Trong vài thập niên trở lại đây, các hệ vật liệu kích thước nano
phân phối thuốc đã được quan tâm phát triển mạnh. Trong tất cả các hệ
vật liệu phân phối thuốc kích thước nanomet, hệ polyme, hệ hạt vàng, hệ
hạt từ được quan tâm hơn cả. Đặc biệt, hệ phân phối thuốc nanomet trên
nền hạt nano sắt từ (Fe3O4) được quan tâm phát triển mạnh trong những
năm gần đây với nhiều ưu điểm vượt trội như dễ dàng phát triển thành
hệ nano phân phối thuốc đa chức năng ứng dụng cho cả mục đích chẩn
đoán và điều trị bệnh.
Polyme phân hủy sinh học được sử dụng để thiết kế các hệ phân
phối thuốc kích thước nano với những đặc tính ưu việt hơn so với các hệ
phân phối thuốc truyền thống như: kiểm soát phóng thích thuốc, tự phân
hủy và không gây độc sau khi sử dụng, giảm liều dùng và sự phụ thuộc
của bệnh nhân vào thuốc được cải thiện. Trong số các polyme phân hủy
sinh học phải kể đến polylactic axit (PLA), poly(lactic-co-glycolic)
(PLGA), đã được cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm Mỹ (FDA)
cho phép ứng dụng trong dược phẩm và lưu hành trên thị trường. Việc
chức năng hóa bề mặt polyme phân hủy sinh học như PLA bởi PEG
(polyethylene glycol) để cải thiện những hạn chế của polyme phân hủy
sinh học là rất quan trọng. PEG là một polyme ưu nước, độc tính thấp,
không kích thích miễn dịch và đã được FDA cho phép lưu hành.
Copolyme PLA-PEG sau khi tổng hợp được sử dụng như một hệ
dẫn thuốc ứng dụng cho mục đích chẩn đoán và điều trị bệnh. Trong nội
dung của luận án, copolyme PLA-PEG được sử dụng để mang Curcumin
(một dược chất có tính chất chống ôxy hóa và tiêu diệt được nhiều loại tế
bào ung thư) và gắn yếu tố hướng đích Folat tạo thành hệ dẫn thuốc
hướng đích Cur/PLA-PEG-Fol kích thước nano được sử dụng để tiêu
diệt tế bào ung thư Hep-G2 (dòng tế bào ung thư gan ở người). Hơn nữa,
copolyme PLA-PEG còn được sử dụng để bọc hạt nano sắt từ Fe3O4 tạo
thành hệ dẫn thuốc Fe3O4@PLA-PEG kích thước nano với phần lõi là
hạt nano sắt từ Fe3O4 và bọc cùng lúc hạt nano sắt từ Fe3O4 và Curcumin
tạo thành hệ dẫn thuốc đa chức năng Cur/Fe3O4@PLA-PEG.
27 trang |
Chia sẻ: thientruc20 | Lượt xem: 823 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Tóm tắt Luận án Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng và khảo sát tiềm năng ứng dụng của hệ dẫn thuốc nano đa chức năng nền copolyme pla - Peg có và không có hạt từ (Fe3O4), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
Phan Quốc Thông
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, ĐẶC TRƯNG VÀ KHẢO SÁT TIỀM
NĂNG ỨNG DỤNG CỦA HỆ DẪN THUỐC NANO ĐA CHỨC
NĂNG NỀN COPOLYME PLA-PEG CÓ VÀ KHÔNG CÓ
HẠT TỪ (Fe3O4)
Chuyên ngành: Vật liệu điện tử
Mã số: 9.44.01.23
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU
Hà Nội – 2019
Luận án được hoàn thành tại:
Phòng Vật liệu nano y sinh, Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn
lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Người hướng dẫn khoa học: GS. TSKH. Nguyễn Xuân Phúc
TS. Hà Phương Thư
Phản biện 1: ...............................................
Phản biện 2: ...............................................
Phản biện 3: ...............................................
Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Học viện tại Học
Viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
Việt Nam vào hồi ... giờ ... ngày ... tháng ... năm 2018
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc gia Hà Nội, Thư
viện Học viện Khoa học và Công nghệ, Thư viện Viện Khoa học vật
liệu, Thư viện Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
1
Mở đầu
Trong vài thập niên trở lại đây, các hệ vật liệu kích thước nano
phân phối thuốc đã được quan tâm phát triển mạnh. Trong tất cả các hệ
vật liệu phân phối thuốc kích thước nanomet, hệ polyme, hệ hạt vàng, hệ
hạt từ được quan tâm hơn cả. Đặc biệt, hệ phân phối thuốc nanomet trên
nền hạt nano sắt từ (Fe3O4) được quan tâm phát triển mạnh trong những
năm gần đây với nhiều ưu điểm vượt trội như dễ dàng phát triển thành
hệ nano phân phối thuốc đa chức năng ứng dụng cho cả mục đích chẩn
đoán và điều trị bệnh.
Polyme phân hủy sinh học được sử dụng để thiết kế các hệ phân
phối thuốc kích thước nano với những đặc tính ưu việt hơn so với các hệ
phân phối thuốc truyền thống như: kiểm soát phóng thích thuốc, tự phân
hủy và không gây độc sau khi sử dụng, giảm liều dùng và sự phụ thuộc
của bệnh nhân vào thuốc được cải thiện. Trong số các polyme phân hủy
sinh học phải kể đến polylactic axit (PLA), poly(lactic-co-glycolic)
(PLGA), đã được cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm Mỹ (FDA)
cho phép ứng dụng trong dược phẩm và lưu hành trên thị trường. Việc
chức năng hóa bề mặt polyme phân hủy sinh học như PLA bởi PEG
(polyethylene glycol) để cải thiện những hạn chế của polyme phân hủy
sinh học là rất quan trọng. PEG là một polyme ưu nước, độc tính thấp,
không kích thích miễn dịch và đã được FDA cho phép lưu hành.
Copolyme PLA-PEG sau khi tổng hợp được sử dụng như một hệ
dẫn thuốc ứng dụng cho mục đích chẩn đoán và điều trị bệnh. Trong nội
dung của luận án, copolyme PLA-PEG được sử dụng để mang Curcumin
(một dược chất có tính chất chống ôxy hóa và tiêu diệt được nhiều loại tế
bào ung thư) và gắn yếu tố hướng đích Folat tạo thành hệ dẫn thuốc
hướng đích Cur/PLA-PEG-Fol kích thước nano được sử dụng để tiêu
diệt tế bào ung thư Hep-G2 (dòng tế bào ung thư gan ở người). Hơn nữa,
copolyme PLA-PEG còn được sử dụng để bọc hạt nano sắt từ Fe3O4 tạo
thành hệ dẫn thuốc Fe3O4@PLA-PEG kích thước nano với phần lõi là
hạt nano sắt từ Fe3O4 và bọc cùng lúc hạt nano sắt từ Fe3O4 và Curcumin
tạo thành hệ dẫn thuốc đa chức năng Cur/Fe3O4@PLA-PEG. Hệ thuốc
2
nano này được sử dụng cho mục đích chẩn đoán hình ảnh cộng hưởng từ
MRI, cũng như cho khả năng tăng nhiệt tại chỗ khi chiếu từ trường
ngoài, có thể ứng dụng trong nhiệt trị ung thư và phóng thích thuốc
Curcumin. Với ý nghĩa đó, trong đề tài nghiên cứu của tôi dưới sự dẫn
dắt của tập thể thầy hướng dẫn đã chọn tên luận án: “Nghiên cứu chế
tạo, đặc trưng và khảo sát tiềm năng ứng dụng của hệ dẫn thuốc
nano đa chức năng nền copolyme PLA-PEG có và không có hạt từ
(Fe3O4)”.
Mục tiêu của luận án:
1) Tổng hợp được copolyme PLA-PEG với các tỷ lệ thành phần
PLA:PEG khác nhau trong vùng 3:1-1:3. Chế tạo hệ nano copolyme
PLA-PEG mang Curcumin có và không gắn yếu tố hướng đích Folat.
Nghiên cứu khả năng mang Curcumin của các hệ nano copolyme PLA-
PEG, nghiên cứu khả năng phóng thích Curcumin đối với các hệ nano
copolyme không và có gắn Folat. Nghiên cứu độc tính tế bào in vitro của
hệ nano copolyme PLA-PEG mang Curcumin không và có gắn Folat
trên dòng tế bào ung thư gan người HepG2.
