Nghiên cứu ứng dụng thành công thuốc có độ tương phản cao, độc tính thấp trong chụp cộng hưởng từ

Thông tin trên vừa được Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam công bố.

Kết quả nghiên cứu này mở đường cho việc hiện thực hóa ứng dụng công nghệ nano trong điều trị và chẩn đoán hình ảnh. Giá trị ứng dụng của nghiên cứu là rất lớn trong bối cảnh nhu cầu sử dụng chất tương phản trong chụp MRI và CT vô cùng lớn.

Thành công này thuộc về TS. Nguyễn Thị Thùy Khuê và nhóm các nhà khoa học ở Viện Kỹ thuật nhiệt đới (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) với đề tài “Nghiên cứu tổng hợp và đánh giá độc tính sinh học của thuốc tương phản trên cơ sở vật liệu nano Gd2O3 ứng dụng trong kỹ thuật chụp ảnh cộng hưởng từ MRI”.

Công trình khoa học này được tiến hành nhằm nghiên cứu chế tạo hệ chất lỏng từ ổn định trên cơ sở vật liệu Gd2O3 kích thước cực nhỏ (1,5–10nm) bọc bởi các polyme tương thích sinh học, ứng dụng làm thuốc tương phản trong chụp ảnh cộng hưởng từ MRI, có độ tương phản cao và độc tính thấp.

Với việc nghiên cứu thành công đề tài này, các nhà khoa học đã không chỉ giới hạn ở các nghiên cứu cơ bản trong lĩnh vực chuẩn đoán hình ảnh MRI và CT nữa, mà nó còn trở thành tiền đề cho việc hiện thực hóa việc ứng dụng công nghệ nano trong điều trị và chuẩn đoán hình ảnh nói chung.

Hệ thiết bị tiến hành tổng hợp hạt nano Gd2O3

Chụp cộng hưởng từ hạt nhân và chụp cắt lớp vi tính là những kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh được sử dụng phổ biến nhất hiện nay trong y học do độ phân giải không gian 3 chiều cao, chất lượng ảnh tốt và khả năng thâm nhập sâu của sóng điện từ vào trong cơ thể mà không cần phẫu thuật.

Tuy nhiên, hạn chế chính của các kỹ thuật chẩn đoán hiện nay là độ nhạy tương đối thấp, do đó, phải có sự hỗ trợ của các chất tương phản để tăng chất lượng hình ảnh. Vì thế, nhu cầu sử dụng chất tương phản trong chụp MRI và CT là vô cùng lớn.

Bên cạnh đó, trong phương pháp chụp cắt lớp vi tính hiện nay, các chất từ iot đang được sử dụng làm chất tương phản do iot có thể làm tăng khả năng hấp thụ năng lượng tia X sử dụng trong chụp CT. Nhưng đây cũng lại là một chất tương phản có thể gây suy thận với những người bị yếu thận, những người bị tiểu đường hay những người không cung cấp đủ nước để đào thải iot ra khỏi cơ thể.

Vật liệu Gd2O3 kích thước nano có thể thay thế các phức Gadolinium làm chất tương phản dương cho kĩ thuật chụp cộng hưởng từ MRI, để cải thiện các nguy hại cho người chụp. Vật liệu nano Gd2O3 mới này có rất nhiều lợi thế khắc phục được những hạn chế của Gadolinium, khi một mặt cải thiện tốc độ hồi phục r1 cho ra ảnh chụp MRI với sự tương phản tốt hơn, mặt khác có thể làm giảm độc tính do chúng được bọc một lớp vỏ ligand có tác dụng hạn chế quá trình giải phóng ra các ion Gd3+ ra cơ thể. Các hạt nano Gd2O3 có thể nhanh chóng đào thải ra khỏi cơ thể hơn ở dạng phức rất nhiều bằng đường thận.

Khảo sát độ bền của Gd2O3@PMAO ở những điều kiện khác nhau: pH (a) và nồng độ NaCl (b) so sánh với mẫu đối chứng ở pH =7 và [NaCl] = 0M

Dựa trên các yếu tố trên, các nhà khoa học đã đặt ra mục tiêu nghiên cứu chế tạo hệ chất lỏng từ siêu bền trên cơ sở vật liệu Gd2O3 kích thước cực nhỏ (1,5–10nm) bọc bởi các polyme tương thích sinh học. Đồng thời, ứng dụng làm thuốc tương phản trong chụp ảnh cộng hưởng từ MRI, có độ tương phản cao và độc tính thấp.

Nhóm nghiên cứu đã thành công điều chế Gd2O3, Gd2O3@PMAO và Gd2O3@PVP có kích thước nano bằng phương pháp hóa học đơn giản hơn nhiều so với những phương pháp của các công bố trước đó. Nhóm cũng đã tiến hành thử nghiệm thành công những ứng dụng sinh học, như thử độ độc tế bào và chụp MRI cũng như CT.

Kết quả nghiên cứu đã khẳng định được tiềm năng to lớn của chất lỏng từ với độ ổn định cao trong dải pH=2-11 và trong môi trường muối [NaCl] lên tới 380mM (cao hơn nồng độ muối trong cơ thể sống), hoàn toàn có thể được nghiên cứu một bước cao hơn để ứng dụng thực tế với cơ thể sống trong chụp chuẩn đoán hình ảnh ở tương lai không xa và mong muốn được tiếp tục những nghiên cứu sâu hơn, rộng hơn về những ứng dụng của Gd2O3@polyme tương thích sinh học trong chụp MRI và CT.

Công trình này còn hy vọng sẽ đưa ra được những thông số khác để hoàn thiện trong ứng dụng hình ảnh không xâm lấn xa hơn trên cơ thể sống cao cấp hơn.