CHƯƠNG 4:CÁC ỨNG DỤNG TRON GY SINH HỌC CỦA CÁC HẠT NANO TỪ
4.2. Dẫn truyền thuốc[27] [39]
Vấn đề bất lợi lớn nhất của trị liệu hoá học là tính không đặc hiệu khi vào trong cơ thể, thuốc sẽ không phân bố tập trung nên các tế bào mạnh khoẻ sẽ bị ảnh hưởng do tác dụng phụ của thuốc. Nghiên cứu từ những năm 1970 cho thấy việc dùng các hạt từ tính như là các hạt mang thuốc đến các vị trí cần thiết trên cơ thể (thông thường là điều trị các khối u ung thư). Việc sử dụng này đem lại các lợi ích cơ bản là:
i) thu hẹp phạm vi phân bố của thuốc trong cơ thể nhờ đó làm giảm tác dụng phụ của thuốc;
ii) giảm liều lượng thuốc điều trị.
Dược phẩm được gắn kết với hạt nano từ tính có tính tương thích sinh học. Thông thường
hệ thuốc/hạt tạo thành chất lỏng từ đi vào cơ thể thông qua hệ tuần hoàn. Khi các hạt đi vào mạch máu, người ta dùng gradient từ trường ngoài rất mạnh để tập trung các hạt đến vị trí cần thiết trên cơ thể (hình 1.13). Khi hệ thuốc/hạt đến nơi thì quá trình nhả thuốc có thể thông qua hoạt động enzim hoặc thay đổi điều kiện sinh lý học của các tế bào ung thư gây ra như độ pH, quá trình khuếch tán hay sự thay đổi nhiệt độ. Quá trình vật lý diễn ra trong việc dẫn truyền thuốc cũng tương tự như trong phân tách tế bào, gradient có tác dụng tập trung hệ thuốc/hạt. Hiệu quả của việc dẫn truyền thuốc phụ thuộc vào các thông số vật lý như cường độ từ trường, gradient từ trường, thể tích và tính chất của hạt nano. Chất lỏng từ thường đi vào trong tĩnh mạch hoặc động mạch nên các thông số thuỷ động lực học như thông lượng máu, nồng độ chất lỏng từ, thời gian lưu thông đóng vai trò quan trọng như các thông số sinh lý học như độ dày mô (khoảng cách từ vị trí của thuốc đến nguồn từ trường), mức độ liên kết của thuốc và hạt, và thể tích của khối u.
Hình 1.13Việc phân phối thuốc trong cơ thể theo phương pháp truyền thống và khi sử dụng các hạt nano từ khi có từ trường ngoài.
Nhìn chung các hạt có kích thước lớn, đường kính cỡ micromet được tạo thành từ các hạt siêu thuận từ hoạt động có hiệu quả hơn trong hệ thống tuần hoàn đặc biệt trong các mạch máu lớn và các động mạch. Trong trường hợp gradient từ trường sinh ra bởi các nam châm vĩnh cửu mạnh như NdFeB tạo ra từ trường khoảng 0.2T thì gradient từ trường là khoảng 8T/m đối với động mạch đùi và lớn hơn 100 T/m đối với động mạch cổ. Điều này cho thấy quá trình dẫn truyền thuốc bằng hạt nano từ tính có hiệu quả ở những vùng máu
chảy chậm và gần nguồn từ trường. Nhưng khi các hạt nano chuyển động gần thành mạch máu thì chuyển động của chúng không tuân theo định luật Stokes nên với gradient từ trường nhỏ hơn quá trình dẫn truyền thuốc vẫn có tác dụng.
Các hạt nano từ thường dùng là oxit sắt được bao phủ xung quanh bởi hợp chất cao phân tử có tính tương thích sinh học như PVA, dextran hoặc Starch. Chất phủ có tác dụng bảo vệ hạt từ đối với môi trường xung quanh và cũng có chức năng liên kết với các phân tử khác như nhóm carboxyl, biotin, avidin, carbodi-imide…Nghiên cứu dẫn truyền thuốc được thử nghiệm thành công dùng điều trị u não trên động vật . Việc dẫn truyền thuốc đến các u não là khó khăn bởi vì thuốc phải vượt qua hàng rào ngăn cách giữa não và máu, nhờ sự trợ giúp của các hạt nano có kích thước từ 10-20 nm mà việc dẫn truyền thuốc đạt được hiệu quả tốt hơn.