Tài liệu Luận văn thạc sĩ nghiên cứu công nghệ điều chế nano apigenin, nano 6 shogaol và nano fucoidan từ các cao dược liệu

LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận văn thạc sĩ ngành Hóa hữu cơ với đề tài “Nghiên cứu công nghệ điều chế nano Apigenin, nano 6-Shogaol và nano fucoidan từ các cao dược liệu.” là công trình khoa học do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của GS. TS. Nguyễn Cửu Khoa. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Nếu có bất kỳ sự gian dối nào, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Học viên cao học Quách Tòng Hưng 1 LỜI CẢM ƠN Luận văn này được thực hiện tại Viện Khoa học Vật Liệu Ứng dụng, dưới sự hướng dẫn tận tâm của thầy GS.TS Nguyễn Cửu Khoa và song song đó cùng với sự giúp đỡ và chia sẽ kinh nghiệm của các anh chị và các bạn đã phần nào giúp luận văn này trở nên hoàn thiện hơn. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành của mình đến: Cảm ơn Ban Lãnh đại Học viện Khoa học Công nghệ, Phòng Đào tạo học viện Khoa học Công nghệ đã tạo điều kiện cho tôi có cơ hội học tập và trau dồi kiến thức chuyên môn. Cảm ơn Thầy GS.TS Nguyễn Cửu Khoa - Viện Khoa Học Vật Liệu Ứng Dụng – Viện Khoa Học và Công nghệ Việt Nam, đã trang bị kiến thức, kinh nghiệm và định hướng cho tôi từ ngày đầu bước vào nghiên cứu tạo điều kiện để tôi hoàn thành luận văn. Cảm ơn các Thầy cô bộ môn – Học Viện Khoa Học Công Nghệ - Viện Khoa Học và Công nghệ Việt Nam, đã tạo điều kiện và truyền dạy cho tôi kiến thức trong quá trình học tập và làm việc. Cảm ơn chị Nguyễn Thị Phương, chị Đặng Thị Lệ Hằng, anh Huỳnh Hoàng Hạnh, bạn Lê Nguyễn Tường Vi và các đồng nghiệp nhân viên Viện Khoa Học Vật Liệu Ứng Dụng – Viện Khoa Học và Công nghệ Việt Nam, đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này. Cảm ơn anh Nguyễn Vũ Duy Khang cùng các bạn thuộc Trung Tâm Phân Tích - Viện Khoa Học Vật Liệu Ứng Dụng, đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi có thể sử dụng thiết bị cho nghiên cứu. Cảm ơn gia đình và tập thể lớp cao học khóa 2018B đã luôn động viên tôi khi thực hiện luận văn tốt nghiệp. Kính chúc quý thầy, cô và các bạn luôn dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp khoa học. Chúc các bạn học viên khóa 2018B thành công. Tôi xin chân thành cảm ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 10 năm 2021 Học viên cao học Quách Tòng Hưng 2 MỞ ĐẦU Sự phát triển mạnh mẽ về khoa học công nghệ nhờ vào các kết quả nghiên cứu có tính đột phá trong lĩnh vực như vật liệu nano. Các vật liệu từ nano được quan tâm phát triển nghiên cứu như dendrimer, naonogel-nanocapsule, polymer micelleliposome… đã được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực y dược và nghiên cứu vật liệu mới, tuy có nhiều hướng nghiên cứu khác nhau nhưng quan tâm nhiều nhất là hướng nghiên cứu: Nano polymer là thành phần gia cường do các hợp chất cao phân tử để tạo vật liệu mới và ứng dụng nano polymer làm chất dẫn thuốc, đưa thuốc đến đúng tế bào đích. Mặc dù các chất điều trị hiện nay như cisplatin hoặc 5-FU .. cho thấy sự tiềm năng trong điều trị ung thư, tuy nhiên, liệu pháp điều trị bằng các thuốc này còn chưa phát huy được tính dược dụng quan trọng của nó. Các triệu chứng phụ kèm theo như độc tủy, nhiễm độc thận thường xảy ra với gần 80% ca bệnh điều trị bằng cisplatin. Trong khi đó các nghiên cứu trước đây cho thấy nhiều hoạt chất có nguồn gốc từ thực phẩm như Shogaol từ củ gừng, Curcumin từ nghệ, Fucoidan từ rong nâu, Apigenin từ rau cần tây, Vinblastin từ cây dừa cạn,... có khả năng ức chế sự phát triển của các tế bào ung thư. Các hoạt chất này có ưu điểm là không gây tác dụng phụ, dễ kiếm, giá thành thấp nhưng do một số tính chất hóa lý như tính tan kém, cấu trúc cồng kềnh nên khả năng thấm qua màng tế bào thấp do đó nồng độ hoạt chất trong máu rất nhỏ dẫn tới không đủ hoạt lực để sử dụng làm thuốc. Tuy vậy, các hợp chất này hầu hết chỉ dừng ở mức có hoạt tính dược do những hạn chế liên quan đến sinh khả dụng, đặc biệt là khả năng hòa tan. Bên cạnh đó, sự phát triển các hệ thuốc mới dựa trên gốc của thuốc cũ cũng cho thấy nhiều nhược điểm, ví dụ: công nghệ sử dụng để tổng hợp phức tạp, quá trình loại bỏ các dung môi hữu cơ và tinh sạch sản phẩm gặp nhiều khó khăn do sự có mặt các đồng phân hoặc các sản phẩm phụ và hiệu suất phản ứng thường không cao. Với sự phát triển không ngừng về khoa học công nghệ đã mở ra nhiều phương pháp tiếp cận mới trong điều trị các căn bệnh nan y trong đó có căn bệnh ung thư [1, 2]. Một trong những phương pháp đang thu hút sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học đó là Liệu pháp hướng đích bằng cách sử dụng các hạt nano làm “vật tải” trong việc tải thuốc và nhả thuốc đúng địa chỉ [3-8]. Việc sử dụng công nghệ nano sẽ tạo ra các hệ chất mang thuốc có kích thước cực nhỏ (20-200nm) với một phần lipid trên bề mặt nên vừa có tính tan, vừa có tính thấm rất tốt qua màng tế bào để vào mạch máu. Do đó hàm lượng hoạt chất trong máu sẽ được tăng lên gấp nhiều lần, đủ hoạt lực để được sử dụng làm thuốc. Ngoài ra các hệ nano thuốc này không những làm giảm các tác dụng phụ mà thuốc gây cho bệnh nhân mà còn kéo dài thời gian hoạt động của thuốc bên trong cơ thể từ đó tăng sinh khả dụng của thuốc. Với việc gắn thêm tác nhân hướng đích trên bề mặt hệ mang thuốc, thuốc sẽ được đưa tới tới tế bào ung thư một cách chủ định làm tăng hiệu lực 3 của thuốc lên nhiều lần, giảm liều sử dụng và giảm tác dụng phụ. Việc tận dụng hạt nano làm "vật tải" trong việc tải thuốc và nhả thuốc đúng "địa chỉ" trở thành hướng nghiên cứu rất đặc biệt vì nó liên quan đến việc phát triển dược liệu chống ung thư và khả năng đem lại doanh thu lớn cho các công ty dược. Mặc dù cho tới nay có rất nhiều nghiên cứu về hệ mang thuốc có kích thước nano ứng dụng trong trị bệnh ung thư nhưng Việt Nam vẫn chưa làm chủ được công nghệ này và chưa có nghiên cứu nào ứng dụng các hoạt chất từ cây cỏ trong nước tạo nên các loại thuốc hướng đích có hiệu quả điều trị cao mà giá thành thấp để phục vụ bệnh nhân nước ta. Trên cơ sở đó, đề tài nghiên cứu luận văn thạc sĩ của tôi là: “Nghiên cứu công nghệ điều chế nano Apigenin, nano 6-Shogaol và nano fucoidan từ các cao dược liệu.” 4 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Các loại Liposome biến đổi ........................................................................ 