Nghiên cứu bào chế tiểu phân nano chứa artesunat sử dụng acid poly (lactic-co-glycolic) và acid hyaluronic

  • Số trang: 53 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 62 |
  • Lượt tải: 0
minhtuan

Đã đăng 15929 tài liệu

Mô tả:

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN ĐỨC TUẤN NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ TIỂU PHÂN NANO CHỨA ARTESUNAT SỬ DỤNG POLY (LACTIC-CO-GLYCOLIC) ACID VÀ HYALURONIC ACID KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI 2015 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN ĐỨC TUẤN NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ TIỂU PHÂN NANO CHỨA ARTESUNAT SỬ DỤNG POLY (LACTIC-CO-GLYCOLIC) ACID VÀ HYALURONIC ACID KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Ngọc Chiến Nơi thực hiện: Viên Công nghệ Dược phẩm Quốc gia Bộ môn công nghiệp dược HÀ NỘI – 2015 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: PGS.TS. Nguyễn Ngọc Chiến Là thầy giáo đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo em tận tình trong suốt thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp. Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS. Nguyễn Hạnh Thủy, ThS. Trần Tuấn Hiệp mặc dù đang du học tại Hàn Quốc nhưng đã hết lòng hướng dẫn em. Em xin cảm ơn các thầy cô giáo, các anh chị nghiên cứu viên, kĩ thuật viên, các bạn sinh viên đang nghiên cứu khoa học và thực hiện khóa luận tốt nghiệp tại Viện Công nghệ dược phẩm Quốc gia, Bộ môn Công Nghiệp Dược, Bộ môn Bào Chế, Bộ môn Vật Lý – Hóa Lý đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Ban giám hiệu Nhà trường và phòng Đào tạo đã giúp đỡ tạo điều kiện cho em trong suốt thời gian học tập tại trường. Cuối cùng em xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã dành cho em sự giúp đỡ, ủng hộ, động viên trong suốt thời gian học tập và thực hiện khóa luận. Hà Nội, tháng 5 năm 2015 Sinh viên Nguyễn Đức Tuấn MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ĐẶT VẤN ĐỀ 1 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 2 1. 2. 3. ĐẠI CƯƠNG VỀ ARTESUNAT 2 1.1 Cấu trúc phân tử - đặc tinh lý hóa 2 1.2 Đặc tính dược động học 2 1.3 Tác dụng dược lý 3 1.4 Chỉ định, chống chỉ định và liều dùng 4 1.5 Tác dụng không mong muốn 5 1.6 Các cách cải thiện sinh khả dụng artesunat 5 ĐẠI CƯƠNG VỀ HỆ TIỂU PHÂN NANO 6 2.1 Khái niệm 6 2.2 Phân loại 6 2.3 Các phương pháp bào chế tiểu phân nano polyme 9 HỆ TIỂU PHÂN NANO POLYME SỬ DỤNG PLGA VÀ HA 10 3.1 Đặc tính sinh hóa của PLGA 10 3.2 Đặc tính của chất diện hoạt didecyldimethylammonium bromid 12 3.3 Ưu điểm của tiểu phân nano có gắn hyaluronic acid 13 3.4 Các nghiên cứu về hệ tiểu phân nano sử dụng PLGA 14 CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1 NGUYÊN LIỆU NGHIÊN CỨU 16 2.2 THIẾT BỊ THÍ NGHIÊN CỨU 17 2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 17 2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.4.1 Phương pháp bào chế 17 2.4.2 Các phương pháp đánh giá 19 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 22 3.1. KHẢO SÁT PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG ARTESUNAT 3.2. NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐẶC TÍNH HỆ TIỂU PHÂN NANO 22 23 3.2.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ chất diện hoạt mang điện tích dương đến hệ tiểu phân nano 23 3.2.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ artesunat đến đặc tính của tiểu phân 26 3.