Tài liệu Nghiên cứu sự giải phóng thuốc nifedipin được mang bởi vật liệu tổ hợp poly axit lactic/chitosan

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ……..….***………… NGUYỄN THÚY CHINH NGHIÊN CỨU SỰ GIẢI PHÓNG THUỐC NIFEDIPIN ĐƯỢC MANG BỞI VẬT LIỆU TỔ HỢP POLY AXIT LACTIC/CHITOSAN Chuyên ngành: Hoá lý thuyết và hoá lý Mã số: 62.44.01.19 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. GS. TS. Thái Hoàng 2. GS. TS. Jin Ho Choy Hà Nội – 2016 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian nghiên cứu, đề tài "Nghiên cứu ni i in c ng i i u ổh o y xi gi i h ng hu c c ic/chitosan" đã hoàn thành tại Phòng Hoá lý vật liệu phi kim loại, Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất đến GS. TS. Thái Hoàng và GS. TS. Jin-Ho Choy, những người Thầy đã hướng dẫn tận tình và chu đáo trong suốt quá trình xây dựng và hoàn thiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Phòng Hoá lý vật liệu phi kim loại và Viện Kỹ thuật nhiệt đới - nơi tôi công tác, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ, chia sẻ và động viên tôi trong quá trình hoàn thành luận án. Hà nội, tháng 10 năm 2016 Tác giả luận án NGUYỄN THUÝ CHINH LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan những nội dung trong luận án này do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của người hướng dẫn khoa học. Một số nhiệm vụ nghiên cứu là thành quả tập thể và đã được các đồng sự cho phép sử dụng. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa được công bố trong luận án khác. Tác giả luận án NGUYỄN THUÝ CHINH DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AQ BSA CMC CMs : CS DCM DLS DSC EC EOEMA FCN FESEM FP FPN FPC FPCN FPCPN : FTIR G HDPE HPC HPMC IR KLPT LDPE MFI MMT Mn Mw NaPMM NF-PVP : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : Anthraquinon Bovin serum albumin N-cacboxymetyl chitosan Hạt vi cầu chitosan mang thuốc BMP-2-có nguồn gốc từ peptit tổng hợp Chitosan Điclometan Phương pháp động học tán xạ ánh sáng Phương pháp phân tích nhiệt lượng quét vi sai Etylxelulozơ 2-etoxyetyl metacrylat Màng tổ hợp chitosan/nifedipin Phương pháp hiển vi điện tử quét trường phát xạ Màng poly lactic axit Màng tổ hợp poly lactic axit/nifedipin Màng tổ hợp poly lactic axit/chitosan Màng tổ hợp poly lactic axit/chitosan chứa nifedipin Màng tổ hợp poly lactic axit/chitosan/polyetylen oxit chứa nifedipin Phổ hồng ngoại biến đổi chuỗi Fourier Gelatin Polyetylen tỉ trọng cao Hydroxypropylxenlulozo Hydroxylpropylmetylxenlulozo Phổ hồng ngoại Khối lượng phân tử Polyetylen tỉ trọng thấp Chỉ số chảy Khoáng sét montmorillonit Khối lượng mol phân tử Khối lượng phân tử trung bình Poly(sodium methacrylate, methyl methacrylate) Nifedipin-polyvinylpyrrolidin NIF NVP PCL PCN PCs PDLA PDI PE PEO PEG PGA PHA PLA PLGA PLLA PSC PVA SCS SDS SEM RIF RL ROP TDKD TEM TGA Tg Tm Tmax Tonset XRD W/O UV-Vis : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : Nifedipin Copolyme N-vinyl-2-pyrrolidon Polycaprolacton Hạt nano poly lactic axit/chitosan chứa nifedipin Hạt nano poly lactic axit/chitosan Poly D (-) axit lactic Độ polyme hóa Polyetylen Polyetylen oxit Polyetylen glycol Poly glycolic axit Polyhydroxyalcanoat Poly axit lactic Poly(lactic-co-glyconic axit) Poly L (+) axit lactic Blend polyvinyl ancol và succinyl chitosan Polyvinyl ancol Succinyl chitosan Natri dodexyl sunphat Phương pháp hiển vi điện tử quét