13 Hình 1.2. Sơ đồ quá trình bào chế Liposome bằng phương pháp hydrat hóa màng film 16 Hình 1.3. Cơ chế hình thành Liposome bằng phương pháp bốc hơi pha đảo ............ 17 Hình 1.4. Hệ thống phương pháp bốc hơi pha đảo siêu tới hạn ................................. 18 Hình 1.5. Phương pháp phun dung môi hữu cơ ......................................................... 18 Hình 1.6. Hình dạng, cầu trúc của liposome .............................................................. 20 Hình 1.7. Củ gừng (Zingiber officinale) .................................................................... 22 Hình 1.8. Cấu trúc phân tử Shogaol ........................................................................... 23 Hình 1.9 : Rong Nâu .................................................................................................. 25 Hình 1.10. Cầu trúc hóa học của fucoidan ..................................................................... 26 Hình 1.11. Quy trình tự hủy diệt của tế bào ung thư dưới tác động của Fucoidan ... 27 Hình 1.12..Rau cần tây .............................................................................................. 30 Hình 1.13. Cấu trúc phân tử của apigenin ................................................................. 31 Hình 1.14. Cấu trúc phân tử và chức năng sinh lý của Apigenin. .............................. 32 Hình 3.1.Phổ FT-IR của FA, EDA, EDA-FA ........................................................... 48 Hình 3.2. Phổ 1H-NMR của Acid Folic ...................................................................... 47 Hình 3.3. Phổ 1H-NMR của EDA-FA ........................................................................ 47 Hình 3.4. Phổ 13C-NMR của EDA – FA ................................................................... 48 Hình 3.5. Hiệu suất tổng hợp EDA-FA theo nhiệt độ ................................................ 49 Hình 3.6. Kết quả hiệu suất tổng hợp EDA-FA theo thời gian phản ứng ................. 49 Hình 3.7. Hiệu suất tổng hợp EDA-FA theo tỉ lệ mol ................................................ 50 Hình 3.8. Quy trình tổng hợp EDA-FA quy mô 30 g/mẻ........................................... 51 Hình 3.9. Phổ UV-Vis của FA, EDA-FA, Tween 80-EDA-FA, Tween 80 ............... 52 Hình 3.10. Phổ FT-IR của Tween 80-EDA-FA, Tween 80, EDA-FA ....................... 53 Hình 3.11. Phổ 1H-NMR của Tween 80-EDA-FA ..................................................... 53 Hình 3.12. Hiệu suất tổng hợp Tween 80-EDA-FA theo tỉ lệ mol ............................ 54 Hình 3.13. Hiệu suất tổng hợp Tween 80-EDA-FA theo nhiệt độ ............................. 55 Hình 3.14. Hiệu suất tổng hợp Tween 80-EDA-FA theo thời gian............................ 56 Hình 3.15. Quy trình tổng hợp Tween 80-EDA-FA ở quy mô 30 g/mẻ .................... 57 Hình 3.16. Quy trình tổng hợp hệ nano liposome quy mô phòng thí nghiệm ............ 60 Hình 3.17. Kết quả DLS hệ nano liposome chứa cao gừng tỉ lệ liposome:cao gừng 4:1. .................................................................................................................................... 62 Hình 3.18. Quy trình tổng hợp nano liposome chứa cao gừng quy mô phòng thí nghiệm. ....................................................................................................................... 63 Hình 3.19. Kết quả DLS hệ nano liposome chứa cao rong nâu với tỉ lệ Liposome : cao rong nâu 6:1. ............................................................................................................... 65 Hình 3.20. Quy trình tổng hợp hệ nano liposome chứa cao rong nâu quy mô phòng thí nghiệm ........................................................................................................................ 66 5 Hình 3.21. Kết quả DLS hệ nano liposome chứa cao cần với tỉ lệ liposome:cao cần tây 4:1 ............................................................................................................................... 68 Hình 3.22. Quy trình tổng hợp hệ nano liposome chứa cao cần tây mô phòng thí nghiệm. ....................................................................................................................... 69 Hình 3.23. Kết quả DLS hệ nano liposome chứa cao gừng gắn tác nhân hướng đích 10% Tween 80-EDA-FA ............................................................................................ 71 Hình 3.24. Quy trình tổng hợp hệ nano liposome có gắn tác nhân hướng đích Tween 80-EDA-FA chứa cao gừng quy mô phòng thí nghiệm ............................................. 72 Hình 3.25. Kết quả DLS hệ nano liposome với 10% tác nhân hướng đích Tween 80EDA-FA chứa cao rong nâu ....................................................................................... 74 Hình 3.26. Quy trình tạo hệ nano liposome có gắn 10% tác nhân hướng đích Tween 80-EDA-FA chứa cao rong nâu. ................................................................................. 75 Hình 3.27. Kết quả DLS hệ nano liposome có gắn 10% tác nhân hướng đích Tween 80-EDA-FA chứa cao cần tây .................................................................................... 