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ HA lên đặc tính tiểu phân 29 3.2.4 Đánh giá khả năng nạp thuốc của tiểu phân nano PLGA-DDAB-HA 31 3.2.5 Đánh giá khả năng giải phóng dược chất của tiểu phân nano 32 KẾT LUẬN 35 ĐỀ XUẤT 36 PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ ĐO KÍCH THƯỚC TIỂU PHÂN PHỤ LỤC 2: SẮC KÝ ĐỒ ARTESUNAT DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ART Artesunat BCS DCM Bioavailability classification system – Hệ thống phân loại sinh khả dụng Dicloromethan DDAB Didecyldimethylammonium bromide ECM Extra cellular matrix – mạng lưới ngoại bào EP European Pharmacopoiea – Dược điển Châu Âu FDA Food and Drug Administration – Cục quản lý thực phẩm dược phẩm HA Hyaluronic acid HPLC High-performance liquid chromatography – sắc kí lỏng hiệu năng cao IP International Pharmacopoiea – Dược điển Quốc tế KTTP Kích thước tiểu phân MWCO Trọng lượng phân tử giới hạn PDI PEG Polydispersity index – chỉ số đa phân tán Polyethylene glycol PLGA Poly (lactic – co – glycolic) acid TCCS Tiêu chuẩn cơ sở DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Đặc điểm của các loại tiểu phân nano……………………….......……...7 Bảng 2.1 Nguyên liệu, hóa chất sử dụng………………………………….. ….…16 Bảng 3.1 Nồng độ artesunat và diện tích pic tương ứng………………….. …….22 Bảng 3.2 Công thức khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ DDAB:PLGA đến đặc tính của hệ tiểu phân nano………………………………………………........... …….24 Bảng 3.3 Đặc tính và khả năng nạp dược chất của các hệ tiểu phân nano với tỷ lệ DDAB:PLGA khác nhau………………………………………… …….24 Bảng 3.4 Công thức khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dược chất:polyme đến đặc tính của hệ…………………………………………………………….. …….27 Bảng 3.5 Kết quả KTTP và thế zeta từ công thức có tỷ lệ ART thay đổi.... …….27 Bảng 3.6 Công thức khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ HA đến hệ tiểu phân........... …….29 Bảng 3.7 Kết quả khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ HA đến hệ tiểu phân............... …….30 Bảng 3.8 Kết quả đánh giá khả năng nạp dược chất của tiểu phân nano sau khi bao HA…………………………………………………………..... …….31 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cấu trúc phân tử của artesunat ....................................................................2 Hình 1.2: Phân loại tiểu phân nano theo bản chất [14] ..............................................8 Hình 1.3: Cấu trúc tiểu phân nano PLGA – DDAB - HA. ......................................10 Hình 1.4: Cấu trúc phân tử của PLGA .....................................................................11 Hình 1.5: Cấu trúc phân tử của DDAB. ...................................................................12 Hình 1.6: Cấu trúc phân tử HA ................................................................................13 Hình 2.1: Sơ đồ bào chế tiểu phân nano PLGA-DDAB .........................................18 Hình 3.1. Mối tương quan giữa diện tích pic và nồng độ artesunat. ........................22 Hình 3.2 : Ảnh hưởng của tỷ lệ DDAB:PLGA đến đặc tính của hệ tiểu phân ........24 Hình 3.3 : Ảnh hưởng của tỷ lệ DDAB:PLGA đến hiệu suất nạp dược chất của hệ tiểu phân ....................................................................................................................25 Hình 3.4: