Tóm tắt Luận án Nghiên cứu chế tạo và đánh giá hiệu quả tác động của hệ nano đa chức năng (polymer - Drug - Fe3O4 - folate) lên tế bào ung thư

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ...*** LÊ THỊ THU HƢƠNG Nghiên cứu chế tạo và đánh giá hiệu quả tác động của hệ nano đa chức năng (polymer-drug-Fe3O4-folate) lên tế bào ung thƣ Chuyên ngành: Vật liệu điện tử Mã số: 9.44.01.23 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội – 2018 Công trình đƣợc hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 1: TS. Hà Phƣơng Thƣ Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 2: GS.TSKH. Nguyễn Xuân Phúc Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: . Luận án sẽ đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi giờ ..’, ngày tháng năm 201. Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thƣ viện Học viện Khoa học và Công nghệ - Thƣ viện Quốc gia Việt Nam 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Ngày nay, sự phát triển của khoa học và công nghệ đã đem lại nhiều tiến bộ vƣợt bậc trong sinh y học nhƣng loài ngƣời vẫn đang phải đối diện với nhiều loại bệnh nan y, điển hình nhất là bệnh ung thƣ. Hiện nay có rất nhiều thuốc điều trị ung thƣ trên thị trƣờng. Tuy nhiên, nhƣợc điểm lớn nhất của các loại thuốc điều trị ung thƣ là ít tan trong nƣớc hoặc dễ bị đào thải, tính định hƣớng chọn lọc không cao và dù ít hay nhiều đều ảnh hƣởng không tốt đối với sức khỏe bệnh nhân vì có tác dụng phụ kèm theo nhƣ các triệu chứng buồn nôn, tiêu chảy, gây thiếu máu, giảm miễn dịch của cơ thể. Nguyên nhân là do phần lớn các phƣơng thức điều trị không chỉ tác động cục bộ lên khối u mà còn ảnh hƣởng đến một bộ phận lớn các mô và cơ quan lành của cơ thể [1]. Để khắc phục những nhƣợc điểm của phƣơng pháp nêu trên, các nhà nghiên cứu đã ứng dụng công nghệ nano, sử dụng vật liệu với kích thƣớc nano mét làm phƣơng tiện dẫn các loại thuốc đặc trị ung thƣ nhƣ Curcumin, Paclitaxel, Doxorubicin đến khối u một cách an toàn [2–4]. Bên cạnh đó vật liệu nano từ đã và đang đƣợc nghiên cứu mạnh mẽ nhằm ứng dụng trong sàng lọc tế bào ung thƣ, chẩn đoán ung thƣ bằng hình ảnh cộng hƣởng từ MRI, nhiệt trị bằng cách làm tăng nhiệt độ vùng khối u khi đƣợc đặt trong từ trƣờng, và đặc biệt là dẫn truyền thuốc dƣới ảnh hƣởng của nam châm... [5, 6] Các hạt nano từ và thuốc chống ung thƣ đƣợc bọc bởi các lớp vỏ là các polymer thiên nhiên hoặc polymer tổng hợp và có thể đƣợc gắn thêm một số yếu tố hƣớng đích. Hệ nano đa chức năng nhƣ vậy sẽ tăng hiệu quả tác động đối với các tế bào ung thƣ nhất định, giải quyết phần nào yêu cầu của phƣơng pháp hóa trị là phải có tính chọn lọc cao đối với tế bào ung thƣ. Lợi ích là: Sử dụng vật liệu này cho phép giảm liều thuốc dùng, giúp ngƣời bệnh tránh đƣợc các tác dụng phụ không mong muốn; tập