Luận văn Thạc sỹ Khoa học

Sinh học thực nghiệm

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến cố PGS.TS.
Trần Công Yên. Mặc dù thầy không còn nữa nhưng những lời khuyên, những bài
học mà thầy dạy dỗ sẽ mãi mãi còn trong tâm trí của em.
Em xin cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Thị Quỳ, người đã tận tình hướng dẫn,
truyền đạt kiến thức cũng như kinh nghiệm để giúp em hoàn thành luận văn này.
Trong quá trình làm việc, em luôn nhận được những lời nhận xét, góp ý quý báu từ
cô để có thể thực hiện tốt nghiên cứu của mình. Không những vậy, cô còn luôn dạy
em những bài học làm người vô cùng hữu ích.
Em xin cảm ơn TS. Hoàng Thị Mỹ Nhung, mặc dù cô luôn luôn bận rộn
nhưng vẫn quan tâm tới em, đưa ra những lời chỉ dẫn trong từng thí nghiệm để giúp
em đạt được kết quả tốt nhất. Sự say mê công việc của cô luôn luôn là tấm gương
sáng để em mãi noi theo.
Em xin chân thành cảm ơn CN. Bùi Thị Vân Khánh, ThS. Phí Thị Xuyến,
toàn bộ các em học viên cao học cũng như sinh viên nhóm Ung thư thực nghiệm
đã luôn luôn dành cho em sự quan tâm và giúp đỡ đặc biệt để em có thể hoàn thành
công việc của mình.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới GS.TS. Nguyễn Xuân Phúc, TS. Hà Thị
Phương Thư, CN. Phạm Hồng Nam, và các anh chị trong nhóm Nghiên cứu Vật
liệu Nano Y sinh, viện Khoa học Vật liệu, trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công
nghệ Quốc gia đã cung cấp vật liệu nano từ và nhiệt tình tạo điều kiện giúp em thực
hiện các thí nghiệm đốt nhiệt – từ.
Em xin gửi lời cảm ơn tới TS.BS Lâm Khánh, bệnh viện Quân đội Trung
ương 108 đã không tiếc thời gian và công sức giúp em hoàn thành thí nghiệm chụp
cộng hưởng từ hạt nhân.
Em xin cảm ơn các thầy cô, các bạn sinh viên phòng thí nghiệm của bộ môn
Thổ nhưỡng và Môi trường Đất, khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học Tự

Phạm Thị Hà Giang

Phạm Thị Hà Giang

Cao học 17 (2008-2010)


Luận văn Thạc sỹ Khoa học

Sinh học thực nghiệm

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................................................................3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................4
1.1. Những khái niệm cơ bản về hạt nano từ và ứng dụng........................................4
1.1.1. Vật liệu nano .................................................................................................4
1.1.2. Hạt nano từ ....................................................................................................5
1.1.3. Ứng dụng của hạt nano từ trong lĩnh vực sinh y học ......................................6
1.1.3.1. Tách, phân lập các tế bào và thực thể sinh học ra khỏi một môi trường hỗn
hợp ..........................................................................................................................7
1.1.3.2. Dẫn truyền thuốc, gen và các nuclide phóng xạ tới mô đích ........................8
1.1.3.3. Tăng độ tương phản ảnh trong phương pháp chẩn đoán bằng chụp cộng
hưởng từ................................................................................................................13
1.1.3.4. Liệu pháp nhiệt – từ trong điều trị ung thư ...............................................13
1.2. Chụp cộng hưởng từ hạt nhân (MRI) ..............................................................20
1.2.1. Lịch sử phát triển của kĩ thuật chụp cộng hưởng từ hạt nhân........................20
1.2.2. Nguyên lý và kỹ thuật chụp cộng hưởng từ hạt nhân (MRI).........................21
1.2.3. Ưu điểm của chụp cộng hưởng từ hạt nhân (MRI) .......................................25
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................26
2.1. Đối tượng nghiên cứu .....................................................................................26

2.3.5.1. Khảo sát hiệu ứng đốt nhiệt từ mẫu E6......................................................33
2.3.5.2. Phương pháp khảo sát hiệu ứng đốt – nhiệt từ ex vivo ..............................34
2.3.6. Phương pháp khảo sát sự phân bố nguyên tố sắt (nguồn gốc vật liệu từ) trong
một số cơ quan và khối u của chuột Swiss .............................................................35
2.3.6.1. Bằng phương pháp đốt nhiệt từ .................................................................35
2.3.6.2. Bằng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) ........................................36
2.3.7. Liệu pháp gia nhiệt in vivo...........................................................................38
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................40
Phạm Thị Hà Giang

