Tải bản đầy đủ - 0trang
3



Ứng dụng trong y học

Trong thập kỉ qua, CNTs được nghiên cứu trong phương pháp điều trị do nó có thể

xâm nhập vào các tế bào mà không gây độc cho tế bào. CNTs cho phép tải một lượng lớn

trọng tải dọc theo chiều dài của ống mà không gây ảnh hưởng đến khả năng chuyển động

và thâm nhập của nó. Với tải trọng thích hợp, CNTs có thể thực hiện phương pháp điều trị

đa chức năng, bao gồm cả các loại thuốc, các gen và nhắm mục tiêu phân tử, thành tế bào

để phát huy tác dụng đa hóa trị.

Trong những năm gần đây, CNTs đã được sử dụng thành công trong kỹ thuật mô và

tế bào gốc ứng dụng dựa trên điều trị, bao gồm liệu pháp cơ tim, hình thành xương, cơ và

tái tạo tế bào thần kinh. Hơn nữa, do tính chất quang học riêng biệt nên CNTs được ứng

dụng trong việc phát hiện sinh học và hình ảnh. Vì vậy nên CNTs có rất nhiều ứng dụng

quan trọng trong y sinh học cũng như lĩnh vực phân phối thuốc, chuyển gen, liệu pháp tế

bào gốc, liệu pháp nhiệt, phát hiện sinh học và hình ảnh.



a) Ứng dụng trong phân phối thuốc hóa trị liệu

Ung thư là một trong những nguyên nhân phổ biến gây tử vong trên toàn thế giới.

Ngoài các phẩu thuật cắt bỏ khối u thì hóa trị là một phương pháp điều trị thường được sử

dụng đối với bênh ung thư. Tuy nhiên, hiệu quả của các loại thuốc hóa trị thường bị hạn chế

bởi độc tính đối với các mơ khác trong cơ thể. Bởi vì hầu hết các thuốc hóa trị liệu không

cụ thể tiêu diệt tế bào ung thư mà tiêu diệt tất cả các tế bào phân chia nhanh chóng. Các hạt

nano đã được áp dụng để phân phối thuốc và cho thấy sự cải thiện của hiệu quả thuốc, giảm

độc tính đối với các mơ khác trong cơ thể. Các thuộc tính của CNTs có lợi cho việc phân

phối thuốc trị ung thư như các hạt nano khác, kích thước của CNTs được chức năng hóa là

thích hợp hơn cho việc tích tụ trong phân tử mục tiêu. Các cấu trúc vòng benzene của CNTs

có thể sử dụng để tải các loại thuốc có cấu trúc vùng benzene như doxorubicin (DOX),

epirubicin (EPI), và daunorubicin (DAU)…

Hạt nano và ống nano carbon là hai loại vật liệu được nghiên cứu nhiều nhất, được

dùng làm mặt nền (platform) tải thuốc và được chức năng hóa với những nhóm chức thích

hợp để cảm nhận độ pH, nhiệt và kích thích sự nhã thuốc khi gặp mục tiêu. Chúng giống



31



như những chiếc tàu ngâm tí hon được bơm vào mạch máu, len lõi vào các tế bào bệnh

nhưng không gây ảnh hưởng đến tế bào bình thường. Ống nano carbon được xem như cây

kim đi xuyên qua tế bào mục tiêu và sau đó được kích hoạt nhã thuốc. Hiện nay, hạt sinh

học lyposome chính thức được dùng để tải thuốc trị ung thư doxorubicin. Nhưng lyposome

chỉ có thể tải 8 – 10 wt% thuốc trong khi ống nano carbon có thể tải đến 60 wt%. Ngoài ra,

thuốc được đưa tải bằng ống nano carbon có thể được phóng thích dễ dàng qua sự kích hoạt

của tia cận hồng ngoại.

Dù có nhiều ưu điểm hơn lyposome, ống nano carbon vẫn chưa hội tụ đủ điều kiện

cần thiết để đưa vào cơ thể con người. Thứ nhất, khi ống nano carbon đi vào cơ thể thì nó

phải có sự tương thích sinh học, khơng gây độc tính và dị ứng đối với cơ thể. Thứ hai, sau

khí hồn thành việc tải và nhả thuốc thì ống nano carbon phải tự phân hủy, và những chất

phẩn hủy không phải là độc tố và cần được thải ra ngoài. Ống carbon nano chưa thỏa mãn

điều kiện này. Nhưng đã có một số cơng trình được thực hiện nhầm thay đổi bề mặt của ống

nano carbon để gia tăng tương thích và tự phân hủy. Một cơng trình nổi bật là gắn nhóm

chức lên trên ống nano carbon và qua nhóm chức phản ứng phân hủy xảy ra dưới sự chi

phối của các enzyme trong cơ thể.

b) Ứng dụng trong việc tiêu huỷ nhiệt các khối u

Khi tiếp tục hấp thụ năng lượng trong khi vực cận hồng ngoại (NIR), SWCNTs phát

ra nhiệt. Sự gia nhiệt liên tục dẫn đến giết chết các tế bào, SWCNTs đã được thiết kế với

các phân tử nhận dạng khối u. Trong điều kiện bức xạ NIR, các tế bào ung thư đã bị giết

bởi sự cắt bỏ bằng nhiệt. Các hiệu hứng cắt đốt nhiệt có thể kết hợp với các liệu pháp khác.