77 Hình 3.28. Quy trình tạo hệ nano liposome gắn tác nhân hướng đích Tween 80-EDAFA chứa cao cần tây ................................................................................................... 78 6 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Kết quả đánh giá nguyên liệu cao gừng ................................................... 34 Bảng 2.2. Kết quả đánh giá nguyên liệu cao rong nâu .............................................. 34 Bảng 2.3. Kết quả đánh giá nguyên liệu apigenin .................................................... 34 Bảng 2.4. Nguyên liệu, hóa chất nghiên cứu ............................................................ 35 Bảng 2.5. Danh mục trang thiết bị và dụng cụ ........................................................... 36 Bảng 3.1. Hiệu suất tổng hợp EDA-FA theo nhiệt độ ............................................... 47 Bảng 3.2. Hiệu suất tổng hợp EDA-FA theo thời gian .............................................. 48 Bảng 3.3. Hiệu suất tổng hợp EDA-FA theo tỉ lệ mol ............................................... 48 Bảng 3.4. Kết quả tổng hợp EDA-FA quy mô 30 g/mẻ............................................. 51 Bảng 3.5. Hiệu suất tổng hợp Tween 80-EDA-FA theo tỉ lệ mol.............................. 53 Bảng 3.6. Hiệu suất tổng hợp Tween 80-EDA-FA theo nhiệt độ .............................. 54 Bảng 3.7. Kết quả hiệu suất tổng hợp Tween 80-EDA-FA theo thời gian phản ứng 54 Bảng 3.8. Kết quả tổng hợp Tween 80-EDA-FA ở quy mô 30 g/mẻ ........................ 57 Bảng 3.9. Kết quả khảo sát dung môi hòa tan lipid ................................................... 57 Bảng 3.10. Kết quả khảo sát môi trường hydrate hóa màng lipid ............................. 58 Bảng 3.11. Kết quả khảo sát nhiệt độ hydrate hóa ..................................................... 58 Bảng 3.12. Kết quả khảo sát tỷ lệ lecithin:vitamin E ................................................. 58 Bảng 3.13. Kết quả khảo sát tỷ lệ Tween 80.............................................................. 59 Bảng 3.14. Tỷ lệ tá dược tạo khung và lipid .............................................................. 60 Bảng 3.15. Kết quả khảo sát tỷ lệ liposome : cao gừng ............................................. 60 Bảng 3.16. Khối lượng shogaol toàn phần và khối lượng shogaol tự do................... 63 Bảng 3.17. Kết quả khảo sát tỷ lệ liposome: cao rong nâu ........................................ 64 Bảng 3.18. Khối lượng fucoidan toàn phần và khối lượng fucoidan tự do ............... 66 Bảng 3.19. Kết quả khảo sát tỷ lệ liposome:cao cần tây............................................ 67 Bảng 3.20. Khối lượng apigenin toàn phần và khối lượng apigenin tự do ................ 69 Bảng 3.21. Kết quả khảo sát lượng tác nhân hướng đích Tween 80-EDA-FA ........ 70 Bảng 3.22. Khối lượng shogaol toàn phần và khối lượng shogaol tự do................... 72 Bảng 3.23. Kết quả khảo sát lượng tác nhân hướng đích Tween 80-EDA-FA ......... 73 Bảng 3.24. Khối lượng Fucoidan toàn phần và khối lượng Fucoidan tự do .............. 75 Bảng 3.25. Kết quả khảo sát lượng tác nhân hướng đích Tween 80-EDA-FA ......... 76 Bảng 3.26. Khối lượng apigenin toàn phần và khối lượng apigenin. ........................ 78 Bảng 3.27. Thời gian ổn định của hệ nano liposome chứa cao gừng và hệ nano liposome chứa cao gừng-FA....................................................................................... 79 Bảng 3.28. Thời gian ổn định của hệ nano liposome chứa cao rong nâu và hệ nano liposome chứa cao rong nâu-FA ................................................................................. 80 Bảng 3.29. Thời gian ổn định của hệ nano liposome chứa cao cần tây và hệ nano liposome chứa cao cần tây FA .................................................................................... 80 7 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN........................................................................................................ 1 LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. 2 MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 3 DANH MỤC HÌNH .................................................................................................... 5 DANH MỤC BẢNG ................................................................................................... 7 MỤC LỤC ................................................................................................................... 8 Chương I: TỔNG QUAN: ....................................................................................... 11 1.1. Công nghệ nano – liposome ........................................................................... 11 1.1.1. Khái niệm công nghệ nano ........................................................................ 11 1.1.2. Liposome: Khái niệm, thành phần, cấu trúc và điều chế ........................... 11 1.1.2.1. Thành phần cấu tạo Liposome................................................................... 11 1.2.2.2. Phương pháp điều chế .............................................................................. 14 1.2.2.3. Phương pháp giảm kích thước tiểu phân .................................................. 18 1.2.2.4. Ứng dụng Liposome .................................................................................. 19 1.2.2.5. Phương pháp đánh giá cấu trúc và độ ổn định của liposome .................... 20 1.2.2.5.1. Đánh giá cảm quan ............................................................................. 20 1.2.2.5.2. Đánh giá hình thái học và kích thước hạt ............................................ 20 1.2.2.5.3. Thế zeta .............................................................................................. 20 1.1.3. Đánh giá khả năng nang hóa và giải phóng hoạt chất ............................... 