Sử dụng năng lượng ánh sáng để kích hoạt vật liệu nano y học phân tán thuốc điều trị ung thư vú hiệu quả là sản phẩm nghiên cứu của các nhà khoa học trong và ngoài nước.
Sử dụng liệu pháp quang nhiệt
Hạt nano polymer liên hợp điều trị hiệu quả ung thư vú bằng liệu pháp quang nhiệt là dự án nghiên cứu khoa học của Khoa Y - Dược, Đại học Đà Nẵng và Khoa Hóa - Vật liệu, Đại học Chung - Ang, Hàn Quốc.
TS Phan Lê Minh Tú, Phó Trưởng bộ môn Y học chức năng - Xét nghiệm y học, Khoa Y - Dược, Đại học Đà Nẵng, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết, sử dụng năng lượng ánh sáng để kích hoạt vật liệu nano y học là một trong những lĩnh vực nghiên cứu nhận được nhiều sự quan tâm do các ứng dụng nổi trội trong chẩn đoán, và hệ phân tán thuốc điều trị ung thư.
Dưới ánh sáng chiếu xạ, các chất hoạt hóa có thể hấp thụ năng lượng và chuyển sang trạng thái kích thích (Sn) ở mức năng lượng cao hơn, bắt đầu cho quá trình chuyển đổi thành nhiều dạng năng lượng hữu ích khác.
Trong điều chỉnh quang lý, khi năng lượng đã di chuyển về trạng thái kích thích nguyên tử thấp nhất (S1), chúng có thể tiếp tục phân tán qua nhiều con đường khác nhau, bao gồm các chuyển tiếp phát xạ - được sử dụng để phát sáng huỳnh quang và các chuyển tiếp không phát xạ góp phần vào quá trình biến đổi nhiệt và tạo ra gốc tự do (ROS).
Gần đây, các liệu pháp điều trị quang nhiệt (PTT) và liệu pháp điều trị quang động (PDT) dựa trên sự phân rã không phát xạ đã được nghiên cứu như một phương thức điều trị hiệu quả để tiêu diệt các tế bào ung thư do có nhiều ưu điểm như không xâm lấn, đặc hiệu cao, giảm thiểu tối đa tác dụng phụ và khả năng điều khiển từ xa.
Do đó, nhiều vật liệu tiềm năng đã được tổng hợp và nghiên cứu kỹ lưỡng để cho ra hiệu quả tối ưu, trong đó, polymer liên hợp (CP) được xem là vượt trội với độ lành tính sinh học cao, vùng hấp thụ có khả năng được điều chỉnh và tính ổn định ánh sáng.
TS Phan Lê Minh Tú cho biết, trong các loại CP, polymer liên hợp dạng Cho - Nhận (D-A CP) đã được công nhận tính tiềm năng trong ứng dụng trên PTT, do khả năng hấp thụ năng lượng ánh sáng trong phạm vi quang phổ cận hồng ngoại (NIR) và khả năng chuyển đổi năng lượng này thành dạng nhiệt một cách hiệu quả.
Trong D-A CP, mỗi một mắt xích monomer liên quan đến sự sắp xếp liên hợp của một thành phần giàu electron (chất cho - Donor) và một thành phần thiếu electron (chất nhận - Acceptor).
Mức độ tương tác giữa chất cho và chất nhận càng lớn, năng lượng của vùng cấm thấp sẽ càng thấp (low bandgap). Điều này dẫn đến D-A CP có khả năng hấp thụ năng lượng tại những bước sóng dài hơn trong vùng cận hồng ngoại NIR.