Cao học 17 (2008-2010)


Luận văn Thạc sỹ Khoa học

Sinh học thực nghiệm

3.1. Kết quả gây tạo u rắn dưới da và u đùi trên chuột Swiss .................................40
3.1.1. Kết quả gây tạo u rắn dưới da ......................................................................40
3.1.2. Kết quả gây u đùi ở chuột Swiss ..................................................................41
3.2. Kết quả khảo sát độc tính của chất lỏng nano từ H01 và E6 trên các dòng tế bào
ung thư và nguyên bào sợi .....................................................................................42
3.2.1. Kết quả xác định độc tính của H01 ..............................................................42
3.2.2. Kết quả xác định độc tính của E6.................................................................45
3.3. Kết quả khảo sát khả năng tạo tương phản ảnh của H01 bằng kỹ thuật chụp
cộng hưởng từ hạt nhân (MRI) ..............................................................................47
3.4. Kết quả khảo sát liệu pháp đốt nhiệt từ sử dụng mẫu E6 .................................49
3.4.1. Kết quả hiệu ứng đốt nhiệt từ mẫu E6 ..........................................................49
3.4.2. Kết quả gia nhiệt ex vivo bằng hạt từ E6 ......................................................51
3.4.3. Kết quả khảo sát sự phân bố nguyên tố sắt (nguồn gốc vật liệu từ) trong một

CHHBM

Chất hoạt hoá bề mặt

CLT

Chất lỏng tử

DIH

Direct injection hyperthermia

DMEM
FBS
IH

Phạm Thị Hà Giang

VIẾT ĐẦY ĐỦ

Dulbecco's modified Eagle's medium
Fetal bovine serum
Intracellular hyperthermia

MRI

Magnetic resonance imaging

PBS


nhiệt ......................................................................................................................52
Bảng 9. Nhiệt độ bão hòa trong 5 nội quan của chuột A và B sau khi gia nhiệt 30
phút (oC), nhiệt độ ban đầu là 30oC........................................................................55
Bảng 10. Hàm lượng sắt có trong 1g mẫu của 5 cơ quan tách ra từ chuột A và chuột
B (ngFe/1g mẫu)....................................................................................................57

Phạm Thị Hà Giang

Cao học 17 (2008-2010)


Luận văn Thạc sỹ Khoa học

Sinh học thực nghiệm

DANH MỤC HÌNH

Hình 1. Minh hoạ nguyên lý sử dụng hạt nano từ và từ trường ngoài để tách các
thực thể sinh vật [29] ...............................................................................................8
Hình 2. Minh hoạ về nguyên lý vận chuyển và tập trung thuốc [4]..........................9
Hình 3. Cấu trúc của một hệ nano – thuốc.............................................................10
Hình 4. Minh hoạ về quá trình đốt nhiệt sử dụng hạt nano từ ................................13
Hình 5. Quá trình phát triển khổi u trên cơ thể chuột trong thí nghiệm của Yanase
và các cộng sự [35]................................................................................................17
Hình 6. Thiết bị MFH-300F (công ty MagForce) dùng trong nhiệt – từ trị [21].....20
Hình 7. Hình ảnh chụp cộng hưởng từ chẩn đoán ung thư.....................................21
Hình 8. Sự tạo thành vector từ hoá thực ................................................................22
Hình 9. Vector từ hoá ngang vuông góc với Oz ....................................................23
Hình 10. Chuột nhắt trắng Swiss...........................................................................26
Hình 11. Ảnh SEM của mẫu E6 – dung dịch hạt nano từ Fe3O4 bọc bằng Copolime