20 1.2. Tổng quan về gừng và dược chất shogaol. ................................................... 21 1.2.1. Cây gừng, phân bố ..................................................................................... 21 1.2.2. Thành phần hóa học shogaol của gừng ...................................................... 22 1.2.3. Các ứng dụng của cao gừng ....................................................................... 22 1.2.4. Các nghiên cứu nano hóa cao gừng và shogaol ......................................... 22 1.3. Rong Nâu và fucoidan. ................................................................................... 25 1.3.1. Rong Nâu, phân bố .................................................................................... 25 1.3.2. Thành phần hóa học fucoidan của rong nâu .............................................. 25 1.3.3. Các ứng dụng của rong nâu và fucoidan ................................................... 25 1.3.4. Các nghiên cứu nano hóa cao rong nâu và fucoidan ................................. 27 1.4. Cao cần tây và apigenin ................................................................................. 30 1.4.1. Cây cần tây, phân bố .................................................................................. 30 1.4.2. Thành phần hóa học apigenin của cần tây ................................................. 30 8 1.4.3. Các ứng dụng của cao cần tây và apigenin ................................................ 31 1.4.4. Các nghiên cứu nano hóa cao cần tây và apigenin .................................... 31 Chương II: THỰC NGHIỆM .................................................................................. 34 2.1. Nguồn dược liệu, hóa chất và thiết bị ........................................................... 34 2.1.1. Nguồn dược liệu: cao gừng, cao rong nâu, cao cần tây ............................. 34 2.1.2. Nguyên liệu và thiết bị ............................................................................... 35 2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 37 2.2.1. Qui trình tổng hợp ethylenediamine liên kết với acid folic (EDA-FA) .... 37 2.2.2. Tổng hợp Tween 80 liên kết với EDA-FA ................................................ 39 2.2.3. Phương pháp xác định hàm lượng shogaol, fucoidan, apigenin trong các cao dược liệu ........................................................................................................ 40 2.2.3.1 . Xác định hàm lượng shogaol trong các cao gừng.......................................... 40 2.2.3.2. Xác định hàm lượng fucoidan trong các cao rong nâu .................................. 41 2.2.3.3. Xác định hàm lượng Apigenin trong các cao cần tây .................................... 41 2.2.4. Điều chế nano liposome chứa shogaol, fucoidan, apigenin ................... 42 2.2.5.1. Phương pháp tạo liposome ..................................................................... 42 2.2.5.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng quá trình tạo hệ nano liposome ............ 42 2.2.5.2.1. Dung môi hòa tan lipid ............................................................................ 42 2.2.5.2.2. Môi trường hydrate hóa ............................................................................... 43 2.2.5.2.3. Nhiệt độ hydrate hóa ................................................................................... 43 2.2.5.2.4. Tỷ lệ lecithin:vitamin E................................................................................ 43 2.2.5.2.5. Khảo sát chất hoạt động bề mặt trong pha nước ............................................. 43 2.2.6. Nghiên cứu giảm kích thước tiểu phân ...................................................... 43 2.2.7. Nang hóa hoạt chất vào hệ liposome ......................................................... 43 2.2.7.1. Khảo sát lượng tá dược tạo khung ................................................................... 43 2.2.7.2. Khảo sát tỷ lệ lượng cao chứa dược chất nang hóa vào hệ liposome .................... 44 2.2.7.3. Khảo sát lượng tác nhân hướng đích Tween 80-EDA-FA.................................... 44 2.2.7.4. Khả năng nang hóa hoạt chất ......................................................................... 44 Chương III: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN .............................................................. 45 3.1. Tổng hợp EDA-FA ở quy mô phòng thí nhiệm ........................................... 45 3.1.1. Xác định cấu trúc hóa học ......................................................................... 45 3.1.2. Khảo sát và xây dựng quy trình tổng hợp EDA-FA.................................. 47 3.1.3. Tổng hợp EDA-FA quy mô 30 g/mẻ........................................................... 50 9 3.2. Tổng hợp Tween 80-EDA-FA quy mô phòng thí nghiệm .......................... 51 3.2.1. Xác định cấu trúc hóa học ......................................................................... 51 3.2.2. Khảo sát và xây dựng quy trình tổng hợp Tween 80-EDA-FA .................. 53 3.2.3. Tổng hợp Tween 80-EDA-FA ở quy mô 30 g/mẻ....................................... 56 3.3. NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP HỆ NANO VỚI CÁC CAO DƯỢC LIỆU . 57 3.3.1. Tổng hợp hệ nano liposome quy mô phòng thí nghiệm ............................ 57 3.3.2. Tổng hợp hệ nano liposome chứa cao gừng với hoạt chất shogaol quy mô phòng thí nghiệm ................................................................................................. 61 3.3.3. Tổng hợp hệ nano liposome chứa cao rong nâu với hoạt chất fucoidan quy mô phòng thí nghiệm ........................................................................................... 