2) Tổng hợp hạt nano Fe3O4 và chế tạo được chất lỏng từ có độ
bền cao trên nền hạt Fe3O4 bọc copolyme PLA-PEG tạo thành hệ nano
Fe3O4@PLA-PEG. Chế tạo được hệ chất lỏng từ đa chức năng
Fe3O4@PLA-PEG/Cur trên nền hạt nano Fe3O4 bọc copolyme PLA-PEG
mang Curcumin.
3) Nghiên cứu khả năng gây độc trên tế bào ung thư của các hệ
nano Fe3O4 bọc copolyme mang thuốc (Cur). Nghiên cứu khả năng ứng
dụng làm tác nhân tăng tương phản ảnh cộng hưởng từ hạt nhân, nghiên
cứu hiệu ứng đốt nóng cảm ứng từ và khả năng phóng thích thuốc
(Curcumin). Thử nghiệm độc tính, và khả năng nhiệt từ trị tiêu diệt tế
bào ung thư, tiêu diệt khối u trên chuột thử nghiệm dựa trên hiệu ứng đốt
nóng cảm ứng từ ứng dụng trong nhiệt trị ung thư (hyperthermia).
Nội dung luận án:
Chương 1 trình bày tổng quan giới thiệu về một số hệ dẫn thuốc,
các polyme phân hủy sinh học được sử dụng cho mục đích tổng hợp các
3
hệ dẫn thuốc kích thước nano, lợi thế của các hệ dẫn thuốc khi được
chức năng hóa bề mặt, vai trò của các chất chức năng hóa bề mặt như
poly(ethylene glycol), tinh bột, polysaccarit, lợi thế của hệ dẫn thuốc
kích thước nano, hệ nano copolyme mang thuốc hướng đích. Tiềm năng
và tính ưu việt của hệ nano copolyme PLA-PEG mang thuốc và gắn yếu
tố hướng đích. Hệ chất lỏng từ trên nền hạt nano Fe3O4 chức năng hóa bề
mặt bởi copolyme PLA-PEG có và không mang Curcumin cũng được
trình bày tổng quát. Trong chương 2, quy trình tổng hợp copolyme PLA-
PEG và các quy trình chế tạo các hệ mẫu, quy trình thử nghiệm sinh học
trên các dòng tế bào ung thư và trên chuột mang khối u, và nguyên lý
của các phép đo nhằm phân tích và biện luận các kết quả trong luận án
được trình bày chi tiết. Chương 3, chương 4 và chương 5 trình bày các
kết quả nghiên cứu thu nhận được của luận án và các thảo luận liên
quan. Chương 3 trình bày kết quả nghiên cứu tổng hợp copolyme PLA-
PEG, chế tạo hệ nano dẫn thuốc PLA-PEG mang Curcumin có và không
gắn yếu tố hướng đích Folat với các đặc trưng về kích thước, hình dạng,
cấu trúc, khả năng phân tán và độ bền phân tán được trình bày, phân tích
và biện luận chi tiết, thử nghiệm trên dòng tế bào ung thư gan G-Hep2.
Các kết quả nghiên cứu trong chương 4 liên quan đến vật liệu nano
Fe3O4 được tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa, bọc copolyme
PLA-PEG có mang và không mang Curcumin tạo thành hệ chất lỏng từ
kích thước nano đa chức năng. Các đặc trưng về hình dạng, kích thước,
cấu trúc, tính chất từ, hiệu ứng tăng cường độ tương phản cộng hưởng từ
và hiệu ứng đốt nóng từ định hướng ứng dụng trong y sinh được trình
bày, phân tích và biện luận chi tiết. Chương 5 trình bày các kết quả thử
nghiệm sinh học của hệ chất lỏng nano từ Fe3O4@PLA-PEG trên tế bào
ung thư và chuột mang khối u, thử độc tính tế bào, độc tính cấp, chụp
ảnh cộng hưởng từ trên tế bào và khối u chuột.
Ý nghĩa nghiên cứu của luận án
Hạt nano copolyme PLA-PEG được tổng hợp với tỷ lệ thành phần
PLA:PEG khác nhau sẽ ảnh hưởng đến khả năng mang thuốc
(Curcumin, hạt nano sắt từ Fe3O4), khả năng thâm nhập tế bào ung thư
4
(Hep-G2) cũng như khả năng phóng thích thuốc. Hạt nano copolyme
PLA-PEG mang thuốc hướng đích và hệ nano mang thuốc đa chức năng
với những ưu điểm vượt trội so với các hệ phân phối thuốc truyền thống
và các hệ phân phối thuốc polyme. Cụ thể:
Tăng cường khả năng lưu thông máu, tránh sự đào thải do các
thực bào và các tế bào của hệ lưới nội mô, giảm đáng kể các protein lắng
đọng bề mặt.
