CNSH nano là bất cứ ứng dụng nào của CNNN trong nghiên cứu sinh học bao gồm: khám phá thuốc, thiết bị phân phối thuốc, công cụ chuẩn đoán, liệu pháp và vật liệu sinh học mới. Theo NIH, CNSH nano là: 1. Áp dụng công cụ ở kích thước nano vào hệ thống sinh học và 2. Sử dụng hệ thống sinh học làm khuôn mẫu để phát triển các sản phẩm mới cỡ nano.

HƯỚNG NGHIÊN CỨU CHÍNH

Cùng với sự nở rộ của CNNN, CNSH nano cũng đang có những bước tiến thần kỳ. Một số ví dụ của CNSH nano trong nghiên cứu và phát triển:

• Chụp ảnh và nghiên cứu tương tác giữa các đơn phân tử sinh học.

• Màng chức năng tự lắp ráp với các tính chất như xúc tác, quang hoạt, dẫn điện, điện hóa và lọc nước, lọc khí, vi sinh vật.

• Động cơ DNA (DNA motor) dựa trên lực tạo ra khi lai các trình tự bổ sung với nhau.

• Chụp ảnh quá trình vận động của virus, protein, prion và thuốc trong tế bào sống.

• Chuyển gene và đột biến điểm chính xác.

• Các bộ phận phân tử mới hướng đích và tăng phản ứng miễn dịch

• Công nghệ phân phối thuốc hướng đích

• Khai thác các động cơ sinh học như cơ và các protein vận động khác, để tạo năng lượng điện hoặc cơ.

Hiện tại trên thị trường đã có những sản phẩm thương mại của CNSH nano. Như một tất yếu trong các lĩnh vực công nghệ cao và mới, Mỹ luôn là nước dẫn đầu. Tuy nhiên, một số nước khác như Úc Nhật, Canada, Nhật, Anh cũng đã có những công ty tham gia vào thị trường đầy tiềm năng này.

 ỨNG DỤNG CỦA CNSH NANO

Ứng dụng CNSH nano phản ánh tầm quan trọng ngày càng tăng của khoa học nano và công cụ nano trong việc tạo ra các loại vật liệu sinh học mới để sử dụng trong kỹ thuật mô (tissue engineering) và sắp xếp tế bào (cell patterning), điện cực dùng trong chuẩn đoán, lỗ nano để giải trình tự DNA, vật liệu nano để hiện hình đơn phân tử hoặc tế bào và các thiết bị/vật liệu/hạt nano sử dụng trong phân phối thuốc hoặc liệu pháp y học.

Các sản phẩm CNSH nano đầu tiên là kính hiển vi và microfluidic để thao tác ở quy mô nm. Sau đó thị trường đưa ra các hệ thống sử dụng vật liệu nano như điểm lượng tử, vật liệu composite (cơ cấu peptide-lipid) và cảm biến sinh học (mảng ống nano carbon). Mặc dù sau vài năm thương mại hóa, các sản phẩm sử dụng vật liệu cấu trúc nano để phân phối thuốc và kỹ thuật mô đang tiếp cận pha thử nghiệm y học. Xa nhất với khả năng thương mại hóa là các thiết bị điện nano tích hợp, đầy hứa hẹn với những ứng dụng chăm sóc sức khỏe như các điện cực cấy dưới da với khả năng quản lý và đáp ứng theo tình trạng sức khỏe. Mihail Roco, chủ tịch của Nanoscale Science, Engineering and Technology Subcommittee tại NNI, tiên đoán vào năm 2015, ít nhất 1 nửa các loại thuốc được tạo ra sẽ dựa trên CNNN.

Lược dịch: KS. Nguyễn Thị Nha Trang