Nghiên cứu biến tính bề mặt nano silica làm chất mang thuốc chống ung thư.

Nghiên cứu biến tính bề mặt nano silica làm chất mang thuốc chống ung thư.Nghiên cứu biến tính bề mặt nano silica làm chất mang thuốc chống ung thư.Nghiên cứu biến tính bề mặt nano silica làm chất mang thuốc chống ung thư.Nghiên cứu biến tính bề mặt nano silica làm chất mang thuốc chống ung thư.Nghiên cứu biến tính bề mặt nano silica làm chất mang thuốc chống ung thư.Nghiên cứu biến tính bề mặt nano silica làm chất mang thuốc chống ung thư.Nghiên cứu biến tính bề mặt nano silica làm chất mang thuốc chống ung thư.Nghiên cứu biến tính bề mặt nano silica làm chất mang thuốc chống ung thư.Nghiên cứu biến tính bề mặt nano silica làm chất mang thuốc chống ung thư.

TỔNG QUAN

Vật liệu nano silica

Trong những năm gần đây, nghiên cứu về ứng dụng vật liệu nano trong y sinh đã thu hút sự quan tâm lớn từ các nhà khoa học, nhờ vào tiềm năng to lớn mà nó mang lại Công nghệ nano trong y học không chỉ tạo ra các vật liệu dẫn truyền thuốc hiệu quả mà còn cải thiện kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh Đặc biệt, hạt nano silica xốp nổi bật với nhiều tính chất độc đáo, hứa hẹn sẽ có nhiều nghiên cứu triển vọng trong tương lai gần.

Silica, hay còn gọi là silicon dioxide (SiO2), tồn tại phổ biến trong tự nhiên dưới dạng các hợp chất chứa oxy Đến nay, chưa có phát hiện nào về silic tồn tại ở dạng riêng lẻ Các hợp chất silica chiếm khoảng 78% lớp vỏ trái đất, bao gồm thạch anh, đá lửa và opal.

Silica là một chất độn có ứng dụng đa dạng, giúp tăng trọng lượng, độ cứng và độ trong suốt của sơn Nó còn cải thiện độ bền va đập của vật liệu, tăng khả năng phân tán, và nâng cao độ bóng láng cho sản phẩm kim loại, đồng thời dễ gia công và giảm giá thành sản phẩm.

Trong lĩnh vực vật liệu nano, silica xerogels và nano silica xốp (PNS) là hai nhóm vật liệu chủ yếu được sử dụng để mang và phân phối thuốc Silica xerogel có cấu trúc vô định hình, trong khi nano silica xốp có hình dạng ổn định và diện tích bề mặt lớn hơn so với nhiều vật liệu nano khác Phương pháp sol-gel được áp dụng để tạo ra nano silica xốp, và các điều kiện tổng hợp như tỷ lệ thuốc thử, nhiệt độ, nồng độ chất xúc tác và áp suất sấy sẽ ảnh hưởng đến hình dạng và kích thước của hạt vật liệu.

Silica xerogel từng được ứng dụng rộng rãi trong y học và mang thuốc, với các loại thuốc như phenytoin, doxorubicin, cisplatin, metronidazole, nifedipine, diclofenac và heparin Tuy nhiên, do độ tương thích sinh học thấp và độc tính khi đưa vào cơ thể người, vật liệu này đang bị hạn chế sử dụng và dần được thay thế bởi vật liệu nano silica xốp (PNS).

Vật liệu PNS là một dạng silica trung tính được phát triển gần đây trong công nghệ nano

Vật liệu nanogel với cấu trúc xốp độc đáo giữ được độ ổn định hóa học cao, đồng thời có chức năng bề mặt và tính tương thích sinh học tốt Điều này đảm bảo khả năng mang và giải phóng thuốc hiệu quả, với sai số thấp nhất có thể.

Nano silica xốp (PNS) được ưa chuộng do tính sẵn có trong thiên nhiên, dễ tìm kiếm và thân thiện với con người PNS có khả năng tương thích sinh học cao hơn so với nano vàng và nano sắt từ, cùng với khả năng thay đổi cấu trúc và kích thước lỗ xốp tùy theo mục đích sử dụng thuốc Đặc biệt, các đặc tính bề mặt của PNS có thể xác định dễ dàng bằng phương pháp thông thường, giúp kiểm soát việc mang và giải phóng thuốc hiệu quả So với silica xerogel, PNS có cấu trúc đồng nhất và diện tích bề mặt lớn hơn, phù hợp cho việc hấp phụ các phân tử thuốc trong điều trị và chẩn đoán Hơn nữa, PNS an toàn và không gây tác dụng phụ độc tế bào, mở ra cơ hội lớn cho việc phát triển trong lĩnh vực y học, đặc biệt là trong phân phối thuốc và gen Với những ưu điểm nổi bật, PNS hứa hẹn sẽ là vật liệu tiềm năng nhất cho hệ thống phân phối thuốc bằng hạt nano.