trung thuốc vào vị trí khối u, tránh tác động đến tế bào lành [7, 8]. Nhƣ vậy, có thể sử dụng hạt nano lõi Fe3O4, lớp vỏ bọc là các polime nhƣ chitosan biến tính, dextran biến tính, alginate, copolime, gắn thêm đuôi folate nhƣ một phƣơng tiện chuyên chở thuốc Curcumin (Cur) hoặc Doxorubicin (Dox) đến đúng đích là khối u ung thƣ một cách an toàn. Trên thế giới, một số nghiên cứu về hệ nano đa chức năng dùng trong y sinh học, đặc biệt là trong điều trị ung thƣ đã đƣợc 2 công bố [9–11], tuy nhiên, đây vẫn là hƣớng nghiên cứu mới với nhiều triển vọng. Ở Việt Nam, một số nhóm nghiên cứu đã công bố các công trình liên quan đến việc tổng hợp hạt nano từ và ứng dụng trong xử lí môi trƣờng. Các nghiên cứu định hƣớng sử dụng hạt nano từ trong y sinh chủ yếu khai thác khả năng nhiệt từ trị của vật liệu này [14–16]. Tính chất quang và khả năng hƣớng đích đƣợc nghiên cứu rất hạn chế. Trên cơ sở đó, chúng tôi thực hiện luận án “Nghiên cứu chế tạo và đánh giá hiệu quả tác động của hệ nano đa chức năng (polymer-drug- Fe3O4-folate) lên tế bào ung thƣ”. 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án - Chế tạo đƣợc hệ nano đa chức năng gồm: vật liệu kích thƣớc nano Fe3O4 (có tính chất từ) đƣợc bọc bởi polyme tƣơng thích sinh học, gắn yếu tố hƣớng đích (folate), mang thuốc (drug) ((Curcumin, Doxorubicin) (tính chất quang)), phân tán tốt trong nƣớc, có khả năng nhắm đích ung thƣ. - Thử nghiệm và đánh giá đƣợc hiệu quả tác động của hệ hạt nano lên các dòng tế bào ung thƣ nhƣ HT29; HeLa; HepG2... và trên động vật thực nghiệm. 3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án - Tổng hợp các vật liệu nano đa chức năng mang thuốc curcumin và doxorubicin trên nền hạt nano Fe3O4 bọc bằng các polime thiên nhiên (O- cacboxylmetyl chitosan và alginate) có gắn yếu tố hƣớng đích folate. - Xác định đặc trƣng của các vật liệu chế tạo đƣợc bằng các phƣơng pháp hoá lí hiện đại: FTIR, UV-Vis, phổ huỳnh quang, XRD, VSM, TGA, SEM, TEM - Xác định tác động của hệ nano đa chức năng trên các dòng tế bào ung thƣ: Hep-G2, HeLa, LU-1, và trên chuột nhắt trắng mang khối u. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN Trong chƣơng này, chúng tôi đã tổng quan các vấn đề liên quan đến việc chế tạo hệ nano đa chức năng và đánh giá hiệu quả tác động của các hệ này lên tế bào ung thƣ. Hệ đa chức năng chứa các thành phần: nano Fe3O4 đƣợc bọc bằng polime, mang thuốc (drug) và gắn folate. Cụ thể: Tổng quan về tính chất, các phƣơng pháp tổng hợp và ứng dụng của hạt nano Fe3O4. Đặc biệt 3 đã chỉ rõ các vấn đề cần giải quyết để sử dụng đƣợc hạt nano Fe3O4 trong lĩnh vực y sinh; Tính chất và khả năng ứng dụng các loại polime thiên nhiên thƣờng đƣợc sử dụng nhƣ O-cacboxyl metyl chitosan, alginate, dextran; Đặc trƣng tính chất và một số nghiên cứu sử dụng các dƣợc