Đề tài Công nghệ nano tế bào

 nano. Phần 3: Ứng dụng* Công nghệ nano tế bào với phương pháp điều trị ung thư Sáng kiến Công nghệ nano Quốc gia của Mỹ đã nhận định rằng CNNN có tiềm năng rất lớn trong việc điều trị bệnh ung thư. Theo Sáng kiến này, “Tới năm 2015, khả năng chẩn đoán sớm và chữa trị những khối u mới xuất hiện sẽ góp phần loại trừ hoàn toàn số người chết và mắc căn bệnh hiểm nghèo này Phần 3: Ứng dụng-*Cấy ghép và bộ phận giả Một số vật liệu nano ví dụ như các ceramic tinh thể nano có những tính chất như độ cứng, chống hao mòn và tương thích sinh học, sẽ làm cho chúng trở thành những vật liệu lý tưởng để làm các mô cấy. Sự phát triển của các hệ thống nano điện tử có mật độ các máy dò lớn và khả năng xử lý dữ liệu cao có thể giúp các nhà khoa học tạo ra một võng mạc nhân tạo hoặc ốc tai nhân tạo. Tương tự như vậy, việc sử dụng các linh kiện điện tử nano sẽ cho phép nghiên cứu quá trình xử lý của dây thần kinh sinh học với độ phân giải cao hơn. Các nhà khoa học đã phát triển dây thần kinh của động vật gặm nhấm trên các bề mặt được chế tạo cỡ nano để hình thành nên những mạng lưới dây thần kinh sơ đẳng, nhờ đó họ có thể đo được tín hiệu điện phát ra. Bằng cách gửi và nhận các xung điện từ hệ thống đó, các nhà khoa học có thể hiểu được các dây thần kinh tạo nên trí nhớ qua những phản ứng của chúng với các mô hình tác nhân kích thích khác nhau như thế nào Phần 3: Ứng dụngBằng cách gửi và nhận các xung điện từ hệ thống đó, các nhà khoa học có thể hiểu được các dây thần kinh tạo nên trí nhớ qua những phản ứng của chúng với các mô hình tác nhân kích thích khác nhau như thế nào. Hy vọng rằng các kết quả nghiên cứu sẽ giúp cho những người bị thương tổn thị giác có thể phục hồi lại khả năng nhìn, hoặc phục hồi lại chức năng của cơ cho những bệnh nhân mắc bệnh Parkinson. *Phẫu thuật nano cho tế bào sống Các nhà nghiên cứu Nhật Bản vừa sáng chế ra một loại kim tí hon, có khả năng phẫu thuật ngay trên tế bào sống mà không làm tổn hại tế bào. Thiết bị này sẽ giúp đỡ các nhà sinh học rất nhiều trong công cuộc tìm kiếm liệu pháp gien và phát triển những loại thuốc mới Tế bào gan vẫn khỏe mạnh sau khi tiến hành phẫu thuật. Đối với công nghệ hiện nay, dùng ống dẫn cực nhỏ để lấy vật chất ra khỏi trứng thụ tinh đã trở thành "chuyện thường ngày ở huyện." Tuy nhiên, các ống dẫn tí hon này lại khá "lóng ngóng" và rất khó điều khiển chính xác để không làm tổn hại đến tế bào. Và khi áp qua vách tế bào, chúng thường biến dạng mạnh đến mức làm chết cả tế bào.*Phẫu thuật nano cho tế bào sống Tế bào gan vẫn khỏe mạnh sau khi tiến hành phẫu thuật. Theo Ian Hall, nhà nghiên cứu y khoa phân tử tại ĐH Nottingham, công cụ này sẽ đặc biệt có ích cho việc nghiên cứu tế bào người trong những căn bệnh như hen suyễn hoặc xơ nang. Do các tế bào nói trên thường xuyên thiếu hụt, phương pháp theo dõi thành phần hóa học của một tế bào mang bệnh như thế sẽ đóng vai trò hết sức quan trọng. "Vấn đề hàng đầu của tôi là thiếu hụt tế bào", ông nói.