nhau với cường độ từ trường 60Oe, tần số dòng xoay chiều 236 kHz ....................50
Hình 24. Các đường tăng nhiệt độ trong các khối u ex vivo tách từ chuột TN với IB
= 60 Oe, fx = 236 kHz ............................................................................................53
Hình 25. Các đường tăng nhiệt độ trong các cơ quan tách từ 2 chuột thí nghiệm A –
60 phút và B – 180 phút với IB = 60 Oe, fx = 236 kHz............................................55
Hình 26. Hình ảnh chuột A – Đối chứng sinh học .................................................58
Hình 27. Ảnh chuột B - chuột đối chứng ung thư..................................................59
Hình 28. Hình ảnh chuột đối chứng không tiêm hạt từ nhưng có chiếu từ trường
(chuột C) trong 18 ngày theo dõi ...........................................................................60
Hình 29. Hình ảnh chuột được tiêm hạt từ E6 liều 400µg/lần x 3 lần nhưng không
dược chiếu từ trường (chuột D) trong 13 ngày theo dõi .........................................61
Hình 30. Hình ảnh chuột được tiêm hạt từ E6 liều 300µg/lần x 3 lần điều trị bằng
liệu pháp gia nhiệt (chuột E) trong 21 ngày theo dõi..............................................62
Hình 31. Hình ảnh chuột được tiêm hạt từ E6 liều 400µg/lần x 3 lần điều trị bằng
liệu pháp gia nhiệt (chuột F) trong 22 ngày theo dõi ..............................................63

Phạm Thị Hà Giang

Cao học 17 (2008-2010)


Luận văn Thạc sỹ Khoa học

Sinh học thực nghiệm

MỞ ĐẦU
Ung thư hiện nay đang là mối đe dọa trên toàn cầu, thách thức hệ thống y tế
của mọi quốc gia với hàng chục triệu ca mắc bệnh, khoảng 7 triệu người chết mỗi
năm. Tổ chức Y tế thế giới (WHO) khuyến cáo đây là bệnh có khả năng gây tử
vong hàng đầu trên thế giới trong thế kỷ XXI. Riêng tại Việt Nam, các chuyên gia

Luận văn Thạc sỹ Khoa học

Sinh học thực nghiệm

khi đưa vào cơ thể sống. Khi hạt nano từ được tập trung tại một vùng nào đó trong
cơ thể, dưới tác động của từ trường xoay chiều có thể tăng nhiệt độ của vùng đó lên
tới 50oC, đó chính là cơ sở của liệu pháp nhiệt trị ung thư.
Tác dụng của nhiệt trong chữa bệnh (nhiệt trị) đã được con người biết và sử
dụng từ cách đây rất lâu. Nhiệt trị đã được xem như một liệu pháp đầy triển vọng
trong việc chữa trị ung thư, đặc biệt khi được kết hợp cùng với hoá trị hoặc xạ trị.
Liệu pháp này dựa trên tác dụng ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung thư khi
nhiệt độ cục bộ tại khối u được đẩy lên trên 42 oC, trong khi không ảnh hưởng tới
các tế bào lành xung quanh.
Hiện nay, các nghiên cứu đều đang tập trung vào khắc phục hai khó khăn mà
các phương pháp nhiệt trị đang vấp phải để thu được những tác dụng triệt để trên
các khối u ung thư, đó là (i) tập trung nhiệt lượng cục bộ tại vị trí khối u và (ii) điều
khiển, khống chế được nhiệt độ tại vùng có khối u một cách chính xác.
Bên cạnh việc điều trị thì chẩn đoán sớm sự xuất hiện của ung thư có thể coi
là mơ ước của các nhà khoa học hiện nay. Chẩn đoán được ung thư ở giai đoạn sớm
là có khả năng cao điều trị dứt điểm được căn bệnh quái ác này mà không gây ảnh
hưởng nhiều đến sức khỏe vì ngăn cản kịp thời sự di căn của tế bào ác tính. Chụp
cộng hưởng từ hay MRI (Magnetic Resonance Imaging) là một kỹ thuật chẩn đoán
y khoa tạo ra hình ảnh giải phẫu của cơ thể nhờ sử dụng từ trường và sóng radio.
Phương pháp này không sử dụng tia X nên có độ an toàn cao cho bệnh nhân. Máy
chụp cộng hưởng từ là một thiết bị nhạy cảm và đa năng giúp ta thấy hình ảnh các
lớp cắt của các bộ phận cơ thể từ nhiều góc độ trong khoảng một thời gian ngắn. Sự
chi tiết làm cho MRI trở thành công cụ vô giá trong chẩn đoán thời kì đầu và trong
việc đánh giá các khối u trong cơ thể. Nhất là nếu có sự xuất hiện của hạt nano từ tại
vị trí khối u, ta sẽ có những hình ảnh chẩn đoán rõ nét nhờ vào khả năng gây tương
phản hình ảnh của chúng.

