BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
THẠCH THỊ LỘC
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG,
TÍNH CHẤT TỔ HỢP POLYMER
ALGINATE/CHITOSAN MANG HOẠT CHẤT
GINSENOSIDE RB1 VÀ THUỐC LOVASTATIN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
NGHỆ AN - 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
THẠCH THỊ LỘC
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG,
TÍNH CHẤT TỔ HỢP POLYMER
ALGINATE/CHITOSAN MANG HOẠT CHẤT
GINSENOSIDE RB1 VÀ THUỐC LOVASTATIN
Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ
Mã số: 9440114
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
Người hướng dẫn khoa học:
1. GS. TS. Thái Hoàng
2. PGS. TS. Lê Đức Giang
NGHỆ AN - 2020
i
LỜI CẢM ƠN
Để thực hiện và hoàn thành đề tài "Nghiên cứu chế tạo, xác định đặc trưng,
tính chất tổ hợp polymer alginate/chitosan mang hoạt chất ginsenoside Rb1 và
thuốc lovastatin” không chỉ có sự nỗ lực của bản thân nghiên cứu sinh mà còn nhờ sự
hướng dẫn tận tình và động viên của các thầy cô hướng dẫn, bạn bè và gia đình.
Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất đến GS. TS.
Thái Hoàng và PGS. TS. Lê Đức Giang, những người Thầy đã giao đề tài cũng như
tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình xây dựng và hoàn thiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Thúy Chinh đã truyền đạt kinh nghiệm
và giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị công tác tại Phòng Hoá lý vật liệu phi
kim loại, Viện Kỹ thuật nhiệt đới thuộc Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam
đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo công tác tại Viện Sư phạm Tự
nhiên cũng như các thầy cô ở Phòng Đào tạo Sau Đại học, trường Đại học Vinh đã
quan tâm và hỗ trợ tôi trong mọi công tác ở trường.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đã giúp đỡ,
chia sẻ và động viên tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận án.
Nghệ An, tháng 2 năm 2020
Tác giả luận án
Thạch Thị Lộc
ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận án là công trình do tôi thực hiện theo sự hướng dẫn của
người hướng dẫn khoa học. Một số kết quả là thành quả của nhóm nghiên cứu đã được
các cộng sự cho phép sử dụng và công bố.
Các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa
được công bố trong bất kỳ công trình luận án tiến sĩ nào khác.
Nghệ An, ngày 12 tháng 02 năm 2020
Tác giả luận án
Thạch Thị Lộc
iii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................i
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .............................................................................. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................... viii
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài .....................................................................................................1
2. Đối tượng nghiên cứu.............................................................................................. 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu .............................................................................................. 2
4. Phương pháp nghiên cứu....................................... Error! Bookmark not defined.
5. Những đóng góp mới của luận án ......................... Error! Bookmark not defined.
6. Cấu trúc của luận án .............................................. Error! Bookmark not defined.
Chương 1. TỔNG QUAN................................................................................................ 4
1.1. Tổng quan về chitosan .........................................................................................4
1.1.1. Giới thiệu sơ lược về chitosan ....................................................................4
1.1.2. Điều chế chitosan từ chitin .........................................................................4
1.1.3. Cấu tạo, cấu trúc của chitosan ....................................................................5
1.1.4. Các tính chất vật lý và hóa học của chitosan ..............................................6
1.1.5. Các ứng dụng chủ yếu của chitosan ...........................................................6
1.2. Tổng quan về alginate ..........................................................................................7
1.2.1. Giới thiệu sơ lược về alginate .....................................................................7
1.2.2. Phân loại, cấu trúc alginate .........................................................................8