*Tế bào nano tiêu diệt tế bào ung thưCác nhà khoa học đã phát triển thành công một tế bào nano có công dụng chui vào trong tế bào ung thư, cắt hết các mạch máu nuôi tế bào (đồng thời có khả năng ngăn không cho nó phát triển lại) rồi "kích hoạt một quả bom" chứa chất độc giết chết tế bào ung thư.Các nhà khoa học gọi đây là liệu pháp "hành động kép" và so với các phương pháp điều trị ung thư khác thì liệu pháp này ít ảnh hưởng các tế bào lành lặn nhất. Hạt nanoTrước đây, khó khăn của các nhà khoa học là họ chỉ được phép chọn một trong 2, hoặc là dùng hóa trị hoặc là cắt các mạch máu nuôi tế bào ung thư vì một khi đã cắt các mạch máu thì không còn "phương tiện" đưa hóa chất vào tế bào ung thư. Nhưng công nghệ nano đã giải quyết được vấn đề này, cho phép liệu pháp "hành động kép" ra đời.Hạt nano*Tế bào nano tiêu diệt tế bào ung thưTế bào nano được cấu trúc theo dạng một bong bóng lồng vào một bong bóng lớn hơn với kích thước nhỏ hơn mạch máu tế bào khối u và lớn hơn mạch máu tế bào thường. Bề mặt bong bóng bên ngoài có chứa các hóa chất giúp hệ miễn dịch không đào thải và ở quả bóng bên trong là hóa chất giết chết tế bào ung thư. Hạt nano*Tế bào nano tiêu diệt tế bào ung thưPhương pháp này đã được thử nghiệm trên chuột, kết quả cho thấy nó đã hoạt động rất an toàn và hiệu quả đối với các khối u ác tính và một dạng ung thư phổi. Điều này cho thấy các nhà khoa học phải thay đổi cấu trúc tế bào nano để phù hợp với từng loại ung thư.Trong thí nghiệm, 8/10 chuột được điều trị liệu pháp này có thể sống hơn 65 ngày trong khi đó những chuột được điều trị bằng những phương pháp chống ung thư tốt nhất chỉ sống 30 ngày, còn chuột không được điều trị thì chết sau 20 ngày. Hạt nano*Tế bào nano tiêu diệt tế bào ung thư*“Ống nano” đưa thuốc đến tế bàoTrong một nỗ lực nhằm nâng cao hiệu quả của việc truyền thuốc thuốc đến nơi cần đến, các nhà khoa học Ý và Pháp đã nghiên cứu và thử nghiệm thành công kỹ thuật dùng các ống nano carbon để tiêm thuốc vào các tế bào. “Ống nano” của các nhà khoa học Ý và Pháp với kích thước cực nhỏ có thể đưa thuốc đi xuyên qua màng tế bào mà không gây hại cho tế bào “Ống nano” đưa thuốc đến tế bàoỐng nano này có kích thước cực nhỏ với chiều dài và chiều rộng được làm từ nhiều lớp nguyên tử carbon sắp xếp thành phiến như than chì. “Chúng có thể xuyên qua màng tế bào như những cây kim bé xíu mà không gây hại cho tế bào”, Alberto Bianco thuộc Viện nghiên cứu de Biologie Moleculaire et Cellulaire tại Strasbourg, France, Pháp cho biết “Ống nano” của các nhà khoa học Ý và Pháp với kích thước cực nhỏ có thể đưa thuốc đi xuyên qua màng tế bào mà không gây hại cho tế bào *“Ống nano” đưa thuốc đến tế bàoNếu các protein hay các axit nucleic bám vào ống nano này, chúng cũng có thể đi qua màng tế bào. Bianco và các đồng nghiệp của mình muốn sử dụng các ống nano này để đưa một lượng rất nhỏ các phân tử dược phẩm như kháng sinh hoặc thuốc điều trị ung thư trực tiếp vào tế bào, từ đó nâng cao hiệu quả tiêu diệt các tế bào gây bệnh và nâng cao hiệu quả điều trị. “Ống nano” của các nhà khoa học Ý và Pháp với kích thước cực nhỏ có thể đưa thuốc đi xuyên qua màng tế bào mà không gây hại cho tế bào *“Ống nano” đưa thuốc đến tế bàoCác nhà khoa học cũng muốn nghiên cứu chế tạo để ống nano này có khả năng đưa 2 chất khác nhau vào các ống nano, điều này sẽ giúp thực hiện các liệu pháp điều trị kết hợp hoặc để nghiên cứu và tìm ra một loại thuốc mới nào đó. T.VY (Theo HealthDay)“Ống nano” của các nhà khoa học Ý và Pháp với kích thước cực nhỏ có thể đưa thuốc đi xuyên qua màng tế bào mà không gây hại cho tế bào *Ghép nối vật liệu nano với tế bào thần kinh Hiện nay, các hạt nano đã bắt đầu được sử dụng trong hàng loạt lĩnh vực y sinh như chụp ảnh, cảm biến, thăm