Hạt nano copolyme PLA-PEG được sử dụng để mang Curcumin
và gắn yếu tố hướng đích Folat tạo thành hệ dẫn thuốc nano mang thuốc
hướng đích, bọc hạt nano từ Fe3O4 tạo thành các hệ dẫn thuốc nano và
mang Curcumin tạo thành hệ dẫn thuốc đa chức năng ứng dụng trong
chẩn đoán hình ảnh cộng hưởng từ MRI, khả năng tăng nhiệt tại chỗ
dưới tác dụng của từ trường ngoài sử dụng cho mục đích nhiệt trị tại chỗ
tiêu diệt tế bào ung thư, nhiệt từ trị (hyperthermia) tiêu diệt khối u trên
chuột thử nghiệm, tăng cường phóng thích Curcumin.
Đóng góp mới của luận án
Đã tổng hợp được copolyme PLA-PEG bằng phương pháp trùng
ngưng với các tỷ lệ thành phần PLA-PEG khác nhau.
Đã chế tạo được hạt nano copolyme PLA-PEG bằng phương pháp
bay hơi dung môi dạng mixen với cấu trúc lõi-vỏ, mang Cucurmin tạo
thành hệ nano mang thuốc Cur/PLA-PEG và gắn yếu tố hướng đích
Folat tạo thành hệ nano mang thuốc hướng đích Cur/PLA-PEG-Fol.
Đã tổng hợp thành công hạt nano sắt từ Fe3O4 bằng phương pháp
đồng kết tủa với từ độ đạt khoảng 65 emu/g, bọc copolyme PLA-PEG có
và không có mang Curcumin tạo thành hệ chất lỏng nano từ đa chức
năng cấu trúc lõi-vỏ Fe3O4@PLA-PEG và Fe3O4@PLA-PEG/Cur với
giá trị độ phục hồi r2 cao hơn các chất thương phẩm Resovist và
Ferumoxytol ứng dụng trong chẩn đoán hình ảnh MRI.
Đốt nóng cảm ứng từ hệ chất lỏng nano từ Fe3O4@PLA-PEG/Cur
làm tăng nhiệt tại chỗ và tăng hiệu quả giải phóng thuốc (Curcumin).
5
Sử dụng hệ chất lỏng nano từ đa chức năng Fe3O4@PLA-PEG
trong ứng dụng nhiệt trị giúp tiêu diệt hiệu quả tế bào và khối u trên
chuột.
Bố cục của luận án: Luận án gồm 132 trang, bao gồm: phần mở
đầu, 5 chương nội dung, kết luận và cuối cùng là danh sách tài liệu tham
khảo. Các kết quả chính của luận án đã được công bố trong 5 bài báo
trên các tạp chí trong nước và quốc tế và 5 bài báo khác có liên quan.
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ HỆ DẪN THUỐC
1.1. Hệ dẫn thuốc
1.1.1. Hệ dẫn thuốc kích thước thông thường
- Các thiết bị phân phối thuốc
La cá thiết bị dùng để đặt thuốc vào trong và phân phối, cấy thuốc
vào mô bên trong cơ thể. Một số thiết bị được sử dụng để phân phối
thuốc như: Cảm biến sinh học phân phối thuốc; Thiết bị phân phối thuốc
dựa trên nền các vi dòng; Vi chip kiểm soát phóng thích thuốc; Các bơm
và ống dẫn phân phối thuốc.
- Các hệ phân phối thuốc hướng đích
Đối với hệ phân phối thuốc hướng đích và được kiểm soát, một
loạt các hệ chất mang được phát triển như: Các chất nền liên kết, kháng
thể đơn dòng, các vi hạt hình cầu và liposome. Ngoài ra, có nhiều hệ
thống tinh vi dựa trên cơ chế phân tử, công nghệ nano, và liệu pháp phân
phối gen cũng được phát triển.