1.1.2 Vật liệu nano silica xốp

Vật liệu nano silica xốp (PNS) khác biệt hoàn toàn so với silica tự nhiên, mặc dù đều chứa SiO2, vì PNS được tổng hợp nhân tạo với độ đồng đều cao Với cấu trúc lỗ xốp dạng tổ ong, PNS có khả năng hấp phụ tốt các nguyên tử và phân tử, làm cho nó trở thành chất mang lý tưởng Để tạo ra các lỗ xốp, người ta sử dụng chất hoạt động bề mặt, cùng với các yếu tố như thời gian phản ứng, nhiệt độ và nồng độ chất, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm PNS được ưa chuộng trong lĩnh vực phân phối thuốc nhờ vào hoạt tính sinh học cao và khả năng chống thấm tuyệt vời, giúp bảo quản thuốc hiệu quả Những ưu điểm nổi bật của PNS bao gồm tính ổn định cao, diện tích bề mặt lớn và khả năng sản xuất quy mô lớn Để đạt được kích thước hạt đồng đều, phương pháp sol-gel, đặc biệt là phương pháp Stöber, đã được áp dụng rộng rãi từ năm 1968, sử dụng các dung dịch ancol chứa silicon alkoxide và xúc tác amin bậc thấp.

NH3 sẽ giúp thúc đẩy nhanh quá trình thủy phân, giúp làm giảm thời gian phản ứng cũng như chi phí thiết bị vận hành [12].

1.1.3 Các tính chất của vật liệu nano silica xốp

Nano silica xốp (PNS) là loại vật liệu có kích thước nhỏ từ 20-200nm, sở hữu những tính năng độc đáo PNS đóng vai trò quan trọng và có tiềm năng phát triển mạnh mẽ trong nhiều ngành công nghiệp và lĩnh vực khác nhau.

Hạt nano silica được tổng hợp bằng phương pháp Stober có diện tích bề mặt lớn, rất phù hợp cho việc biến tính và tạo ra nhiều lỗ trống, từ đó nâng cao hiệu quả mang thuốc.

Kích thước lỗ rỗng lớn và có khả năng điều chỉnh từ 2-10 nm là yếu tố quan trọng nhằm cải thiện khả năng mang thuốc Những lỗ rỗng này có thể thay đổi kích thước trong giới hạn hẹp, giúp tối ưu hóa hiệu quả vận chuyển dược phẩm.

Nano silica xốp với cấu trúc lỗ rỗng lớn cho phép hấp phụ thuốc hiệu quả, vì vậy nó được đánh giá cao trong khả năng vận chuyển Nhờ vào tính năng này, nano silica xốp được sử dụng làm chất mang trong y học, đặc biệt là trong các loại thuốc chống ung thư, DNA và hormone.

Nano silica nổi bật với tính chọn lọc cao và sự bền vững, ổn định khi kết hợp với thuốc Điều này làm cho nano silica trở thành vật liệu lý tưởng cho việc mang thuốc.

Tính phân hủy sinh học của nano silica rất quan trọng trong ứng dụng phân phối thuốc, vì nano silica có trọng lượng phân tử phù hợp có khả năng được đào thải qua thận trong cơ thể.

Một nhược điểm của nano silica xốp là khả năng bảo vệ thuốc trong quá trình vận chuyển kém, dẫn đến việc thuốc dễ bị rò rỉ ra ngoài Tình trạng này không chỉ có thể gây hại cho các tế bào lành tính mà còn làm giảm hiệu quả điều trị.

Các phương pháp tổng hợp vật liệu nano silica

1.2.1 Tổng hợp nano silica xốp (porous nano silicas gọi tắt PNS) bằng phương pháp sol-gel

Nano silica được tổng hợp qua phương pháp sol-gel, với kích thước hạt đồng đều dưới 100 nm Kích thước này cho phép hạt nano xâm nhập vào các mạch máu và màng tế bào, từ đó giải phóng hiệu quả.

CTAB được sử dụng như một khung sườn để TEOS thủy phân và bao lấy, tạo điều kiện cho sự hình thành các hạt nano silica xốp Các hạt silica xốp này được kỳ vọng sẽ mang thuốc hiệu quả hơn nhờ vào cấu trúc đặc biệt của chúng.

Hình 1.2 Quá trình hình thành hạt nano silica cấu trúc xốp.

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng tổng hợp này như nhiệt độ, tốc độ khuấy, xúc tác[19].

1.2.2 Tổng hợp nano silica xốp (porous nano silicas gọi tắt PNS) bằng phương pháp kết tủa

Silica kết tủa là sản phẩm được tổng hợp thông qua phản ứng giữa acid vô cơ và thủy tinh lỏng (SiO2) trong môi trường kiềm với pH lớn hơn 7 Quá trình này diễn ra khi acid vô cơ được thêm từ từ vào dung dịch thủy tinh lỏng, giữ cho pH ổn định Phản ứng tạo ra silica kết tủa có thể được mô tả như sau.