Cao học 17 (2008-2010)
3


Luận văn Thạc sỹ Khoa học

Sinh học thực nghiệm

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Những khái niệm cơ bản về hạt nano từ và ứng dụng
1.1.1. Vật liệu nano
Vật liệu nano là vật liệu trong đó ít nhất một chiều có kích thước nm. Dựa
vào hình dáng vật liệu, người ta phân chia thành các loại sau:
- Vật liệu nano không chiều (cả ba chiều đều có kích thước nano, không còn
chiều tự do nào cho điện tử), ví dụ như đám nano, hạt nano…
- Vật liệu nano một chiều là vật liệu trong đó hai chiều có kích thước hạt
nano, điện tử được tự do trên một chiều (hai chiều cầm tù), ví dụ như dây nano, ống
nano…
- Vật liệu nano hai chiều là vật liệu trong đó một chiều có kích thước nano,
hai chiều tự do, ví dụ như màng mỏng…
- Ngoài ra còn có vật liệu cấu trúc nano hay nanocomposite, trong đó chỉ có
một phần của vật liệu có kích thước nano, hoặc cấu trúc của nó có nano không
chiều, một chiều, hai chiều đan xen lẫn nhau.
Ngoài cách phân loại vật liệu nano dựa vào hình dáng vật liệu, người ta còn
có thể phân loại dựa vào độ cảm từ. Bất cứ vật liệu kim loại nào cũng có sự hưởng
ứng với từ trường ngoài, thể hiện bằng độ từ hoá (từ độ, M). Tỷ số c = M/H được
gọi là độ cảm từ, trong đó H là cường độ từ trường. Tuỳ thuộc vào giá trị độ cảm từ
có thể phân ra làm các loại vật liệu từ khác nhau.
• Vật liệu có c nhỏ hơn rất nhiều so với 0 (xấp xỉ -10-6) được gọi là vật
liệu nghịch từ.

- Vật liệu có tính tương hợp sinh học cao (không có độc tính) [24]. Tính
tương hợp sinh học liên quan đến bản chất của vật liệu sau khi đã được xử lý bề
mặt.
Trong tự nhiên, sắt là vật liệu có từ độ bão hoà lớn nhất tại nhiệt độ phòng.
Ngoài ra sắt còn là nguyên tố không độc và rất quan trọng đối với cơ thể người, có
tính ổn định khi làm việc trong môi trường không khí nên các vật liệu như oxit sắt
được nghiên cứu rất nhiều để làm hạt nano từ ứng dụng trong sinh y học.
Hạt nano từ dùng trong y sinh học thường ở dạng dung dịch nên còn gọi là
chất lỏng từ (CLT). Một dung dịch từ gồm ba thành phần: lõi là hạt Fe3O4 có kích
thước nano, chất hoạt hoá bề mặt và dung môi. Trong đó:
- Lõi Fe3O4 có kích thước nano là thành phần quyết định đến tính chất từ của
dung dịch từ.
- Chất hoạt hóa bề mặt (CHHBM) có tác dụng làm cho hạt nano phân tán
trong dung môi, tránh kết tụ lại với nhau ngay cả khi có mặt của từ trường ngoài,

Phạm Thị Hà Giang

Cao học 17 (2008-2010)
5


Luận văn Thạc sỹ Khoa học

Sinh học thực nghiệm

ngoài ra nó còn có tác dụng “che chở” hạt nano khỏi sự phát hiện của hệ thống miễn
dịch của cơ thể và tạo các mối liên kết hoá học với các phân tử khác.
- Dung môi là chất lỏng mang toàn bộ hệ [33]. Đối với các loại chất lỏng từ
dùng trong sinh học, thì dung môi thường hướng tới pH = 7.0 – 7.2.
1.1.3. Ứng dụng của hạt nano từ trong lĩnh vực sinh y học