Ảnh hưởng của tỉ lệ dược chất lên đặc tính của hệ tiểu phân nano. ........28 Hình 3.5 Ảnh hưởng của tỷ lệ HA lên đặc tính của hệ tiểu phân ............................30 Hình 3.6: Tỷ lệ nạp dược chất của tiểu phân có gắn HA ........................................32 Hình 3.7: Đồ thị giải phóng dược chất theo thời gian của tiều phân trước và sau khi gắn HA ......................................................................................................................33 1 Đặt vấn đề Kể từ khi được các nhà khoa học Trung Quốc phân lập thành công từ cây Thanh hao hoa vàng (Artemisia annua) vào những năm 1970, dẫn chất serquiterpent lactones của artemisinin đã được sử dụng điều trị các bệnh sốt rét, gần đây lại được chứng minh tác dụng diệt tế bào ung thư và sán máng. Một trong các dẫn chất của artemisinin có tiềm năng nhất và được các nhà khoa học chú ý là artesunat (ART). Artesunat có tác dụng chống sốt rét tốt, có thể sử dụng qua đường uống, đường trực tràng hay đường tiêm tĩnh mạch và có tác dụng nhanh trên các bệnh nhân nhiễm sốt rét gây bởi chủng Plasmodium falciparum [16]. Đồng thời, những nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng artesunat cũng có tác dụng chống tăng sinh tế bào khá mạnh, tạo tiền đề cho việc điều trị ung thư. Tuy nhiên khó khăn đặt ra đó chính là bản chất ART có tính tan kém dẫn đến sinh khả dụng tương đối thấp (~ 40%), bị thủy phân trong môi trường acid và có độc tính. Hơn nữa, ART có thời gian bán thải rất ngắn và bị chuyển hóa qua gan lần đầu khá nhiều. Do đó cần nghiên cứu bào chế để cải thiện được sinh khả dụng của ART [1]. Trong điều trị ung thư, nhằm tăng tác dụng tại đích là các khối u hay tế bào bệnh, ART cần được nạp bởi hệ chất mang có khả năng tăng độ tan cũng như bảo vệ dược chất khỏi các yếu tố ảnh hưởng từ môi trường bên ngoài. Nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước đã tập trung vào vấn đề tìm ra hệ mang thuốc thích hợp cho mục tiêu này với nhiều hướng nghiên cứu như: hệ phân tán rắn, liposome, hay tiểu phân nano [12]. Trong đó, hệ vi tiểu phân nano polyme hiện nay được đánh giá là giải pháp tiềm năng cho việc đưa thuốc đến đích cũng như giải phóng kiểm soát các dược chất khó tan và thấm tốt như ART, đồng thời có thể bảo vệ dược chất giúp tăng tính ổn đinh khi sử dụng. Vì lý do đó đề tài “Nghiên cứu bào chế tiểu phân nano chứa artesunat sử dụng poly (lactic-co-glycolic) acid và hyaluronic acid” được tiến hành với các mục tiêu sau: 1. Xây dựng được công thức bào chế tiểu phân nano artesunat - poly(lactic – co-glycolic) acid (PLGA), bao ngoài với hyaluronic acid (HA). 2. Đánh giá một được số đặc tính của hệ tiểu phân nano. 2 Chương I. Tổng quan 1. Đại cương về Artesunat 1.1. Cấu trúc phân tử - đặc tinh lý hóa Công thức phân tử: C19H28O8  Khối lượng phân tử: 384,421 g/mol  Artesunat có tên danh pháp là 4-Oxo4-(3R,5aS,6R,8aS,9R,10S,12R,12aR)-3,6,9trimethyldecahydro-3,12-epoxypyrano[4,3j]-1,2-benzodioxepin-10-yl hydrogen butanedioate (USAN).  