Với kích thước nano hợp lý, CPNs có khả năng xâm nhập sâu trong các tế bào ung thư và tránh được sự đào thải nhanh chóng của cơ thể. CPNs hấp thụ trong vùng ánh sáng sinh học - NIR: Tối ưu hóa cho hiệu quả chữa trị do bước sóng trong vùng NIR có độ xuyên thấu cao và năng lượng thấp, giảm thiểu tác hại đến các tế bào vùng lân cận cũng như những chấn thương/ hay tác dụng phụ như các liệu pháp chữa trị thông thường (xạ trị, hóa trị, phẫu thuật) gây ra.
 |
Hạt nano polymer liên hợp điều trị ung thư vú giúp giảm thời gian điều trị và tạo hiệu quả cao. |
Gần 100% tế bào ung thư vú bị diệt trong 5 phút
Liệu pháp quang nhiệt cũng có một số hạn chế do không phù hợp cho các trường hợp ung thư ở vị trí sâu bên trong cơ thể hoặc ở những khu vực khó tiếp cận. Do đó, tùy thuộc vào tình trạng bệnh của bệnh nhân và loại ung thư cần điều trị, các chuyên gia y tế sẽ đưa ra quyết định chọn phương pháp điều trị thích hợp nhất.
Theo PGS.TS Phan Lê Minh Tú, nghiên cứu này cho thấy sự lựa chọn linh hoạt và hiệu quả để tạo ra các vật liệu đầy hứa hẹn theo các định hướng mong muốn trong quang trị liệu tương lai, hỗ trợ điều trị triệt để ung thư, cũng như các bệnh lý khác.
Vật liệu có độ độc hại tế bào thấp, khả năng tương thích sinh học rất cao, tốt hơn các thuốc điều trị ung thư hiện nay. Trong quá trình điều trị quang nhiệt bằng CPNs, gần như 100% tế bào ung thư vú bị tiêu diệt chỉ trong 5 phút chiếu xạ laser 808nm, chứng minh khả năng tiêu diệt triệt để tế bào ung thư mà không gây nhiều tác dụng phụ, trở thành vật liệu tiềm năng cho ứng dụng điều trị quang nhiệt.
Theo nhóm nghiên cứu, với sự khả dụng của CPN, như tính linh hoạt trong phương pháp tổng hợp, vật liệu và phương thức điều chế dễ dàng, khả năng tương thích sinh học cao, trang thiết bị cần thiết tối giản và dễ tìm (chỉ cần máy chiếu laser 808nm), khả năng tiêu diệt triệt để tế bào ung thư bằng quang nhiệt hoặc quang động với mức tối thiểu tác dụng phụ, các hạt CPNs này có tiềm năng đưa vào ứng dụng thực tế cao, dễ dàng tổng hợp với số lượng lớn, quy trình thực hiện liệu pháp đơn giản và hiệu quả, góp phần tối ưu hóa quá trình điều trị cho bệnh nhân.
Đây cũng làm tiền đề cho sự xây dựng các phương thức thuốc điều trị hiệu quả theo các bệnh lý dựa trên phương pháp quang trị liệu.
Với kích thước nhỏ, CPNs có thể dễ dàng xâm nhập và định vị vào tế bào ung thư, hạn chế sự nhanh chóng đào thải từ cơ thể. Vật liệu được kích hoạt chủ yếu bởi laser 808nm với mức năng lượng thấp và trong thời gian ngắn, đảm bảo cho quá trình điều trị tối thiểu những tác dụng phụ.
Tính chất quang nhiệt tiềm năng, hiệu suất chuyển đổi quang nhiệt cao (trong vòng 10 phút P-0, P-PC71BM có thể tăng nhiệt độ đến 55, 60,5 độ C), do đó chỉ cần dùng một hàm lượng nhỏ vật liệu đã mang lại hiệu quả gia tăng nhiệt độ mong muốn, giảm thiểu tối đa lượng vật liệu cần phải sử dụng cho mỗi liệu trình điều trị.
PGS.TS Phan Lê Minh Tú cho biết, việc chữa trị ung thư bằng liệu pháp quang nhiệt (P-CPNs) có thể góp phần mang lại những giá trị tích cực và hiệu quả hơn so với những phương pháp phổ biến hiện nay (như phẫu thuật, hóa trị, xạ trị).
Quá trình điều trị không đòi hỏi phẫu thuật và không gây đau đớn hay khó chịu cho bệnh nhân, quá trình phục hồi được rút ngắn. Thời gian điều trị ngắn (chỉ 5 phút) nhưng hiệu quả điều trị cao tương tự các phương pháp truyền thống.