1.2.3. Tính chất vật lý và hóa học của alginate ....................................................8
1.2.4. Ứng dụng chủ yếu của alginate ..................................................................9
1.3. Vật liệu tổ hợp polymer alginat/chitosan (AG/CS) mang dược chất .................10
1.3.1. Vật liệu màng tổ hợp AG/CS mang dược chất .........................................10
1.3.2. Vật liệu tổ hợp dạng hạt AG/CS mang dược chất ....................................11
1.4. Tổng quan về lovastatin .....................................................................................12
1.4.1. Giới thiệu chung về lovastatin ..................................................................12
1.4.2. Tình hình nghiên cứu tổ hợp polymer mang lovastatin (LOV) trên thế giới ..14
iv
1.5. Cây Tam thất và hoạt chất ginsenoside Rb1 ......................................................21
1.5.1. Giới thiệu chung về cây Tam thất và ginsenoside Rb1 ............................ 21
1.5.2. Tình hình nghiên cứu vật liệu tổ hợp mang ginsenoside trên thế giới .....23
1.6. Tình hình nghiên cứu vật liệu tổ hợp polymer mang thuốc ở Việt Nam ...............29
Chương 2. THỰC NGHIỆM .........................................................................................33
2.1. Nguyên liệu, hóa chất và dụng cụ ......................................................................33
2.1.1. Nguyên liệu, hóa chất ...............................................................................33
2.1.2. Dụng cụ, thiết bị thực nghiệm ..................................................................33
2.1.3. Thiết bị nghiên cứu ...................................................................................33
2.2. Chế tạo vật liệu tổ hợp alginate/chitosan (AG/CS) mang thuốc LOV...............34
2.2.1. Chế tạo màng tổ hợp alginate/chitosan/lovastatin (AG/CS/LOV) bằng
phương pháp dung dịch ......................................................................................34
2.2.2. Chế tạo hạt tổ hợp AG/CS/LOV bằng phương pháp vi nhũ.....................36
2.3. Chế tạo vật liệu tổ hợp AG/CS mang đồng thời LOV và ginsenoside
Rb1 (Rb1) ..................................................................................................................37
2.3.1. Chế tạo màng tổ hợp alginate/chitosan/lovastatin/ginsenoside Rb1
(AG/CS/LOV/Rb1) bằng phương pháp dung dịch .............................................37
2.3.2. Chế tạo hạt tổ hợp AG/CS/LOV/Rb1 bằng phương pháp vi nhũ .............38
2.4. Các phương pháp và thiết bị nghiên cứu............................................................ 39
2.4.1. Phương pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) ............................ 39
2.4.2. Phương pháp xác định phân bố kích thước hạt ........................................40
2.4.3. Phương pháp khảo sát hình thái, cấu trúc vật liệu ....................................40
2.4.4. Phương pháp nhiệt lượng quét vi sai (DSC) ............................................40
2.4.5. Phương pháp phổ tử ngoại - khả kiến (UV-Vis) ......................................40
2.5. Thử nghiệm giải phóng LOV và ginsenoside Rb1 từ vật liệu tổ hợp
trong các dung dịch pH khác nhau ............................................................................41
2.5.1. Xây dựng đường chuẩn của LOV và ginsenoside Rb1 trong các dung dịch
đệm pH khác nhau .............................................................................................. 41
2.5.2. Xác định hiệu suất mang thuốc của vật liệu tổ hợp mang thuốc ..............43
v
2.5.3. Thử nghiệm giải phóng LOV và Rb1 từ vật liệu tổ hợp AG/CS mang
LOV và ginsenoside Rb1 theo thời gian ............................................................ 43
2.5.4. Xây dựng phương trình động học giải phóng LOV và ginsenoside Rb1 từ
tổ hợp AG/CS/LOV và AG/CS/LOV/Rb1 trong các dung dịch đệm pH khác
nhau.....................................................................................................................44
2.6. Thử nghiệm độc tính của hạt vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV ............................... 45
2.6.1. Thử nghiệm độc tính cấp ..........................................................................45
2.6.2. Thử nghiệm độc tính bán trường diễn ......................................................47
Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................................47
3.1. Khảo sát điều kiện chế tạo vật liệu tổ hợp alginate/chitosan/lovastatin ............47
3.2. Đặc trưng, tính chất của vật liệu tổ hợp 3 thành phần alginate/