Sử dụng phương pháp kết tủa tạo sản phẩm silica chứa nhiều tạp chất nên hàm lượng

��� 2 không cao (khoảng 70-90%) Diện tích bề mặt riêng của silica nằm trong khoảng 25 –

Silica kết tủa thương mại có kích thước từ 5 đến 100 nm và diện tích bề mặt khoảng 250 m²/g, tùy thuộc vào quy trình sản xuất Đối với silica gel, quá trình tổng hợp diễn ra trong môi trường acid (pH < 7) khi natri silica phản ứng với acid sunfuric.

Na2SiO3 + H2SO4→ H2SiO3 + Na2SO4

Phản ứng H2SiO3 → SiO2 + H2O dẫn đến việc thu hồi acid silicic kết tủa, sau đó sấy khô để thu được các hạt rắn màu đục, gọi là silica gel Silica tổng hợp từ phương pháp này có khả năng hấp phụ hơi nước lên tới 40% trọng lượng của nó.

1.2.3 Tổng hợp nano silica xốp (PNS) bằng phương pháp ngưng tụ hóa học

(chemical vapor condensation gọi tắt là CVC)

Phương pháp ngưng tụ hóa học là kỹ thuật tổng hợp silica thông qua quá trình thủy phân silica halogen, chủ yếu là silic tetraclorua (SiCl4) Quá trình này diễn ra trong lò hồ quang với nhiệt độ trên 100oC và áp suất cao, nơi SiCl4 và nước được bơm vào thiết bị bay hơi Hơi nước và hơi SiCl4 sau đó được đưa vào lò phản ứng, được làm nóng bằng khí mang nitơ Tại đây, SiCl4 chuyển sang pha hơi và phản ứng với nước hoặc oxy và hydro theo các phương trình phản ứng đã được xác định.

Có thể viết gọn như sau:

Phản ứng giữa SiCl4, H2 và O2 tạo ra hỗn hợp hạt nano silica và HCl theo phương trình SiCl4 + 2H2 + O2 → SiO2 + 4HCl Để thu hồi riêng biệt nano silica và HCl, có thể sử dụng hai phương pháp: khô và ướt Trong phương pháp thu hồi khô, sau khi ống lò phản ứng được làm mát, các hạt nano silica sẽ kết tụ và bám vào thành ống, trong khi khí nitơ sẽ thổi HCl vào thiết bị ngưng tụ, và HCl sẽ được hấp thụ bởi dung dịch NaOH Ngược lại, trong phương pháp thu hồi ướt, hỗn hợp nano silica và HCl được thổi vào dung dịch NaOH, với ống lò phản ứng và bộ thu được nối bởi ống co giữ ấm ở khoảng 120 độ C, dẫn đến việc các hạt nano silica kết tụ trong bộ thu.

Phương pháp ngưng tụ hóa học gặp nhiều khó khăn trong việc kiểm soát kích thước, hình thái và thành phần pha của hạt Dù vậy, đây vẫn là phương pháp chủ yếu được áp dụng trong sản xuất thương mại hạt nano silica dạng bột.

Hình 1.3 Nguyên lý tạo hạt silica bằng phương pháp CVC

Các chất dùng để biến tính bề mặt nano silica

Một nhược điểm của nano silica là không thể bảo vệ thuốc trong quá trình vận chuyển, dẫn đến việc thuốc dễ rò rỉ và có thể gây hại cho các tế bào lành tính, làm giảm hiệu quả điều trị Để cải thiện khả năng mang thuốc, các nhà khoa học đã nghiên cứu các phương pháp biến tính bề mặt hạt nano silica bằng cách gắn thêm các polymer khác, tạo liên kết hóa học với thuốc nhằm nâng cao hiệu quả mang thuốc.

Bề mặt vật liệu PNS có chứa các nhóm OH-, cho phép dễ dàng tạo liên kết cộng hóa trị với nhiều tác nhân biến tính khác nhau, làm cho quá trình biến tính bề mặt trở nên đơn giản hơn.

Hạt nano được biến tính với các polymer sinh học giúp vượt qua rào cản của hệ thống miễn dịch, kiểm soát quá trình vận chuyển thuốc trong máu và giải phóng thuốc đúng mục tiêu là tế bào bệnh Các polymer thường được sử dụng để biến tính bề mặt nano silica (PNS) có tính tương thích sinh học cao, độc tính thấp, giá thành hợp lý, dễ tìm thấy trong tự nhiên, an toàn cho con người và thân thiện với môi trường Trong số đó, gelatin (GEL) và chitosan (CS) được các nhà nghiên cứu đặc biệt quan tâm nhờ vào tính tương thích sinh học vượt trội và độc tính thấp hơn so với nhiều vật liệu khác.