Rifampicin Copolyme amoni metacrylat Trùng hợp mở vòng Tác dụng kéo dài Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua Phương pháp phân tích nhiệt khối lượng Nhiệt độ thủy tinh hóa Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt độ ở đó tốc độ phân hủy mẫu đạt cực đại Nhiệt độ bắt đầu phân hủy Phương pháp nhiễu xạ tia X Pha nước/pha hữu cơ Phổ tử ngoại - khả kiến MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 3 1.1. Giới thiệu chung về poly lactic axit (PLA) 3 1.2. Giới thiệu chung về chitosan (CS) 5 1.3. Giới thiệu chung về nifedipin (NIF) 7 1.4. Vật liệu tổ hợp polyme mang thuốc NIF 9 1.4.1. Các phương pháp chế tạo vật liệu tổ hợp polyme mang thuốc NIF 9 1.4.2. Một số đặc trưng, tính chất, hình thái cấu trúc của vật liệu tổ 11 hợp polyme mang thuốc NIF 1.4.3. Sự giải phóng thuốc NIF từ vật liệu tổ hợp và động học giải 14 phóng thuốc 1.5. Vật liệu tổ hợp PLA/CS mang thuốc 23 1.5.1. Các phương pháp chế tạo vật liệu tổ hợp PLA/CS mang thuốc 23 1.5.2. Một số đặc trưng, hình thái cấu trúc và tính chất của vật liệu tổ 26 hợp PLA/CS mang thuốc 1.5.3. Sự giải phóng thuốc từ vật liệu tổ hợp PLA/CS mang thuốc 33 1.6. Thuốc tác dụng kéo dài (TDKD) và sự hấp thu của thuốc 39 1.6.1. Khái niệm thuốc TDKD 39 1.6.2. Ưu điểm và nhược điểm của thuốc TDKD 39 1.6.3. Sự hấp thu của thuốc TDKD 40 1.7. Tình hình nghiên cứu về PLA, CS và ứng dụng chúng trong lĩnh 43 vực y sinh ở nước ta CHƯƠNG II. THỰC NGHIỆM 47 2.1. Nguyên liệu, hoá chất 47 2.2. Chế tạo vật liệu tổ hợp PLA/CS mang NIF 47 2.2.1. Chế tạo màng tổ hợp PLA/CS mang NIF bằng phương pháp dung dịch 47 2.2.2. Chế tạo hạt nano PLA/CS mang NIF bằng phương pháp vi nhũ 49 2.3. Các phương pháp và thiết bị nghiên cứu 50 2.3.1. Phương pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) 50 2.3.2. Phương pháp xác định phân bố kích thước hạt 51 2.3.3. Phương pháp hiển vi điện tử quét (FESEM) 51 2.3.4. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 51 2.3.5. Phương pháp phân tích nhiệt khối lượng (TGA) và nhiệt lượng 51 quét vi sai (DSC) 2.3.6. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 52 2.3.7. Phương pháp phổ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis) 52 2.4. Giải phóng NIF từ vật liệu tổ hợp PLA/CS mang NIF trong các 52 môi trường pH khác nhau 2.4.1. Xây dựng đường chuẩn của NIF trong các dung dịch pH khác nhau 52 2.4.2. Xác định hàm lượng NIF được mang bởi vật liệu tổ hợp 55 PLA/CS 2.4.3. Xác định khối lượng thuốc NIF giải phóng từ vật liệu tổ hợp 55 PLA/CS mang NIF 2.5. Động học giải phóng NIF từ vật liệu tổ hợp PLA/CS mang NIF 56 2.6. Bào chế thuốc 56 2.7. Phương pháp đánh giá độ ổn định của thuốc bào chế 56 2.8. Thử nghiệm in-vivo trên chuột 57 2.8.1. Thử nghiệm tác dụng của nifedipin và tổ hợp nano 57 PLA/chitosan mang nifedipin lên huyết áp động mạch của chuột 2.8.2. Thử nghiệm tác dụng của nifedipin và tổ hợp nano 60 PLA/chitosan mang nifedipin lên tim của chuột CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 61 3.1. Đặc trưng, tính chất và hình thái cấu trúc của màng tổ hợp 61 PLA/CS mang NIF 3.1.1. Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier của màng tổ hợp PLA/CS mang NIF 61 3.1.2. Hình thái cấu trúc của màng tổ hợp PLA/CS mang NIF 67 3.1.3. Tính chất nhiệt của màng tổ hợp PLA/CS mang NIF có và 70 không có PEO 3.1.4. Hiệu suất mang thuốc của màng tổ hợp PLA/CS mang NIF 74 3.1.5. Sự giải phóng thuốc NIF từ màng tổ hợp PLA/CS mang NIF 76 3.1.6. Động học giải phóng thuốc NIF của màng tổ hợp PLA/CS mang NIF 90 3.2. Đặc trưng, tính chất và hình thái cấu trúc của hạt nano PLA/CS mang NIF 98 3.2.1. Phổ FTIR của hạt nano PLA/CS mang NIF 98 3.2.2. Phân bố kích thước hạt của hạt nano PLA/CS mang NIF 100 3.2.3. Hình thái cấu trúc của hạt nano PLA/CS mang NIF 103 3.2.4. Tính chất nhiệt của hạt nano PLA/CS mang NIF 104 3.2.5. Giản đồ XRD của hạt nano PLA/CS mang NIF 106 3.2.6. Hiệu suất mang thuốc của hạt nano PLA/CS mang NIF 107 3.2.7. Sự giải phóng thuốc NIF của hạt nano PLA/CS mang NIF 107 3.2.8. Động học giải phóng thuốc của hạt nano PLA/CS mang NIF 114 3.3. Thử nghiệm in vivo của thuốc bào chế từ hạt nano PLA/CS mang NIF 118 3.3.1. Độ ổn định của mẫu thuốc bào chế từ hạt nano PLA/CS mang NIF 118 3.3.2. Tác dụng hạ huyết áp của thuốc bào chế từ hạt nano PLA/CS mang NIF 122 3.3.3. Tác dụng lên tim mạch của thuốc bào chế từ hạt nano PLA/CS mang NIF 128 KẾT LUẬN 131 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 133 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 PHỤ LỤC 147 DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ TRONG LUẬN ÁN Trang Hình 1.1. Ảnh SEM của hạt vi cầu chứa NIF của polyme PVA (a), 11 PSC (b) và SCS (c). Hình 1.2. Phân bố kích thước hạt của hạt NIF với hàm lượng thuốc 13 khác nhau: (A) tỉ lệ RL/EC = 2:1), (B) tỉ lệ RL/EC = 1:1 và (C) tỉ lệ RL/EC = 1:2. Hình 1.3. Giản đồ XRD của hỗn hợp polyme: thuốc, trong đó (a) 14 NIF, (b) CS glutamat, (c) glutamat:NIF 2:1, (d) CS glutamat:NIF 3:1, (e) CS, (f) CS:NIF 3:1. Hình 1.4. Thử nghiệm giải phóng thuốc của NIF từ các mẫu thuốc 17 riêng l ở pH = 6,8 (A) và NIF trong 50CPT-75CPT (B) trong 24 giờ. Hình 1.5. Sự giải phóng NIF từ các vi hạt với hàm lượng thuốc khác 18 nhau, (A) RL/EC = 2:), (B) RL/EC = 1:1 và (C) RL/EC = 1:2. Đường nét đứt là hàm lượng NIF giải phóng từ vi tinh thể NIF. Hình 1.6. Giải phóng NIF in vitro từ thuốc nguyên sinh và các loại 19 khác nhau của vi cầu mang NIF. Hình 1.7. Giải phóng NIF in vitro từ vi cầu EC (N10) với tỉ lệ NIF: 19 EC khác nhau. Hình 1.8. Giải phóng NIF in vitro từ vi cầu EC: HPC và EC: 20 HPMC. Hình 1.9. Sự giải phóng NIF in vitro từ các hạt vi cầu, trong đó hình 23 tứ giác: NVP-2, hình vuông: NVP-4, hình tam giác: NVP-5, hình tròn: NVP-6, NVP-2; NVP-4; NVP-5; NVP-6 tương ứng với tỉ lệ mol của NVP trong hỗn hợp: 0,25; 0,40; 0,50; 0,65. Hình 1.10. Sơ đồ tổng hợp hạt nano PLA/CS chứa lamivudin bằng 25 kỹ thuật nhũ tương - bay hơi dung môi (CS: viết tắt của chitosan, n/d/n: nước/dầu/nước). Hình 1.11. Ảnh quang của CS–PLA–RIF (a), CS–PLA–RIF–PEG 27 (b) và CS–PLA–RIF–PEG–G (c). Hình 1.12. Ảnh SEM của hạt nano PLA/CS (a), PLA/CS-AQ (b) và 27 ảnh TEM của hạt nano PLA/CS-AQ (c). Hình 1.13. Ảnh SEM của các hạt nano PLA/CS mang lamivudin 33 trước (A và B) và sau khi phân hủy ở pH bazơ (C) và axit (D). Hình 1.14. Đường cong giải phóng thuốc ginsenoside Rg3 từ vi cầu 34 theo thời gian thử nghiệm. Hình 1.15. Phần trăm giải phóng thuốc paclitaxel theo thời gian của 36 vật liệu tổ hợp CS/PLA (80/20) ở pH 7,4 (A) và pH 1,2 (B). Hình 1.16. Tốc độ giải phóng thuốc lamivudin của hạt nano mang 3 38 %kl thuốc (I) và 6 %kl thuốc (II). Hình 1.17. Quá trình tiêu hoá trong cơ thể người. 42 Hình 2.1. Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa mật độ quang với 54 nồng độ NIF trong dung dịch pH 7,4 ở λmax = 230 nm. Hình 2.2. Phân tích ECG tự động bằng phần mềm LabChart. 