chitosan/lovastatin (AG/CS/LOV) ............................................................................49
3.2.1. Đặc trưng, tính chất của màng vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV ...................49
3.2.2. Đặc trưng, tính chất của hạt vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV .......................59
3.3. Đặc trưng, tính chất của vật liệu tổ hợp 4 thành phần alginate/ chitosan/
lovatstain/ginsenoside Rb1 (AG/CS/LOV/Rb1) .......................................................67
3.3.1. Đặc trưng, tính chất của màng vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV/Rb1 ............67
3.3.2. Đặc trưng, tính chất của hạt vật liệu tổ hợp AG/CS/LOVRb1 .................73
3.4. Nghiên cứu in vitro giải phóng và động học giải phóng LOV và
ginsenoside Rb1 từ vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV và AG/CS/LOV/Rb1 trong
các dung dịch đệm pH khác nhau .............................................................................83
3.4.1. Nghiên cứu giải phóng LOV và ginsenoside Rb1 từ màng vật liệu tổ hợp
AG/CS/LOV và AG/CS/LOV/Rb1 ....................................................................83
3.4.2. Động học giải phóng LOV và Rb1 từ màng vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV
và AG/CS/LOV/Rb1...........................................................................................89
3.4.3. Nghiên cứu giải phóng LOV và ginsenoside Rb1 từ hạt vật liệu tổ hợp
AG/CS/LOV và AG/CS/LOV/Rb1 .....................................................................96
3.4.4. Động học giải phóng LOV và Rb1 từ hạt vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV và
AG/CS/LOV/Rb1 .............................................................................................100
3.5. Nghiên cứu độc tính của hạt vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV trên chuột .............105
vi
3.5.1. Độc tính cấp ............................................................................................105
3.5.2. Độc tính bán trường diễn ........................................................................105
KẾT LUẬN .................................................................................................................109
DỰ KIẾN KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU THỜI GIAN TỚI ........................................112
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ...................................................113
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................115
vii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
AC82Lx
Nội dung
Màng tổ hợp alginate/chitosan (tỉ lệ 8:2) mang các hàm lượng
lovastatin khác nhau
AG
Alginate
AG/CS
Tổ hợp alginate/chitosan
AG/CS/LOV
Tổ hợp alginate/chitosan chứa lovastatin
AG/CS/LOV/PEO
Tổ hợp alginate/chitosan/lovastatin có chất tương hợp
polyethylenoxit
AG/CS/LOV/PCL
Tổ hợp alginate/chitosan/lovastatin có chất tương hợp
polycaprolactone
AG/CS/LOV/Rb1
Tổ hợp alginate/chitosan chứa lovastatin và ginsenoside Rb1
CS
Chitosan
DSC
Phương pháp phân tích nhiệt lượng quét vi sai
FESEM
Hiển vi điện tử quét phân giải cao
FTIR
Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier
LOV
Lovastatin
PCL
Poly caprolacton
PCL-PEG-PCL
Poly (ε-caprolactone) - poly (ethylene glycol) - poly (εcaprolactone)
PDI
Chỉ số đa phân tán
PLA/CS
Tổ hợp polylactic acid/chitosan
PLGA
Poly (lactic-co-glycolic) acid
PVA
Polyvinyl alcohol
Rb1
Ginsenoside Rb1
SEM
Kính hiển vi điện tử quét
STPP
Sodium triphotphate hay natri triphotphate
UV – Vis
Phương pháp phổ tử ngoại - khả kiến
viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc của chitosan....................................................................................... 5
Hình 1.2. Rong nâu .......................................................................................................... 9
Hình 1.3. Cấu tạo của alginate......................................................................................... 8
Hình 1.4. Cấu trúc của LOV. ......................................................................................... 13
Hình 1.5. Phổ FTIR của LOV, PCL-PEG-PCL và PCL-PEG-PCL/LOV . .................. 16
Hình 1.6. Ảnh TEM các hạt PLGA mang 0,1% LOV (a) và 1% LOV (b) . ................. 17
Hình 1.7. Giản đồ DSC của LOV, copolymer PCL-PEG-PCL và PCL-PEG-PCL
mang thuốc LOV . ..................................................................................... 17
Hình 1.8. Quá trình giải phóng thuốc của copolymer có chứa LOV trong các môi