Ngoài ra, các tác nhân như hydrazine, methoxy ethyleneglycol (mPEG) và acid dithiodipropionic (DTDP) cũng được lựa chọn để biến tính vật liệu nano silica, mang lại những đặc tính nổi bật cho vật liệu này.

Hydrazine ( N2H4 là loại diamine đơn giản nhất và duy nhất trong nhóm vì có liên kết N

Hydrazine được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1887 bởi Curtius dưới dạng muối sunfat từ este diazoacetic Thiele (1893) đã đề xuất rằng quá trình oxy hóa amoniac với hypochlorite sẽ tạo ra hydrazine, và vào năm 1906, Raschig đã chứng minh điều này, dẫn đến việc phát triển phương pháp sản xuất thương mại chính trong những năm 1990 Ứng dụng y tế của hydrazine là một trong những lĩnh vực quan trọng nhất, vì mặc dù hydrazine có độc tính, nhưng khi gắn nhóm amino lên vật liệu mang thuốc, tính chất của nó thay đổi, chỉ còn lại một gốc amin, từ đó làm tăng hoạt tính sinh học và không gây độc cho cơ thể người.

Hydrazine là một hợp chất quan trọng trong dẫn truyền thuốc nhờ khả năng tạo liên kết hydrazone nhạy cảm với pH Ở môi trường tế bào ung thư với pH thấp, liên kết hydrazone sẽ bị phá vỡ, giải phóng thuốc một cách chính xác vào đúng vị trí cần điều trị.

Polyethylene glycol (PEG) là một polymer sinh học ưa nước, đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống dẫn thuốc Với khả năng kéo dài thời gian lưu thông trong máu, PEG giúp mang thuốc đến đúng vị trí mục tiêu một cách hiệu quả.

Sự kết hợp PEG và thuốc có một vài thuận lợi:

- Tăng thời gian tồn tại của thuốc trong cơ thể.

PEG hóa giúp giảm khả năng đào thải enzyme và protein bởi hệ thống miễn dịch, từ đó đóng vai trò quan trọng trong việc dẫn truyền thuốc hiệu quả.

PEG được hình thành qua quá trình polymer hóa mở vòng, trong đó ion OH- tương tác với vòng epoxide Do có nhóm OH ở cả hai đầu mạch, PEG có độ đa phân tán và trọng lượng phân tử cao Để khắc phục vấn đề này, monomethoxy PEG (mPEG) đã được sử dụng để thay thế.

Về mặt dược học, gắn mPEG vào bề mặt giúp giảm một số quá trình không mong muốn.

Cụ thể là mPEG gắn trên bề mặt gắn lên bề mặt thuốc giúp tránh đi sự đào thải của hệ miễn dịch [27].

Trong sinh học, mPEG phân tách giữa môi trường nước và màng tế bào do đó mPEG có khả năng dung hợp tế bào [13].

1.3.3 Biến tính bằng chitosan (CS)

Chitosan là một polymer sinh học, là dẫn xuất của chitin, một polysaccharide có cấu trúc polymer tuyến tính với các đơn vị N-acetyl-D-Glucosamine liên kết β (1→ 4) Chitin, đứng sau cellulose, là polymer hữu cơ phổ biến thứ hai trong tự nhiên, được tìm thấy trong lớp biểu bì và bộ khung xương ngoài của động vật giáp xác như tôm cua, cũng như trong côn trùng như châu chấu và chuồn chuồn.

Chitosan được hình thành từ quá trình deacetyl hóa chitin, diễn ra khi chitin được xử lý với chất kiềm đặc ở nhiệt độ cao khoảng 120°C trong khoảng thời gian 1-3 giờ Quá trình này loại bỏ nhóm acetyl và phân hủy chitin để tạo ra chitosan Mức độ deacetyl hóa của chitosan phụ thuộc vào nguồn gốc của chitin cũng như phương pháp chế biến, do đó chitosan không phải là một đơn chất mà là một nhóm sản phẩm của chitin với các nhóm acetyl được loại bỏ từng phần.

Hình 1.4 Sự tạo thành chitosan từ chitin.

Trong 20 năm qua, chitosan đã thu hút sự chú ý trong nghiên cứu ứng dụng dẫn truyền thuốc nhờ vào đặc tính cation của nó, khác biệt với các polysaccharid khác Các nhóm amin có trong chitosan không chỉ giúp kiểm soát quá trình giải phóng thuốc mà còn tăng cường khả năng bám dính niêm mạc và cải thiện thẩm thấu của thuốc.