Sinh học thực nghiệm

1.1.3.1. Tách, phân lập các tế bào và thực thể sinh học ra khỏi một môi trường
hỗn hợp
Trong y – sinh học, việc tách riêng các thực thể sinh học ra khỏi môi trường
tồn tại tự nhiên của chúng là rất cần thiết để thu được các mẫu tinh khiết dùng trong
phân tích hoặc một số mục đích khác. Quá trình sử dụng các hạt từ tương hợp sinh
học để tách chiết thông thường bao gồm hai bước: (i) gắn hoặc đánh dấu các thực
thể sinh học bằng vật liệu từ và (ii) tách các thực thể này bằng một thiết bị tuyển từ.
Khi đó các thực thể sinh học đã được gắn hạt từ sẽ được từ trường giữ lại hoặc lôi ra
khỏi môi trường chứa chúng.
Bước đầu tiên được thực hiện bằng cách biến đổi bề mặt của các hạt từ bằng
phương pháp hoá học, thông thường là bọc hạt từ bằng các phân tử tương hợp sinh
học như dextran, polyvinyl alcohol và phospholipid. Bên cạnh vai trò như một cầu
nối giữa hạt từ với tế bào hoặc phân tử, lớp bọc còn nâng cao độ ổn định của chất
lỏng từ. Sau quá trình bọc hạt, các chất là kháng thể hoặc các phân tử như hoócmôn
và axít folic sẽ được sử dụng để tạo liên kết với bề mặt tế bào. Vì các kháng nguyên
chỉ liên kết với kháng thể của chúng nên đây là một cách đánh dấu tế bào bằng các
hạt từ rất chính xác. Hiện nay, các hạt từ được gắn kháng nguyên đã được gắn thành
công với nhiều loại tế bào như tế bào hồng cầu, tế bào ung thư phổi, tế bào ung thư
cơ quan sinh dục hoặc với cả các vi khuẩn [29]. Hầu hết các thí nghiệm nghiên cứu
cho đến nay đều sử dụng hạt sắt ôxít (Fe3O4 hoặc γFe2O3) vì chúng là nguyên tố có
mặt trong cơ thể sinh vật và có bề mặt dễ biến đổi.
Bước thứ hai, tách các thực thể sinh học ra khỏi hạt, được thực hiện nhờ sự
hỗ trợ của từ trường ngoài.

Phạm Thị Hà Giang

Cao học 17 (2008-2010)

8


Luận văn Thạc sỹ Khoa học

Sinh học thực nghiệm

những người ta có thể hạn chế các tác dụng phụ nguy hiểm nảy sinh trong quá trình
điều trị mà còn có thể giảm thiểu tối đa liều lượng thuốc đưa vào cơ thể. Hầu hết
các nghiên cứu tập trung vào kỹ thuật sử dụng từ trường để giữ các hạt từ “mang
thuốc” ở vị trí các mô tế bào xác định, tránh không cho chúng trôi theo dòng máu.

Hình 2. Minh hoạ về nguyên lý vận chuyển và tập trung thuốc [4].

Cơ sở của phương pháp dựa trên việc sử dụng các phân tử thuốc (thường là
độc đối với tế bào - cytotoxic) được gắn các hạt từ tương hợp sinh học (có thể được
gọi là hạt mang). Hỗn hợp thuốc/hạt mang này được đưa vào cơ thể qua hệ tuần
hoàn. Sau khi thâm nhập vào mạch máu, chúng được giữ lại ở các vùng mong muốn
bằng một từ trường ngoài (nam châm). Khi đã được định vị, các phân tử thuốc có
thể được giải phóng theo cơ chế hoạt động của emzym hoặc do sự khác biệt về các
điều kiện sinh lý ở vùng khối u như độ pH, độ thẩm thấu hoặc nhiệt độ [5]. Nguyên
lý vận chuyển thuốc vào khối u dưới tác dụng từ trường của một nam châm vĩnh
cửu. được minh hoạ trên hình 2. So với các mô bình thường, khối u có số lượng
mạch máu nuôi lớn hơn rất nhiều, do vậy khả năng cung cấp khối lượng thuốc cũng
cao hơn [4].
Cấu trúc của một hạt từ kích thước nano mang thuốc gồm hai phần: (i) lõi hạt
từ (thường là sắt ôxít) được bọc bởi (ii) một lớp polymer tương hợp sinh học. Các
polymer thông dụng hiện nay là PVA hoặc dextran. Trong một số trường hợp người
ta còn sử dụng lớp bọc vô cơ như silic ôxít. Ngoài tác dụng bảo vệ các hạt khỏi ảnh
hưởng của môi trường xung quanh, đặc điểm quan trọng nhất của lớp bọc là làm

giữa tế bào khối u và các tế bào của mô khoẻ mạnh, do vậy chúng cũng làm hỏng
các tế bào bình thường này và gây ra các tác dụng phụ không mong muốn. Chính vì