trường khác nhau ...................................................................................... 19
Hình 1.9. Các mức ALP trong nuôi cấy tế bào có nguồn gốc từ tủy xương ở môi
trường cơ thể có và không có chứa hạt nano PLGA-LOV ....................... 20
Hình 1.10. X quang đại diện của chuột sau khi điều trị bằng: (a) 1 mg PLGA có
chứa lovastatin, (b) 3 mg PLGA chứa lovastatin, (c) gelform, (d) 1
mg PLGA và (e) 3 mg PLGA ở 3 , 6, 9 và 12 tuần . ................................. 21
Hình 1.11. Cấu trúc của ginsenoside Rb1. .................................................................... 22
Hình 1.12. Ảnh SEM của hạt AG/CS/Rg1 ................................................................... 23
Hình 1.13. Ảnh FESEM của GMS (A) và tổ hợp CC-GMS (B) . ................................. 24
Hình 1.14. Hình ảnh hiển vi đảo ngược của vi hạt (X400) .......................................... 25
Hình 1.15. Quá trình giải phóng ginsenoside Rg1 từ tổ hợp CC-GMS và GMS
với các hàm lượng ginsenoside Rg1 ban đầu khác nhau trong dung
dịch đệm pH = 7,4 .................................................................................... 26
Hình 1.16. Đường cong giải phóng in vitro của Rg3 từ vi hạt PLA mang
ginsenoside Rg3 dung dịch đệm pH = 7,4 ................................................ 27
Hình 2.4. Sơ đồ chế tạo màng vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV/Rb1 ................................. 38
Hình 3.3. Phổ FTIR của AG, CS và LOV. .................................................................... 50
Hình 3.4. Phổ FTIR của các màng tổ hợp AC82Lx. ..................................................... 50
Hình 3.5. Phổ FTIR của các màng tổ hợp AG/CS/LOV/PEO. ..................................... 52
Hình 3.6. Phổ FTIR của các màng tổ hợp AC82L10, PCL3, PCL5, PCL10. ............... 53
ix
Hình 3.7. Mô hình giả thiết liên kết hydro giữa AG, CS, LOV và PCL trong
màng tổ hợp AG/CS/LOV/PCL. ................................................................ 53
Hình 3.8. Ảnh FESEM của màng .................................................................................. 56
Hình 3.9. Ảnh FESEM của LOV tổ hợp AC82 ............................................................ 55
Hình 3.10. Ảnh FESEM của các màng tổ hợp AC82L10 (A) và AC82L30 (B). ......... 55
Hình 3.11. Ảnh FESEM của các màng tổ hợp AC82L10, PEO3, PEO5, PEO10. ....... 56
Hình 3.12. Ảnh FESEM của các màng tổ hợp AC82L10, PCL3, PCL5, PCL10. ........ 56
Hình 3.13. Giản đồ DSC của các màng tổ hợp AC82L10 (1), PCL3 (2), PCL5
(3), PCL10 (4). ........................................................................................... 57
Hình 3.14. Giản đồ DSC của các màng tổ hợp AC82L10 và AG/CS/LOV/PEO. ........ 58
Hình 3.15. Phổ FTIR của các hạt vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV với hàm lượng
LOV khác nhau. ......................................................................................... 60
Hình 3.16. Các mô hình giả thiết tương tác tĩnh điện giữa AG và CS (a) và liên
kết hidro giữa AG, CS và LOV (b) .......................................................... 60
Hình 3.17. Phân bố kích thước của hạt vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV chế tạo ở các
tỷ lệ AG/CS khác nhau. ............................................................................. 62
Hình 3.18. Phân bố kích thước hạt vật liệu tổ hợp AG/CS. .......................................... 63
Hình 3.19. Phân bố kích thước hạt của hạt vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV. .................... 64
Hình 3.20. Ảnh FESEM của hạt vật liệu tổ hợp AG/CS mang và không mang
LOV: AC6,5/3 (a); AC6,5/3-L10 (b); AC6,5/3-L20(c); AC6,5/3-L30
(d). .............................................................................................................. 65
Hình 3.21. Giản đồ DSC của hạt vật liệu tổ hợp AC6,5/3. ........................................... 65
Hình 3.22. Giản đồ DSC của hạt vật liệu tổ hợp AC6,5/3-Lx. ..................................... 66
Hình 3.23. Phổ FTIR của AG, CS, LOV và Rb1 .......................................................... 67
Hình 3.24. Phổ FTIR của các màng tổ hợp AC82L10Rx. ............................................ 68
Hình 3.25. Phổ FTIR của các màng tổ hợp AC82-Lx-R5. ............................................ 69
Hình 3.26. Ảnh FESEM của màng tổ hợp AC82L10Rx. .............................................. 70
Hình 3.27. Ảnh FESEM của các màng tổ hợp: AC82(a), AC82R5(b),
AC82L5R5(c), AC82L10R5(d), AC82L15R5(e) và AC82L20R5(f). ...... 71
