Các tiểu phân này được thiết kế sao cho chúng có ái lực đối với tế bào ung thư cho phép tấn công trực tiếp vào những tế bào này.
Kỹ thuật này sẽ làm giảm thiểu những tổn hại gây ra đối với các tế bào khỏe mạnh trong cơ thể. Có rất nhiều cách thức khác nhau trong đó công nghệ nano có thể khiến cho việc đưa thuốc đến đích tác động hiệu quả hơn và giúp cho bệnh nhân cảm thấy thoải mái hơn khi được điều trị thuốc. Một số kỹ thuật hiện đang trong giai đoạn hình thành khái niệm, trong khi đó, một số khác đã và đang được thử nghiệm ở nhiều giai đoạn khác nhau hoặc thậm chí được áp dụng vào thực tiễn.
Công nghệ nano có rất nhiều ứng dụng trong đưa thuốc hướng đích chống ung thư.
Kỹ thuật bao kéo dài thời gian sống của tiểu phân nano trong máu
Các nhà nghiên cứu đã tiến hành bao lấy các tiểu phân nano phân phối thuốc trị liệu đến khối u bằng phân tử ethylene glycol. Với kỹ thuật này, phân tử ethylene glycol sẽ ngăn cản không cho tế bào bạch cầu nhận diện tiểu phân nano là thành phần ngoại lai và cho phép các tiểu phân này lưu thông trong máu đủ lâu để đi đến được khối u ung thư. Các nhà nghiên cứu thuộc Đại học California, Hoa Kỳ còn phát triển được một kỹ thuật khác có thể làm tăng hơn nữa thời gian lưu hành trong máu của các tiểu phân nano. Họ đã cho bọc các tiểu phân nano có chứa thuốc điều trị bằng màng tế bào hồng cầu và chứng minh được rằng những tiểu phân này lưu thông được trong máu chuột trong khoảng 2 ngày thay vì chỉ vài giờ nếu được bao bằng ethylene glycol.
Các kỹ thuật hướng đích tiểu phân nano đến nơi tác động
Các nhà nghiên cứu cũng tiếp tục tìm kiếm các phương pháp hiệu quả hơn để hướng tiểu phân nano mang thuốc trị liệu trực tiếp đến tế bào mắc bệnh. Trong đó, tại Đại học MIT, Hoa Kỳ, các nhà khoa học chứng minh rằng họ đã phát triển được một phương pháp làm tăng nồng độ thuốc đi đến khối u bằng cách sử dụng 2 loại tiểu phân nano. Loại thứ nhất có tác dụng định vị vị trí của khối u và loại thứ 2 (mang thuốc điều trị) sẽ đưa thuốc đến khối u nhờ vào tín hiệu do các tiểu phân nano loại đầu phát ra. Các nhà nghiên cứu thuộc Đại học London, Vương quốc Anh cũng đang thử nghiệm một kỹ thuật sử dụng phân tử ADN để tạo ra những cấu trúc lỗ cho phép mang các phân tử thuốc trị liệu. Họ cho rằng kỹ thuật này có thể giúp đưa thuốc đến các tế bào mắc bệnh chính xác hơn. Tại Đại học Ban Oregon, Hoa Kỳ, một nhóm nhà khoa học khác cũng đang phát triển các tiểu phân nano có thể đưa được 3 loại thuốc chống ung thư đến các hạch bạch huyết. Mục đích của phương pháp này là hướng đích các tế bào ung thư lây lan thông qua hệ bạch huyết. Hiện kỹ thuật này đang được thử nghiệm trên động vật.
Những kỹ thuật tiềm năng khác
Một nhóm nhà khoa học thuộc Viện Kỹ thuật Sinh học và Công nghệ nano phối hợp với hãng IBM, Hoa Kỳ đã chứng minh được rằng có thể phân phối thuốc duy trì đến đích tác động bằng cách sử dụng một loại gel thân nước (hydrogel). Loại hydrogel này được tiêm dưới da cho phép giải phóng thuốc liên tục trong nhiều tuần với chỉ 1 lần tiêm. Họ cũng đã chứng minh được rằng với phương pháp này, khối u trên chuột thí nghiệm đã giảm kích thước đáng kể khi điều trị bằng herceptin.
Kỹ thuật sử dụng tác nhân nhạy sáng để tăng khả năng đưa các tiểu phân nano mang thuốc đi vào khối u cũng đang được các nhà khoa học nghiên cứu, ứng dụng. Đầu tiên, các tác nhân nhạy sáng sẽ được tích tụ bên trong khối u, sau đó khối u sẽ được chiếu sáng bằng bức xạ hồng ngoại. Các tác nhân nhạy sáng sẽ làm cho hệ mạch máu ở khối u trở nên xốp hơn nên sẽ có nhiều tiểu phân nano mang thuốc đi vào khối u hơn.
Ngoài ra, hình dạng của các tiểu phân nano cũng được tập trung nghiên cứu để tìm ra dạng hình học tốt nhất cho phân phối thuốc. Trong đó, một số nhà khoa học phát hiện rằng tiểu phân nano dạng đĩa (đĩa nano) sẽ dính chặt trên bề mặt khối u lâu hơn dạng tiểu phân hình cầu nên sẽ chuyển thuốc vào khối u hiệu quả hơn. Các tiểu phân nano hình que cũng được phát hiện là có khả năng phân phối thuốc hóa trị liệu đến các tế bào ung thư vú hiệu quả hơn tiểu phân hình cầu.
Một phương pháp khác đang được phát triển để chống lại ung thư da, sử dụng các tiểu phân nano vàng có gắn kết phân tử ARN. Các tiểu phân nano này được chứa trong một chế phẩm thuốc mỡ. Khi được bôi trên da, tiểu phân nano sẽ thâm nhập qua da và phân tử ARN sẽ gắn vào gene có liên quan đến ung thư để bất hoạt gene này khiến nó không tạo ra được các protein cần cho sự phát triển của khối u.
Các nhà khoa học cũng đã phát triển được những vật liệu đàn hồi có gắn những sợi nano carbon. Loại vật liệu này được sử dụng như một loại bóng và khi được chèn vào khu vực cạnh mô mắc bệnh rồi sau đó được thổi trương lên, các sợi nano carbon sẽ thâm nhập vào tế bào mắc bệnh và phân phối thuốc điều trị vào đó.
