Tin tứcTrong nhiều thập kỷ qua, điều trị ung thư luôn là thách thức lớn của y học hiện đại. Các phương pháp phổ biến như hóa trị, xạ trị hay phẫu thuật dù mang lại hiệu quả nhất định nhưng thường gây ra nhiều tác dụng phụ nghiêm trọng, ảnh hưởng lớn đến thể chất và tinh thần người bệnh.
Trước thực tế đó, các nhà khoa học không ngừng tìm kiếm những phương pháp điều trị vừa hiệu quả, vừa nhẹ nhàng, có khả năng nhắm mục tiêu chính xác vào khối u mà không gây tổn thương cho cơ thể.
Mới đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Texas (Mỹ) và Đại học Porto (Bồ Đào Nha) đã phát triển một liệu pháp điều trị ung thư bằng ánh sáng LED cận hồng ngoại với các mảnh nano oxit thiếc (SnOx nanoflakes), để tiêu diệt tế bào ung thư mà không gây hại cho các tế bào khỏe mạnh.
Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học ACS Nano.
Hệ thống đèn LED cận hồng ngoại kích hoạt các hạt nano SnOx làm nóng và vô hiệu hóa các tế bào ung thư. - Ảnh: The Convesation.
Trong nghiên cứu, quy trình này dựa trên một hệ thống LED phổ biến và giá rẻ thay vì các tia laser chuyên dụng. Cách tiếp cận này giúp giảm tổn thương mô xung quanh, mở ra triển vọng về một liệu pháp an toàn và ít xâm lấn hơn so với hóa trị hoặc xạ trị.
Các nhà nghiên cứu đã thiết kế các mảnh oxit thiếc có khả năng hấp thụ hiệu quả ánh sáng cận hồng ngoại – bước sóng có thể xuyên qua mô sinh học một cách an toàn.
Khi được chiếu sáng, các hạt nano này hoạt động như những bộ gia nhiệt siêu nhỏ, tạo ra đủ nhiệt để phá vỡ màng tế bào và protein của tế bào ung thư, khiến chúng chết đi. Tế bào khỏe mạnh hầu như không bị ảnh hưởng do ít nhạy cảm với nhiệt hơn và các hạt nano được định hướng trực tiếp đến các tế bào ác tính.
Quá trình gia nhiệt có mục tiêu này, được gọi là liệu pháp quang nhiệt, hoạt động dựa trên nguyên lý vật lý thay vì hóa học, giúp tránh được nhiều tác dụng phụ thường thấy ở hóa trị.
Trong các thí nghiệm, khi các nhà nghiên cứu kết hợp ánh sáng LED với SnOx nanoflakes, họ phát hiện có đến 92% tế bào ung thư da và 50% tế bào ung thư đại trực tràng bị tiêu diệt chỉ trong 30 phút chiếu sáng, trong khi tế bào da khỏe mạnh hoàn toàn không bị ảnh hưởng.
Chìa khóa của công nghệ nằm ở vật liệu oxit thiếc – một vật liệu ổn định, tương thích sinh học, vốn đã được sử dụng trong lĩnh vực điện tử. Bằng cách chuyển hóa thiếc disulfide (SnS₂) thành oxit thiếc có oxy hóa, nhóm nghiên cứu đã tạo ra cấu trúc hấp thụ ánh sáng cận hồng ngoại hiệu quả hơn.
Quá trình chuyển đổi này giúp nâng cao hiệu suất quang nhiệt, cho phép sản xuất các hạt nano này bằng phương pháp thân thiện với môi trường, không độc hại, tiết kiệm chi phí, phù hợp để mở rộng sản xuất và ứng dụng y học.
Công nghệ này cũng mở ra cơ hội cho các liệu pháp điều trị kết hợp. Liệu pháp quang nhiệt có thể khiến tế bào ung thư dễ bị tổn thương hơn với các phương pháp khác như liệu pháp miễn dịch hoặc thuốc điều trị nhắm đích.
Nhiệt lượng tạo ra từ ánh sáng giúp làm suy yếu tế bào ung thư, khiến màng tế bào dễ thẩm thấu hơn và kích hoạt phản ứng miễn dịch, giúp cơ thể nhận diện và tiêu diệt tế bào ung thư.
Dù vẫn đang trong giai đoạn đầu, các nhà nghiên cứu sẽ tiếp tục hoàn thiện công nghệ và mở rộng ứng dụng. Họ đang khảo sát tác động của các bước sóng và thời gian chiếu sáng khác nhau, đồng thời nghiên cứu khả năng sử dụng các vật liệu tương tự oxit thiếc để tiếp cận sâu hơn tới các mô bị ảnh hưởng bởi ung thư vú hoặc ung thư đại trực tràng.