chất: curcumin và Doxorubicin; Phƣơng pháp gắn folate lên hệ hạt nano và hiệu quả hƣớng đích của tác nhân này. CHƢƠNG 2. ĐIỀU KIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 2.1. Tổng hợp vật liệu Các hệ nano đa chức năng đƣợc tổng hợp theo sơ đồ hình 2.1. Trong đó, lõi hạt nano từ (Fe3O4) đƣợc tổng hợp theo phƣơng pháp đồng kết tủa ion Fe 2+ và Fe 3+ (với tỉ lệ mol 1:2) trong điều kiện đồng kết tủa thông thƣờng [41] hoặc đồng kết tủa có sử dụng kĩ thuật vi sóng trên thiết bị Sineo-Uwave 1000. Hạt nano Fe3O4 sau đó đƣợc bọc bằng OCMCS (1 mg/ml) hoặc alginate với nồng độ khác nhau. Trong bƣớc tiếp theo, Curcumin hoặc Doxorubicin đƣợc mang lên hệ nhờ tƣơng tác hấp phụ với lõi từ hoặc phản ứng với lớp vỏ polime. Cuối cùng hệ mang thuốc đã đƣợc tối ƣu hóa đƣợc lựa chon để gắn thêm yếu tố hƣớng đích folate hoặc chấm lƣợng tử CdTe. Hình 2.1: Sơ đồ tổng hợp các hệ dẫn thuốc đa chức năng 2.2. Các phƣơng pháp đặc trƣng tính chất của hệ Tính chất của hệ đƣợc xác định bằng các phƣơng pháp hiện đại: Nhiễu xạ tia X, phổ hồng ngoại, phổ UV-Vis, phổ huỳnh quang, phân tích nhiệt, 4 hiển vi điện tử quét, hiển vi điện tử truyền qua. Hiệu suất, dung lƣợng mang thuốc và khả năng giải phóng thuốc đƣợc xác định bằng phƣơng pháp phổ UV-Vis. Độc tính tế bào của các mẫu đƣợc xác định theo phƣơng pháp của Skehan và Likhiwitayawuid [171, 172]. Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) đƣợc sử dụng để định lƣợng Fe có trong các mô của chuột. Đánh giá tác động của hệ đa chức năng trên chuột: Chuột mang u kích thƣớc 7-10 mm đƣợc chia thành 4 nhóm, mỗi nhóm 6 con, gồm có: nhóm chứng (chuột có u không điều trị) và các nhóm đƣợc điều trị lần lƣợt bằng FA, FAD, FADF. Trong mỗi chu kì điều trị, thuốc đƣợc tiêm trực tiếp vào khối u với liều 50 l/con. 40 phút sau tiêm, chuột đƣợc cố định trong ống nhựa và đƣa vào trong cuộn dây của hệ đốt từ RDO- HFI với tần số 178 kHz, cƣờng độ từ trƣờng 90 Oe, thời gian đốt 30 phút/con. Hai chu kì liền nhau cách nhau 3 ngày. Ghi nhận sự thay đổi kích thƣớc khối u. Qua đó đánh giá tác dụng điều trị của hạt nano từ mang Doxorubicin trên mô hình chuột mang khối ung thƣ phổi. Phương pháp xử lí số liệu: Excel 2010, OriginPro 8 hoặc SPSS 22.0. CHƢƠNG 3. HẠT NANO Fe3O4 BỌC BẰNG OCMCS MANG CURCUMIN 3.1. Tổng hợp hạt nano Fe3O4 Hạt Fe3O4 đã đƣợc tổng hợp thành công theo phƣơng pháp đồng kết tủa (liên kết Fe-O đặc trƣng bởi đỉnh hấp thụ tại 575 cm -1 trên phổ hồng ngoại), cấu trúc spinel đảo (phổ XRD), từ độ bão hoà 70,5 emu/g, có tính chất siêu thuận từ với giá trị Mr và Hc  0 và có kích thƣớc trung bình khoảng 15 nm. 3.1.2. Hạt nano Fe3O4 tổng hợp bằng kĩ thuật vi sóng 3.1.2.1. Tính chất từ Từ trễ Mr và lực kháng từ Hc của các mẫu chế tạo đƣợc đều  0 chứng tỏ vật liệu có tính chất siêu thuận từ (bảng 3.1). Vi sóng