Hình 3.28. Giản đồ DSC của các màng tổ hợp AC82L10Rx. ....................................... 72
Hình 3.29. Giản đồ DSC của các màng tổ hợp AC82-Lx-R5. ...................................... 72
Hình 3.30. Mô hình liên kết ngang giữa STPP và CS. .................................................. 74
x
Hình 3.31. Phổ FTIR của hạt vật liệu tổ hợp AC11L10Rx. .......................................... 75
Hình 3.32. Mô hình liên kết hidro giữa polymer – polymer, polymer – LOV,
ginsenoside Rb1 trong vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV/Rb1 ......................... 75
Hình 3.33. Ảnh FESEM của hạt vật liệu tổ hợp AC11L10R0. ..................................... 77
Hình 3.34. Ảnh FESEM của hạt vật liệu tổ hợp AC11L10R1. ..................................... 77
Hình 3.35. Ảnh FESEM của hạt vật liệu tổ hợp AC11L10R3. ..................................... 78
Hình 3.36. Ảnh FESEM của hạt vật liệu tổ hợp AC11L10R5. ..................................... 78
Hình 3.37. Giản đồ phân bố kích thước hạt của các hạt vật liệu tổ hợp
AC11L10Rx. .............................................................................................. 79
Hình 3.38. Giản đồ DSC của các hạt vật liệu tổ hợp AC11L10Rx. .............................. 80
Hình 3.39. Hàm lượng LOV giải phóng từ các màng tổ hợp AC82Lx trong dung
dịch pH = 2,0. ............................................................................................ 84
Hình 3.40. Hàm lượng LOV giải phóng từ các màng tổ hợp AC82Lx trong dung
dịch pH = 7,4. ............................................................................................ 84
Hình 3.41. Ảnh hưởng của bản chất và hàm lượng chất tương hợp đến khả năng
giải phóng LOV từ các màng tổ hợp AC82L10 trong dung dịch pH
= 2,0. .......................................................................................................... 86
Hình 3.42. Ảnh hưởng của bản chất và hàm lượng chất tương hợp đến khả năng
giải phóng LOV từ các màng tổ hợp AC82L10 trong dung dịch pH
= 7,4. .......................................................................................................... 86
Hình 3.43. Ảnh hưởng của hàm lượng ginsenoside Rb1 đến khả năng giải phóng
LOV từ các màng tổ hợp AC82L10Rx trong dung dịch pH=2. ............... 88
Hình 3.44. Ảnh hưởng của hàm lượng ginsenoside Rb1 đến khả năng giải phóng
LOV từ các màng tổ hợp AC82L10Rx trong dung dịch pH = 7,4. ........... 88
Hình 3.45. Ảnh hưởng của hàm lượng ginsenoside Rb1 đến khả năng giải phóng
ginsenoside Rb1 từ các màng tổ hợp AC82L10Rx trong dung dịch
pH = 2,0. .................................................................................................... 89
Hình 3.46. Các mô hình động học giải phóng LOV từ màng tổ hợp AG/CS/LOV
chứa 3% PEO trong dung dịch đệm pH=2,0. ............................................ 90
Hình 3.47. Ảnh hưởng của hàm lượng LOV đến khả năng giải phóng LOV từ các
hạt vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV trong dung dịch pH = 2,0....................... 97
xi
Hình 3.48. Ảnh hưởng của hàm lượng LOV đến khả năng giải phóng LOV từ các
hạt vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV trong dung dịch pH = 7,4....................... 97
Hình 3.49. Ảnh hưởng của hàm lượng ginsenoside Rb1 đến khả năng giải phóng
LOV từ các hạt vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV/Rb1 trong dung dịch pH
= 2,0. .......................................................................................................... 98
Hình 3.50. Quá trình giải phóng ginsenoside Rb1 từ các hạt vật liệu tổ hợp
AG/CS/LOV/Rb1 trong dung dịch pH =7,4. ............................................. 99
Hình 3.51. Ảnh hưởng của hàm lượng ginsenoside Rb1 đến khả năng giải phóng
ginsenoside Rb1 từ các hạt vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV/Rb1 trong
dung dịch pH=2,0. ................................................................................... 100
Hình 3.52. Sự thay đổi mô học ở gan chuột sau thời gian thử nghiệm 28 ngày. ........ 105
Hình 3.53. Thay đổi mô học ở thận của chuột sau thời gian điều trị 28 ngày bằng
hạt vật liệu tổ hợp AC82L10. .................................................................. 108
xii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Ứng dụng của CS trong các lĩnh vực .............................................................. 6
Bảng 1.2. Thông số động học giải phóng LOV trong các dung dịch có pH khác
nhau ............................................................................................................. 19