60 Hình 3.1. Phổ FTIR của NIF. 61 Hình 3.2. Phổ FTIR của PLA (FP). 62 Hình 3.3. Phổ FTIR của CS (FC). 63 Hình 3.4. Phổ FTIR của các màng FPC, FPCN10, FPCP6 và 65 FPCP6N10. Hình 3.5. Mô hình giả thuyết liên kết hydro giữa PLA, CS, PEO và 66 NIF. Hình 3.6. Ảnh FESEM của NIF ở độ phóng đại 10000 lần và 50000 67 lần. Hình 3.7. Ảnh FESEM các màng tổ hợp FPC (a), FPCN10 (b, c) và 68 FPCN50 (d). Hình 3.8. Ảnh FESEM của các màng tổ hợp FPCP6 (a, c) và 69 FPCP6N10 (b, d, e, f). Hình 3.9. Giản đồ DrTG của NIF, PLA (FP), CS (FC) và các màng tổ hợp PLA/CS có và không có PEO, NIF. 71 Hình 3.10. Giản đồ TG của NIF, PLA (FP), CS (FC) và các màng tổ 72 hợp PLA/CS có và không có PEO, NIF. Hình 3.11. Giản đồ DSC của NIF và các màng FP, FC và màng tổ 73 hợp FPC, FPCN10, FPCP và FPCPN. Hình 3.12. Hàm lượng NIF giải phóng trong các dung dịch pH khác 76 nhau. Hình 3.13. Hàm lượng NIF giải phóng từ các màng tổ hợp FPN, 77 FCN và FPCN trong dung dịch pH 6,8. Hình 3.14. Hàm lượng NIF giải phóng từ các màng tổ hợp FPCN 79 trong dung dịch pH 2 và pH 7,4. Hình 3.15. Hàm lượng NIF giải phóng từ các màng tổ hợp FPCP6N 81 trong dung dịch pH 2, pH 6,8 và pH 7,4. Hình 3.16. Hàm lượng NIF giải phóng từ các màng tổ hợp FPCP8N 82 trong dung dịch pH 2, pH 6,8 và pH 7,4. Hình 3.17. Giải phóng thuốc NIF từ màng FPCP6N10 trong các 84 dung dịch pH khác nhau. Hình 3.18. Phương trình động học bậc 0 phản ánh sự phụ thuộc hàm 91 lượng thuốc NIF được giải phóng từ màng tổ hợp FPCN20 trong dung dịch pH 2. Hình 3.19. Phương trình động học bậc 1 phản ánh sự phụ thuộc hàm 91 lượng thuốc NIF được giải phóng từ màng tổ hợp FPCN20 trong dung dịch pH 2. Hình 3.20. Phương trình động học theo mô hình Higuchi phản ánh 92 sự phụ thuộc hàm lượng thuốc NIF được giải phóng từ màng tổ hợp FPCN20 trong dung dịch pH 2 theo t1/2. Hình 3.21. Phương trình động học theo mô hình Hixon - Crowell 92 phản ánh sự phụ thuộc hàm lượng thuốc NIF được giải phóng từ màng tổ hợp FPCN20 trong dung dịch pH 2. Hình 3.22. Phương trình động học theo mô hình Korsmeyer – Peppas phản ánh sự phụ thuộc hàm lượng thuốc NIF được giải 93 phóng từ màng tổ hợp FPCN20 trong dung dịch pH 2. Hình 3.23. Phổ FTIR của NIF, các hạt nano PCs và PCN. Hình 3.24. Giản đồ phân bố kích thước hạt của các hạt nano PCN 98 100 chế tạo với các thể tích nước cất khác nhau đưa vào hệ. Hình 3.25. Ảnh FESEM của hạt nano PCs (a, c) và PCN20N (b, d). 103 Hình 3.26. Ảnh TEM của hạt nano PCs (a) và PCN20N (b). 104 Hình 3.27. Giản đồ TG của hạt nano PCs và PCN20N. 105 Hình 3.28. Giản đồ DrTG của hạt nano PCs và PCN20N. 105 Hình 3.29. Giản đồ XRD của NIF, các hạt nano PCs và PCN. 107 Hình 3.30. Sự giải phóng thuốc NIF in vitro từ hạt nano PCN20 theo 109 thời gian trong các dung dịch pH khác nhau. Hình 3.31. Sự giải phóng thuốc NIF in vitro từ các hạt nano PCN 111 theo thời gian. Hình 3.32. Sự thay đổi của huyết áp tâm thu, NIF (Nifedipine), PCN 123 (Nifedipine_PLA). Hình 3.33. Sự thay đổi của huyết áp tâm trương, NIF (Nifedipin), 124 PCN (Nifedipin_PLA). Hình 3.34. Sự thay đổi của huyết áp trung bình, NIF (Nifedipin), 125 PCN (Nifedipin_PLA). Hình 3.35. Sự thay đổi huyết áp hiệu số, NIF (Nifedipin), PCN 125 (Nifedipin_PLA). Hình 3.36. Sự thay đổi thời gian của chu chuyển tim, NIF 126 (Nifedipin), PCN (Nifedipin_PLA). Hình 3.37. Sự thay đổi thời gian đến khi huyết áp đạt đỉnh, NIF 127 (Nifedipin), PCN (Nifedipin_PLA). Hình 3.38. Sự thay đổi nhịp tim, NIF (Nifedipin), PCN (Nifedipin_PLA). 