Tế bào gốc ung thư không thể kiểm soát bằng phương thức điều trị chuẩn như hóa

trị, xạ trị và có xu hướng tồn tại sau điều trị. Phương pháp điều trị ung thư dựa trên nhiệt

đang dần ngày àng trở thành một sự thay thế tiềm nawngcho các phương pháp khác. Kết

hợp với các liệu pháp sử dụng CNTs tăng thân nhiệt như vậy có thể tăng thêm hiệu quả của

nó bằng cách đồng thời loại bỏ các tế bảo gốc và các tế bào ung thư với số lượng lớn. Sự

dẫn nhiệt và hấp thụ mạch bức xạ điện tử của CNTs tạo ra một lượng nhiệt đáng kể khi

khích thích bằng ánh sáng cận hồng ngoại mà không ảnh hưởng đến các hệ thống sinh học

bao gồm cả da. Như một hiệu ứng quang nhiệt có thể sử dụng để tạo ra các tế bào chết nhiệt



32



một cách không xâm lấn. Như vậy nếu CNTs có thể được cục bộ hóa các khối u, chúng có

thể được kích thích bởi bức xạ hồng ngoại.

VIII.



KẾT LUẬN

Carbon nanotubes là một vật liệu có nhiều tính chất đặc biệt và vượt trội hơn hẳn so

với những vật liệu khác: độ dẫn điện thay đổi theo cấu trúc của ống, có thể dẫn nhiệt tốt

như kim loại hay cũng có thể là bán dẫn, nhẹ hơn thép 6 lần, nhưng lại bền hơn 100 lần,

chịu nhiệt độ cao rất tốt, độ dẫn nhiệt cao. Vì vậy nên carbon nanotubes được ứng dụng

trong nhiều lĩnh vực khác nhau như trong y học, môi trường, công nghiệp điện tử, và cơng

nghiệp năng lượng.

Có rất nhiều phương pháp chế tạo vật liệu carbon nanotubes, tùy theo mục đích sử

dụng và điều kiện công nghệ mà ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phù hợp.

Ngày nay, người ta thường sử dụng phương pháp lắng đọng pha hơi hóa học (CVD)

vì phương pháp này có thể chế tạo được CNTs thẳng hàng, đồng đều, Ngồi ra còn có thể

điều khiển các kích thước và vị trí ống.

Tuy có rất nhiều ưu điểm nổi bật nhưng q trình thương mại hóa sản xuất vật liệu

này còn gặp nhiều khó khăn, do giá thành cao, nhưng vẫn là vật liệu có tiềm năng phát triển

lớn trong tương lai.



33



IX.



TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Đặng Thu Hà (2007), “Nghiên cứu cơng nghệ chế tạo và các tính chất của vật liệu

ống nano cácbon định hướng”, Luận văn Thạc sĩ Vật lý, Viện Khoa học và Công nghệ

Việt nam.

2. Nguyễn Bá Thăng (2012), “Nghiên cứu công nghệ và các điều kiện chế tạo ống nano

cacbon đơn tường định hướng, siêu dài sử dụng ethanol trên đế Si”, Luận văn Thạc sĩ

vật lý, Trường Đại học Công nghiệp - Đại học Quốc gia Hà Nội.

3. Vũ Đình Cự, Nguyễn Xuân Chánh (2005), “Công nghệ nanô điều khiển đến từng

phân tử nguyên tử”, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, tr. 124-138

4. Quách Duy Trường, “Ống nano carbon: chế tạo, tính chất và ứng dụng”

5. M. Wilsonetal “Nanotechnology: Basic Science and Emerging Technologies”,

Chapman and Hall (2006) ISBN 1-58488-339-1.

6. P. F. Harris “Carbon Nanotubes and Related Structures: New Materials for the

Twenty-first Century”, Cambridge University Press (1999) ISBN 0-521-55446-2

7. “Synthetic Metals” J. Hone, M. Whitney, A. Zettle (1999), 103, 2498

8. M. S. Dresselhaus et al “The Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes: Their

Properties and Applications, Academic Press (1996) ISBN 0-12221-820-5

9. G. Andre, K. S. Novoselov, ‘The rise of graphene’, 2007 Nature Materials pp. 183191.



34