1.3.4 Biến tính bằng dithiodipropionic acid (DTDP)

Dithiodipropionic acid, hay 3,3’-dithiodipropionic acid, là một tác nhân quan trọng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu Gần đây, DTDP đã được các nhà nghiên cứu ứng dụng trong hệ thống phân phối thuốc nhạy cảm với oxy hóa khử nhờ vào tính ổn định và độ độc thấp của nó, đặc biệt là trong cấu trúc có liên kết disulfide và hai nhóm carboxylic acid ở hai đầu.

Hình 1.5 Cấu trúc hóa học của 3,3’-dithiodipropionic acid

Liên kết disulfide (-SS-) là loại liên kết mạnh với năng lượng phân ly khoảng 60 kcal, nhưng yếu hơn khoảng 40% so với liên kết C-C và C-H Một đặc điểm quan trọng của liên kết disulfide là khả năng phân cắt khi có mặt chất khử Nhiều chất khử có thể được sử dụng để phân cắt liên kết này, bao gồm các thiol như mercaptoethanol (b-ME) và dithiothreitol (DTT).

Glutathione (GSH) là một tác nhân khử mạnh mẽ, có khả năng cắt đứt liên kết disulfide, và nồng độ GSH trong tế bào ung thư (2–8 mM) cao hơn 1000 lần so với tế bào bình thường (1–2 µM) Nghiên cứu cho thấy GSH được sản xuất nhiều hơn trong tế bào ung thư, điều này cho phép cải thiện tính giải phóng chọn lọc của thuốc khi sử dụng các phương pháp như kết hợp liên kết disulfide hoặc sử dụng DTDP.

Hình 1.6 Liên kết disulfide ban đầu bị cắt đứt và tái hình thành liên kết disulfide khác 1.3.5 Biến tính bằng Gelatin

Thuốc trị bệnh ung thư (hóa trị)

Hóa trị là phương pháp điều trị ung thư sử dụng thuốc chống ung thư để tiêu diệt tế bào ung thư, ngăn chặn sự phát triển và tăng sinh của khối u Phương pháp này đặc biệt hiệu quả đối với các tế bào đang trong quá trình phát triển và phân chia nhanh chóng, vì hầu hết tế bào ung thư có xu hướng này, do đó chúng rất nhạy cảm với tác động của hóa trị.

Tất cả các tế bào đều trải qua chu trình tế bào, quá trình phân chia để tạo ra nhiều tế bào hơn Thuốc hóa trị can thiệp vào chu trình tế bào ung thư, làm chậm hoặc ngừng sao chép tế bào Một số loại thuốc chỉ tác động đến một giai đoạn nhất định của chu trình, trong khi những loại khác ảnh hưởng đến tất cả các giai đoạn, bất kể tế bào đang phân chia hay không.

5-FU, được phát hiện vào năm 1950, là một loại thuốc quan trọng trong điều trị nhiều loại ung thư, bao gồm ung thư ruột, ung thư vú và ung thư hệ tiêu hóa Trong số đó, 5-FU thường được áp dụng chủ yếu trong điều trị ung thư đường ruột.

Nhóm nghiên cứu đã lựa chọn 5-FU, một loại thuốc phổ biến trong điều trị ung thư tiêu hóa, đặc biệt là ung thư đại tràng, loại ung thư đang ngày càng trở nên phổ biến hiện nay.

Hình 1.8 Công thức của Fluorouracil (5-FU) 1.4.1.2 Cơ chế của 5-FU

5-FU, một chất tương tự uracil với nguyên tử flo tại vị trí C5, khi vào cơ thể sẽ chuyển hóa thành fluorodeoxyuridine monophosphate (FdUMP), ức chế Thymidylate synthetase (TS), gây thiếu thymine và mất cân bằng nucleotide trong tổng hợp DNA Ngoài ra, 5-FU còn chuyển hóa thành fluorodeoxyuridine triphosphate (FdUTP), gây đứt gãy DNA, và fluorouridine triphosphate (FUTP) từ 5-FU cũng làm đứt gãy RNA Những tác động này kích hoạt protein p53, dẫn đến việc tế bào thực hiện chương trình tự chết (apoptosis).

Hình 1.9 Công thức hóa học của Fluorouracil (5-FU) và cơ chế tiêu diệt tế bào ung thư của 5-FU[40]

Doxorubicin là một kháng sinh thuộc nhóm anthracyclin, có tác dụng gây độc tế bào, được chiết xuất từ Streptomyces peucetius var caecius Hiện nay, nó được sử dụng rộng rãi trong điều trị hóa trị liệu ung thư.

Hình 1.10 Công thức cấu tạo của doxorubicin[41]

Tên khoa học: (7S,9S)-7-[(2R,4S,5S,6S)-4-Amino-5-hydroxy-6-methyloxan-2-yl]oxy-6,9,11 -trihydroxy-9-(2-hydroxyacetyl)-4-methoxy-8,10-dihydro-7H-tetracene-5,12-dione.

