Xơ có kích thước nanomet bảo vệ phụ nữ không bị nhiễm HIV

05/01/2013

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí có thể truy cập miễn phí của Thư viện Công cộng Khoa học (Public Library of Science) (PLoS One). Quỹ Bill & Melinda Gate tháng trước đã trao cho các nhà nghiên cứu UW gần 1 triệu đô la để theo đuổi công nghệ.

 

 “Mơ ước của chúng tôi là tạo ra một sản phẩm mà phụ nữ có thể dùng để tự bảo vệ mình không bị nhiễm HIV và mang thai ngoài ý muốn, tác giả Kim Woodrow, phó giáo sư về kỹ thuật sinh học nói. “Chúng tôi có thuốc làm được điều đó. Thực ra là đưa thuốc tới vị trí cần theo cách mà làm cho thuốc có hiệu nghiệm hơn, và cho phép phụ nữa muốn sử dụng nó”.

 

Phun sợi điện tĩnh sử dụng từ trường để phóng một dòng chất lỏng tĩnh điện áp lực cao qua không khí để tạo ra các xơ rất mảnh có kích thước nanomet. Xơ có thể được điều khiển để kiểm soát độ hòa tan, độ bền của vật liệu và hình học đều. Do tính đa năng này, xơ có thể đưa thuốc tới vị trí cần tốt hơn các công nghệ hiện hành như là gel và thuốc viên. Không cần dùng đến nhiệt độ cao nên phương pháp là phù hợp cho các phân tử nhạy nhiệt. Vải cũng có thể tích hợp các phân tử lớn, như là các protein và kháng thể, là các chất khó đưa tới vị trí cần bằng các phương pháp khác.

 

Tại cuộc họp của phòng thí nghiệm năm ngoái, Woodrow đã trình bày khái niệm, và các đồng tác giả Emily Krogstad và Cameron Ball, cả hai đều là nghiên cứu sinh sau đại học năm đầu tiên đều theo đuổi ý tưởng.

 

Trước tiên họ hòa tan các polyme đã được Cục Quản lý thuốc và Thực phẩm phê chuẩn và các thuốc kháng vi rút được dùng để điều trị HIV để tạo ra một dung dịch dính, dung dịch này đi qua  một  sơ ranh. Do dòng dung dịch gặp từ trường nên nó giãn ra để tạo nên các xơ mảnh có kích thước 100 tới vài ngàn nanomet, các xơ này đi nhanh qua không khí và cuối cùng dính vào tấm thu gom (một nanomet bằng khoảng 1 phần 25 triệu của một inch). Vật liệu cuối là vải co giãn có thể chặn tinh trùng hoặc giải phóng thuốc tránh thai và thuốc kháng vi rút.

 

“Phương pháp này cho phép giải phóng có kiểm soát nhiều hợp chất”, ông Ball nói. “Chúng tôi có thể vi chỉnh xơ để có các tính chất giải phóng thuốc khác nhau”. Một trong các loại vải mà họ làm ra hòa tan trong vài phút. Về tiềm năng mang lại cho người sử dụng sự bảo vệ riêng biệt và ngay lập tức chống lại sự mang thai ngoài ý muốn và các bệnh lan truyền qua đường tình dục.

 

Một loại vải khác hòa tan dần dần trong một vài ngày, đưa ra một tùy chọn để đưa thuốc được duy trì liên tục tới vị trí cần, giống viên thuốc tránh thai hơn, để tạo ra khả năng tránh thai và bảo vệ chống lại HIV.

 

Vải có thể tích hợp nhiều loại xơ để bảo vệ chống lại nhiều bệnh nhiễm khuẩn lan truyền qua đường tình dục khác nhau, hoặc có thể gộp từ hai loại thuốc kháng HIV trở lên để bảo vệ chống lại các dòng vi khuẩn đã nhờn thuốc (và không khuyến khích các dòng vi khuẩn đã nhờn thuốc xuất hiện). Xơ hỗn hợp có thể được thiết kế để giải phóng thuốc tại các thời gian khác nhau để tăng hiệu lực của thuốc, giống như là phương pháp tăng dần sức đề kháng được dùng trong tiêm chủng văc xin.

 

Vải từ công nghệ phun sợi điện tĩnh có thể được cấy trực tiếp vào cơ thể hoặc được dùng như là vật liệu bọc trên các vòng đặt ở âm đạo hoặc các sản phẩm khác. Kỹ thuật phun  sợi điện tĩnh đã tồn tại trong nhiều thập kỷ, nhưng chỉ gần đây nó mới có ý nghĩa thực tiễn cho các ứng dụng như là lọc và kỹ thuật mô. Đây là nghiên cứu đầu tiên sử dụng xơ nano để đưa thuốc tới vị trí cần trong cơ thể.

 

Trong khi công nghệ này khác biệt hơn là bao cao su, tiềm năng là đa năng hơn cả các viên thuốc hoặc các dụng cụ plastic hoặc cao su, các nhà nghiên cứu nói không có duy  nhất câu trả lời đúng. ‘Vào thời gian sex, mọi người có sẵn sàng thực sự sử dụng nó? Nhất là tại nơi có nhiều lực chọn thực sự”, ông Krogstad nói. “Phụ thuộc vào nền tảng văn hóa và sự ưa thích của cá nhân, các quần thể dân cư nào đó có thể có ý thích khác nhau về dạng công nghệ nào có ý nghĩa nhất với họ”.

 

Nhóm đang tập trung vào các địa điểm như là châu Phi tại đó HIV là phổ biến nhất, nhưng công nghệ có thể được sử dụng ở Mỹ hoặc ở các nước khác để kiểm soát việc sinh đẻ có kế hoạch trong khi cũng ngăn chặn được một hoặc nhiều bệnh lan truyền qua đường tình dục.

 

Nghiên cứu cho tới ngày nay được Viện Y tế Quốc gia và Trung tâm nghiên cứu AIDS của UW tài trợ. Các tác giả khác cùng viết bài báo là Thanyanan Chaowanachan – một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ của UW và là chuyên gia kỳ cựu về HIV.

 

Nhóm sẽ sử dụng kinh phí mới được cấp từ Quỹ Gate để đánh giá tính đa năng và tính khả thi của hệ thống. Nhóm cũng sẽ thuê thêm nhiều nhân viên nghiên cứu và mua một máy phun sợi điện tĩnh để làm ra các miếng màng xơ có kích thước bằng giấy gói thịt. Nhóm mở rộng sẽ có một năm thử nghiệm các kết hợp đưa thuốc kháng vi rút được dùng trong điều trị HIV và thuốc tránh thai hooc môn vào cơ thể, và 6 tháng sau đó để nâng quy mô sản xuất cho vật liệu hứa hẹn nhất.