- Các hệ phân phối thuốc chuyên biệt
Là các hệ thống phân phối thuốc đến các vị trí trong cơ thể đã
được chọn lọc (gan, lá lách, xương, lympho). Do kích thước nhỏ, chúng
có thể được tiêm trực tiếp vào cơ thể, các hệ thống phân phối thuốc
chuyên biệt có thể bao gồm thuốc và vật liệu lõi hoặc thuốc có thể được
phân tán như chất nhũ tương bên trong vật liệu mang hoặc thuốc có thể
được gói gọn bởi vật liệu mang.
6
1.1.2. Hệ dẫn thuốc kích thước nano (HDTNN)
- Tính ưu việt và tiềm năng của HDTNN
+ Tính ưu việt của HDTNN
DHTNN có những đặc tính ưu việt sau: i) kéo dài sự lưu thông
trong máu; ii) đóng gói và bảo vệ của một loạt các tác nhân điều trị với
tải trọng cao; iii) tối ưu hóa tổ hợp các tính chất vật lý của chất mang để
tận dụng cả hai cơ chế nhắm đích chủ động và thụ động; iv) đáp ứng với
các kích thích tại chỗ cho phóng thích thuốc kiểm soát; v) khả năng chịu
đựng nhiều các gốc thuốc tương phản/chụp ảnh/quan sát bằng phương
tiện của một loạt các kỹ thuật hình ảnh đa phương thức.
+ Tiềm năng của HDTNN
Các hệ thống phân phối có thể được thiết kế để cung cấp, phóng
thích có kiểm soát hoặc phóng thích kích hoạt các phân tử điều trị, tăng
thời gian lưu trú trong máu, giảm phân phối không đặc hiệu, nhắm đích
các mô hoặc các kháng nguyên bề mặt tế bào đích với một yếu tố gắn
kết nhắm đích, qua đó tăng khả năng và hiệu quả điều trị của thuốc.
Hình 1.3. Sơ đồ hệ dẫn thuốc nano đa chức năng.
- Các vật liệu bảo đảm các chức năng hệ dẫn thuốc nano
+ Vật liệu cho chức năng thích ứng môi trường sinh hóa
Hệ dẫn thuốc nano cấu trúc lõi-vỏ, với phần lõi là các polyme
phân hủy sinh học được chức năng hóa bởi polyme ưa nước
polyethylene glycol (PEG) có thể được ghép, tạo phức, hoặc hấp thụ lên
bề mặt của các hạt nano để tạo nên sự ổn định về không gian và hình
7
thành nên các thuộc tính "tàng hình" giúp tăng thời gian lưu thông máu
và tương thích sinh học.
+ Vật liệu cho chức năng hóa trị liệu
Một số phân tử thuốc kháng ung thư bao gồm doxorubicin,
dopamine và Curcumin đã được sử dụng trong điều trị hoặc hỗ trợ điều
trị ung thư. Trong các loại thuốc nêu trên, Curcumin được xem như một
dược chất kháng ung thư tiềm năng có nguồn gốc thiên nhiên.
+ Vật liệu cho chức năng lý trị liệu
Hệ dẫn thuốc nano ngoài chức năng mang, giúp phân tán và lưu
thông các dược chất (thuốc) trong môi trường sinh lý tốt hơn, chúng còn
mang (bọc) các tác nhân lý trị liệu khác nhau như hạt nano vàng, hạt
nano từ.
+ Vật liệu cho chức năng chẩn đoán hình ảnh
Các hạt nano tăng độ tương phản hình ảnh như hạt nano vàng,
hạt nano từ đã được sử dụng như những tác nhân chẩn đoán hình ảnh.
+ Vật liệu cho chức năng bám đích
Hoạt động hướng đích của các hạt nano liên quan đến việc tạo
phức của các phối tử nhắm đích với các hạt nano, hoặc sử dụng từ
trường ngoài để điều khiển các hạt nano, đặc biệt là các hạt nano từ tính
định vị tại các vị trí đích, hoặc dựa vào đặc tính cấu tạo màng tế bào có
thể thực hiện các hoạt động nhắm đích.
1.1.3. Các loại polyme nghiên cứu ứng dụng
- Liposome: đã được sử dụng như các hạt mang thuốc tiềm năng
với những lợi thế riêng của chúng như khả năng bảo vệ thuốc tránh bị
đào thải sớm, nhắm đích đến các vị trí cụ thể và làm giảm độc tính hoặc
tác dụng phụ.