65 3.3.4. Tổng hợp hệ nano liposome chứa cao cần tây với hoạt chất apigenin quy mô phòng thí nghiệm ........................................................................................... 68 3.3.5. Tổng hợp hệ nano liposome gắn tác nhân hướng đích Tween 80-EDA-FA chứa cao gừng với hoạt chất shogaol quy mô phòng thí nghiệm ........................ 71 3.3.6. Tổng hợp hệ nano liposome gắn tác nhân hướng đích Tween 80-EDA-FA chứa cao rong nâu với hoạt chất Fucoidan quy mô phòng thí nghiệm ................ 74 3.3.7. Tổng hợp hệ nano liposome có gắn tác nhân hướng đích Tween 80-EDAFA chứa cao cần tây quy mô phòng thí nghiệm .................................................. 77 3.3.8. Khảo sát thời gian lưu của các hệ nano mang thuốc ................................. 80 Chương IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................... 83 4.1. KẾT LUẬN ..................................................................................................... 83 4.2. KIẾN NGHỊ .................................................................................................... 83 Tài liệu tham khảo .................................................................................................... 84 10 Chương I: TỔNG QUAN: 1.1. Công nghệ nano – liposome 1.1.1. Khái niệm công nghệ nano Công nghệ nano là ngành công nghệ liên quan đến việc nghiên cứu, phân tích, thiết kế, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước của các hạt và vật liệu trên quy mô từ 1 đến 100 nanomet (nm). Nano (viết tắt là n) là một tiền tố được viết liền trước một đơn vị đo lường quốc tế để chỉ đơn vị nhỏ gấp 109 lần. 1 nanomet=10-9 met. Độ lớn này được công nhận năm 1960. Thuật ngữ nano (có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp là nanos) dùng để chỉ một phần tỷ của vật nào đó. Nanomet là một phần tỷ của met, tức là có kích cỡ khoảng 10 nguyên tử hydrogen [2]. Sự phát triển mạnh mẽ công nghệ này đang được quan tâm, nghiên cứu và đã được ứng dụng trong các lĩnh vực mới như tổng hợp các vật liệu nano và phát hiện hoặc sử dụng tính chất hóa lý, tính chất quan và điện của chúng. Hiện nay, công nghệ nano được nghiên cứu và sử dụng rộng rãi và nhanh chóng đạt được tầm quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống như: hóa học, sinh học, y học, xúc tác… đặc biệt trong hóa dược phẩm. Trong ngành công nghiệp dược phẩm, hàng loạt phân tử mới có hoạt tính sinh học mạnh nhưng khả năng hòa tan trong nước kém, thời gian bán hủy ngắn, độ ổn định kém,… khả năng ứng dụng trong dược phẩm sẽ bị ảnh hưởng và sẽ đối mặt với nhiều thách thức khi muốn phát triển thành thuốc[1], các nghiên cứu gần đây cho thấy áp dụng công nghệ nano có thể giải quyết được vấn đề này. 1.1.2. Liposome: Khái niệm, thành phần, cấu trúc và điều chế 1.1.2.1. Thành phần cấu tạo Liposome Phospholipid Phospholipid (PL) có nhiều trong cơ thể của động vật và thực vật, có nhiều trong dầu thực vật (đậu nành, hạt bông, hạt hướng dương, hạt cải…) và các mô động vật (lòng đỏ trứng, não bò…). PL là loại lipid chứa phospho với một đầu phân cực, một đầu không phân cực nên nó có khả năng tự tạo thành lớp màng kép trong môi trường nước. PL là nguyên liệu tách chiết từ tự nhiên hoặc tổng hợp, có cấu trúc tương đồng sinh học với tế bào sống do đó an toàn, tăng khả năng vận chuyển thuốc, dễ xâm nhập vào tổ chức đích. PL là thành phần chính của Liposome. Mục tiêu trong bào chế là sử dụng PL làm hệ mang thuốc có đặc tính tương hợp cao với mô và tế bào, vì vậy sự hình thành các dạng chất mang từ PL có ý nghĩa quan trọng để có thể mang thuốc và ổn định trong quá trình vận chuyển thuốc. Tính lưỡng thân mang lại cho Phospholipid sự tự hình thành. 11 Cholesterol Ngoài Phospholipid, thành phần không thể thiếu được trong Liposome là các phân tử sterol. Các sterol là thành phần rất quan trọng trong màng tế bào tự nhiên, vì vậy khi đưa vào Liposome mang lại sự thay đổi về đặc tính rất lớn cho chất mang. Cholesterol (CHOL) có vai trò tăng độ cứng, giảm tính thấm của màng (giúp tránh rò rỉ dược chất trong thời gian bảo quản) và tăng khả năng chịu áp lực thẩm thấu của màng lipid kép. CHOL đã được chứng minh trước đây có tính chất chống oxy hóa trong màng sinh học và Liposome gián tiếp qua cơ chế dehydrat làm giảm độ ẩm của lớp màng kép, do đó làm giảm hàm lượng nước trong màng khiến suy giảm lượng ion H+ và OH-, dẫn đến làm giảm trực tiếp phản ứng thủy phân PL [9,10,11]. Sara Zalba và các cộng sự (2012) đã nghiên cứu vai trò của CHOL trong cả 3 phương pháp bào chế Liposome Oxaliplatin khác nhau là: tráng phim, đông khô và bốc hơi pha đảo. Các sterol tăng sự ổn định của màng, hiệu suất gắn Oxaliplatin của Liposome có sử dụng CHOL cao hơn 10% so với không sử dụng CHOL trong thành phần vỏ. Tuy nhiên, việc giải phóng thuốc trong môi trường tế bào diễn ra chậm hơn khi có mặt CHOL. Ngoài ra, các Liposome có CHOL cũng có giá trị PDI cao hơn các Liposome không có CHOL trong công thức thành phần [28]. Lượng CHOL dùng trong công thức Liposome phụ thuộc chủ yếu vào mục đích áp dụng. Với tỷ lệ CHOL cao (trên 40%), Liposome không liên kết được với phân tử DNA và khó tương hợp được với màng, do vậy không phù hợp với hệ phân phối gen trị liệu. Khi thiết kế công thức Liposome, thường căn cứ vào tỷ lệ mol giữa các thành phần lipid phối hợp với nhau và giữa dược chất với tổng lipid. Liposome thường áp dụng cho hệ mang thuốc với hàm lượng dược chất không quá cao do nồng độ lipid trong hệ phân tán là có giới hạn, nên giới hạn khả năng mang thuốc [10,12,13,14]. Hình 1.1. Các loại Liposome biến đổi 12 Có thể phân loại Liposome biến đổi theo mục đích bào chế gồm các loại [9,15,16]: Liposome tuần hoàn lâu trong máu (tuần hoàn dài) (Long-circualating Liposome): Liposome loại này có bề mặt bao phủ một lớp polymer thân nước, tương hợp sinh học nhằm tạo ra một lớp áo bảo