Bảng 1.3. Phương trình và hệ số hồi quy của quá trình giải phóng ginsenoside
Rg3 theo các mô hình khác nhau ................................................................. 27
Bảng 2.1. Tên và kí hiệu các mẫu màng vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV ......................... 36
Bảng 2.2. Tên và kí hiệu các mẫu màng vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV................. ........ 37
Bảng 2.3. Tỉ lệ các thành phần và kí hiệu các mẫu hạt tổ hợp AG/CS/LOV ................ 38
Bảng 2.4. Khối lượng các thành phần và kí hiệu mẫu màng AG/CS/LOV/Rb1 ........... 38
Bảng 2.5. Mật độ quang (A) ứng với các nồng độ pha loãng (C) của LOV trong
các dung dịch pH khác nhau ........................................................................ 41
Bảng 2.6. Phương trình đường chuẩn của LOV trong các môi trường pH khác
nhau và hệ số hồi quy tương ứng ................................................................. 42
Bảng 2.7. Phương trình đường chuẩn của ginsenoside Rb1 trong các môi trường
pH khác nhau và hệ số hồi quy tương ứng................................................... 42
Bảng 3.1. Thống kê các đỉnh đặc trưng của AG, CS và tổ hợp polymer AG/CS
với các tỉ lệ khác nhau ................................................................................. 50
Bảng 3.2. Số sóng ứng với pic của các nhóm chức đặc trưng trong màng tổ hợp
AC82Lx ........................................................................................................ 51
Bảng 3.3. Số sóng ứng với pic các nhóm đặc trưng trong phổ FTIR của các màng
tổ hợp AG/CS/LOV có các chất tương hợp PCL, PEO ............................... 54
Bảng 3.4. Nhiệt độ nóng chảy và entanpy nóng chảy của AG, CS, LOV, các
màng tổ hợp AC82L10 có các chất tương hợp PCL, PEO .......................... 59
Bảng 3.5. Các liên kết hidro giả định giữa AG, CS và LOV ........................................ 60
Bảng 3.6. Số sóng ứng với pic các nhóm đặc trưng trong phổ FTIR của các hạt
vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV với hàm lượng LOV khác nhau .................... 61
Bảng 3.7. Kích thước hạt trung bình của hạt vật liệu tổ hợp AG/CS mang và
không mang LOV ......................................................................................... 64
xiii
Bảng 3.8. Nhiệt độ nóng chảy và entanpy nóng chảy của hạt vật liệu tổ hợp
AG/CS/LOV ................................................................................................. 66
Bảng 3.9. Nhiệt độ nóng chảy và entanpy nóng chảy của AG, CS, LOV và màng
tổ hợp AG/CS/LOV/Rb1.............................................................................. 73
Bảng 3.10. Các kiểu liên kết hidro xảy ra giữa AG, CS, LOV và ginsenoside Rb1
trong vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV/Rb1 ....................................................... 76
Bảng 3.11. Kích thước hạt trung bình của các hạt vật liệu tổ hợp AC11L10Rx .......... 79
Bảng 3.12. Nhiệt độ tương ứng với các pic thu nhiệt, pic tỏa nhiệt của AG, CS,
LOV, ginsenoside Rb1 và các hạt vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV/Rb1 có
hàm lượng ginsenoside Rb1 khác nhau ....................................................... 81
Bảng 3.13. Hiệu suất mang LOV trong hạt vật liệu tổ hợp AC11L10Rx ..................... 82
Bảng 3.14. Hiệu suất mang ginsenoside Rb1 trong hạt vật liệu tổ hợp
AC11L10Rx ................................................................................................. 82
Bảng 3.15. Hiệu suất mang LOV, ginsenoside Rb1 của hạt vật liệu tổ hợp AC11Lx-R5 ........................................................................................................... 83
Bảng 3.16. Hệ số hồi quy (R2) các mô hình động học giải phóng (GP) LOV từ
các màng tổ hợp AG/CS/LOV/Rb1 ............................................................. 92
Bảng 3.17. Hệ số hồi quy (R2) các mô hình động học giải phóng (GP)
ginsenoside Rb1 từ các màng tổ hợp AG/CS/LOV/Rb1 ............................. 94
Bảng 3.18. Hệ số hồi quy (R2) của các phương trình động học phản ánh giải
phóng LOV từ các hạt vật liệu tổ hợp AC6,5/3-L10 trong các dung
dịch pH khác nhau ...................................................................................... 101
Bảng 3.19. Các thông số động học giải phóng LOV từ các hạt vật liệu tổ hợp
AC11L10Rx trong các dung dịch pH = 2,0 và pH = 7,4 .......................... 103
Bảng 3.20. Các thông số động học giải phóng (GP) ginsenoside Rb1 từ các hạt
vật liệu tổ hợp AC11L10Rx trong các dung dịch pH = 2,0 và pH =