- Polyme phân hủy sinh học: so với liposome, polyme phân hủy
sinh học (polyme tự nhiên, polyme dendrit, copolyme) lợi thế hơn
liposome, giúp tăng độ ổn định của thuốc/protein và những thuộc tính
phóng thích được kiểm soát hữu ích.
8
1.1.4. Copolyme phân hủy sinh học PLA-PEG
- Polyme PLA: Polylactic axit (PLA) là polyme phân hủy sinh
học có nguồn gốc tự nhiên được sử dụng để thiết kế các hệ phân phối
thuốc kích thước nano với những đặc tính ưu việt hơn so với các hệ phân
phối thuốc truyền thống và không gây độc cho cơ thể.
- Polyme PEG: PEG là một oligome ưa nước có thể được hấp
thụ hoặc gắn liền với bề mặt của các hạt nano. PEG làm giảm đáng kể sự
tương tác không đặc hiệu với protein, tránh sự đào thải của các thực bào,
các tế bào của hệ lưới nội mô, đồng thời tăng khả năng phân tán trong
nước, qua đó tăng đáng kể khả năng lưu thông trong máu.
- Tổng hợp copolyme PLA-PEG
Copolyme PLA-PEG được tổng hợp bằng phản ứng mở vòng
trùng ngưng axit lactic với polyethylenee glycol tạo thành block
copolyme PLA-PEG với sự có mặt của muối thiết II (Sn(Oct)2) đóng vai
trò như xúc tác. Copolyme PLA-PEG với các tỷ lệ thành phần về trọng
lượng giữa PLA và PEG khác nhau được tiến hành tổng hợp nhằm đánh
giá ảnh hưởng của các hợp phần PLA và PEG đến kích thước, khả năng
mang thuốc cũng như khả năng tương thích sinh học của hệ nano
copolyme PLA-PEG mang thuốc hướng đích.
Hình 1.6. Sơ đồ tổng hợp copolyme PLA-PEG bằng phương pháp trùng
ngưng mở vòng polyme
1.2. Hệ dẫn thuốc nano từ tính
1.2.1. Hạt nano từ
- Cấu trúc: Fe3O4 là hợp chất ôxít phổ biến của nguyên tố sắt, vật
liệu này thuộc họ ferrite spinel có hai phân mạng từ không tương đương
và tương tác giữa các phân mạng là phản sắt từ. Vật liệu Fe3O4 có cấu
trúc spinel đảo.
Công thức phân tử: FeO. Fe2O3 = Fe. Fe2O4,
Mô hình ion: [Fe3+]A[ Fe
3+Fe2+]B O4
2-.
9
- Các tính chất khả dụng y sinh: Trong các loại vật liệu nano y
sinh, các hạt nano từ tính (Magnetic Nanoparticles – MNPs) có một số
tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong y sinh như: (i) Tách chiết các tế bào
và các thực thể sinh học, (ii) Dẫn truyền thuốc, gen và các nuclide phóng
xạ tới những vùng bệnh nằm sâu trong cơ thể, (iii) Tăng cường độ tương
phản trong chẩn đoán cộng hưởng từ hạt nhân, và (iv) Nhiệt trị điều trị
ung thư.
- Chức năng chẩn đoán hình ảnh: Khi được định vị trong môi
trường sinh học, các hạt nano từ có thể tạo sự nhiễu loạn từ trường cục
bộ do đó ảnh hưởng đến tốc độ hồi phục từ trong các mô chứa nước. Vì
vậy, chúng được nghiên cứu kỹ và được sử dụng như một tác nhân tăng
độ tương phản ảnh cộng hưởng từ hạt nhân MRI trong chẩn đoán lâm
sàng.
Cơ sở của việc chụp ảnh cộng hưởng từ là dựa trên tín hiệu hồi
phục spin của các proton trong các phân tử nước có trong các mô sinh
học khi bị kích thích bởi các chuỗi xung tần số vô tuyến điện dưới tác
dụng của từ trường ngoài cố định (B0).
