nghệ nano trong chăm sóc sức khỏe. Trong y học, nghiên cứu sâu rộng đang được tiến hành để tìm ra các phương pháp và phương pháp thực hành tốt nhất, bao gồm thận học , gen điều trị bệnh tim mạch và liệu pháp ung thư. Có một sự phát triển đáng kể trong phương pháp điều trị truyền thống , chất lượng của các hạt nano và công nghệ nano đã được cải thiện và cho thấy những kết quả đáng khích lệ.
Nanobots nhắm mục tiêu các tế bào ung thư cụ thể đến máy tính bảng thông minh sẽ gửi dữ liệu lại cho các nhà nghiên cứu để đảm bảo bệnh nhân được điều trị chính xác.
Công nghệ nano mang lại tiềm năng chẩn đoán trong ống nghiệm bằng cách thay thế các quy trình hiện có bằng các phương pháp thay thế kinh tế hơn, dễ sử dụng hơn. Các hạt nano có thể hoạt động như tác nhân tạo ảnh phân tử trong các thiết bị đó và đưa vào các thay đổi di truyền liên quan đến ung thư cũng như các đặc điểm chức năng của tế bào khối u. Hơn nữa, các lớp phủ dựa trên công nghệ nano chức năng thường bao gồm các vật liệu nano sau , tùy thuộc vào chức năng mong muốn: titan dioxide, silicon dioxide, muội than, oxit sắt , oxit kẽm và bạc. Các công cụ và quy trình nâng cao khả năng đánh giá đặc tính hóa lý, độ an toàn và hiệu quả của vật liệu nano và bề mặt nano được tích hợp vào kỹ thuật thiết bị y tế . Các nhà khoa học đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra hàng hóa bao gồm vật liệu mới, cảm biến và hệ thống lưu trữ năng lượng.
3 . Các loại hạt nano khác nhau đang được sử dụng trong lĩnh vực y tế
Các hạt nano có tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích đáng kể do kích thước nano của chúng, cho phép chúng hấp thụ một lượng lớn thuốc và di chuyển nhanh chóng trong máu. Diện tích bề mặt tăng lên mang lại cho chúng những khả năng khác biệt, vì nó làm tăng chất lượng cơ học, từ tính, quang học và xúc tác, cho phép chúng được sử dụng trong nhiều ứng dụng dược phẩm hơn.
Các hạt nano được phân thành ba khu vực dựa trên thành phần hóa học của chúng: hữu cơ, vô cơ và dựa trên carbon. Protein, carbohydrate, lipid và các phân tử hữu cơ khác được tổng hợp thành các hạt nano hữu cơ có kích thước cụ thể, chẳng hạn như bán kính dưới 100 nm.
Y học nano là một lĩnh vực y tế sắp ra mắt sử dụng chuyên môn về công nghệ nano để ngăn ngừa và điều trị các tình trạng nghiêm trọng, bao gồm ung thư, bệnh tim mạch và các bệnh khác. Những tiến bộ mới nhất trong công nghệ nano đã cho phép các bác sĩ xác định rõ mục tiêu hoạt động trong cơ thể sống bằng cách sử dụng các thành phần có kích thước nano, bao gồm khả năng tương thích sinh học của hạt nano và nanobot. Các nhà nghiên cứu cũng đang sử dụng y học nano để kích thích liệu pháp miễn dịch . Đã có những tiến bộ sâu rộng về y học nano trong những năm gần đây đã mở rộng thị trường cho y học nano. Các ứng dụng trong y học nano, chẳng hạn như chẩn đoán máy nano, mang lại khả năng giám sát thành phần hóa học bên trong cơ quan và cho phép tiếp cận trực tiếp vào các vùng bị bệnh.
Trích từ nguồn : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2414644723000337 – Applications of nanotechnology in medical field: a brief review