Sau khi tiêm tĩnh mạch, Doxorubicin được thải trừ nhanh chóng khỏi máu và phân bố vào các mô như phổi, gan, tim, lá lách và thận Tại gan, Doxorubicin bị chuyển hóa một phần thành các dẫn chất, trong đó có doxorubicinol với hoạt tính giảm Khoảng 40-50% lượng Doxorubicin được thải trừ qua mật trong vòng 7 ngày, trong khi chỉ khoảng 5% được thải trừ qua nước tiểu trong vòng 5 ngày.

Doxorubicin là loại thuốc khá phổ biến ở Việt Nam hiện dùng điều trị nhiều loại ung thư như ung thư vú, buồng trứng, dạ dày…

Doxorubicin là một loại thuốc chống ung thư hoạt động bằng cách gắn vào DNA, ức chế các enzym cần thiết cho quá trình sao chép và phiên mã Thuốc này gây gián đoạn mạnh mẽ chu kỳ phát triển tế bào, đặc biệt là ở giai đoạn phân bào S và giai đoạn gián phân, nhưng cũng ảnh hưởng đến các giai đoạn khác trong chu kỳ phát triển tế bào.

Doxorubicin là một loại thuốc hóa trị phổ biến được sử dụng để điều trị nhiều loại ung thư, bao gồm ung thư vú, sarcom xương, u xương Ewing, u mô mềm, u khí phế quản, và cả hai dạng u lympho ác tính Hodgkin và không Hodgkin Thuốc cũng được chỉ định cho ung thư biểu mô tuyến giáp, ung thư đường tiết niệu và sinh dục như ung thư tử cung, bàng quang, và tinh hoàn Đối với trẻ em, doxorubicin được sử dụng để điều trị các khối u đặc như sarcom cơ vân, u nguyên bào thần kinh, u Wilm, và bệnh leucemi cấp.

Chỉ định tương đối cho điều trị bao gồm ung thư tuyến tiền liệt, cổ tử cung, âm đạo và dạ dày Phương pháp này cũng cho thấy hiệu quả tích cực đối với một số loại ung thư hiếm gặp như đa u tủy xương, u màng hoạt dịch và u nguyên bào võng mạc.

Thuốc hóa trị có khả năng tiêu diệt tế bào ung thư, tuy nhiên, chúng cũng có thể gây tổn thương cho các tế bào khỏe mạnh Sự hư hại của các tế bào này chính là nguyên nhân dẫn đến các tác dụng phụ không mong muốn trong quá trình điều trị.

Các tế bào và mô trong cơ thể có khả năng chịu đựng hóa trị liệu khác nhau Thuốc hóa trị thường tác động mạnh mẽ đến các tế bào phát triển nhanh như tế bào tủy xương, tế bào trong miệng, tế bào đường tiêu hóa, tế bào nang và tóc.

Các tác dụng phụ thường gặp là:

Ức chế tủy xương là tác dụng phụ phổ biến và nghiêm trọng nhất của hóa trị, dẫn đến việc giảm sản xuất tế bào máu từ tủy xương.

 Viêm miệng, viêm niêm mạc miệng hoặc viêm màng nhầy.

 Buồn nôn ói mửa rụng tóc

 Táo bón, hoặc tiêu chảy mất nước

Nhóm nghiên cứu đã chọn doxorubicin và 5-Fluorouracil do vai trò quan trọng của hai loại thuốc này trong nhiều phác đồ điều trị ung thư tại Việt Nam.

Ứng dụng công nghệ nano làm chất dẫn truyền thuốc chống ung thư

Trong y khoa hiện đại, các nhà khoa học đang nỗ lực tìm kiếm vật liệu dẫn truyền thuốc mới để nâng cao khả năng phân phối và hiệu quả điều trị Để đạt được điều này, chất nano dẫn truyền thuốc cần được tổng hợp dựa trên ba tiêu chí quan trọng.

 Kéo dài thời gian và cải thiện hiệu quả chữa bệnh của thuốc

 Giảm độ chuyển hóa của thuốc

 Giảm độ độc của cả hệ thống và dẫn truyền thuốc đúng mục tiêu

Trong những thập kỷ gần đây, nghiên cứu về hệ thống nano dẫn truyền thuốc đã thu hút sự quan tâm lớn Các hạt nano được biến tính nhằm nâng cao đặc tính dược động học và dược tính của các phân tử thuốc.

Theo hệ thống phân phối thuốc, hạt nano có khả năng chứa thuốc hoặc phân tử sinh học bên trong cấu trúc của chúng, hoặc hấp phụ các chất này lên bề mặt bên ngoài.

Kích thước hạt và đặc điểm bề mặt có thể được điều chỉnh linh hoạt để tối ưu hóa hiệu quả thụ động và chủ động của thuốc khi được đưa vào cơ thể.