không làm thay đổi tính chất này của vật liệu. Từ độ bão hoà của mẫu M5 là cao nhất so với các mẫu còn lại, đạt 69 emu/g. Giá trị này không khác biệt nhiều so với mẫu Fe3O4 đồng kết tủa trong điều kiện thông thƣờng (70,5 emu/g). Bảng 3.1: Các thông số từ của các mẫu Fe3O4 tổng hợp bằng kĩ thuật vi sóng Mẫu M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 5 Ms (emu/g) 53,9 56,2 56,7 63,0 69,0 64,6 59,6 60,6 60,7 62,7 64,5 Hc (Oe) 2,5 14 4 2,5 0 20 0 18 2 2 21 Mr (emu/g) 0,5 1,0 0,2 0,4 0 1,7 0 2 0,1 0,2 1,9 Nhƣ vậy, M5 là mẫu tốt nhất về mặt từ tính. 3.1.2.2. Phổ nhiễu xạ tia X Giản đồ XRD của mẫu M5 xuất hiện đầy đủ các pic đặc trƣng của Fe3O4 và không có pic nào khác chứng tỏ mẫu M5 đã hình thành cấu trúc spinel đơn pha. Kết quả này khẳng định M5 là mẫu tốt nhất về cấu trúc pha tinh thể. 3.1.2.3. Phổ hồng ngoại Trên hình 3.4 có thể thấy các mẫu Fe3O4 đều xuất hiện pic đặc trƣng cho liên kết Fe-O tại vị trí khoảng 570 cm -1 . Tuy nhiên ở một số mẫu xuất hiện thêm pic cƣờng độ thấp hơn ở khoảng 630 cm -1 tƣơng ứng với sự có mặt của thành phần Fe2O3 trong mẫu [174]. Phổ đồ này cho thấy M5 là mẫu có độ tinh khiết cao nhất với chỉ 1 pic đặc trƣng và cƣờng độ pic lớn. Nhƣ vậy, qua khảo sát từ độ, cấu trúc tinh thể và phổ hồng ngoại, chúng tôi lựa chọn mẫu M5 để thực hiện các nghiên cứu tiếp theo. 3.2. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng curcumin lên tính chất các hệ mang curcumin (FOC1-FOC5) Lƣợng curcumin đƣợc thay đổi từ 20 - 100 mg và khảo sát tính chất từ cũng nhƣ độ bền của hệ thông qua đo giá trị thế Zeta của hệ. Kết quả đƣợc trình bày trong bảng 3.2. Bảng 3.2: Kết quả khảo sát hàm lượng curcumin Mẫu FOC1 FOC2 FOC3 FOC4 FOC5 Khối lƣợng curcumin (mg) 20 40 60 80 100 Từ độ bão hoà (Ms, emu/g) 54,9 52,9 49,0 35,3 25,8 Thế Zeta (mV) 40,2 32,6 30,4 18,2 8,1 Kết quả đo từ độ bão hoà các mẫu FOC1-5 cho thấy khi lƣợng curcumin tăng dần từ 20 đến 100 mg, từ độ bão hoà của các mẫu giảm dần, đặc biệt ở mẫu FOC4 và FOC5. Thế Zeta của các mẫu FOC1-5 đều có giá trị dƣơng do hạt từ đã đƣợc bọc bằng lớp polime O-cacboxylmetyl chitosan với nhiều nhóm chức NH2 trên bề mặt. Xu hƣớng biến đổi trị số thế Zeta trong các mẫu này tƣơng tự nhƣ sự 6 biến đổi về từ độ bão hoà. Các mẫu FOC1-3 có thế lớn hơn 30 mV chứng tỏ các mẫu này có thể duy trì đƣợc trạng thái ổn định [170]. Trong khi đó, mẫu FOC4 và FOC5 có thế Zeta thấp hơn hẳn (dƣới 20 mV). Do đó, để đảm bảo hệ đa chức năng mang đƣợc nhiều thuốc nhất và vẫn giữ đƣợc các tính chất từ và độ bền tốt, chúng tôi sử dụng khối lƣợng curcumin khi chế tạo là 60 mg. Khối lƣợng này cũng đƣợc dùng để chế tạo hệ Fe3O4/OCMCS/Cur/Fol. Hàm lƣợng curcumin thực tế đi vào trong hệ đƣợc định lƣợng theo phƣơng pháp phân tích nhiệt (mục 3.3.4). 