Hạt nano chữa bệnh

(Hóa học ngày nay-H2N2)-Cơ thể sống được cấu tạo từ các tế bào kích thước điển hình là 10 micromet. Tế bào gồm các phần tử nhỏ hơn, cỡ dưới micromet. Protein tạo nên các phần tử của tế bào lại còn nhỏ hơn nữa, cỡ 5 nanomet, vào cỡ kích thước hạt nano nhỏ nhất mà con người chế tạo ra được trong công nghệ nano. Các kích thước đưa ra trên đây giúp chúng ta hình dung được hạt kích cỡ nanomet có khả năng len lỏi vào khắp nơi trong cơ thể và nếu biết cách, con...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hạt nano chữa bệnh Hạt nano chữa bệnh(Hóa học ngày nay-H2N2)-Cơ thểsống được cấu tạo từ các tế bàokích thước điển hình là 10micromet. Tế bào gồm các phần tửnhỏ hơn, cỡ dưới micromet. Proteintạo nên các phần tử của tế bào lạicòn nhỏ hơn nữa, cỡ 5 nanomet,vào cỡ kích thước hạt nano nhỏnhất mà con người chế tạo ra đượctrong công nghệ nano.Các kích thước đưa ra trên đây giúpchúng ta hình dung được hạt kíchcỡ nanomet có khả năng len lỏi vàokhắp nơi trong cơ thể và nếu biếtcách, con người có thể trao cho hạtnano những nhiệm vụ y học tỉ mỉđến tận từng tế bào, từng protein…Khi nói về công nghệ nano trong ytế, người ta hay nhắc đến một bộphim khoa học giả tưởng lý thú tênlà “Cuộc du hành kỳ diệu” (Thefantastic voyage). Bộ phim mô tảmột đoàn bác sỹ, y tá giỏi đượctrang bị đầy đủ dao, kéo, thuốcthang, dụng cụ khám và chữa bệnhbỗng chốc hoá thân thành nhữngngười tí hon đi vào trong cơ thể, đidọc theo những mạch máu lớn chođến các huyết quản li ti, tới mọi nơitrong cơ thể. Gặp những tế bào hưhỏng họ sửa chữa; kiểm tra cho đếntận protein của tế bào, thấy chỗnào, protein nào có bệnh tật, hưhỏng thì sửa chữa, điều trị, nếu hưhỏng quá nhiều thì họ cắt bỏ, thaycái mới, cái tốt vào, những cái thừara thì loại bỏ, những cái thiếu thì bổsung…Đó là chuyện giả tưởng. Nhưngchính hiện nay người ta đang tìmcách biến các hạt nano thành cácbác sĩ, y tá tí hon như vậy. Dướiđây chúng ta cùng xem xét một vàiví dụ cụ thể đã làm được trong thờigian gần đây:Hạt nano chữa bệnh ung thư Bệnh ung thưbắt đầu bằng một số tế bào trong cơthể phát triển theo cách không điềukhiển được (quá giới hạn phân chiatế bào thông thường), xâm lấn pháhoại các tế bào lân cận, có khi lâylan ra chỗ khác theo máu. Phần lớnlà chúng phát triển, tụ tập lại thànhcác u ung thư nhưng cũng có thểphân tán, không tạo rau.Cái khó của việc chữa bệnh ung thưlà không phát hiện được sớm, lúcmới chỉ có một nhóm nhỏ hìnhthành. Mặt khác, rất khó tiêu diệt tếbào ung thư mà không làm hủyhoại tế bào lành.Năm 2005, các nhà khoa học ởViện Công nghệ Georgia và Đạihọc California ở San Francisco(Mỹ) đã công bố rằng, hạt nanovàng có thể dùng để phát hiện sớmung thư một cách dễ dàng. Đó là vìcác tế bào ung thư luôn có một loạiprotein gọi tắt là EFGR (EpidermalGrowth Factor Receptor) bámnhiều lên trên bề mặt, còn các tếbào lành thì không có. Do hạt nanovàng có tính chất tán xạ mạnh ánhsáng nên đính thêm kháng thể củaEFGR vào các hạt nano vàng rồitrộn với dung dịch tiêm vào cơ thểthì kháng thể của EFGR khi gặp tếbào ung thư sẽ bám chặt vào cácprotein EFGR dính ở mặt ngoài. Vìvậy, chỗ nào có tế bào ung thư thìcó hạt vàng, còn ở các tế bào lànhthì không có. Với kính hiển vithường dùng ánh sáng trắng, nếuquan sát kỹ thì những chỗ có hạtnano vàng tập trung sẽ thấy sánglên, đó là chỗ có tế bào ung thư.Hạt vàng ở đây hình cầu, đườngkính 35 nanomet. Cách này pháthiện tốt các tế bào ung thư da, khóphát hiện những tế bào ung thư ởsâu bên trong và chưa tiêu diệtđược các tế bào ung thư.Tháng 3.2009, các nhà khoa họccủa Đại học California ở SantaCruz lại công bố cách dùng hạtnano vàng tìm tế bào ung thư đểtiêu diệt. Nguyên do là khi chiếu tiahồng ngoại vào, cũng như đối vớinhiều loại hạt khác, hạt nano vànghấp thụ tia hồng ngoại và nóng lên.Nhưng đối với mỗi bước sóng củatia hồng ngoại có một kích thước(đường kính) phù hợp của hạt nanovàng, có hiện tượng hấp thụ cộnghưởng xảy ra: Hạt nano vàng rấtnóng. Lợi dụng hiện tượng này,người ta chế tạo hạt nano vàng hìnhcầu rỗng (vì tia hồng ngoại chỉ làmnóng lớp mặt ngoài) đường kính cỡ30-50 nanomet. Khi đính các khángthể vào các hạt nano vàng này rồicho vào cơ thể, chúng chỉ tập trungbám dính vào những tế bào ungthư. Chiếu tia hồng ngoại có bướcsóng thích hợp vào, do hấp thụcộng hưởng, các hạt nano vàng rấtnóng làm tiêu diệt tế bào ung thư,còn các tế bào lành ở xung quanhnóng lên không đáng kể. Tất nhiên,khi điều trị phải chọn chế độ thíchhợp. Người ta thấy rằng chỉ cầnlàm nóng tế bào ung thư cao hơnnhiệt độ bình thường của cơ thể 0khoảng 6-7 C là có thể tiêu diệtđược mà không ảnh hưởng đến cáctế bào lành.Cách mới nhất dùng hạt nano vàngđể điều trị ung thư là của các nhàkhoa học ở Đại học Washington(Mỹ), được đưa ra vào tháng8.2009. Nhằm dễ theo dõi các hạtvàng khi đã đi vào sâu trong cơ thể,các nhà khoa học đã dùng cái gọi là“chấm lượng tử” (quantum dot) đểđánh dấu. Chấm lượng tử thật rachỉ là hạt bán dẫn nhỏ cỡ nanomet.Khi kích thước hạt nhỏ đến mứcnày thì nhiều hiệu ứng lượng tử xảyra. Ví dụ, khi chiếu tia hồng ngoạivào thì tuỳ thuộc kích thước chấmlượng tử có thể phát ra ánh sángđơn sắc màu đỏ, màu xanh… rấtmạnh nhưng chấm lượng tử phảicách điện với xung quanh vì nếutiếp xúc với chất dẫn điện thì khôngphát ra ánh sáng nữa. Vì vậy, ngườita làm hạt nano vàng có chấmlượng tử phát sáng như sau: Làmhạt bán dẫn hình cầu (chấm lượngtử) đường kí ...