1.5.1 Cơ chế mang thuốc hướng đích thụ động:

Khi thuốc được đưa vào cơ thể, hệ dẫn thuốc nano sẽ di chuyển qua hệ thống tuần hoàn để đến tế bào bệnh Kích cỡ hạt nano rất quan trọng, phải nằm trong khoảng 10 đến 200 nm; nếu nhỏ hơn 10 nm, hạt có thể bị thải ra ngoài hoặc lọt vào các khe hở của lớp nội mô mạch máu bình thường, còn nếu lớn hơn 200 nm, hạt sẽ không thể khuếch tán qua thành mạch và bị hệ miễn dịch đào thải Cơ chế này tận dụng sự khác biệt giữa mô thường và mô ung thư thông qua hiện tượng tăng tính thấm và hiệu quả lưu giữ (EPR).

Hình 1.11 Nhắm mục tiêu thụ động [46]

1.5.2 Cơ chế mang thuốc hướng đích chủ động:

Tế bào ung thư và tế bào lành có ba điểm khác biệt chính: tế bào ung thư có độ pH thấp (khoảng 4-5), nhiệt độ cao (38-40 độ C) và bề mặt chứa nhiều vitamin, đặc biệt là nhóm B9, trong khi tế bào lành có pH từ 7,2 đến 7,4 và nhiệt độ từ 36 đến 37 độ C Để phát triển hạt nano mang thuốc một cách hiệu quả, cần biến tính hạt để tạo ra các nhóm chức năng đặc biệt nhắm vào tế bào ung thư Ví dụ, tế bào ung thư có ái lực với acid folic, do đó thường sử dụng acid folic làm tác nhân hướng đích.

Việc dẫn truyền thuốc vào mục tiêu cụ thể có thể thực hiện bằng cách gắn các phối tử lên bề mặt hạt nano hoặc sử dụng các chất có từ tính Phân phối thuốc qua cấu trúc nano mang lại nhiều lợi ích, bao gồm khả năng cung cấp trực tiếp các phân tử thuốc vào tế bào và nhắm mục tiêu chính xác các khối u trong mô khỏe mạnh.

1.5.3 Những nghiên cứu của vật liệu nano silica trong lĩnh vực dẫn truyền thuốc

Vật liệu nano silica xốp có những đặc điểm nổi bật, khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho việc lưu trữ, bảo vệ và vận chuyển thuốc đến các vị trí mục tiêu Một thách thức quan trọng là ngăn chặn việc giải phóng thuốc quá sớm trước khi đến tế bào ung thư Để giải quyết vấn đề này, các lỗ trong vật liệu nano silica xốp có thể được điều chỉnh bằng cách sử dụng các chất giữ thuốc, đảm bảo hiệu quả trong quá trình điều trị.

Nano silica xốp có ưu điểm nổi bật trong việc biến tính để giữ thuốc trong lỗ xốp, giúp mang thuốc đến đúng tế bào ung thư Công nghệ này cho phép giải phóng thuốc tại vị trí chính xác và kiểm soát liều lượng một cách tinh tế thông qua cơ chế giải phóng nhạy pH Các tác nhân như hydrazine, chitosan và gelatin có khả năng tạo liên kết hydrazon và imine với thuốc, đồng thời nhả thuốc đúng mục tiêu nhờ tính nhạy pH cao.

Các hạt nano silica đã cách mạng hóa nghiên cứu về hệ thống phân phối và dẫn truyền thuốc hướng đích Kể từ năm 2001, Vallet-Regí và các cộng sự đã phát triển vật liệu MSNs (nano silica xốp) đa chức năng, mở ra nhiều cơ hội điều trị cho các bệnh lý khác nhau Theo khảo sát của Vallet-Regí, người tiên phong trong nghiên cứu vật liệu nano silica xốp ứng dụng y sinh, vật liệu này đã mang lại những thành tựu đáng kể trong lĩnh vực dẫn truyền thuốc từ năm 2001 đến nay.

Việc áp dụng nanomedicine trong ngành dược phẩm và công nghệ sinh học hứa hẹn sẽ cách mạng hóa tương lai gần của lĩnh vực này Công nghệ nano mới sẽ giải quyết những hạn chế lớn của y học truyền thống, bao gồm vấn đề về độ hòa tan, độ ổn định thấp, thiếu tính đặc hiệu, cấu hình dược động học không đầy đủ, và tác dụng phụ nghiêm trọng của thuốc Trong vài thập kỷ qua, việc ứng dụng vật liệu nano trong y học đã mang lại nhiều tiến bộ đáng kể.

Hiện có 250 sản phẩm đã được phê duyệt hoặc đang trong các giai đoạn thử nghiệm lâm sàng khác nhau, tuy nhiên, việc ứng dụng lâm sàng cuối cùng của chúng vẫn gặp nhiều thách thức.

Hình 1.12 Thành tựu nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực dẫn truyền thuốc[47].