- Hiệu ứng đốt nóng cảm ứng từ và nhiệt từ trị
Đốt nóng cảm ứng từ (Magnetic Inductive Heating – MIH) dựa
trên khả năng hấp thụ năng lượng từ từ trường xoay chiều tạo nên nguồn
đốt nóng dựa trên sự tổn hao hồi phục Neel và Brown. Khi được đưa vào
trong các khối u các hạt nano từ có thể đóng vai trò tiêu diệt tế bào ung
thư do khả năng nhạy nhiệt của các tế bào ung thư. Đây là lý do tại sao
chúng được nghiên cứu kỹ để sử dụng như tác nhân nhiệt trị ung thư
dùng chất lỏng từ (Magnetic Fluid Hyperthermia – MFH). Trong tất cả
những vật liệu từ, Fe3O4 là đối tượng được nghiên cứu kỹ, bởi vì chúng
dễ tổng hợp, có đặc tính siêu thuận từ tốt cũng như rất an toàn cho ứng
dụng y sinh.
1.2.2. Các phương pháp chế tạo hạt nano từ
Phương pháp đồng kết tủa
Với phương pháp này hạt thường được tổng hợp trong dung môi
là nước dưới điều kiện kiềm (thu được bằng cách thêm hydrôxit (NaOH)
10
hoặc amoni hydrôxit (NH4OH)). Quá trình này thường được dùng để
tổng hợp các hạt nano ôxit và ferit.
Phương pháp khử
Phương pháp vi nhũ tương
Phương pháp sol-gel
Phương pháp thủy nhiệt
Phương pháp phân hủy nhiệt
Trong luận án này, chúng tôi sử dụng phương pháp đồng kết tủa
để tổng hợp hạt nano sắt từ Fe3O4 do dễ tổng hợp, giá thành thấp, kích
thước hạt phân bố khá hẹp, các hạt nano sau khi tổng hợp có độ thuần
khiết vì được phân tán trong môi trường nước nên dễ chức năng hóa bề
mặt bằng các vật liệu khác nhau.
1.2.3. Bọc bảo vệ và chức năng hệ nano từ tính
Trong nghiên cứu của chúng tôi, hạt nano sắt từ Fe3O4 sau khi
tổng hợp được chức năng hóa bằng copolyme PLA-PEG tạo thành hệ
dẫn thuốc nano cấu trúc lõi-vỏ và mang Curcumin tạo thành hệ dẫn
thuốc nano đa chức năng cấu trúc lõi-vỏ ứng dụng trong chẩn đoán hình
ảnh cộng hưởng từ MRI, nhiệt trị ung thư dựa vào khả năng tăng nhiệt
tại chỗ nhờ từ trường ngoài và khả năng tăng nhiệt phóng thích
Curcumin.
Chương 2
CÁC KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM
Copolyme PLA-PEG với các tỷ lệ thành phần PLA:PEG là 3:1,
2:1, 1:1, 1:2 và 1:3 được tổng hợp thông qua phản ứng mở vòng trùng
ngưng giữa monome của axit lactic và polyethylene glycol (PEG) với sự
có mặt của xúc tác thiếc (II) 2-ethylhexanoat.
Copolyme PLA:PEG sau khi tổng hợp được chế tạo thành hạt
nano PLA:PEG, mang curcumin tạo thành hệ nano Cur/PLA-PEG và
gắn yếu tố hướng đích Folat tạo thành hệ nano Cur/PLA-PEG-Fol. Hạt
nano sắt từ Fe3O4 được tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa, sau đó
được bọc chức năng bởi PLA-PEG tạo thành hạt nano Fe3O4@PLA-PEG
11
và mang curcumin tạo thành hạt nano Fe3O4@PLA-PEG/Cur. Các hạt
nano PLA-PEG, Cur/PLA-PEG, Cur/PLA-PEG-Fol, Fe3O4,
Fe3O4@PLA-PEG, Fe3O4@PLA-PEG/Cur được đặc trưng hình thái,
kích thước hạt bằng phương pháp hiển vị điện tử FE-SEM, phổ tán xạ
laze động (DLS – Dynamic Light Scattering), trong khi đó độ bền phân
tán của các hệ nano được đặc trưng bởi thế Zeta. Cấu trúc của các hạt
nano được đặc trưng bởi phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR) và
phổ tử ngoại khả kiến UV-VIS (Ultraviolet-Visible), khả năng mang
curcumin của copolyme PLA-PEG và hạt nano Fe3O4@PLA-PEG được
xác định bằng phổ tử ngoại khả kiến UV-VIS thông qua việc xây dựng
ph