3.3. Hệ nano mang curcumin FOC và mang curcumin gắn folate FOCF 3.3.1. Phổ hồng ngoại Phổ hồng ngoại của FOC và FOCF đƣợc so sánh với phổ hồng ngoại của từng thành phần: Fe3O4, OCMCS, Curcumin và axit folic. Sự chuyển dịch các pic đặc trƣng chứng tỏ hệ đã đƣợc tổng hợp thành công. 3.3.2. Phổ huỳnh quang Curcumin là hợp chất có khả năng phát huỳnh quang. Sau khi nhận kích thích bởi bức xạ có bƣớc sóng 442nm, dung dịch FOC phát xạ phổ huỳnh quang với bƣớc sóng cực đại ở 515 nm. So với phổ huỳnh quang của curcumin trong dung môi etanol/nƣớc (tỉ lệ 1:1) với cực đại tại 542 nm, trên phổ của FOC có sự chuyển dịch xanh (chuyển dịch 27nm về phía bƣớc sóng ngắn) có thể giải thích là do có tƣơng tác của phân tử curcumin với Fe3O4/OCMCS. Về cƣờng độ, dung dịch FOC phát huỳnh quang yếu hơn hẳn so với curcumin tự do. Nguyên nhân là do sự có mặt Fe3O4 trong mẫu làm giảm khả năng phát huỳnh quang của curcumin [132]. 3.3.3. Ảnh hiển vi điện tử quét (FeSEM) Hình thái học bề mặt của hệ FOC và FOCF đƣợc xác định trên ảnh SEM cho thấy kích thƣớc của các hạt này vào khoảng 30 nm, lớn hơn kích thƣớc của hạt Fe3O4 ban đầu (khoảng 20 nm) chứng tỏ rằng curcumin và axit folic đã hấp phụ lên bề mặt của hạt nano Fe3O4. 3.3.4. Phân tích nhiệt Trên đƣờng TGA của FOC và FOCF xuất hiện tƣơng ứng 2 và 3 khoảng Hình 3.11: Phổ huỳnh quang của FOC và curcumin 7 mất khối lƣợng khi tăng nhiệt độ. Giai đoạn mất khối lƣợng trong dải nhiệt độ từ 360 đến 430 o C xuất hiện ở giản đồ phân tích nhiệt của cả 2 mẫu tƣơng ứng với sự phân hủy của OCMCS và curcumin, và do đó, giai đoạn mất khối lƣợng thứ hai tại 299 o C của mẫu FOCF là do axit folic bị chuyển hóa. Từ các thông số trên giản đồ phân tính nhiệt có thể xác định đƣợc hàm lƣợng của curcumin và Fe3O4 trong FOC là 45% và 48%, hàm lƣợng axit folic, curcumin và Fe3O4 trong mẫu FOCF lần lƣợt là 26%, 25% và 46%. Nhƣ vậy, dung lƣợng hấp phụ curcumin tƣơng ứng là 0,95 mg và 0,54 mg/mg Fe3O4 trong 2 mẫu FOC, FOCF. Dung lƣợng hấp phụ curcumin của FOCF giảm đi so với FOC. Mặc dù vậy, FOCF vẫn mang đƣợc lƣợng curcumin nhiều hơn so với các nghiên cứu khác [134, 176, 177]. Hình 3.14 mô tả cấu trúc của FOC và FOCF, trong đó curcumin đƣợc hấp phụ trên bề mặt của hạt Fe3O4. Hình 3.1: Mô hình cấu trúc hệ FOC và FOCF 3.3.5. Giản đồ nhiễu xạ tia X và tính chất từ 30 40 50 60 70 2theta ( o ) (a)Fe3O4 (b) Fe3O4/OCMCS/Cur (c) Fe3O4/OCMCS/Cur/Fol (a) (b) (c) (200) (311) (400) (422) (511) (440) -15000 -10000 -5000 0 5000 10000 15000 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 -25 -20 -15 -10 -5 0 0.0 0.5 1.0 1.5 (c) Fe 3 O 4 /OCMCS/Cur/folic (b) Fe 3 O 4 /OCMCS/Cur (a) Fe 3 O 4 M s ( e m u /g ) H (Oe) (a) (b) (c) Hình 3.15: Giản đồ nhiễu xạ tia X của (a) Fe3O4, (b) FOC và (c) Fe3O4/OCMCS/Cur/Fol Hình 3.16: Đƣờng cong từ trễ của (a) Fe3O4,(b) FOC và (c) FOC /Fol tại nhiệt độ phòng Giản đồ nhiễu xạ tia X của FOC và FOCF (hình 3.15) xuất hiện các pic tƣơng ứng với 6 mặt phẳng mạng đặc trƣng của Fe3O4 là (200), (311), (400), 8 (422), (511) và (440), chứng tỏ cấu trúc spinel của Fe3O4 không thay đổi trong quá trình dẫn thuốc. Các phép đo từ cũng chứng minh hệ nano mang thuốc giữ nguyên đƣợc cấu trúc tinh thể (hình 3.10). Từ độ bão hòa của FOC và FOCF NPs vào khoảng 50 emu/g, thấp hơn 20 emu/g so với Fe3O4 tự do do sự hấp phụ của curcumin hoặc axit folic lên bề mặt của Fe3O4. Ngoài ra, giá trị từ dƣ Mr và lực kháng từ Hc của cả 2 hệ đều gần bằng 0 chứng minh tính chất siêu thuận từ của hạt Fe3O4 kích thƣớc dƣới 30 nm [169]. 3.3.6. Kết quả đốt nóng cảm ứng từ Kết quả đốt nóng cảm ứng đƣợc trình bày trong bảng 3.4. Khi nồng độ oxit sắt từ giảm, cả nhiệt độ bão hòa Ts và tốc độ tăng nhiệt ban đầu dT/dt (xác định tại t=0) đều giảm. Nồng độ hạt từ từ 0,3 mg/ml trở lên đều cho nhiệt độ bão hòa lên tới hơn 42 o C và cao hơn sau 10 phút. Bảng 3.4: Thông số đốt nóng cảm ứng của các mẫu mang curcumin Nồng độ (mg/ml) FOC FOCF Ts (1500 s) dT/dt Ts (1500 s) dT/dt 0,1 45,5 0,02 38,6 0,01 0,3 50,0 0,03 44,2 0,02 0,5 54,6 0,04 54,7 0,03 0,7 58,6 0,06 58,9 0,04 1 64,3 0,09 67,5 0,06 Thời gian lƣu 10 phút và có thể kéo dài hơn có thể thiết lập đƣợc khi duy trì điều kiện từ trƣờng đốt. Vì tế bào ung thƣ có thể trải qua quá trình apoptosis (chết theo chƣơng trình) trong khoảng nhiệt độ từ 42–46◦C [73], hệ FOCF hoàn toàn có thể ứng dụng trong điều trị ung thƣ bằng phƣơng pháp nhiệt trị. 3.3.9. Độc tính tế bào Các ảnh chụp huỳnh quang cho thấy sự xâm nhập của curcumin vào bên trong tế bào HT29 (tín hiệu màu xanh) khi ủ với FOC (hình 3.21). Nguyên nhân của tín hiệu màu xanh lục ở đây là do curcumin có khả năng tự phát huỳnh quang khi kích thích bằng laze Agon. Ở mẫu đối chứng không xuất hiện tín hiệu này. Kết quả này đồng thời chứng tỏ rằng kết hợp curcumin lên hệ mang nano không ảnh hƣởng tới khả năng nhập bào của curcumin, hệ nano vẫn đảm bảo đƣa đƣợc curcumin vào trong tế bào. 9 Curcumin Kết hợp: Đỏ - actine; xanh lam – nhân; xanh lục – curcumin Hình 3.21: Ảnh huỳnh quang của tế bào HT29 trong điều kiện bình thƣờng (control) và trong điều kiện ủ 15 giờ với hệ FOC 3.3.10. Phân bố sinh học Phân bố của FOC và FOCF trong các cơ quan trên chuột mang khối u Sarcoma 180 đƣợc xác định dựa trên hình ảnh giải phẫu các mô này (hình 3.23). Các chấm màu nâu đậm trên ảnh giải phẫu mô là các đám hạt nano oxit sắt từ bị kết tụ lại với nhau. Các nghiên cứu in vivo theo dõi phân bố sinh học của các mẫu nano Fe3O4 (đƣợc chức năng hóa bề mặt khác nhau) trên chuột khỏe mạnh đã chỉ ra rằng các hạt nano từ này sẽ phân bố chủ yếu tại gan và lá lách và chuyển hóa một phần thành các dạng hợp chất không độc khác nhau của sắt dƣới tác động của các