vệ cho Liposome tránh khỏi sự nhận diện của quá trình opsonin hóa và do đó làm giảm khả năng thải trừ Liposome khỏi hệ tuần hoàn. PEG là polymer hay được sử dụng để tạo ra Liposome tuần hoàn dài trong máu [5,139,140,141,30]. Liposome miễn dịch (Immuno Liposome): Bề mặt Liposome được gắn lên các phân tử có khả năng nhận biết và liên kết với tế bào đích (các nhóm nhận đích - target ligand). Các chất hướng đích đầu tiên được sử dụng là các kháng thể IgG nên Liposome này được gọi là Liposome miễn dịch. Hiện nay đã phát triển thêm nhiều nhóm nhận đích khác mà không phải là các kháng thể nên các Liposome đều gọi tên theo nhóm hướng đích được gắn tuy nhiên vẫn được xếp vào loại Liposome miễn dịch như: Liposome hướng receptor Folate, Liposome hướng receptor Tranferin [139, 141]. Liposome miễn dịch tuần hoàn dài (Long-circualating ImmunoLiposome): Đây là loại Liposome kết hợp các ưu điểm của Liposome tuần hoàn dài và Liposome miễn dịch nhằm cải tiến hơn nữa khả năng mang thuốc tới đích của Liposome. Đặc điểm cấu tạo của Liposome này có lớp áo polymer bảo vệ ở bên ngoài và các chất hướng đích được gắn vào đuôi các phân tử polymer bảo vệ hoặc gắn lên vỏ Liposome [42,28] Liposome cảm ứng (Sensitive Liposome): Là các Liposome trong thành phần cấu tạo có chứa một tỉ lệ các chất có khả năng thay đổi cấu trúc vật lý hoặc hóa học dưới các điều kiện đặc biệt, có thể là các Phospholipid đặc biệt hoặc các polymer có khả năng bị phân giải cấu trúc về mặt vật lý hoặc hóa học khi nhận được tín hiệu kích thích tại mô đích. Tác nhân gây kích thích có thể là thuộc tính đặc trưng tại mô bị bệnh như pH, tác nhân oxy hóa khử, tác nhân phân giải cấu trúc tại môi trường mô bệnh (tác nhân nội) hoặc có thể là do tác động từ bên ngoài như siêu âm, điện từ trường, nhiệt độ (tác nhân ngoại) như: - Liposome nhạy nhiệt (temperature sensitive Liposome): thành phần Phospholipid như phosphatidyl ethanolamine, dioleoyl phosphatidyl ethanolamine: Liposome nhạy nhiệt nhanh chóng giải phóng dược chất khi nung nóng đến 41,3 oC và do đó có khả năng nhắm mục tiêu phân phối hóa trị liệu toàn thể cho mô tế bào khi kết hợp với chứng tăng thân nhiệt [6,8,35,47]. - Liposome từ tính (magnetic Liposome): bề mặt Liposome được bao bởi một lớp vỏ polymer có gắn các hạt Nano từ tính như oxit sắt Fe3O4 hay sắt dạng oxy hóa như γ-Fe2O3. Trong một từ trường thay đổi, thay đổi hướng ngẫu nhiên từ hướng song song sang hướng đối cực, cho phép chuyển năng lượng từ thành dạng nhiệt, do đó làm tăng nhiệt độ tại các mô khối u. Các mô tại khối u thường nhạy cảm với sự gia tăng nhiệt độ hơn các mô lành, vì thế đây là một hướng điều trị ung thư mới [146,139]. 13 - Liposome nhạy cảm pH (pH sensitive Liposome): là những Liposome có thành phần Phospholipid như DOPE, có khả năng hoạt động trong môi trường pH thấp như ở mô khối u khoảng 5,5 [4,142,144,145]. Liposome tích điện dương (cationic Liposome): có khả năng liên hợp với tế bào, màng tế bào, thích hợp dùng làm hệ phân phối thụ động các đại phân tử tích điện như DNA, RNA [144,145]. - Lipoplexes: gồm Phospholipid cationic liên kết với AND (lipofectin) để chuyển gen, điều trị bệnh về gen, không bền và độc ở liều cao [144,145]. - Virosome: dùng vỏ virus làm chất mang đóng vai trò như một vaccin tạo đáp ứng miễn dịch cho cơ thể [4,6]. - ProLiposome: là Liposome ở dạng bột đông khô, khi dùng thêm pha nước hydrat hóa tạo hỗn dịch Liposome [145]. - Ethosome: ngoài thành phần Phospholipid còn chứa tỷ lệ lớn alcol (ethanol, isopropanol), bào chế với mục đích tăng thấm thuốc qua da [145]. - Liposome linh động (flexible Liposome): là Liposome đơn lớp nhỏ, được bào chế từ phosphatidylcholin với sự có mặt của chất diện hoạt (Tween 80, muối mật, natri cholat,…) và ethanol, có tác dụng tăng thấm thuốc qua da, được ứng dụng nhiều trong mỹ phẩm. Liposome linh động có khả năng thấm qua lớp sừng còn được gọi là transferosome [47]. - Niosome: sử dụng chất diện hoạt không ion hóa thay cho Phospholipid như Span 80, Span 60, Tween 80. Độ ổn định có thể cao hơn, hiệu suất gắn dược chất cao hơn, rẻ tiền hơn so với Liposome. Niosome gần đây được phát triển như một chất mang thuốc tương tự Liposome, cải thiện sinh khả dụng cho các dược chất ít tan, thấm kém, tăng độ ổn định cho các dược chất kém bền [35]. - ArsonoLiposome: là dạng Liposome sử dụng Arsonolipid thay cho Phospholipid, dùng trong điều trị ung thư và diệt ký sinh trùng vì khả năng tăng độc tính với tế bào ung thư và đơn bào [35]. 1.2.2.2. Phương pháp điều chế Đến nay có rất nhiều phương pháp điều chế hệ Liposome. Tuy nhiên các phương pháp này đều bao gồm các giai đoạn cơ bản sau: (1) Làm khô lipid trong dung môi hữu cơ, (2) Phân tán lipid vào môi trường dung môi nước, (3) Làm tinh sạch và phân tích hệ Liposome thu được. Để điều chế Liposome, người ta thường sử dụng một số phương pháp sau: Phương pháp Bangham (hydrat hóa màng film) Phương pháp này do Bangham [22] đưa ra từ năm 1964 với các bước tiến hành: - Tạo film: hoà tan hỗn hợp lipid trong dung môi thích hợp . Thường sử dụng tỷ lệ 10-20 mg lipid/1mL dung môi, bốc hơi dung môi bằng thiết bị phù hợp để tạo thành màng mỏng lipid. Thường dùng thiết bị cất quay chân không để loại dung môi (có thể thu hồi dung môi) hoặc đông khô lipid vào từng lọ nhỏ. Thời gian cất quay để bốc hơi dung môi không chỉ nhằm mục đích làm khô lipid mà với DC thân dầu (nằm ở lớp lipid 14 kép của Liposome) thì DC thường được phối hợp và hoà tan vào dung môi hữu cơ cùng với các lipid. Như vậy quá trình bốc hơi dung môi cũng tạo điều kiện cho DC liên kết với lipid. - Hydrat hoá: hydrat hoá lipid với nước hoặc dung dịch đệm ở nhiệt độ và thời gian thích hợp kết hợp quay tốc độ cao tăng hòa tan để tạo thành hỗn dịch Liposome. Quá trình hydrat hóa nên được tiến hành ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ chuyển pha của lipid Tc khoảng 10oC nhằm đảm bảo tính linh động trong quá trình sắp xếp hệ mang thuốc, thông thường từ 50-60 ℃. Thời gian hydrat hoá phụ thuộc vào loại Phospholipid. Thời gian đầu (khoảng 1h) phải lắc hoặc quay với tốc độ cao, sau đó lắc hoặc quay tốc độ thấp hơn trong thời gian từ vài giờ. Môi trường hydrat hoá tuỳ theo loại PL và mục đích mang thuốc có thể là nước, dung dịch natri clorid 0,9%, dung dịch đệm (citrat, phosphat, hepes…), dung dịch đường (glucose,dextrose, sucrose…). Áp suất thẩm thấu của dung dịch đệm thường lựa chọn tương đồng với máu (290 mOsm/kg) để có thể ứng dụng vào In Vivo. Môi trường hydrat hoá có thể chứa muối, chất ổn định, dược chất,.. [14,20,43]. Liposome bào chế bằng phương pháp hydrat hoá màng mỏng thường có kích thước lớn và đa lớp. Một số PL không có khả năng hydrat cao như phosphatidyl ethanolamin, dễ bị kết tụ lại tạo thành các Liposome đa lớp nên cần có biện pháp khuấy trộn phù hợp . Với phương pháp hydrat hoá film cần công đoạn tiếp theo là giảm và đồng nhất kích thước. Hình 1.2. Sơ đồ quá trình bào chế Liposome bằng phương pháp hydrat hóa màng film Phương pháp tiêm Phương pháp tiêm ethanol Được Batzri và Korn mô tả năm 1973, quy trình bào chế gồm các bước: hòa tan Phospholipid và các thành phần tạo màng vào ethanol, bơm nhanh dung dịch này vào môi trường nước cất hoặc hệ đệm TRIS - HCl, kết hợp khuấy trộn. Do thay đổi dung môi tạo thành các SUV có kích thước khoảng 25 nm. Sử dụng siêu lọc để loại ethanol và tinh chế Liposome. Liposome thu được có kích thước nhỏ (30-110 nm) khá đồng nhất mà không phải trải qua quá trình siêu âm. Ưu điểm của phương pháp này dung môi không quá độc như ethanol và dễ dàng mở rộng quy mô [2,3,8,21,42]. Phương pháp tiêm ether Hòa tan dược chất trong nước, đun cách thủy để duy trì nhiệt độ khoảng 55-65 ℃. Hòa tan các thành phần tạo màng Liposome vào ether hoặc dietyl ether/ methanol. Bơm 15 từ từ dung dịch ether vào dung dịch nước từ phía đáy, khi tiếp xúc với pha nước, ether bốc hơi dưới áp suất giảm tạo thành Liposome không đồng nhất có kích thước 200 – 1000 nm. Phương pháp tiến hành nhanh nhưng hiệu suất tạo Liposome thấp, dược chất phải tiếp xúc với nhiệt độ và dung môi, có thể ảnh hưởng tới độ ổn định của chế phẩm [14,20,43]. Phương pháp bốc hơi pha đảo (Reverse – phase evaporation method) Phương pháp bốc hơi pha đảo sử dụng các dung môi hữu cơ như diethyl ether/ isopropyl ether hoặc hỗn hợp của diethyl ether:chloroform (1:1 v/v) và hỗn hợp của chloroform: methanol (2: 1 v/v) hòa tan Phospholipid .Tiến hành bốc hơi dung môi dưới áp suất giảm. Hòa tan trở lại hỗn hợp các thành phần bằng một dung môi không trộn lẫn được với nước. Để tạo mixel đảo, thêm pha nước và siêu âm trong khoảng thời gian thích hợp cho đến khi tạo thành hệ phân tán dạng nhũ tương nước trong dầu. Các mixel đảo có cấu trúc gồm Phospholipid đơn lớp bao quanh nhân nước. Sau đó, bốc hơi từ từ dưới áp suất giảm để loại dung môi hữu cơ, khi đó các mixel sát nhập vào nhau, hệ chuyển sang trạng thái gel. Tiếp tục quá trình bốc hơi dung môi, khi đạt tới điểm giới hạn, trạng thái gel bị bẻ gẫy, các mixel bị phá vỡ Phospholipid tái sắp xếp tạo cấu trúc lipid kép và hình thành Liposome. Ưu điểm chính của phương pháp này là tỷ lệ đóng gói dược chất cao, phù hợp để bào chế Liposome mang các chất có cấu trúc phân tử cồng kềnh, kích thước lớn như albumin. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp là tạo ra các Liposome có kích thước lớn, không đồng nhất, trong quá trình bào chế sử dụng nhiều dung môi hữu cơ, cần có biện pháp loại và kiểm soát dung môi tồn dư và những khó khăn để mở rộng quy mô [42,60]. Hình 1.3. Cơ chế hình thành Liposome bằng phương pháp bốc hơi pha đảo Phương pháp bốc hơi pha đảo siêu tới hạn (supercritical reverse phase evaporation method) Chất lỏng siêu tới hạn là chất lỏng không ngưng tụ, rất dày đặc ở nhiệt độ và áp suất nhất định bằng hoặc vượt quá điểm tới hạn. Khi đó sự khác biệt giữa pha lỏng và pha khí không tồn tại, pha lỏng và pha khí nằm cân bằng tạo thành một pha duy nhất được gọi là chất lỏng siêu tới hạn. Chất lỏng siêu tới hạn có nhiều đặc tính khác biệt so với các chất lỏng truyền thống. Đáng chú ý là carbon dioxyde siêu tới hạn (scCO2) là 16 một chất thay thế dung môi hữu cơ với những ưu điểm như chi phí thấp, không độc, không dễ cháy, nhiệt độ và áp suất tương đối thấp (31°C và 73,8 bar) với các tính chất hòa tan tương tự như các dung môi không phân cực. Năm 2001, Otake và các cộng sự [16] lần đầu tiên đưa phương pháp bào chế bằng phương pháp bốc hơi pha đảo siêu tới hạn sử dụng scCO2 làm dung môi để hòa tan lipid. Nhiệt độ tăng lên để đạt được cả nhiệt độ chuyển pha của Phospholipids và nhiệt độ siêu tới hạn của CO2. Áp suất cũng được giữ trên giá trị siêu tới hạn. Sau vài giây để đạt được cân bằng, một dung dịch nước của dược chất được đưa vào trong bình chịu áp suất lớn qua bơm cao áp (bơm HPLC), cho đến khi thu được đủ dung dịch. Cuối cùng, áp suất được giảm xuống để giải phóng CO2 và sự phân tán Liposome đồng nhất được hình thành [10,16,20,32,60]. Hình 1.4. Hệ thống phương pháp bốc hơi pha đảo siêu tới hạn Phương pháp phun dung môi hữu cơ Phương pháp phun dung môi hữu cơ có khả năng ứng dụng tạo Liposome mang thuốc ở quy mô lớn. Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là hoạt tính của thuốc có thể bị ảnh hưởng do phải tiếp xúc trực tiếp với dung môi. Ngoài ra, rất khó để loại bỏ hoàn toàn dung môi ra khỏi hệ Liposome. 17 Hình 1.5. Phương pháp phun dung môi hữu cơ Ngoài ra còn có thể bào chế Liposome theo một số phương pháp khác: - Phương pháp đông khô (Freeze-dryzing/ Lyophylization Method) [17,18,20]. - Phương pháp dùng chất diện hoạt không ion hóa (Niosome) [11,14,15,20]. - Phương pháp màng tiếp hợp (Membrane Contactor Method) [11,14,20]. - Phương pháp loại nước và bù nước (Dehydration and Rehydration) [11, 14, 20]. 