Tên gọi khác như Artesunic acid, Artesunatum…  Hình 1.1 Cấu trúc phân tử của artesunat Artesunat là sản phẩm bán tổng hợp tử Artemisinin qua 2 giai đoạn: Khử hóa artemisinin thành dihydroartemisinin, sau đó ester hóa sản phẩm thành artesunat Artesunat là chất kế tinh có màu trắng, nhiệt độ nóng chảy 132oC – 135oC. Tính tan của artesunat rất kém, độ tan 56,2 mg/L tại 25oC. Artesunat tan tốt trong các dung môi hữu cơ như dicloromethan, ethyl acetat, chloroform, acetonitrile…Bản chất artesunat là dẫn xuất hemisuccinate của artemisinin, mặc dù có thể tan trong nước, nhưng có độ ổn định thấp trong dung dịch nước ở pH trung tính hoặc acid. 1.2 Đặc tính dược động học Mặc dù artemisinin có các dạng bào chế đa dạng như viên uống, thuốc tiêm bắp, tiêm tĩnh mạch dạng nước, ART thường chỉ dùng đường tiêm dạng dung dịch trong nước. ART được hấp thu nhanh chóng, đạt nồng độ đỉnh trong huyết tương sau 0,5 giờ; 1,5 giờ và 2 giờ giờ lần lượt ứng với tiêm bắp, đường uống, trực tràng. Trong cơ thể, ART chuyển hóa gần như hoàn toàn thành dihydroartemisinin (được phát hiện trong huyết tương vào 15 phút ngay sau khi sử dụng ART), dẫn chất này vẫn còn hoạt tính. Quá trình thải trừ ART cũng diễn ra rất nhanh chóng, do đó hoạt tính chống sốt rét được xác định bằng cách gián tiếp thông qua dihydroartemisinin (thời gian bán hủy khoảng 45 phút). 3 Tiêm bắp thường đạt được nồng độ trong huyết tương cao và kéo dài hơn so với các đường dùng khác, nhất là với những chất thuộc loại II của hệ thống phân loại sinh dược học [10] hoặc dược chất sử dụng đường tiêm truyền liên tục như artesunat. Thuốc phân bố rộng ra nhiều mô, màng não và rau thai, lắng đọng ở gan, thận, mật. Hơn 80% lượng thuốc dùng sau 24 giờ đầu được thấy trong nước tiểu và phân. Thời gian điều trị sốt rét trong 3 ngày bằng cách cho uống 1 lần hoặc tiêm 1 lần một ngày. 1.3 Tác dụng dược lý 1.3.1. Tác dụng chống sốt rét Tác dụng chống sốt rét của artesunat chủ yếu do các cầu nối endoperoxide trong cấu trúc hóa học của dẫn chất này [4]. Thông thường các chất có cấu trúc tương tự artemisinin có một cầu nối đơn oxy đơn phân tử nhưng thường ở trạng thái bất hoạt. Sự hoạt hóa một gốc oxy hóa được giải phóng từ cầu nối được cho là nguyên nhân chính tạo nên tác dụng chống sốt rét của artesunat. Cùng với artemether, artesunat là một trong hai dẫn chất của artemisinin được ứng dụng rộng rãi nhất trong điều trị số rét. Tuy nhiên, các nghiên cứu chứng minh rằng hiệu lực của artesunat cao hơn đáng kể so với artemether trên cùng một chủng sốt rét (Plasmodium falciparum) [36]. Tác dụng chống sốt rét của artesunat được giải thích theo hai cơ chế chính: một là khả năng ức chế quá trình sản xuất hoặc ức chế hoạt động của các enzym chống oxy hóa trong các tế bào hồng cầu; hoặc nâng cao sản lượng của oxy hoạt tính trong hồng cầu, dẫn đến tăng nồng độ các gốc oxy. Các nghiên cứu chuyên sâu trên chủng P. falciparum cho thấy cơ chế thứ hai là cơ chế chính tạo nên tác dụng của artesunat. Ở cấp độ enzyme, artesunat ức chế hoạt động của enzyme cytochrome oxydase, một enzyme đóng vai trò tự dưỡng của tế bào kí sinh trùng sốt rét, qua đó ức chế quá trình phát triển của thể bào tử [4]. 4 1.3.2. Tác dụng khác 1.3.2.1. Tác dụng lên các chủng virus viêm gan B và viêm gan C Kết quả của những nghiên cứu tiến hành gần đây đã cho thấy khả năng ức chế sự phát triển trên các chủng virus viêm gan B và C của ART. Đối với viêm gan siêu vi B, artesunat thể hiện tác dụng này ngay ở nồng độ thuốc trong huyết tương tương tự với nồng độ thuốc trong huyết tương của các bệnh nhân được sử dụng ART trong điều trị sốt rét (trong khoảng ~7µM) [5]. Đối với viêm gan siêu vi C, cơ chế tác động của ART có những điểm khác biệt do virus viêm gan C chỉ có một chuỗi RNA đơn độc. ART ngăn chặn quá trình tự nhân bản của virus bằng cách ức chế điểm khởi đầu của quá trình sao mã. Sự kết hợp của ART và hemin – chất ức chế enzyme polymerase của virus – tạo nên tác dụng diệt virus và ngăn ngừa virus nhân bản mà không gây ảnh hưởng đến sự phát triển của tế bào đích [30]. 