Hạt nano vàng là hạt gì?

Hạt nano vàng là hạt gì? Mới đây, các nhà khoa học Mỹ đã đưa ra những thông tin về hạt nano vàng có thể diệt được ung thư tận gốc.

15/01/2018 16:01

Hạt nano vàng là gì?

Các hạt nano là những hạt có kích thước ở giới hạn nano (nanoscale dimensions) từ 1nm (nanomet) đến 10nm theo tiêu chuẩn của American Society for Testing and Materials (ASTM).

Thông thường, nano vàng là các hạt, que nano từ kim loại vàng có kích thước 1/1000mm đến 1/10mm, trong đó các loại hạt nano vàng thường dùng trong ung thư khoảng vài chục nm.

Hat nano vang la hat gi 4

Hạt nano vàng là hạt gì? Hạt nano là những hạt có kích thước ở giới hạn nano từ 1nm - 10nm

Hạt nano được tìm ra và tổng hợp từ thế kỷ 19 bởi nhà vật lý Faraday (Eigler DM và cộng sự, 1990). Cho đến nay hạt nano vàng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như sản xuất chip, các thiết bị chẩn đoán và trong các nghiên cứu chữa bệnh, trong đó có bệnh ung thư.

Hạt vàng gắn với yếu tố hướng đích như kháng thể, aptamer... đang được nghiên cứu tiềm năng để phát triển và điều trị ung thư thông qua ảnh chụp (cho chẩn đoán). Hơn nữa, việc làm nóng dưới tác động của tia có bước sóng phù hợp để hoạt hoá quá trình lão hoá và gây chết tế bào ung thư (dùng cho điều trị).

Theo GS nghiên cứu Trần Thị Thanh Thoả của Trường Đại học Korea, Hàn Quốc cho biết hạt nano vàng nếu không gắn với kháng thể hay thuốc thì vô dụng. Ngoài ra, nó còn có thể gây độc, tuỳ thuộc vào kích thước (Pan Y và cộng sự, 2007). Cho đến nay các nghiên cứu dùng hạt vàng trên người vẫn còn đang hạn chế (Liu Y và cộng sự, 2007; Zhao-Zhin Joanna Lim và cộng sự 2011; S Jain và cộng sự, 2012; Bayda S và cộng sự, 2017).

Hạt nano vàng được làm ra như thế nào?

Tuỳ theo mục đích và kích thước khác nhau để tạo ra hạt nano vàng. Trong đó, phương pháp phổ biến hiện nay mà các nhà nghiên cứu đang dùng để tạo hạt vàng có kích thước 13nm +- 0.2nm.

Hat nano vang la hat gi 5

Hạt nano vàng tuỳ vào mục đích và kích thước khác nhau để tạo ra

Phương pháp này dùng 0.5mM AuHCl4 và 38.8mM Na3C6H5O7 tỷ lệ 10:1 ở nhiệt độ 300oC, và khuấy từ trong 22 phút. Khi đó, có thể tạo ra được dung dịch có nồng độ 20nM và có màu đỏ tím đậm. Sau khi tạo hạt nano vàng thì kích thước hạt được đo bằng TEM, nồng độ đo bằng máy đo UVvis, tính ở đỉnh 520-560nm tùy kích thước hạt vàng.

Giá thành của 100ml hạt nano vàng sản xuất thô với nồng độ 20nM chưa đến 200.000đ, nếu không tính chi phí mua máy khuấy từ.

Việc thử nghiệm trong nghiên cứu thường phải đông khô và thay bằng dung dịch ban đầu tuỳ từng mục đích. Hơn nữa, chi phí thuê máy để có các phép đo chính xác tác động vào mức phí cao hơn so với ban đầu từ 2 - 10 lần, tuỳ điều kiện cơ sở vật chất và dịch vụ của từng nước.

Ứng dụng hạt nano vàng vào chẩn đoán và điều trị ung thư

Hạt nano vàng có thể chẩn đoán bệnh ung thư thông qua chụp ảnh, hơn nữa hạt nano vàng kết hợp với kháng thể, aptamer, siRNA đang có tiềm năng hứa hẹn trong nghiên cứu để chữa ung thư bằng phương pháp gia nhiệt giết chết tế bào ung thư.

Theo nhiều tài liệu ghi lại, nghiên cứu của nhóm El-Sayed MA, Loo C, Lowery A, Smilowitz HM chỉ ra tác dụng đầy hứa hẹn điều trị ung thư của hạt vàng. Tuy nhiên, những nghiên cứu này mới dừng ở thực nghiệm trên chuột và động vật.

Hat nano vang la hat gi

Hạt nano vàng là hạt gì? Hạt nano được ứng dụng trong việc điều trị bệnh ung thư

Hạt vàng gắn với kháng thể sẽ tìm đến thụ thể biểu hiện quá mức trên tế bào ung thư (cao gấp vài trăm đến vài ngàn lần so với tế bào thường). Sau đó, để kích hoạt hạt vàng gia nhiệt và nhiệt nóng tiêu diệt tế bào ung thư mà không làm hại tế bào lành khác có thể dùng các tia thích hợp bao gồm siêu âm, laser, hồng ngoại. Hạt vàng cần đi kèm với yếu tố hướng đích mới có tác dụng, nếu không sẽ không có hiệu quả cao.

Cách sử dụng hạt nano điều trị ung thư

Vào 15/2 trên tạp chí Nanotechnology, nhóm nghiên cứu tại Đại học Rice, Mỹ, đã chứng minh hạt nano vàng có thể tiêu diệt tế bào ung thư sót lại sau phẫu thuật.

Thông thường, khối u ung thư có các mạch máu rò rỉ. Khi hạt nano vàng được tiêm vào mạch máu sẽ có xu hướng thấm qua các lỗ mạch rò rỉ và tụ lại thành khối u. Các hạt nano sẽ bị tế bào ung thư nuốt vào khi chúng phát triển. Các nhà nghiên cứu khi cho các nguyên tử vàng tương tác với ánh sáng laser hồng ngoại, một loại sóng điện từ có thể đi xuyên qua các mô, hạt nano sẽ bị nóng lên và đốt cháy các tế bào ung thư.

Hat nano vang la hat gi 2

Các hạt nano bám trên bề mặt tế bào ung thư

Tuy nhiên, một số hạt nano vàng có thể bám vào tế bào bình thường, vì vậy quá trình đốt nhiệt bằng laser có thể làm hư hại các mô khoẻ mạnh. Nhiệt từ ánh sáng hồng ngoại lan truyền qua tế bào ung thư tới cả các mô bình thường do tia laser dùng để đốt nóng hạt nano vàng sử dụng ánh sáng hồng ngoại liên tục.

Trường hợp khối u phát triển ở khu vực quan trọng như gần dây thần kinh hoặc động mạch, mọi ảnh hưởng lên mô khỏe mạnh đều có thể dẫn tới suy nhược cơ thể. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Rice và công ty công nghệ y tế Masimo Corporation đã tìm cách thay đổi phương pháp tiếp cận hạt nano để điều trị được chính xác hơn. Theo Dmitri Lapotko, một thành viên trong nhóm nghiên cứu, họ bắt đầu thí nghiệm với những con chuột bị ung thư biểu mô tế bào vảy.

Đầu tiên, gắn hạt nano vàng vào các kháng thể protein miễn dịch. Kháng thể protein sẽ tiếp xúc với thụ thể trên bề mặt tế bào vảy, cho phép hạt nano vàng bám vào xung quanh các tế bào ung thư một cánh nhanh chóng. Lúc này, các nhà khoa học sẽ dùng tia laser dạng xung siêu ngắn để đốt nóng tế bào ung thư thay vì đốt nóng liên tục. Laser hồng ngoại xung siêu ngắn có năng lượng thấp, không gây hại cho các tế bào khỏe mạnh.

Với phương pháp này, có thể ngăn cản sức nóng lan sang các mô khoẻ xung quanh tế bào ung thư, sinh nhiệt độ cao hơn ở nơi có hạt nano vàng tập trung thành cụm lớn. Nhiệt độ cao làm bốc hơi các phân tử nước gần đó, tạo ra bong bóng siêu nhỏ. Những bong bóng này nhanh chóng lan rộng và nổ tung, phá vỡ các tế bào ung thư. Theo Lapotko, điểm mấu chốt là các cụm hạt nano vàng tạo ra bong bóng siêu nhỏ trong các tế bào ung thư mà không phải tế bào thường.

Hạt nano vàng có thể gây độc

Theo các nghiên cứu của Tedesco S (2010), trên con sò xanh, Browning LM (2010) trên phôi cá ngựa, De Jong WH (2008) trên chuột đã chỉ ra độc tố của vàng đối với môi trường biển, phát triển của phôi cá ngựa, và các độc ở gan, thận và hệ thần kinh trên chuột.

Nghiên cứu của Browning đã chỉ ra có hơn 24% phôi cá ngựa bị chết khi hấp thụ ngẫu nhiên (random diffusion) hạt nano vàng, trong số 76% sống sót thì chỉ có 74% phôi phát triển bình thường.

Hat nano vang la hat gi 3

Hạt nano vàng là hạt gì? Việc kiểm soát kích thước của hạt nano, liều lượng là cần thiết để đảm bảo không gây độc cho cơ thể

Hiện nay, chưa có nghiên cứu độc tố nào trên người nhưng có nhiều nghiên cứu trên tế bào người chỉ ra khả năng gây độc của hạt nano vàng đối với tế bào người (Powell AC). Vì vậy, cần kiểm soát kích thước của hạt nano, liều lượng là cần thiết để đảm bảo không gây độc cho cơ thể để ứng dụng điều trị bệnh hiệu quả.

Đến nay, phương pháp này mới được thử nghiệm trên chuột và chưa có phương án thử nghiệm lâm sàng nào. Lựa chọn phương pháp để điều trị ung thư không chính thống bao gồm hạt nano vàng và thuốc nam cũng cần được cân nhắc và tham khảo ý kiến bác sỹ.

comment Bình luận