MT M BT (3 9)
4.1.2. Ứng dụng chất lỏng từ nền hạt nano Fe3O4bọc tinh bột diệt tế bào
ung thư bằng phương phỏp nhiệt từ trị
Vật liệu kớch thước nano thường tương tỏc với hệ thống sinh học ở mức độ phõn tử. Để được ỏp dụng trờn người phải trải qua một quỏ trỡnh thử nghiệm cơ bản và thận trọng. Bởi vỡ cơ thể sống cú một cơ chế tinh tế để phỏt hiện và thải loại ra ngoài khi bị chỳng thõm nhập. Nếu khụng, cơ thể sẽ bị nhiễm độc, nặng hơn cú thể bị tử vong. Do vậy, bất kỡ một vật liệu nào trước khi đem thử nghiệm lõm sàng (clinical trials) hay thử trờn người đều cần được thử trờn một mụ hỡnh sinh học phự hợp hay thử nghiệm tiền lõm sàng (preclinical trials). Đối với chất lỏng từ hướng tới mục tiờu ứng dụng trong y sinh, cần cú những nghiờn cứu cơ bản về sự tỏc động của hệ nano từ chức
năng lờn cỏc hệ sinh học như tế bào sống, protein, húc mụn hay cỏc tế bào ung thư. Trong phần này, chỳng tụi đó tiến hành thớ nghiệm kiểm tra độc tớnh cũng như là khả năng bỏm dớnh lờn bề mặt tế bào của chất lỏng từ đó chế tạo được. Thớ nghiệm được tiến hành như sau: một lượng nhất định của hai dũng tế bào ung thư là Sarcoma180 và Hella H358 được đem ủ với chất lỏng từ trong vũng 72 giờ. Sau 72 giờ bằng cỏc phương phỏp kiểm tra sinh học như đó trỡnh bày trong chương 2, chỳng tụi thu được tốc độ phỏt triển của chỳng như trong bảng 4.2. Từ bảng 4.2 cho thấy sự phỏt triển của hai dũng tế bào giảm sau 72 giờ ủ. Đặc biệt khả năng sống của dũng tế bào Sarcoma 180 là lớn hơn dũng tế bào Hella 358, cú thể khả năng bỏm dớnh của cỏc hạt nano Fe3O4 đối với dũng tế bỏo Hella nhiều hơn dũng tế bào Sarcoma do đú nú gõy độc hơn.
Bảng 4.2. Sự phỏt triển của cỏc tế bào ung thư sau 72 giờ ủ với cỏc nồng độ chất
lỏng từ khỏc nhau.
Hỡnh 4.11 là ảnh hiển vi quang học (độ phúng được ký hiệu chỉ số 10x40x5,6) chụp dũng tế bào đó được lọc rửa sau khi ủ với chất lỏng từ. Từ ảnh này, thấy rất rừ khả năng bỏm dớnh của hạt từ lờn bề mặt tế bào. Điều này rất quan trọng vỡ sau khi tiờm vào khối u thỡ rất cần hạt từ bỏm dớnh tốt vào bề mặt cỏc tế bào ung thư mà khụng bị phõn tỏn đi cỏc nơi khỏc. Bước tiếp theo trong nghiờn cứu khả năng ứng dụng của chất lỏng từ trong y sinh, chỳng tụi xõy dựng cỏc thớ nghiệm ex-vitro đốt từ nhiệt với cỏc tế bào ung thư. Chất lỏng từ cú nồng độ thấp hơn 1 ng/tế bào (nồng độ hạt từ là 0.03 ng/tế bào – tương ứng với chất lỏng từ cú nồng độ là 3 mg/ml) được lựa chọn. Trong thớ nghiệm này, cỏc tế bào Sarcoma 180 được nhiệt trị ở 47 oC ± 1 oC thụng qua việc đốt cỏc hạt từ trong từ trường xoay chiều theo thời gian khỏc nhau. Hỡnh 4.12 trỡnh bày ảnh hiển vi điện tử của cỏc tế bào ung thư khụng đốt và cỏc tế
Dũng tế bào Nồng độ cỏc hạt nano Fe3O4 (ng/Tế bào)
0,1 0,5 1,0 5,0 10,0
Sarcoma 180 95,5 ± 2 94,5 ±5 96,3 ± 6 92,0 ± 3 89,5 ± 5 H358 84,5 ± 5 82,5 ± 7 85,0 ± 4 Chưa xỏc định 78,2 ± 4
bào ung thư sau khi đốt 75 phỳt trong từ trường xoay chiều. Rừ ràng sau khi đốt đó cú lượng lớn tế bào ung thư bị chết (tế bào chết cú màu xanh) trong khi đú cựng thời gian cỏc tế bào chưa bị đốt vẫn sống (tế bào sống cú màu trắng trong).
Hỡnh 4.11. Ảnh hiển vi quang học của cỏc tế bào ung thư (a)với hạt từ trong
72 giờ (b), ủ hạt từ sau khi lọc rửa (c,d)(cỏc chỉ số 10x40x5,6
Để kiểm tra ảnh hưởng của từ trường lờn cỏc tế bào ung thư chỳng tụi đó đặt mẫu tế bào ung thư mà khụng cú hạt từ vào từ trường cú cường độ 80 Oe
Hỡnh 4. 12.Ảnh hiển vi quang học truyền qua của cỏc tế bào ung thư :
khụng đốt (trỏi), sau khi đốt 75 phỳt trong từ trường xoay chiều (phải).
ĐPĐ: 10x40x5,6 ĐPĐ: 10x40x5,6
ĐPĐ: 10x40x11,2 ĐPĐ: 10x40x11,2
và tần số 184 kHz trong 72 giờ. Kết quả cho thấy tế bào vẫn phỏt triển bỡnh thường, từ trường khụng gõy hại, do đú cú thể khẳng định rằng ở từ trường thấp khụng gõy hại cho cỏc tế bào ung thư cũng như cỏc tế bào sống.
Hỡnh 4.13 trỡnh bày tỷ lệ cỏc tế bào ung thư bị chết sau khi đốt theo cỏc thời gian đốt khỏc nhau. Tỷ lệ tế bào bị chết càng cao khi thời gian đốt càng dài.Trong khoảng 100 phỳt đốt liờn tục cỏc tế bào hoàn toàn bị chết. Bờn cạnh đú, sau khi ngừng đốt thỡ cỏc tế bào ung thư tiếp tục bị chết do chỳng đó bị nhiệt độ làm suy yếu. Như vậy, cỏc tế bào ung thư đó bị tiờu diệt bởi nhiệt độ do hạt nano Fe3O4 tạo ra trong từ trường xoay chiều. Ở thớ nghiệm này với một lượng hạt từ rất nhỏ chỉ 0.03 ng/tế bào đó thu được hiệu ứng nhiệt trị đủ để tiờu diệt tế bào ung thư. Đõy là một kết quả bước đầu để chỳng tụi phỏt triển thử nghiệm đốt từ nhiệt với cỏc khối u được nuụi cấy trờn chuột
4.2. Chất lỏng từ nền hạt nano Fe3O4 bọc chitosan, chitosan biến tớnh và khả năng ứng dụng trong y sinh