1.3.2.2. Tác dụng chống ung thư Mặc dù là thuốc điều trị đầu tay trong phác đồ điều trị sốt rét, tuy nhiên đã có những nghiên cứu in vitro cho rằng ART có hoạt tính chống tăng sinh tế bào ở khối u khá tốt, điều này mở ra hướng nghiên cứu mới về tác dụng chống ung thư của ART. Cơ chế chống ung thư của ART hiện vẫn chưa được sáng tỏ nhưng các nghiên cứu gần đây trên các dòng tế bào ung thư đã đặt ra giả thuyết ART có tác dụng đến các protein có vai trò quan trọng chu trình tế bào như: ức chế điểm R trong pha G1; làm gián đoạn quá trình tự hủy của tế bào; chống tân tạo mạch và giảm tốc độ di căn của các tế bào ung thư thông qua việc ức chế yếu tố nhân Kappa B (NF-kB - là một yếu tố sao mã thiết yếu kiểm soát quá trình biểu hiện gene mã hóa của các cytokine, chemokine) [24, 25]. 1.4. Chỉ định, chống chỉ định và liều dùng 1.4.1. Chỉ định Theo dược thư quốc gia 2013, ART được sử dụng trong các trường hợp sốt rét ác tính, đặc biệt là đối với các trường hợp được chẩn đoán xác định nguyên nhân do chủng P.falciparum đã kháng quinin. 5 1.4.2. Chống chỉ định Các trường hợp phụ nữ trong 3 tháng đầu thai kỳ tuyệt đối không được sử dụng 1.4.3. Liều dùng Theo hướng dẫn của WHO 2010 [42]: Đường tiêm: ART được pha trong dung dịch natri bicarbonat để tạo dạng muối natri artesunat. Trước khi tiêm được pha loãng trong 5ml dung dịch dextrose 5%, sau đó sử dụng theo đường tiêm tĩnh mạch hoặc tiêm bắp với liều như sau: 2,4 mg/kg vào ngày 0h ngày 0, sau đó lặp lại vào 12h và 24h, và dùng mỗi ngày 1 lần vào những ngày sau đó cho đến khi bệnh nhân có chỉ định điều trị tiếp theo. 1.5. Tác dụng không mong muốn Theo nghiên cứu của Riberio và Olliaro, các dẫn chất của Artemisinin nói chung hay ART nói riêng có mức độ an toàn cao cũng như khả năng dung nạp tốt. Các tác dụng phụ của ART đã được WHO ghi nhận bao gồm các triệu chứng rối loạn tiêu hóa, đa đầu, chóng mặt và chậm nhịp tim [34]. Đồng thời các tác dụng phụ trên hệ thần kinh như mất thăng bằng, giảm thính lực, cản trở khả năng phát âm cũng xuất hiện trên các bệnh nhân điều trị dài ngày, tuy nhiên đến nay các dấu hiệu này vẫn chưa có ý nghĩa lâm sàng rõ rệt. 1.6. Các biện pháp cải thiện sinh khả dụng artesunat Các nghiên cứu tại Việt Nam hay các quốc gia khác cho thấy sinh khả dụng ART theo đường uống là thấp, thường dao động trong khoảng 55-80% và không ổn định giữa các cá thể trong cùng nhóm nghiên cứu [8]. Sinh khả dụng đường uống thấp do tính hấp thu kém của dược chất qua niêm mạc hoặc do khả năng hòa tan của dược chất kém. Tuy nhiên khả năng hấp thu của ART qua niêm mạc không bị ảnh hưởng nhiều bởi môi trường đường tiêu hóa, vì vậy, nguyên nhân chính làm sinh khả dụng thấp được cho là do độ tan và tốc độ hòa tan. Trên thực tế, ART thuộc loại II trong bảng phân loại sinh dược học, do đó tính tan của ART trong nước không cao nhưng tính thấm tốt [10]. Vì vậy để cải thiện được sinh khả dụng của ART, cần làm tăng độ tan của ART trong nước trước khi đưa vào 6 dạng bào chế. Có nhiều phương pháp đã được áp dụng cho ART ví dụ như giảm kích thước tiểu phân, sử dụng tiền chất dễ tan, sử dụng chất diện hoạt, sử dụng kỹ thuật hệ phân tán rắn hoặc sử dụng hệ chất mang dược chất. Trong đó, hệ tiểu phân kích thước nano thể hiện sự ưu việt trong việc tăng độ tan cũng như bảo vệ dược chất khỏi tác động của môi trường. 