Phạm Thị Hà Giang

Cao học 17 (2008-2010)
10


Luận văn Thạc sỹ Khoa học

Sinh học thực nghiệm

vậy phương pháp hoá trị cục bộ có ưu thế hơn hẳn do tập trung được các tác nhân
điều trị hoá học ở vùng khối u, nhờ đó có thể giảm thiểu các tác dụng đối với mô
bình thường.
Năm 1983, các hạt từ lần đầu tiên đã được sử dụng để mang thuốc
(doxorubicin) tới các khối u được cấy trên chuột [34]. Kết quả bước đầu rất khả
quan khi trên 80% số chuột có các khối u đã giảm hoàn toàn so với trường hợp hoá
trị thông thường với liều thuốc lớn hơn 10 lần. Trong những năm thập kỉ 70,
Kramer (1974) và Rahman (1974) đã tiến hành gắn các tác nhân daunorubicin,
mercaptopurine và actinomycine vào hạt mang. Các hạt này thường bị phá huỷ
trong các cơ quan cơ thể bởi tác động cơ học và tác động của enzyme, do vậy không
mang lại hiệu quả điều trị cao [34]. Đến năm 1996, Bergemann lần đầu tiên tạo
được liên kết hoá học trực tiếp giữa các tác nhân thuốc với chất lỏng từ (hạt từ được
bọc bởi tinh bột – starch) [4], nhờ đó giải quyết được vấn đề không bền vững của
các hạt mang. Sau đó Lubbe đã thử nghiệm tác dụng của chất lỏng từ này trên cơ
thể chuột và thấy rằng độc tính của chúng đối với cơ thể là rất thấp. Vào năm 1997,
Kuznetsov sử dụng các hạt đơn phân tán có lõi sắt hoặc sắt oxít, được gắn với một
cấu trúc cácbon hoặc được bọc cácbon phía ngoài. Kích thước hạt từ 0,01 đến 1

dụng 20 ÷ 50% liều thuốc hoá trị thông thường và không gây phản ứng phụ có hại
nào [4].
Một số nhà khoa học cũng đưa ra ý tưởng khảo sát khả năng gắn các nuclon
phóng xạ thay vì các tác nhân hoá trị vào các hạt từ. Ưu thế của hệ này so với hệ
thuốc/hạt từ là các khối u không cần “bắt” các tác nhân mà vẫn chịu tác dụng của
nuclon phóng xạ. Các đồng vị phóng xạ khác nhau có thể được sử dụng để điều trị
trên các khoảng cách khác nhau, tuỳ thuộc theo bản chất của nguyên tố (ví dụ 90Y
có thể phát xạ tới 12 mm trong mô tế bào). Trong thí nghiệm thực hiện trên cơ thể
chuột, nhóm của Hafeli đã tiêm các hạt từ đường tĩnh mạch tập trung ở gần một
khối u dưới da bụng và sử dụng một nam châm nhỏ ở phía trên. Kết quả cho thấy
phóng xạ phát ra từ các nguyên tử 90Y đã tiêu diệt được > 50% khối u [15].
Bên cạnh các kết quả khả quan đã đạt được cũng tồn tại một số hạn chế mà
phương pháp dẫn truyền thuốc sử dụng hạt từ cần phải vượt qua để có thể được ứng
dụng chữa trị rộng rãi, đó là: (i) các mạch máu ở vùng mô đích có thể bị tắc do sự
kết tụ với nhau của các hạt từ, (ii) không thể áp dụng các tham số điều trị trên cơ thể
động vật đối với cơ thể người vì khoảng cách giữa các vùng điều trị lớn hơn và cần
cường độ từ trường mạnh hơn, (iii) sau khi được giải phóng, thuốc không còn được
điều khiển bằng từ trường nên chúng vẫn có thể phân tán tự do trong cơ thể và có
thể làm tổn hại các tế bào khoẻ mạnh.
Ngoài ra, hiệu quả của phương pháp còn phụ thuộc vào nhiều tham số vật lý
như cường độ và sự không đồng nhất của từ trường, thể tích và tính chất từ của các
hạt. Thông thường các chất lỏng từ được đưa trực tiếp vào cơ thể theo đường tĩnh
Phạm Thị Hà Giang

