Công nghệ nano – Vì tương lai sức khỏe nhân loại

Công nghệ nano – khoa học của những cá thể cực kỳ nhỏ đang là niềm hy vọng của sức khỏe con người và tương lai y học. Từ việc truyền thuốc hiệu quả hơn cho đến việc chẩn đoán bệnh một cách nhanh chóng hơn và chính xác hơn, cũng như có thể dùng để nghiên cứu các vắc xin phòng chống những căn bệnh khó chữa một cách hiệu quả đều lệ thuộc vào công nghệ này.

Công nghệ siêu nhỏ

Công nghệ nano là khoa học nghiên cứu về các vật liệu ở mức độ nguyên tử hoặc phân tử. Việc này có liên quan đến vấn đề sử dụng các vật thể nhỏ hơn 100 nanomet (1 nanomet tương đương với 1/1.000.000.000 m) và công nghệ này có liên quan đến việc phát triển các vật liệu và thiết bị có kích thước trong khoảng đó – vô hình với mắt người và nhỏ hơn nhiều trăm lần so với độ mỏng 1 sợi tóc người. Những nghiên cứu cả về vật lý lẫn hóa học của những vật liệu này thường có sự thay đổ vô cùng lớn khi nghiên cứu ở mức độ nano, chúng có những sức mạnh, khả năng phản ứng, tái tạo khác nhau, và khám phá được điều này có thể dẫn đến việc tạo  ra các loại thuốc hiệu quả.

Ví dụ như, một trong những thách thức lớn của y dược hiện đại là có thể người không thể hấp thụ được toàn bộ viên thuốc khi uống vào. Sử dụng công nghệ nano, các nhà khoa học có thể đảm bảo được rằng toàn bộ viên thuốc được truyền tải vào đúng những nơi cần thiết trong cơ thể với độ chính xác cao, và viên thuốc có thể được sản xuất với liều lượng chính xác hơn, không cần phải sử dụng nhiều hơn mức cần thiết.

Một nhóm những nhà khoa học, những người đã thống kê được khả năng của việc sử dụng công nghệ nano và những gì mà công cuộc chăm sóc sức khỏe của thế giới cần có, đã cho biết rằng các loại thuốc nano sẽ là vô cùng cần thiết trong việc phát triển thế giới. Họ đã làm các bảng tham khảo những nhà nghiên cứu trên toàn thế giới và kết luận rằng công nghệ nano có thể giúp đõ rất nhiều trong việc hoàn thành Mục tiêu phát triển của thiên niên kỉ dành cho sức khỏe. Đặc biệt, mục đích để chiến đấu với HIV/AIDS, ung thư, bệnh sốt rét và nhiều bệnh nan y khác.

Chẩn đoán và theo dõi

Thế giới luôn cần phải có những phương pháp chẩn đoán bệnh tật tốt hơn, chính xác hơn, và công nghệ nano chính là giải pháp để giải quyết được vấn đề này.

Một trong những cách để thực hiện là sử dụng các hạt lượng tử – một thiết bị bán dẫn với kích thước nano có thể được sử dụng như các cảm biến sinh học giúp tìm ra bệnh tật. Có một thời gian được biết đến với tên gọi tinh thể nano, các hạt lượng tử có một ưu điểm nhất định so với các phương pháp sinh học truyền thống bởi sự phát quang của chúng có thể bị phát tán thành nhiều tần số khác nhau, và vì thế được hấp thụ chậm hơn nhiều trong cơ thể người. Những hạt lượng tử huỳnh quang phát sáng có thể được sử dụng để cấy vào những kháng thể của người để giúp chúng tìm ra những tế bào ung thư hoặc các tế bào có mầm mống bệnh lao hay HIV.

Các hạt huỳnh quang lượng tử cũng có thể được sử dụng để chẩn đoán bệnh sốt rét bằng cách bắt chúng hướng mục tiêu của mình đến những đơn vị protein hình thành một mạng lưới trong tế bào máu. Hình dạng của mạng lưới protein thay đổ khi các tế bào bị ảnh hưởng bởi bệnh sốt rét, vì thế các nhà khoa học có thể điểm chỉ được sự ảnh hưởng của bệnh này từ hình dạng được tạo ra bởi những hạt lượng tử.

Tương tự như vậy, các ống nano các-bon và những vật liệu nano khác như sợi nano, cũng đã được sử dụng như những cảm biến sinh học để phát hiện các căn bệnh như HIV và ung thư. Cảm biến sinh học dành cho ung thư có thể được phát triển theo hướng đính kèm một bản thử của axit nucleic vào cuối của các sợi nano. Những mẩu thử này được thiết kế đặc biệt để trói buộc những hiện tượng sinh học có thể là nguyên nhân của ung thư như những tế bào đột biến chẳng hạn. Khi những tế bào đột biến này tương tác với những mẫu thử, một dòng điện được truyền tải suốt sợi nano, và sau đó được ghi nhận bởi một bộ vi xử lý silicon được tích hợp cảm biến sinh học.

Thuốc

Công nghệ nano cũng có thể là một cuộc cách mạng lớn trong việc sử dụng thuốc bằng cách đương đầu với những thử thách như làm thế nào để đưa thuốc vào trong cơ thể một cách hiệu quả nhất cũng như làm sao để tăng cường tối đa lượng thành phần tích cực nhất trong một liều thuốc.

Một vài loại thuốc có thể được đưa vào bên trong cơ thể nhờ vào các “cỗ xe nano”. Ví dụ như hạt mỡ chẳng hạn, có thể giúp truyền tải được lượng thuốc cần thiết bằng cách hòa trộn với những màng tế bào, đã được sử dụng để chứa những viên thuốc HIV như stavudine và zidovudine trong các “phương tiện” có kích thước từ 120 đến 200 nanomet. Cả 2 loại thuốc trên đều có tuổi thọ thấp, nhưng lớp vỏ của hạt mỡ có thể giúp cho chúng tăng cường thêm thời gian tồn tại.

Có thể thấy được rằng việc sử dụng công nghệ nano có thể giúp cho sự phát triển của y học trở nên mạnh mẽ hơn, nhưng liệu chúng có thể được sử dụng để chữa trị những căn bệnh nguy hiểm và sử dụng thế nào? Thế Giới Số tiếp theo sẽ có câu trả lời.

                             
   Tôn Bảo
Thế Giới Số 158- Ngày 15.10.2012