2. Đại cương về tiểu phân nano 2.1 Khái niệm Các vật liệu tiểu phân nano là vật liệu trong đó ít nhất một chiều có kích thước nanomet. Công nghệ nano ứng dụng trong y dược học có giới hạn khác phục vụ cho mục tiêu điều trị: tiểu phân nano là các hạt có kích thước đường kính từ 1 đến 100 nanomet [13]. Tuy nhiên để ứng dụng trong điều trị, người ta cho rằng khoảng tối ưu là 10-100 nm. Giới hạn dưới có cơ sở từ việc kích thước vi cầu thận khoảng 10 nm, nên các tiểu phân có kích thước lớn hơn mức này sẽ tránh được sự chuyển hóa bước một qua thận. Trái với sự rõ ràng của giới hạn dưới, giới hạn trên 100 nm vẫn còn chưa được chứng minh. Trên thực tế, các thí nghiệm trên mô hình động vật cho thấy những tiểu phân có kích thước dưới 150 nm và tích điện bề mặt trung hòa hoặc âm có thể qua được tế bào khối u tốt hơn [29]. Như vậy, với mục đích ứng dụng trên bào chế, hệ tiểu phân nano là hệ tập hợp gồm các tiểu phân có kích thước trong khoảng từ 10-300 nm tùy đích tác dụng [15]. 2.2 Phân loại Công nghệ nano nói chung và việc ứng dụng công nghệ nano trong y dược nói riêng phát triển vô cùng nhanh chóng và liên tục có những công bố mới về khả năng ứng dụng hệ nano như một hệ mang thuốc hiệu quả. Tuy nhiên nhìn chung, tiểu phân nano có thể phân loại theo bản chất của chất mang như sau: 7 Bảng0.1.1: Đặc điểm của các loại tiểu phân nano [35] Đặc điểm cấu trúc Tên Cấu trúc dạng cầu có lõi nước và vỏ ngoài là 1 lớp Liposome phospholipid kỵ nước Được hình thành từ việc nhũ hóa chất lipid có trạng thái rắn Nano lipid rắn (SLN) ở nhiệt độ thường cùng với chất diện hoạt và nhiệt độ để tạo thành tiểu phân nano Cấu trúc ở thể rắn tại nhiệt độ cơ thể, là hỗn hợp của 1 lipid Chất mang lipid có cấu lỏng và lipid rắn trúc nano (NLC) Nhũ tương nano Cấu trúc dạng cầu có lõi nước và vỏ ngoài là 1 lớp phospholipid kỵ nước Cấu trúc hình thành từ polymer tạo nên nang bao lấy dược Nano nang chất (Nanocapsule) Cấu trúc hình thành từ polyme tạo nên lõi cầu, và dược chất Nano cầu được tóm giữ trên bề mặt hoặc phân tán đều với chất mang (Nanospheres) Có cấu trúc từ các ion kim loại, bị ảnh hưởng bởi từ trường Nano siêu từ tính Nano chấm lượng tử nhưng không tích từ tính khi từ trường bị loại bỏ Có cấu trúc là các tinh thể nano có 2 lớp lõi và vỏ tạo bởi các vật liệu bán dẫn khác nhau 8 Tiểu phân nano Micelle Cấu tạo polyme Nanocapsule (NC) Cấu tạo lipid Liposome Cấu tạo vô cơ Nano lipid Nanosphere (NS) Nano lipid rắn (SLN) Nano từ tính (MN) Nano chấm lượng tử (QD) Chất mang lipid cấu trúc nano (NLC) Nhũ tương nano (NE) Hình 01.2: Phân loại tiểu phân nano theo bản chất [13] Ngoài ra, với các nghiên cứu thay đổi bề mặt của tiểu phân nano, hiện nay cũng có thể chia các tiểu phân nano thành 3 loại chính: - Tiểu phân nano thụ động (passive nanoparticle): bề mặt cấu trúc của tiểu phân không được thay đổi và thường dễ bị opsonim hóa. - Tiểu phân nano tàng hình (stealth nanoparticle): là thế hệ nano đã được thay đổi cấu trúc bề mặt bằng cách gắn thêm PEG, thường gọi là PEG hóa (PEGylated). Nhờ có liên kết với PEG mà tỉ lệ bị bắt giữ bởi hệ thống đại thực bào của các tiểu