128 DANH MỤC BẢNG, BIỂU TRONG LUẬN ÁN Trang Bảng 1.1. Hằng số giải phóng (K) và hệ số tương quan (r) tương ứng 21 với các phương trình động học Bảng 1.2. Kích thước hạt của các mẫu PLA/CS/RIF, 28 Bảng 1.3. Các thông số trương của vật liệu nanocompozit CS-PLA 30 PLA/CS/RIF/PEG và PLA/CS/RIF/PEG/G (80/20) với các hàm lượng thuốc khác nhau Bảng 1.4. Kết quả tính toán hệ số tương quan từ các phương trình 34 hồi qui liên quan đến quá trình giải phóng thuốc theo các mô hình khác nhau Bảng 1.5. Các thông số động học của quá trình giải phóng thuốc 36 paclitaxel khỏi vật liệu nanocompozit CS-PLA/MMT có hàm lượng thuốc paclitaxel khác nhau ở pH 7,4 và pH 1,2 Bảng 2.1. Kí hiệu các mẫu màng tổ hợp PLA/CS mang NIF 48 Bảng 2.2. Kí hiệu các mẫu hạt nano PLA/CS mang NIF 50 Bảng 2.3. Mật độ quang (A) ứng với các nồng độ pha loãng (C) của 53 NIF trong dung dịch pH 7,4 Bảng 2.4. Phương trình đường chuẩn và hệ số hồi quy (R 2) của NIF 54 trong các dung dịch pH khác nhau Bảng 2.5. Các mô hình động học giải phóng thuốc phổ biến 56 Bảng 3.1. Vị trí các pic dao động của một số nhóm đặc trưng trong 64 NIF, các màng PLA, CS, các màng tổ hợp PLA/CS có và không có NIF và PEO Bảng 3.2. Giả thuyết về liên kết hiđro hình thành giữa các nhóm 66 chức của PLA, CS, PEO và NIF Bảng 3.3. Các đặc trưng nhiệt của NIF, PLA (FP), CS (FC) và các 71 màng tổ hợp PLA/CS có và không có PEO, NIF Bảng 3.4. Đặc trưng DSC của NIF, các màng FP, FC và màng tổ hợp PLA/CS có và không có PEO, NIF 74 Bảng 3.5. Hiệu suất mang thuốc của các màng tổ hợp FPN, FCN, 75 FPCN và FPCPN Bảng 3.6. Hàm lượng NIF giải phóng (%) từ các màng tổ hợp FPCN 87 và FPCPN trong dung dịch pH 2 Bảng 3.7. Hàm lượng NIF giải phóng (%) từ các màng tổ hợp FPCN 88 và FPCPN trong dung dịch pH 6,8 Bảng 3.8. Hàm lượng NIF giải phóng (%) từ các màng tổ hợp FPCN 89 và FPCPN trong dung dịch pH 7,4 Bảng 3.9. Các tham số của phương trình hồi quy phản ánh sự giải 94 phóng NIF từ màng tổ hợp trong dung dịch pH=2 theo các mô hình khác nhau Bảng 3.10. Các tham số của phương trình hồi quy phản ánh sự giải 95 phóng NIF từ màng tổ hợp trong dung dịch pH=6,8 theo các mô hình khác nhau Bảng 3.11. Các tham số của phương trình hồi quy phản ánh sự giải 96 phóng NIF từ màng tổ hợp trong dung dịch pH=7,4 theo các mô hình khác nhau Bảng 3.12. Số sóng tương ứng với các pic của nhóm đặc trưng cho 99 NIF, các hạt nano PCs và PCNs Bảng 3.13. Kích thước hạt trung bình của hạt nano PCN được chế 101 tạo với các thể tích nước cất khác nhau đưa vào hệ Bảng 3.14. Sự phụ thuộc kích thước hạt trung bình của nano PCN 101 vào hàm lượng PEO và tỉ lệ PLA/CS Bảng 3.15. Kích thước hạt trung bình của các hạt nano PCN chế tạo 102 ở các hàm lượng NIF khác nhau Bảng 3.16. Một số đặc trưng nhiệt của các hạt nano PCs và 106 PCN20N Bảng 3.17a. Hàm lượng thuốc NIF giải phóng (%) từ các hạt nano 112 PCN trong các dung dịch pH khác nhau Bảng 3.17b. Hàm lượng thuốc NIF giải phóng (%) từ các hạt nano 113 PCN trong các dung dịch pH khác nhau Bảng 3.18. Hằng số giải phóng thuốc và hệ số hồi quy (R 2) tính toán 115 theo các mô hình ZO, FP, HCW, HG và KMP của các hạt nano PCN trong dung dịch pH 7,4 Bảng 3.19. Hằng số giải phóng thuốc và hệ số hồi quy (R 2) tính toán 115 theo các mô hình ZO, FP, HCW, HG