1.2.2.3. Phương pháp giảm kích thước tiểu phân Phương pháp sử dụng sóng siêu âm Sóng siêu âm được sử dụng để khuấy động các hạt trong dung dịch, được sử dụng để tăng tốc độ hòa tan chất rắn thành chất lỏng và loại không khí khỏi chất lỏng. Với tần số trên 20 KHz, khi tần số bước sóng tăng, sự dao động của hạt sẽ tăng lên phá vỡ các hạt to rời nhau ra và trộn lẫn vào màng bao Liposome. Sóng siêu âm giúp các hạt dao động ở tần suất cao giúp phân tán và sắp xếp các hạt thuốc chui vào các màng bao Liposome. Đề tài sẽ đi sâu nghiên cứu sử dụng phương pháp tạo hệ Liposome nang hóa thuốc là hydrat hóa màng mỏng. Phương pháp hydrat hóa màng mỏng được sử dụng phổ biến nhất hiện nay để tạo Liposome. Phương pháp này tương đối đơn giản nhưng theo kết quả của nhiều nghiên cứu cho thấy hiệu quả mang thuốc của Liposome khá cao so với các phương pháp khác. Quá trình tạo Liposome bằng phương pháp hydrat hóa màng mỏng gồm ba bước: ban đầu lipid được hoà tan trong hệ dung môi, tăng dần nồng độ lipid trong hệ bằng cách cô quay hệ dung dịch này để làm bay hơi dung môi, tiến hành hydrat hoá lớp màng mỏng lipid này bằng dung dịch đệm hoặc dung dịch mang thuốc. Để góp phần tạo dạng chế phẩm Liposome ổn định, tăng sinh khả dụng đường uống cho Liposome, sản phẩm thu được ở bước trên sẽ được hỗ trợ làm đồng nhất hệ 18 Liposome bằng phương pháp dùng sóng siêu âm, phương pháp đồng hóa hoặc phương pháp lạnh đông khô. 1.2.2.4. Ứng dụng Liposome Liposome thuộc hệ điều trị cao hơn của dạng thuốc kiểm soát giải phóng - hệ mang thuốc hướng đích (targetherd drug delivery system) có cấu trúc hình cầu đơn hay đa lớp kép gồm một nhân nước ở giữa được bao bọc bởi một vỏ Phospholipid một hay nhiều lớp, có kích thước thay đổi từ hàng chục đến hàng nghìn nanomet. Thành phần chính của Liposome là Phospholipid và Cholesterol. Đây là những chất tương hợp sinh học với cơ thể, có thể phân giải được trong cơ thể nên có ưu việt trong ứng dụng làm chất mang thuốc. Trong lĩnh vực Dược, Liposome được ứng dụng làm hệ mang thuốc và mô hình tế bào nhân tạo. Khi sử dụng Liposome làm chất mang thuốc, dược chất có thể phân bố trong khoang nước của Liposome, phân bố giữa lớp Phospholipid kép, tương tác và gắn với đầu không phân cực của phân tử Phospholipid hoặc hấp phụ trên bề mặt của lớp phospholidpid kép tùy thuộc vào đặc tính thân dầu nước của dược chất và tương tác hóa lí giữa dược chất với lớp Phospholipid kép. Một số dược chất chỉ ổn định trong một số điều kiện nhất định, tuy nhiên môi trường ổn định nhất cho dược chất đôi khi lại không thích hợp với cơ thể do đó làm giảm khả năng điều trị của dược chất. Liposome được dùng làm chất mang thuốc do Liposome có thể bao gói bên trong lớp lipid kép môi trường tối ưu cho sự ổn định của dược chất nhưng lại được phân tán trong một môi trường có điều kiện tương tự điều kiện sinh lý của cơ thể. Do đó Liposome được coi là một trong những hệ mang thuốc lý tưởng. Hình 1.6. Hình dạng, cầu trúc của liposome 19 1.2.2.5. Phương pháp đánh giá cấu trúc và độ ổn định của liposome 1.2.2.5.1. Đánh giá cảm quan Tính chất của hệ phân tán được đánh giá cảm quan thông qua sự quan sát bằng mắt thường hệ phân tán đồng nhất có thể chất trong suốt, đục mờ hay đục sữa tùy theo kích thước và nồng độ chất phân tán. Hệ phân tán ổn định khi không xuất hiện các hiện tượng kém bền như: kết bông, nổi kem, lắng cặn, hợp chất tách pha và dễ dàng phân tán được vào môi trường nước. Đối với sản phẩm đông khô, tính chất cảm quan được đánh giá thông qua quan sát bằng mắt thường sự đồng nhất của sản phẩm ở dạng bột mịn hay vón cục, màu sắc và độ phân tán lại trong môi trường nước. Sản phẩm đông khô được đánh giá ổn định khi phân tán trong dung dịch phải trong suốt và không có các tiểu phân có kích thước lớn có thể quan sát bằng mắt thường. 1.2.2.5.2. Đánh giá hình thái học và kích thước hạt Kích thước tiểu phân liposome liên quan đến hiệu quả đưa thuốc đến đích, hiệu quả lâm sàng và thời gian bán thải của thuốc. Kích thước tiểu phân càng nhỏ gần 100 nm sẽ đem lại hiệu quả điều trị cao hơn. Các liposome được bào chế ra có kích thước dao động trong khoảng xác định. Khoảng dao động này càng hẹp, kích thước tiểu phân liposome càng đồng đều thì càng tăng hiệu dụng của thuốc. Do vậy, trong bào chế liposome mang dược chất, ngoài việc làm giảm kích thước tiểu phân còn phải dùng các kỹ thuật để làm đồng đều các tiểu phân liposome. Để xác định phân bố kích thước tiểu phân liposome có thể đo trực tiếp bằng kính hiển vi điện tử truyền qua hoặc đánh giá bằng tán xạ ánh sáng động học. Trong đó, chỉ số đa phân tán (PDI) là chỉ số quan trọng trong việc xác định sự phân bố kích thước tiểu phân của hệ phân tán. PDI càng nhỏ, kích thước các tiểu phân trong hệ liposome càng đồng đều. PDI của hệ liposome từ 0,1-0,3 được xem là phân bố hẹp, PDI trên 0,5 là phân bố rộng. 1.2.2.5.3. Thế zeta Thế zeta là thông số xác định sự tích điện bề mặt tiểu phân, từ đó giúp tối ưu hóa thông số công thức và dự đoán độ ổn định của hệ keo. Thế zeta thích hợp sẽ làm tăng lực đẩy tĩnh điện, giảm kết tập tiểu phân giúp tiểu phân bền hơn. Sự tích điện càng lớn thì càng hạn chế sự kết tụ liposome. Chỉ số này có thể âm hoặc dương. Đối với những hệ tiểu phân nano có thế zeta tiềm năng lớn hơn +30 mV và nhỏ hơn -30 mV thì được xem như là các cation mạnh và anion mạnh tương ứng. 1.1.3. Đánh giá khả năng nang hóa và giải phóng hoạt chất Kỹ thuật loại thuốc tự do thường được lựa chọn dựa trên kích thước tiểu phân của hệ phân tán: - Thẩm tách: hiện tượng khuếch tán thuốc tự do qua màng theo gradient nồng độ. Kích thước lỗ màng phải nhỏ hơn kích thước tiểu phân. Phương pháp này không pha loãng mẫu nhưng có nguy cơ hấp phụ thuốc trên màng. 20