phân được giảm xuống, kéo dài thời gian tuần hoàn trong máu, tăng sinh khả dụng của dược chất. - Tiểu phân nano chủ động (active nanoparticle): là thế hệ nano được thay đổi cấu trúc bề mặt bằng cách gắn với các yếu tố bề mặt như các phối tử (ligand) giúp tế bào 9 có thể hướng đến các bề mặt có các receptor thích hợp, tăng tính bám dính và tăng cường hiệu quả điều trị. Trong nghiên cứu này, hệ tiểu phân được bào chế có cấu trúc polyme và được thay đổi bề mặt. 2.3 Các phương pháp bào chế tiểu phân nano polyme Nhiều phương pháp đã được phát triển để bào chế các tiểu phân nano polyme, tuy nhiên dựa vào nguyên liệu được sử dụng, có thể chia làm hai loại chính: trùng hợp từ monome hoặc sử dụng polyme đã qua tổng hợp hay thiên nhiên [31]. Với các phương pháp sử dụng monome, trừ trường hợp alkylcyanoacrylates và poly (dialkylmethylidene malonate) thì hầu hết các polyme sau khi được trùng hợp sẽ rất khó phân hủy sinh học trong cơ thể và thường có độ an toàn thấp. Do đó hướng nghiên cứu hiện tại là sử dụng các polyme tự nhiên hoặc tổng hợp có khả năng phân hủy sinh học tốt. Các phương pháp bào chế tiểu phân nano từ các dạng polyme này được chia làm 4 nhóm chính: - Phương pháp nhũ tương hóa/bốc hơi dung môi Polyme được hòa tan vào dung môi không đồng tan với nước, sau đó dung dịch này sẽ được nhũ tương hóa vào nước bằng lực khuấy từ hay lực siêu âm. Tiếp theo dung môi hữu cơ sẽ được bốc hơi hết để các hạt tiểu phân được hình thành do sự kết lắng của polyme [39]. - Phương pháp thay đổi dung môi/kết lắng bề mặt Các polyme được hòa tan trong một dung môi có thể trộn lẫn với nước dẫn đến sự kết tủa của các tiểu phân nano. Polyme lắng đọng trên bề mặt phân cách giữa các nước và các dung môi hữu cơ, gây ra bởi sự khuếch tán nhanh chóng của dung môi, dẫn đến sự hình thành hệ keo [17]. - Phương pháp nhũ tương hóa/ khuếch tán dung môi Polyme được hòa tan vào dung môi tan một phần trong nước và sau đó cho bão hòa với nước để đảm bảo cân bằng nhiệt động. Sau đó, hỗn hợp này được phân tán vào nước có chứa chất ổn định để tạo các tiểu phân nano. Cuối cùng dung môi được loại bỏ theo cách bốc hơi hoặc lọc, tùy theo nhiệt độ sôi của dung môi [32]. 10 - Phương pháp tạo muối kết lắng với polyme Polyme cùng dược chất được hòa tan trong dung môi tan trong nước, sau đó dung dịch này được phân tán vào gel nước có các tác nhân tạo muối (ví dụ Magnesi clorid, calci clorid hay sucrose) và các chất ổn định tao gel. Sau đó, hỗn hợp này được hòa loãng với một lượng nước vừa đủ để tăng sự khuếch tán của tiểu phân vào nước, từ đó hình thành tiểu phân nano. Cuối cùng, tác nhân tạo muối cũng như dung môi được loại đi sau khi lọc [32]. 3. Hệ tiểu phân nano polyme sử dụng PLGA và HA Hình 1.3: Cấu trúc tiểu phân nano PLGA – DDAB - HA. 3.1 Đặc tính sinh hóa của PLGA PLGA là một trong những polyme được sử dụng nhiều nhất và hiệu quả nhất trong bào chế ứng dụng tiểu phân nano polyme với mục đích trở thành hệ vận chuyển thuốc [21]. Lý do chính đó là đặc tính sinh hóa của PLGA, quan trọng nhất có thể kể đến đó là khả năng phân hủy sinh học, tương thích sinh học và độ bền cơ học của polyme này [15]. Khả năng phân hủy sinh học của PLGA xảy ra trong cơ thể, polyme này bị thủy phân tạo thành hai polyme không có hại cho cơ thể, thậm chí có thể chuyển hóa dễ dàng, tham gia các quá trình sinh học khác, đó là acid lactic và acid glycolic [21]. 