và KMP của các hạt nano PCN trong dung dịch pH 6,8 Bảng 3.20. Hằng số giải phóng thuốc và hệ số hồi quy (R 2) tính toán 116 theo các mô hình ZO, FP, HCW, HG và KMP của các hạt nano PCN trong dung dịch pH 2 Bảng 3.21. Hằng số giải phóng thuốc và hệ số hồi quy (R 2) tính toán 116 theo các mô hình ZO, FP, HCW, HG và KMP của các hạt nano PCN trong dung dịch pH 1,2 Bảng 3.22. Phần trăm NIF còn lại của các mẫu viên nang được bảo 118 quản ở điều kiện lão hóa cấp tốc (n = 3) Bảng 3.23. Phần trăm NIF còn lại của các mẫu viên nang bảo quản ở 119 điều kiện thường (n = 3) Bảng 3.24. Độ hoà tan của viên nang theo dõi ở điều kiện lão hóa 120 cấp tốc (%, n = 12) Bảng 3.25. Độ hoà tan của viên nang theo dõi ở điều kiện thường (%, n = 12) 121 MỞ ĐẦU Poly lactic axit (PLA) là một polyeste được tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng và trùng hợp các monome lactic axit. Nguyên liệu sản xuất PLA chủ yếu từ tinh bột của các loại cây lương thực như ngô, lúa mì, khoai tây, sắn... PLA c nhiều ưu đi m như c khả năng che chắn hơi nước tốt, độ bền kéo cao, độ cứng lớn, c khả năng tương hợp sinh học và phân huỷ sinh học. Do đ , n là một polyme tiềm năng đ ứng ng trong ngành ược ph m, thực ph m và y sinh. Chitosan (CS) là một trong số các polyme sinh học c nguồn gốc thiên nhiên phổ biến nhất, chỉ đứng sau xenlulozơ. N được chế tạo từ vỏ của các loại hải sản như vỏ tôm, cua, mai mực... CS và các ẫn xuất của chúng c nhiều đặc tính quý báu như c hoạt tính kháng nấm, kháng khu n cao, an toàn với cơ th người, c khả năng tự phân hủy sinh học cao. C nhiều nghiên cứu đã công bố về các vật liệu mang thuốc trên cơ sở một polyme PLA hoặc CS. Trong thời gian gần đây, các nhà khoa học đang tập trung nghiên cứu vật liệu mang thuốc trên cơ sở tổ hợp hai polyme PLA và CS. Vật liệu tổ hợp này c th kết hợp được những ưu đi m nổi trội của PLA như độ bền cơ học, khả năng thủy phân và phân hủy sinh học với ưu đi m của CS như khả năng tương thích sinh học, phân hủy sinh học và kháng khu n, đặc biệt n cải thiện được tính kị nước của CS và tăng khả năng hấp ph cho PLA. Nife ipin (NIF) là một dihydropyridin, c tác ược chất đối kháng canxi thuộc nh m nitro- ng chống tăng huyết áp, chống cơn đau thắt ngực và chống bệnh Raynaud. Do nhược đi m của NIF là thời gian bán hủy ngắn, tốc độ giải ph ng nhanh nên đ ki m soát khả năng tác ng và tốc độ giải ph ng của NIF trong quá trình điều trị, việc sử d ng chất mang thuốc thích hợp là rất cần thiết. Trong số các polyme c nguồn gốc thiên nhiên được sử d ng làm chất mang thuốc NIF, PLA và CS là hai polyme rất c tiềm năng nhờ các đặc tính tốt của chúng, các liên kết hy ro và tương tác lưỡng cực giữa PLA và CS và NIF c th g p phần ki m soát tốc độ giải 1 ph ng thuốc. Các công trình đã công bố cho thấy vấn đề nghiên cứu, chế tạo vật liệu tổ hợp PLA/CS với một số loại thuốc điều trị HIV, ung thư và nghiên cứu quá trình giải ph ng thuốc mới chỉ bắt đầu. Hiện nay, chưa c công trình nghiên cứu khả năng giải ph ng thuốc NIF từ vật liệu tổ hợp PLA/CS mang thuốc NIF đ điều trị huyết áp cao, bệnh tim mạch… Chính vì những lí o trên, nghiên cứu sinh tiến hành đề tài “Nghiên cứu sự gi i h ng h c ng Mục iê củ i ề ài i c ni i in tổ h p poly axit lactic/chitosan”. n án: 1. Chế tạo thành công vật liệu tổ hợp PLA/CS mang NIF bằng phương pháp dung dịch và phương pháp vi nhũ. 2. Xác định được khối lượng thuốc NIF giải