đại thực bào đơn nhân. Sau 14 ngày tiêm nano Fe3O4, dấu vết của các hệ này vẫn còn trong gan nhƣng không gây ảnh hƣởng đến tế bào gan, sau 58 ngày thì các dấu vết này hoàn toàn biến mất [181]. Trong nghiên cứu này, hệ nano FOC và FOCF cũng phân bố đến gan và lách, ngoài ra, trên khối u ghi nhận rõ sự xuất hiện của các hệ này. Hàm lƣợng FOCF trong khối u Sarcoma 180 (đã đƣợc chứng minh có biểu hiện quá mức thụ thể folate [182]) cao hơn nhiều so với FOC sau khi tiêm 2,5 h. Sau 5 h, hàm lƣợng hạt từ có folate vẫn cao hơn hệ không có folate chứng minh tính hƣớng đích của gốc folate. Từ đƣờng cong đốt từ có 10 thể thấy rằng hàm lƣợng Fe3O4 càng cao thì khả năng tăng nhiệt và nhiệt độ bão hòa càng cao, do đó khi tăng nồng độ Fe3O4 nhờ yếu tố hƣớng đích folat, hệ có thể đƣợc dùng hiệu quả hơn trong nhiệt trị ung thƣ. Ngoài ra, khi áp một nam châm vào lƣng chuột điều trị bằng FOCF, sau 5h, lƣợng hạt từ xuất hiện ở thận và lá lách cao hơn chuột điều trị bằng FOC. Điều này cho thấy, gốc folate và từ trƣờng có thể giúp hƣớng đích tới những khối u xuất hiện ở các cơ quan này. CHƢƠNG 4: HẠT NANO Fe3O4 BỌC BẰNG ALGINATE MANG DOXORUBICIN 4.1. Ảnh hƣởng của nồng độ alginate đến khả năng mang Dox và các tính chất của hệ đa chức năng Khác với curcumin, Dox là thuốc tan tốt trong nƣớc. Do đó, Dox khó có thể tƣơng tác với bề mặt kị nƣớc của Fe3O4. Để đƣa Dox lên hệ đa chức năng, cần phải gắn kết Dox với bề mặt hạt bằng liên kết hoá học. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng lớp vỏ polime là yếu tố quyết định đến khả năng mang Dox của hạt nano Fe3O4 [143]. 4.1.1. Phổ hồng ngoại và phổ huỳnh quang Liên kết Fe-O của Fe3O4 trong các mẫu FA4, FA10, FA4D đƣợc đặc trƣng bởi các pic trong vùng 570 cm -1 . So với Fe3O4 nguyên chất (575 cm -1 ), số sóng của dao động Fe-O trong các mẫu bọc alginate giảm đi (lần lƣợt là 566, 574 và 563 cm -1 trên phổ của FA4, FA10, FAD) chứng tỏ quá trình bọc polime alginate lên bề mặt hạt từ Fe3O4 đã thực hiện đƣợc. Bên cạnh đó, sự chuyển dịch về số sóng đặc trƣng cho các liên kết hữu cơ chứng tỏ Doxorubicin đã đƣợc mang lên hệ hạt nano. Hình 4.2 là phổ huỳnh quang của FA4D so với Dox tự do. Liên kết hóa học giữa Dox và hạt nano từ có thể đƣợc khẳng định bằng sự thay đổi vị trí đỉnh huỳnh quang của mẫu FA4D (chuyển dịch 17 nm so với Dox tự do) [132]. Hơn nữa, cƣờng độ huỳnh quang của FA4D giảm mạnh có thể là do hiệu ứng dập tắt huỳnh quang của Fe3O4 có mặt trong mẫu [183]. Hình 4.2: Phổ huỳnh quang của Dox và FA4D (cùng nồng độ Dox) 11 4.1.2. Dung lượng thuốc (LC) và hiệu suất mang thuốc (EE) Dung lƣợng mang thuốc của các mẫu đƣợc trình bày trong bảng 4.1. Các dữ kiện cho thấy nồng độ alginate là yếu tố quan trọng tác động tới hiệu suất mang Dox. Nồng độ alginate càng cao, khả năng mang Dox càng lớn. Hiện