11 Do đó, PLGA đã được FDA thông qua và cho phép sử dụng trong các chế phẩm nano ứng dụng trong chữa trị trên người [14]. Hình 01.4: Cấu trúc phân tử của PLGA Tính chất hóa lý: PLGA là một trong những polyme có khả năng tạo được các cấu trúc hình học đa dạng, với các kích thước tùy biến, do đó có khả năng bao gói được các phân tử có kích thước khác nhau. Ưu điểm này là lý do PLGA được ứng dụng trong các loại nano khác nhau như siêu vi nang, siêu vi cầu… PLGA tan tốt trong các dung môi hữu cơ thông thường như: dicloromethane, acetone, tetrahydrofuran hay ethyl acetat. PLGA dễ dàng bị thủy phân liên kết ester trong nước [15].  Tính chất của PLGA thay đổi theo tỷ lệ, thành phần các polyme cấu thành: Các polyme acid polylactic có thể tồn tại ở dạng hoạt quang (acid L-polylactic) và ở dạng racemic không hoạt quang (D, L-acid polylactic). PLGA copolyme điều chế từ acid L-polylactic và polyglycolide là dạng kết tinh, trong khi nếu thay thế bằng đồng phân D,L-acid polylactic và polyglycolide thì copolyme sản phẩm lại ở dạng vô định hình. Nếu PLGA có chứa ít hơn 70% glycolide thì sản phẩm thu được sẽ ở dạng vô định hình. Độ bền cơ học, khả năng trương nở, quá trình thủy phân, và tốc độ phân hủy sinh học, chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi sự kết tinh của polyme PLGA, hay nói cách khác, là phụ thuộc vào loại và tỷ lệ mol của các thành phần polyme (lactic và glycolide) trong chuỗi copolyme. Acid lactic kỵ nước hơn so với acid glycolic và, do đó, PLGA có tỉ lệ lactic cao ít thấm nước, ít hấp thụ, và do đó, làm chậm quá trình thủy phân. 12  Độ nhớt của PLGA Mặc dù co-polyme PLGA với tỉ lệ 50:50 có độ nhớt vào khoảng 0.55-0.75 dL/g nhưng khi tạo thành dung dịch polyme, độ nhớt của hệ có thể thay đổi tùy thuộc vào bản chất của dung môi, điều này có ảnh hưởng đến khả năng giải phóng dược chất của hệ tiểu phân được bào chế [2]. Theo nghiên cứu của Vega-González và cộng sự, các nghiên cứu khảo sát trên các dung môi dicloromethan, aceton và ethyl acetat cho thấy độ nhớt của dung dịch pha trong dicloromethan có độ nhớt cao nhất. Đó cũng là lý do trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng dicloromethan làm dung môi hữu cơ hòa tan PLGA [3].  Dược động học và phân bố sinh học Các nghiên cứu cho thấy, dược động học và phân bố của PLGA là phi tuyến tính và phụ thuộc liều [43]. Độ thanh thải trong máu và khả năng nhập bào cũng phụ thuộc vào liều và cấu trúc của PLGA. Tiểu phân nano PLGA tích lũy nhanh tại gan, tủy xương, hệ bạch huyết, lá lách và màng bụng. PLGA cũng bị chuyển hóa nhanh qua vòng tuần hoàn đầu và bị chuyển hóa chậm hơn ở phổi. Do đó, hướng nghiên cứu để cải thiện sinh khả dụng của tiểu phân nano là sử dụng PLGA có sự phối hợp với các yếu tố cải thiện bề mặt sẽ làm tăng thời gian tồn tại của tiểu phân trong hệ tuần hoàn, tránh bị bắt giữ và thực bào [6]. 3.2 Đặc tính của chất diện hoạt didecyldimethylammonium bromid Hình 01.5: Cấu trúc phân tử của DDAB. Didecyldimethylammonium bromid (DDAB) là một chất diện hoạt mang điện tích dương, có cả hai đầu ưa nước và kỵ nước được sử dụng nhiều trong các nghiên cứu về hệ vận chuyển thuốc, đặc biệt đối với việc vận chuyển gen hay các dược chất kỵ nước. Ví dụ, liposome có chứa DDAB có khả năng cung cấp các chuỗi oligopeptides vào tế bào myeloma của người, hay chuyển DNA vào tế bào động vật
- Xem thêm -