Cao học 17 (2008-2010)
12


Luận văn Thạc sỹ Khoa học


Phạm Thị Hà Giang

Cao học 17 (2008-2010)
13


Luận văn Thạc sỹ Khoa học

Sinh học thực nghiệm

Trong thí nghiệm của Gilchrist, các hạt Fe3O4 với kích thước 0,02 ÷ 0,1 µm
được tiêm vào màng trong thành ruột của chó để chúng có thể tập trung trong vùng
các hạch bạch cầu. Sau đó các hạch này được cắt ra khỏi cơ thể và đưa vào vùng từ
trường xoay chiều có cường độ 200 ÷ 240 Oe. Kết quả cho thấy nồng độ 5 mg hạt
từ trên mỗi gam hạch bạch cầu có thể đạt được tốc độ tăng nhiệt 14 oC/3 phút. Hai
năm sau đó, cũng nhóm này tiếp tục thực hiện nghiên cứu thử nghiệm trên thỏ và
thu được kết quả tốt khi các hạch đã bị hoại tử hoàn toàn sau 3 phút đốt nóng trong
từ trường 470 Oe. Kể từ các thành công ban đầu này, nhiệt-từ trị sử dụng hạt từ đã
được coi như một trong những phương pháp triển vọng nhất trong cuộc chiến chống
lại ung thư. Phương pháp này sau đó được phát triển theo ba hướng, phân loại bởi
các cách đưa hạt từ vào vùng khối u [27]:
- Nhiệt trị theo đường động mạch (AEH – arterial embolization
hyperthermia): cơ sở của phương pháp dựa vào đặc điểm là các khối u gan được
nuôi bởi hệ động mạch gan, trong khi các mô tế bào gan bình thường lại nhận được
nguồn cung cấp máu từ hệ tĩnh mạch chủ. Khi tiêm các hạt từ vào đường động
mạch gan, người ta thấy rằng chúng tập trung ở vùng khối u với nồng độ cao hơn
hẳn những vùng khác. Phương pháp này rất phù hợp với việc chữa trị ung thư gan
ác tính và cũng là cơ sở của một số phương pháp được sử dụng hiện nay như xạ trị
chọn lọc (selective internal radiation therapy), hoá trị động mạch gan (hepatic
arterial chemotherapy) và hoá trị liên động mạch (transaterial chemoembolization).

số nghiên cứu cho thấy các hạt từ này sau đó có thể chui vào tế bào ung thư nên
người ta thường gọi đây là phương pháp nhiệt trị nội bào. Ngoài ra các hạt từ vẫn
được tập trung ở bên ngoài tế bào và đóng góp vào quá trình đốt nóng khối u [27].
Một số kết quả nghiên cứu về liệu pháp nhiệt-từ trị chữa ung thư:
Kết quả nghiên cứu trên động vật:
Thí nghiệm tiên phong của Gilchrist và các cộng sự thực hiện vào năm 1957
đã mở ra nhiều vấn đề nghiên cứu, không chỉ trên lĩnh vực y sinh cơ bản mà còn là
các vấn đề về từ học hạt nano và kĩ thuật điều trị. Sau đó, có nhiều thí nghiệm đã
được thực hiện trên cơ thể các động vật như chuột, thỏ, chó và lợn [27]. Nhìn
chung, hầu hết các nghiên cứu này đều cho thấy có thể đạt được nhiệt độ cao đủ để
tiêu diệt các khối u trên cơ thể động vật. Năm 1979, Gordon và các cộng sự lần đầu
tiên sử dụng chất lỏng từ gồm các hạt magnetite được bọc dextran để chữa ung thư
vú trên chuột. Khác biệt chính trong thí nghiệm của Gilchrist và Gordon là các hạt
từ Gilchrist sử dụng có kích thước khá lớn, trong khi các hạt trong thí nghiệm của
Gordon có kích thước trung bình 6 nm. 100 mg magnetite đã được tiêm chậm vào
tĩnh mạch đuôi chuột trong hơn 10 phút. Sau 48h, chuột được đặt vào trong một từ
trường xoay chiều trong 12 phút. Nhiệt độ vùng khối u không được đo trực tiếp
trong quá trình điều trị nhưng Gordon đã xác định công suất toả nhiệt của các hạt từ
qua các thí nghiệm ex-vivo với các khối u đã được cắt ra ngoài. Tốc độ tăng nhiệt

Phạm Thị Hà Giang

Cao học 17 (2008-2010)
15


Luận văn Thạc sỹ Khoa học

Sinh học thực nghiệm



Cao học 17 (2008-2010)
16