dò, phân tích ADN và điều trị ung thư. Gần đây, các nhà khoa học bắt đầu chú ý đến khả năng ghép nối các vật liệu nano (ví dụ như ống nano, dây nano) với các neuron thần kinh. Mới đây, Nicholas Kotov (Đại học Michigan) cùng các đồng nghiệp Đại học Y khoa Texas, Galveston (UTMB) lần đầu tiên đã ghép nối thành công màng mỏng các hạt nano quang điện với một tế bào thần kinh. *Ghép nối vật liệu nano với tế bào thần kinh Các nhà nghiên cứu trước đó đã cho ánh sáng truyền qua các tế bào thần kinh sử dụng silic nhưng các vật liệu nano lại cho khả năng hoạt tính mạnh hơn và tạo ra sự kém ổn định, "Chúng ta hoàn toàn có thể điều chỉnh các đặc trưng điện của màng hạt nano để tạo ra các thuộc tính như là nhạy màu sắc, và các kích thích khác nhau, là những tính chất mà bạn mong muốn nếu bạn muốn tạo ra các võng mạc nhân tạo, một trong những mục tiêu lớn nhất của đề tài này" - Todd Pappas, tác giả chính, phát biểu - "Bạn không thể làm được thế với silic. Ngoài ra, silic là một vật liệu khối - các linh kiện Si ít có tính tương thích kích thước với các tế bào". *Ghép nối vật liệu nano với tế bào thần kinh Các nhà nghiên cứu nói rằng mặc dù một võng mạc nhân tạo trên thực tế vẫn còn là một lĩnh vực ứng dụng xa vời, nhưng kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác ít phức tạp hơn. Những ứng dụng đó bao gồm các cách để kết nối với chân tay nhân tạo và các bộ phận giả, các công cụ mới cho chụp ảnh và chẩn đoán. "Điều tuyệt vời trong thành tựu này là các vật liệu này có thể được kích hoạt từ xa mà không cần dùng một sợi dây kết nối nào. Tất cả những gì bạn cần phải làm là làm sao đưa ánh sáng đến vật liệu" - Massould Motamedi, Giám đốc Trung tâm Kỹ thuật Y sinh (UTMB), đồng tác giả của công trình cho biết - "Tôi cảm thấy là càng ngày các công cụ nano sẽ càng đưa đến cho các lĩnh vực y tế và sinh học nhiều ứng dụng mới, mà thậm chí khó mà tưởng tượng được". *Công nghệ nano thực hiện bước đột phá trong nghiên cứu thực vậtCông trình nghiên cứu của các nhà khoa học trường đại học bang Iowa sử dụng các cấu trúc nano Silic (mesoporous silica nanoparticles – MSNs – vi hạt silica) để đưa DNA plasmid cùng chất điều hòa một cách có kiểm soát vào tế bào thực vật được xem là một công trình có tính đột phá Hãy tưởng tượng tế bào thực vật với các bào quan của nó như một nhà máy khổng lồ, DNA plasmid được chở vào bằng xe tải có hẳn một bồn chứa các chất kích hoạt sự biểu hiện của gene trên plasmid. Khi đã vào trong nhà máy, người tài xế sẽ mở khóa để giải phóng plasmid và mở một chiếc khóa khác để giải phóng chất điều hòa ra khỏi bồn chứa Thật xa vời nhưng các nhà khoa học đã và đang dần biến điều đó thành hiện thực.Đầu tháng 5 vừa qua, Francois Torney , Brian Trewyn và cộng sự đã mô tả quá trình chuyển gene ở thực vật sử dụng các hạt nano silica để đưa DNA vào tế bào. Đồng thời sử dụng các cấu trúc nano để vận chuyển và phóng thích các phân tử chất cảm ứng trong tế bào một cách có kiểm soát.*Công nghệ nano thực hiện bước đột phá trong nghiên cứu thực vật*Công nghệ nano thực hiện bước đột phá trong nghiên cứu thực vậtCông trình nghiên cứu của các nhà khoa học trường đại học bang Iowa sử dụng các cấu trúc nano Silic (mesoporous silica nanoparticles – MSNs – vi hạt silica) để đưa DNA plasmid cùng chất điều hòa một cách có kiểm soát vào tế bào thực vật được xem là một công trình có tính đột phá