7,4 ............................................................................................................... 104
Bảng 3.21. Trọng lượng cơ thể trung bình của chuột sau 28 ngày điều trị với hạt
vật liệu tổ hợp AC82L10............................................................................ 106
xiv
Bảng 3.22. Các thông số huyết học của chuột sau 28 ngày điều trị bằng hạt vật
liệu tổ hợp AC82L10 ................................................................................. 106
Bảng 3.23. Chỉ số sinh hóa của chuột sau 28 ngày điều trị bằng hạt vật liệu tổ hợp
AC82L10 .................................................................................................... 107
Bảng 3.24. Trọng lượng trung bình của nội tạng chuột sau 28 ngày điều trị bằng
hạt vật liệu tổ hợp AC82L10 ...................................................................... 107
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Alginate (AG) và chitosan (CS) là hai polymer tự nhiên không có độc tính, có
khả năng tương thích sinh học nên được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của
đời sống, đặc biệt là trong y học và thực phẩm. AG là muối của acid hữu cơ được tìm
thấy trong thành tế bào của 265 chi tảo nâu. AG được Stanford phát hiện vào cuối thế
kỷ XIX. AG tan trong nước tạo ra dung dịch có độ nhớt cao nên chủ yếu sử dụng AG
trong thực phẩm để tăng thời gian bảo quản mà vẫn giữ được chất lượng thực phẩm
ban đầu. Ngoài ra, AG cũng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp giấy,
y sinh… CS là sản phẩm deacetyl hóa chitin. CS có tên khoa học là poly (1,4)-2amino-2-deoxy-β-D-glucose hoặc poly (1,4)-2-amino-2-deoxy-β-D-glucopyranose. Nó
có thể được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm, nông nghiệp, mỹ phẩm, kỹ thuật xử
lý nước, chế tạo vật liệu y sinh và dược phẩm. Đặc biệt, CS cũng là nguyên liệu để
điều chế glucosamine. Tuy nhiên, nhược điểm của CS rất nhạy cảm với độ ẩm, điều
này hạn chế việc sử dụng polymer tự nhiên này. Để khắc phục nhược điểm của nó, CS
thường được kết hợp với các polymer chống ẩm tương đối ổn định như alginate (AG),
poly lactic acid (PLA), polyethylene glycol fumarate, poly (vinyl) alcohol … Do đó,
nghiên cứu về sản xuất và ứng dụng vật liệu tổ hợp polymer AG/CS mang các dược
chất khác nhau là hướng nghiên cứu đã và đang thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa
học trong nước và trên thế giới.
Lovastatin (LOV) là một hợp chất lên men tự nhiên được tìm ra đầu tiên vào
năm 1970 trong gạo men đỏ và nấm sò. LOV ứng dụng chính để phòng ngừa các bệnh
tim mạch và điều trị rối loạn lipid máu. Tuy nhiên, LOV có thời gian bán hủy trung
bình khoảng 3-4 giờ nên bệnh nhân phải uống nhiều lần trong ngày để duy trì nồng độ
thuốc tối thiểu trong cơ thể. Để khắc phục nhược điểm này, LOV được mang bởi các
polymer có khả năng kiểm soát sự phóng thích thuốc thông qua các tương tác vật lý
giữa các polyme và thuốc, giúp hạn chế thời gian sử dụng thuốc cho người dùng [98].
Tam thất cũng như nhân sâm là những loại cây thân thảo có rễ được sử dụng
làm thuốc để tạo ra những thứ quý hiếm và bổ dưỡng nhất trong Đông y. Chúng không
chỉ được sử dụng ở các nước châu Á như Việt Nam, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc
2
mà còn được sử dụng rộng rãi trong dược phẩm ở Mỹ và Nga trong vài thập kỷ qua.
Hoạt chất ginsenoside Rb1 (Rb1) có trong cây Tam thất được sử dụng chủ yếu như
một loại dược phẩm để điều trị suy nhược của thận, rối loạn điều tiết của cơ thể, giúp
xương và cơ bắp mạnh mẽ, thúc đẩy lưu thông máu...
Theo các tài liệu tổng quan, việc sử dụng tổ hợp polymer AG/CS mang thuốc
đã có hiệu quả nhất định nên hướng nghiên cứu này đã và đang thu hút được sự quan
tâm của một số nhà khoa học trên thế giới. Tuy nhiên, cho đến nay, chưa có công trình
nào công bố về các đặc trưng, tính chất của tổ hợp polyme AG/CS mang đồng thời
ginsenoside Rb1 và LOV định hướng ứng dụng làm thuốc tác dụng kéo dài (giảm
cholesterol, điều trị bệnh tim mạch). Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu chế
tạo, xác định đặc trưng, tính chất tổ hợp polymer alginate/chitosan mang hoạt chất
ginsenoside Rb1 và thuốc lovastatin”
2. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các vật liệu tổ hợp AG/CS mang hoạt chất
ginsenoside Rb1 có trong bột củ Tam thất và thuốc giảm cholesterol, điều trị bệnh tim
mạch là lovastatin với các đặc điểm, đặc trưng, tính chất, ứng dụng của chúng.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Chế tạo tổ hợp polymer thiên nhiên AG/CS/LOV và AG/CS/LOV/Rb1 với
kích thước micromet và nanomet.