ph ng từ vật liệu tổ hợp PLA/CS trong các môi trường/dung dịch pH tương tự môi trường ịch vị ạ ày, ruột non, ruột già. 3. Xây ựng phương trình động học mô tả quá trình giải ph ng thuốc NIF từ vật liệu tổ hợp PLA/CS trong các môi trường pH nêu trên. Các nội ng nghiên cứ chính củ ề ài n án nh s : 1. Chế tạo vật liệu tổ hợp PLA/NIF, CS/NIF, PLA/CS mang NIF, PLA/CS mang NIF c mặt polyetylen oxit (PEO) là chất tương hợp bằng phương pháp ung dịch. 2. Chế tạo vật liệu tổ hợp PLA/CS mang NIF c mặt PEO là chất nhũ h a bằng phương pháp vi nhũ. 3. Khảo sát một số đặc trưng, tính chất của tổ hợp PLA/CS mang NIF chế tạo bằng phương pháp ung ịch và phương pháp vi nhũ. 4. Xác định hàm lượng thuốc NIF giải ph ng từ vật liệu tổ hợp PLA/CS trong các ung ịch pH tương tự môi trường ịch vị ạ ày, ruột non, ruột già và xây dựng được phương trình động học mô tả quá trình giải ph ng thuốc NIF từ vật liệu tổ hợp PLA/CS trong các môi trường pH nêu trên. 2 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 1.1. Giới thi u chung về poly lactic axit (PLA) PLA là một trong các polyme sinh học được sản xuất từ các loại bột ngô, lúa mì, khoai tây, sắn... Monome ban đầu của PLA là axit lactic được tạo thành khi vi khu n sử d ng tinh bột làm thức ăn. Axit lactic c 2 ạng đồng phân c hoạt tính quang học là L (+) axit lactic và D (-) axit lactic. Poly L (+) axit lactic (PLLA) c độ kết tinh cao, còn poly D (-) axit lactic (PDLA) tồn tại chủ yếu ưới dạng vô định hình. Cấu trúc mạch PLA Các phương pháp chủ yếu đ tổng hợp PLA là: trùng ngưng (trùng ngưng trực tiếp, trùng ngưng đồng sôi hay trùng ngưng đẳng phí) và trùng hợp (trùng hợp trạng thái rắn, trùng hợp n ng chảy, trùng hợp mở vòng lactit) [60]. Hàm lượng xúc tác, thời gian và nhiệt độ ảnh hưởng đến hiệu suất tạo polyme, khối lượng phân tử (KLPT) và đồng phân quang học [58, 84]. PLA là polyme c khả năng tương thích sinh học và phân huỷ sinh học. Hàm lượng D- lactit c trong PLA được ùng đ điều chỉnh độ kết tinh và tính chất của PLA thu được. PLA thường được chế tạo ở dạng hạt c màu trắng đ c, cứng. Khối lượng riêng của PLLA là ,2 –1,29 g/cm3 và PDLA là ,27 g/cm3. Khi tăng hàm lượng tinh th , độ bền của PLA tăng lên. PLA thu được bằng trùng ngưng axit lactic c KLPT thấp và chứa nhiều nh m –COOH và –OH cuối mạch nên chúng c th tham gia phản ứng với các monome hay polyme chứa nh m chức cuối mạch như các nh m cacboxyl, hydroxyl, amino, anhydrit axit... Độ tan của PLA ph thuộc vào khối lượng phân tử (KLPT) và độ kết tinh. PLA tan trong các ung môi clorua hay florua hữu cơ, dioxan, furan, axeton, 3 pyridin, etyl lactat, tetrahydrofuran, xylen... Trong dung dịch, độ nhớt của PLA tuân theo phương trình Mark-Hauwink. PLA c nhiệt độ n ng chảy (Tm ) và nhiệt độ kết tinh (Tc) lớn hơn so với polyetylen tỉ trọng thấp (LDPE) và polyetylen tỉ trọng cao (HDPE) là hai polyme c nguồn gốc từ dầu mỏ. N kh bị phân huỷ nhiệt hơn so với LDPE và HDPE. Tính chất nhiệt của PLA ph thuộc nhiều vào cấu trúc lập th [33, 57, 60, 87]. PLA c độ cứng cao, dễ tạo thành nếp khi gấp, độ bền kéo đứt lớn nhưng khả năng ãn ài kém. Đ tăng khả năng ãn ài, mềm dẻo của PLA, người ta thường đưa vào chất h a ẻo như polyetylen glycol (PEG), polycaprolacton (PCL)… Khi KLPT tăng, cơ tính của PLA tăng [25]. PLA chống thấm khí khá tốt. Khả năng thấm khí của PLA với N2, O2 và CO2 thấp hơn nhiều so với polyetylen (PE) [24]. Ngoài ra, PLA