Ứng dụng của công nghệ nano trong việc điều trị một số bệnh thường gặp

Công nghệ nano đã được nghiên cứu hàng chục năm nay và hiện đang được áp dụng vào trong y học với hi vọng sẽ mang đến những hi vọng mới trong việc bảo vệ sức khỏe con người.

Điều trị ung thư

Ở cấp độ tế bào, các mô ung thư thường có đặc điểm khác với các mô bình thường. Nhiều tế bào ung thư thay đổi cấu tạo hóa học ở bề mặt và chính điều này khiến cho việc xác định những tế bào này trở nên dễ dàng hơn. Tuy nhiên, hầu hết các tế bào ung thư phát triển nhanh và thay đổi hình dạng so với ban đầu, mỗi tế bào này đều liên quan tới một loại đột biến khác nhau thường gây ra sự khác biệt ở cấu tạo hóa học bên trong tế bào. Hệ miễn dịch thường tận dụng các dấu ấn bề mặt để tiêu diệt các tế bào ung thư, nhưng điều này vẫn chưa đủ để loại bỏ hoàn toàn các tế bào ung thư. Những nano robot thường có một số lợi thế nhất định, thứ nhất là chúng có thể đi vào sâu bên trong các tế bào và quét các hóa chất bên trong, thứ hai là chúng có thể tính được do được tích hợp máy tính bo mạch, thứ ba là nano robot có thể được lập trình và sử dụng sau khi ung thư được chẩn đoán, trái lại hệ miễn dịch thường chỉ cho biết liệu ung thư có tồn tại hay không.

Nano robot có thể quét từng tế bào trên cơ thể để kiểm tra xem đó có phải tế bào ung thư hay không và phân tích kỹ lưỡng những tế bào khả nghi, nếu ung thư được phát hiện, chúng có thể loại bỏ ngay lập tức. Những công cụ có kích thước phân tử này được thiết kế để phát hiện và tiêu diệt các tế bào ung thư. Thiết bị này cũng được tích hợp vi tính có khả năng phát hiện một nhóm phân tử khả nghi ở những nơi khó phát hiện và tiết ra một loại chất độc có thể nhắm vào và tiêu diệt một số tế bào ung thư.

Ngăn chặn tổn thương não ở bệnh nhân bị thoái hóa thần kinh

Não là bộ phận duy nhất trên cơ thể có chức năng lưu trữ thông tin, không thể thay thế hoặc phục hồi được một khi bị tổn thương. Thông tin lưu trữ trong não cần phải được bảo vệ bằng cách tránh các tổn thương và tai nạn để tránh gây tổn thương tới những nơ ron thần kinh chưa đủ già. Đồ uống có cồn, đột quỵ và bệnh Alzheimer có thể khiến cho các nơ ron thần kinh bị chết.

Nơ ron thần kinh cũng như các tế bào khác bị tổn thương thường đi vào quá trình chết rụng (apoptosis), như đã đề cập ở trên, điều này có thể được ngăn chặn bằng cơ chế hóa học, các nơ ron thần kinh có thể được ổn định hóa cho đến khi vấn đề được giải quyết hay tổn thương được sửa chữa, điều này cho thấy các tế bào não luôn luôn được làm mới và quá trình chết rụng nơ ron thần kinh diễn ra là hoàn toàn bình thường.

Thiếu hóc môn

Lão hóa đi kèm với việc thay đổi lượng hóc môn thường diễn ra trong kỳ mãn kinh do cơ thể ít sản xuất ra estrogen. Điều trị chống lão hóa ở cấp độ tế bào có thể giúp hồi phục khả năng sản xuất những loại hóc môn thường xuất hiện ở tuổi già. Tuy nhiên, điều này vẫn không đủ để đưa cơ thể về trạng thái như lúc đầu, những tuyến nhân tạo có thể được tạo ra để duy trì lượng hóc môn như mong muốn. Thực tế hóc môn đến từ nhiều nguồn khác nhau – đôi khi cơ thể không thể tự tạo ra.

Điều trị bệnh viêm nhiễm

Vi khuẩn, virus và vật ký sinh là những bệnh thường gặp. Thuốc kháng sinh thường rất hiệu quả trong việc chống lại hầu hết các loại vi khuẩn, tuy nhiên vẫn có thể xảy ra tình trạng khó dung nạp thuốc kháng sinh. Do virus không thường hoạt động cho đến khi chúng xâm chiếm các tế bào và miễn kháng với các loại thuốc kháng sinh.

Cải thiện chất lượng cuộc sống sau khi bị tai nạn

Tai nạn, đặc biệt là tai nạn xe cộ là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong ở mọi độ tuổi. Mặc dù tai nạn không phải là bệnh, nhưng tai nạn có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới cơ thể, thậm chí gây tử vong, những tổn thương do tai nạn cũng có thể phòng tránh được giống như một loại bệnh. Hầu hết các vụ tai nạn đều gây ra chấn thương hoặc gây thiếu oxy.

Một nano robot có thể giúp đảm bảo tình trạng sống sót. Nano robot có thể được gắn vào một mô và tăng cường sức mạnh cho mô chống lại các tổn thương và giúp sửa chữa nếu có bất kỳ tổn thương gì từ chấn thương đầu nhẹ cho tới thương nặng ảnh hưởng tới hộp sọ, một thiết bị có kích thước phân tử nano với hình dạng đặc biệt có tác dụng hỗ trợ giảm ảnh hưởng tới não. Những thiết bị khác cũng có thể loại bỏ các chất độc trước khi chúng gây ra các tổn thương hoặc ngăn chặn chất độc không lan rộng ra khắp cơ thể.

Hồng cầu nhân tạo (respirocyte) giúp cơ thể hoạt động bình thường trong một vài phút mà không cần thở hoặc tuần hoàn máu, mang lại nhiều cơ hội hơn để hồi phục chức năng bình thường.

Những ứng dụng chính của công nghệ nano trong y học bao gồm truyền máu nhân tạo, điều trị thiếu máu trước sinh, sau sinh, rối loạn hoạt động ở phổi, bệnh tim mạch, điều trị ung thư, ngăn chặn ngạt khí, ứng dụng trong nhiều môn thể thao, thú y, ngoài mặt trận và nhiều ứng dụng khác. Clottocyte là những tiểu cầu nhân tạo có thể giúp ngăn chảy máu trong vòng 1 giây sau khi bị chấn thương, chỉ làm mất khoảng 0,01% nồng độ máu tiểu cầu tự nhiên. Nói cách khác, nano robot clottocyte có khả năng làm đông máu hiệu quả hơn tiểu cầu tự nhiên gấp 10,000 lần.