- Xác định được các đặc trưng, tính chất của tổ hợp AG/CS mang LOV hoặc
mang đồng thời LOV và ginsenoside Rb1.
- Thu thập các số liệu định lượng về đặc trưng, tính chất của tổ hợp polymer
thiên nhiên AG/CS/LOV và AG/CS/LOV/Rb1, giải phóng LOV và ginsenoside Rb1 từ
các tổ hợp trong nhiều dung dịch đệm pH khác nhau.
- Xây dựng các mô hình động học khác nhau cho quá trình giải phóng thuốc từ vật
liệu tổ hợp AG/CS/LOV và AG/CS/LOV/Rb1 trong nhiều dung dịch đệm khác nhau.
- Xác định được độc tính của hạt vật liệu tổ hợp AG/CS/LOV trên chuột.
4. Cấu trúc của luận án
Luận án gồm 125 trang, trong đó có 24 bảng số liệu, 53 hình vẽ và 142 tài liệu
tham khảo. Cấu trúc của luận án gồm:
Phần mở đầu: 4 trang
3
Phần tổng quan: 29 trang
Phần thực nghiệm nghiên cứu: 14 trang
Phần kết quả và thảo luận: 63 trang
Phần danh mục các công trình đã công bố: 2 trang
Tài liệu tham khảo: 16 trang
Ngoài ra còn có phần phụ lục là các phổ, giản đồ đo được về đặc trưng, tính
chất của các vật liệu tổ hợp với 11 trang.
4
Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về chitosan
1.1.1. Giới thiệu sơ lược về chitosan
Chitosan (CS) là sản phẩm deacetyl hóa chitin, một polymer có nhiều trong vỏ
các loài giáp xác như: tôm, cua, ghẹ, mực, … Hàng năm, động vật thân mềm, động vật
giáp xác, côn trùng, nấm, tảo và các sinh vật có liên quan sản xuất được xấp xỉ 10 tỷ
tấn chitin. Ngày nay, chitin và CS được sản xuất thương mại ở Na Uy, Ấn Độ, Nhật
Bản, Ba Lan, Mỹ và Úc…
Chitin, CS và các dẫn xuất carboxymethyl của chúng đã và đang thu hút sự quan
tâm của các nhà khoa học trong nhiều thập kỉ qua vì những tính chất đặc biệt của chúng.
Các thông số như độ acetyl hóa (DA), mức độ thay thế (DS) và khối lượng phân tử trung
bình (MW) của chitin, CS và dẫn xuất carboxymethyl quyết định đến các tính chất đặc trưng
của chúng như tính tan, khả năng phản ứng cũng như khả năng phân hủy sinh học [61].
1.1.2. Điều chế chitosan từ chitin
Nguồn nguyên liệu chính để sản xuất chitin và CS là lớp biểu bì của các loài
giáp xác khác nhau, chủ yếu là cua và tôm. Trong động vật giáp xác, cụ thể hơn là
động vật có vỏ, chitin được tìm thấy như một thành phần của một mạng lưới phức tạp
với các protein mà trên đó calci carbonat tạo thành lớp vỏ cứng. Do đó, quá trình phân
lập chitin từ động vật có vỏ đòi hỏi phải loại bỏ 2 thành phần chính của vỏ là protein
và calci carbonat bằng cách khử protein và khử khoáng, cùng với một lượng nhỏ sắc tố
và lipide đã được loại bỏ trong 2 bước trước đó. Trong một số trường hợp, phải bổ
sung thêm bước khử màu để loại bỏ các sắc tố còn sót lại. Nhiều phương pháp đã được
đề xuất và sử dụng trong nhiều năm để điều chế chitin nguyên chất; tuy nhiên, không
có phương pháp tiêu chuẩn nào được áp dụng. Cả deprotein hóa và khử khoáng đều có
thể được thực hiện bằng phương pháp xử lý hóa học hoặc enzyme. Thứ tự của 2 bước
có thể được đảo ngược, đặc biệt là khi xử lý bằng enzyme. Lên men vi sinh vật cũng
được sử dụng; trong trường hợp đó, các bước deprotein hóa và khử khoáng được xử lý
đồng thời [46].
- Xem thêm -