giữ mùi, hương tốt, cách nhiệt tốt, độ b ng và trong cao, trơ với chất béo [72]. PLA c khả năng chống cháy, chống bức xạ tử ngoại, ít bị phai màu [ 5]. Trong môi trường m, đặc biệt khi c axit và bazơ, PLA ễ bị thuỷ phân [83]. PLA là một polyme phân hủy sinh học được tổng hợp từ các nguồn tài nguyên tái tạo. N c th bị phân hủy hoàn toàn bởi vi sinh vật trong tự nhiên, sản ph m cuối cùng là CO2 và nước nên được ứng d ng làm vật liệu thân thiện với môi trường [30]. PLA c tính chất cơ học và vật lý tốt, thích hợp cho các phương pháp đúc thổi, phương pháp tạo hình bằng nhiệt... Vì vậy, PLA được ứng d ng ngày càng nhiều trong các lĩnh vực kỹ thuật và đời sống như làm màng bao g i thực ph m, hộp đựng thức ăn nhanh… Ngoài ra, PLA còn được chế biến thành vải nông nghiệp, vải chống tia UV ngoài trời, vải lều… [30]. PLA c khả năng tương hợp sinh học và phân hủy sinh học, o đ , n được ùng làm vi nang điều chỉnh giải ph ng thuốc, nẹp đỡ trong phẫu thuật chỉnh hình, chỉ khâu vết thương trong y tế. Sau thời gian sử d ng nhất định trong cơ th con người, chúng phân hủy và không gây độc hại trong cơ th . PLA còn c khả năng khống chế tỷ lệ giải ph ng các chất gây mê và ẫn thuốc trong y ược theo yêu cầu sử d ng. Thông thường, một lượng nhỏ PLA được đưa vào cơ th người c tác ng làm chậm quá trình giải ph ng, kéo ài tác ng của thuốc trong một thời gian ài [36]. PLA c độ b ng và độ truyền qua tốt, đ là một 4 trong những lợi thế mà các sản ph m phân hủy sinh học khác như CS không c được. Điều này mở rộng ứng d ng của PLA. Một số công bố gần đây đã mở rộng ứng d ng của PLA làm lớp phủ điện cực [31] hay mô cấy trên a người [41]. 1.2. Giới thi u chung về chitosan (CS) CS là một trong số các polyme sinh học c nguồn gốc thiên nhiên phổ biến nhất, chỉ đứng sau xellulozơ [50]. N được chế tạo từ vỏ của các loại hải sản như vỏ tôm, cua,…- đ là những phế liệu trong công nghiệp thực ph m, hải sản. C nhiều phương pháp điều chế CS từ chitin như phương pháp h a sinh, phương pháp bán thủy nhiệt,… trong đ , phương pháp h a sinh c hiệu suất điều chế đạt 28,2 % còn phương pháp bán thủy nhiệt đạt hiệu suất 70 % [2 ]. Đ điều chế CS, thông thường cần trải qua 3 giai đoạn [ ]. Giai đoạn 1: những phần tử vô cơ thường bị loại o tác ng của axit vô cơ loãng hoặc enzym hòa tan muối vô cơ. Giai đoạn 2: protein và các hợp chất hữu cơ khác bị loại o tác ng của kiềm hoặc enzym proteaza. Giai đoạn 3: ùng NaOH 40-60% và các muối của n hoặc enzym proteaza đ deaxetyl h a thu được CS. CS thương mại c nhiều loại với độ eaxetyl h a khác nhau thường được điều chế bằng cách eaxetyl h a chitin trong môi trường kiềm với nồng độ 40-50% ở 100- 30°C trong 24 giờ [62]. CS không tan trong nước cũng như hầu hết các ung môi hữu cơ nhưng tan được trong môi trường axit loãng [52]. N c khả năng che chắn các khí oxy và cacbonic tuyệt vời, khả năng kháng khu n và chống nấm mốc tốt, không độc... Là một polyme thiên nhiên nên CS bị phân hủy bởi các enzym như lysozym, chitosanase… tạo thành các oligome và tiếp t c phân hủy thành Nglucosamin – một hợp chất nội sinh c trong cơ th người. Nhược đi m rõ nhất của CS là rất nhạy cảm với m, o đ hạn chế khả năng sử d ng của polyme thiên nhiên này. Đ khắc ph c nhược đi m của CS, người ta thường phối hợp n với các polyme tương đối bền với m nhưng vẫn giữ nguyên khả năng phân huỷ sinh học của sản ph m như polyvinyl alcol, poly amit và PLA. 5