GS Mai Thanh và cộng sự tại Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội (USTH), Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, tạo ra vật liệu composite mới từ các hạt nano oxit sắt siêu thuận từ (SPIONs) và hydroxyapatit (HAp). Nhờ khả năng tăng nhiệt từ tính và dẫn thuốc được, vật liệu khi mang thuốc chống ung thư 5-FU có thể tiêu diệt các tế bào ung thư bàng quang.

GS.TS Đinh Thị Mai Thanh nghiên cứu tại phòng thí nghiệm.

Vật liệu được gọi là "lai siêu thuận từ" gồm lõi SPIONs và bao bọc bởi HAp với các lỗ xốp được mang thuốc bằng phương pháp hấp phụ. Chúng được sử dụng như vật liệu nền để cố định các loại thuốc chống ung thư sẽ được giải phóng cục bộ. Khi kết hợp với đồng (Cu) và 5-FU rồi đưa vào cơ thể, dưới tác dụng của từ trường ngoài, các hạt nano SPIONs sẽ tăng nhiệt từ tính, vật liệu nhả thuốc điều trị và tiêu diệt tế bào ung thư.

Thành công của nghiên cứu ở chỗ chứng minh được tác dụng hiệp đồng của kỹ thuật tăng thân nhiệt từ tính, kết hợp với các tác nhân chống ung thư trong việc phá hủy các tế bào ung thư. Sự kết hợp của SPIONs với các tác nhân chống ung thư mang lại hiệu quả hiệp lực lớn hơn trên các tế bào ung thư thay vì chỉ điều trị hóa trị. Vật liệu có tác dụng tiêu diệt tế bào ung thư lên tới 75%. 

Vật liệu lai siêu thuận từ là thành công nối dài trong hành trình nghiên cứu công nghệ mới tiên tiến để tìm ra vật liệu mới ứng dụng trong y khoa của GS Đinh Thị Mai Thanh. Ngay từ năm 2010, nhóm theo đuổi nghiên cứu tạo ra vật liệu trên nền vật liệu y sinh truyền thống với ưu điểm có khả năng tương thích sinh học HAp, dạng bột dùng làm thực phẩm bổ sung canxi, dạng màng HAp phủ trên các hợp kim y sinh làm nẹp vít và tạo composite với poly axit lactic (PLA) để làm nẹp tự tiêu. Đến năm 2020, ý tưởng về tạo composite bằng việc kết hợp HAp và nano oxit siêu thuận từ SPIONs nảy ra trong quá trình nghiên cứu và trao đổi với các đối tác Ba Lan.

Đầu tiên, nhóm nghiên cứu tổng hợp hạt nano siêu thuận từ, sau đó tổng hợp HAp bao bọc lên SPION rồi đem hấp phụ thuốc ung thư. Nhược điểm của nano oxit sắt siêu thuận từ là dễ bị kết tụ, khó đi vào cơ thể, nhưng khi kết hợp với HAp để tạo composite lại có khả năng dẫn truyền tốt hơn. Sau đó họ thực hiện thử nghiệm trên tế bào bằng phương pháp xét nghiệm đo màu, kiểm tra khả năng nhả thuốc, tỉ lệ tế bào sống và chết. Kết quả cho thấy tỷ lệ tiêu diệt tế bào ung thư đạt tới 75% sau 2.000 giây dưới tác dụng của từ trường ngoài với nhiệt độ tăng lên 45 độ C. Các hạt nano SPIONs được ứng dụng trong điều trị ngay cả đối với các tế bào khối u kháng hóa trị và kháng xạ.

Hiện nhóm nghiên cứu tiếp tục phối hợp với Ba Lan để thực hiện nghiên cứu sâu trên động vật, thử trên dòng thuốc điều trị các loại ung thư khác như ung thư buồng trứng, ung thư gan theo cơ chế này.

Hiện nay, các nghiên cứu điều trị ung thư tại Việt Nam vẫn còn nhiều khó khăn do quy trình rất nghiêm ngặt trong nghiên cứu từ thử nghiệm trên động vật, lâm sàng, rồi trên người và qua hội đồng y đức sản phẩm mới có thể đưa vào sử dụng. Đây là rào cản lớn và đầy khó khăn cho các nhà khoa học nghiên cứu theo hướng ứng dụng y sinh, chưa kể chi phí ở các giai đoạn sau khá đắt đỏ, đặc biệt là chi phí thử nghiệm trên động vật và người. Với chuyên môn về hóa học, GS Mai Thanh có nhiều năm theo đuổi các nghiên cứu về vật liệu mới. Trước đây, các nghiên cứu của bà xoay quanh chế tạo điện cực chì dioxit trên nền kim loại titan ứng dụng làm cực dương trong ắc quy chì dùng trong xe máy, ôtô. Từ năm 2010, bà tập trung phát triển vật liệu ứng dụng trong y sinh HAp, gồm chế tạo bột, màng và composite, bên cạnh đó vật liệu HAp dạng bột còn ứng dụng trong xử lý môi trường như nước thải từ các bãi rác chứa rác thải điện tử, thu hồi ion kim loại, nhất kim loại đất hiếm.

Hình ảnh vật liệu mới tổng hợp ở các dạng rắn (hình a), dạng huyền phù (hình b), hình ảnh kính hiển vi điện tử quét SEM của vật liệu (hình c) và ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua TEM của vật liệu (hình d).

Nói về hành trình nghiên cứu, nữ giáo sư cho hay, các định hướng chuyên môn được hình thành và phát triển trong quá trình làm nghiên cứu và trao đổi với các đối tác, đồng thời phù hợp với vấn đề đặt ra của Việt Nam. Việc đưa sản phẩm nghiên cứu từ cơ bản sang ứng dụng có khi mất cả cuộc đời vì vậy trước tiên phải phát triển tốt các nghiên cứu cơ bản để định hướng tạo cơ sở tiến tới ứng dụng.

P.T.T (tổng hợp)