Kim cương nano nhỏ hơn nhiều so với kim cương thông thường, chỉ có đường kính 4-5 nano mét (1 nano m = 1 phần triệu mm), có hình dáng như những quả bóng đá nhỏ và là sản phẩm thứ phẩm của mỏ và quá trình tinh chế. Trong một nghiên cứu gần đây, chúng tỏ ra có các đặc tính điều trị ung thư tiềm năng, và có thể được sử dụng trong cấy ghép nha khoa.
Gần đây, các
nhà khoa học còn tìm ra một đặc tính khác của những viên kim cương siêu nhỏ này: đó là cảm ứng
sinh học và tác nhân
phân phối thuốc có thể thẩm thấu
tế bào mà không gây hại cho tế bào.
Nghiên cứu trên sử dụng các phần tử kim cương nano huỳnh quang (NDP),
vật liệu phù hợp trong máy dò khả năng cảm ứng phân tử sinh học từ protein cho đến ADN, Milos Nesladek, điều phối viên của nhóm nghiên cứu, một nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu Vật liệu, Imec, Bỉ cho biết. Một máy dò như thế được đặt trong tế bào, có thể phát hiện và tập hợp thông tin về các quá trình sinh học ở cấp độ nano, đặc biệt quan trọng trong phát hiện các thay đổi tiền ung thư. NDP có độ tương thích sinh học cao và có khả năng lưu trú bên trong tế bào trong một thời gian dài mà không làm thay đổi cấu trúc tế bào. Chúng mang tính không xâm lấn, nghĩa là chúng có thể xâm nhập màng tế bào mà không làm tổn hại đến các chức năng tế bào.
 Các nhà khoa học đã tìm thấy công dụng nữa của kim cương nano như một cảm ứng sinh học để phát hiện ung thư và chuyển đổi các thành phần tế bào. |
Tầm quan trọng của NDP, được nhấn mạnh trong nghiên cứu này, nằm ở khả năng phát hiện các thay đổi tiền ung thư cũng như điều chỉnh sửa chữa lại các thay đổi này. Các phân tử sinh học có thể gắn với bề mặt NDP, và có thể được mang vào bên trong tế bào để đo và thay đổi các thành phần sinh học bên trong tế bào. Dạng phân phối thuốc này cho phép “giải phóng thuốc trong tế bào với các chi tiết không thể sánh kịp”, Fedor Jelezko, giám đốc Viện Thị giác Lượng tử tại Đại học Ulm, Đức cho biết.
Đây là lần đầu tiên các nhà khoa học đã thử nghiệm tính hiệu quả của kim cương nano trong ứng dụng phân phối thuốc tới tế bào. Nhóm Vật liệu Nano Drexel đã gọi sức mạnh kim cương nano như “một trong những vật liệu nano carbon hứa hẹn nhất trong phân phối thuốc tới tế bào…Chúng mang lại một bề mặt lớn có thể tiếp cận và một quy trình hoá học có thể thiết kế, các đặc tính quang học, nhiệt học và cơ học độc đáo, và không gây độc”.
Năm 2011, một phó giáo sư công nghệ sinh học y khoa tại Đại học Northwestern đã hoàn thành một nghiên cứu cho thấy kim cương nano hiệu quả trong việc chống lại các căn bệnh ung thư khó điều trị. Dean Ho và nhóm nghiên cứu đã bọc một lượng thuốc hoá trị có thể gây chết người bằng kim cương nano, và áp dụng cho các khối u trên chuột. Khối u giảm đi đáng kể , tăng tỷ lệ sống sót, và không hề có bất kể tác dụng độc tính nào trên mô.
Mặc dù công trình nghiên cứu tỏ ra rất hứa hẹn, nhiều nhà khoa học lo ngại về loại truyền thuốc này có thể không hoàn toàn hiệu quả ở con người. “Mặc dầu có vô số thí nghiệm mang tính thuyết phục rằng nano kim cương có thể mang thuốc chống ung thư tích cực trong tế bào nuôi cấy và thậm chí ở chuột, có thể sẽ không được sử dụng trên người vì kim cương “trơ” tới mức không thể bị phân huỷ và do đó không thể dễ dàng bị đào thải bởi cơ thể”, Cachan Francois Treussart, một nhà vật lý tại ENS, Pháp nói.
Các nhà nghiên cứu thuộc dự án Dinamo do EU tài trợ, sẽ tiếp tục thử nghiệm các máy dò NDP. Mặc dầu họ chủ yếu nghiên cứu phương pháp trong điều trị ung thư vú và ung thư ruột, họ hy vọng có thể áp dụng cho nhiều loại ung thư khác, cũng như tiềm năng phát hiện tế bào gốc ung thư.
Nguyễn Vân (theo Medical Daily)