Nội dung và phương pháp nghiên cứu

1.6.1 Tổng hợp nanosilica xốp và tạo cầu nối biến tính

1.6.1.1 Tổng hợp vật liệu nano silica xốp bằng phương pháp sol-gel

Nano silica xốp (porous nano silicas) được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel, với kích thước hạt đồng đều dưới 100 nm Kích thước nhỏ này cho phép hạt nano sau khi biến tính có khả năng xâm nhập vào các mạch máu và màng tế bào để giải phóng.

Phương pháp sol-gel là một kỹ thuật phổ biến trong việc sản xuất các vật liệu nano Quá trình này chủ yếu sử dụng các phân tử alkoxide kim loại, chúng sẽ trải qua quá trình thủy phân dưới những điều kiện kiểm soát.

Phản ứng thủy phân thay thế nhóm alkoxide (–OR) trong liên kết kim loại – alkoxide bằng nhóm hydroxyl (–OH) để tạo thành liên kết kim loại –hydroxyl.

Hình 1.13 Cơ chế phản ứng thủy phân và ngưng tụ.

Trong phản ứng thủy phân, nhóm alkoxide (–OR) trong liên kết kim loại – alkoxide được thay thế bởi nhóm hydroxyl (–OH), dẫn đến việc hình thành liên kết kim loại – hydroxyl Đồng thời, phản ứng ngưng tụ tạo ra liên kết kim loại – oxide – kim loại, tạo nên cấu trúc cho các màng oxide kim loại Hiện tượng ngưng tụ diễn ra liên tục, làm tăng cường liên kết kim loại – oxi – kim loại, hình thành một mạng lưới trong dung dịch.

Sử dụng Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) làm chất hoạt động bề mặt giúp định hình cấu trúc lỗ xốp cho vật liệu nano, tạo ra khung sườn cho TEOS thủy phân và bao lấy, từ đó hình thành các hạt nano silica xốp Các hạt nano silica này được thiết kế với cấu trúc lỗ xốp nhằm tăng khả năng mang thuốc, đáp ứng nhu cầu trong lĩnh vực y học.

1.6.1.2 Tạo cầu nối biến tính

Việc biến tính bề mặt nano silica là cần thiết để tăng cường hoạt tính sinh học, nâng cao hiệu quả mang thuốc, và kéo dài thời gian lưu thông cũng như giải phóng thuốc tại mục tiêu Để thực hiện quá trình biến tính một cách hiệu quả, việc tạo cầu nối trước là rất quan trọng Chất làm cầu nối thường có một đầu liên kết hóa học với nhóm OH trên bề mặt nano silicas và đầu còn lại mang nhóm hoạt tính mạnh, dễ dàng phản ứng với các chất biến tính Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã lựa chọn (3-glycidoxypropyl)trimethoxysilane (GPTMS) và (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) làm cầu nối.

Cầu nối này có một số tính chất thuận lợi như sau:

Hình 1.14 Cấu trúc (3-glycidoxypropyl)trimethoxysilane

Nhóm epoxide có khả năng tham gia nhiều phản ứng hóa học, đặc biệt là trong lĩnh vực hóa sinh nhờ vào sự hiện diện của glycidyl ether Khi có ion H+, vòng epoxide sẽ bị ion hóa và tham gia vào các phản ứng với các tác nhân ái nhân, dẫn đến việc bẻ gãy vòng epoxide và hình thành nhóm alcol Các alcol này sau đó sẽ tham gia vào phản ứng ester hóa với các acid hữu cơ Ngoài ra, phenol cũng phản ứng để tạo ra nhóm alcol và gắn kết với vòng thơm thông qua liên kết ether.

Một số chất ái nhân có khả năng phản ứng với epoxide, dẫn đến việc vòng epoxide bị bẻ gãy, làm cho nguyên tử oxy trở nên rất thân hạch.

Vòng epoxide, hay còn gọi là tác nhân alkyl hóa và tác nhân thân điện tử, có khả năng hình thành ion carbonium Ion này có thể tương tác với các tác nhân thân hạch, tạo ra phản ứng hóa học quan trọng trong nhiều quá trình.

Hình 1.15 Phản ứng tạo cầu nối GPTMS trên nano silica xốp (PNS-GPTMS).

Giai đoạn này được coi là giai đoạn hoạt hóa hạt silica, nhờ vào những lợi ích của cầu nối epoxy GPTMS không chỉ an toàn cho sức khỏe mà còn tạo ra phản ứng nhẹ nhàng trên bề mặt silica, giúp tránh những biến đổi không mong muốn trên hạt silica.

Các hạt nano PNS-APTES cũng được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel, sử dụng APTES như nguồn cung cấp -NH2 cho bề mặt hạt nano silica xốp.

Ban đầu, CTAB được sử dụng làm tác nhân tạo khung sườn để thủy phân và ngưng tụ TEOS, từ đó tạo ra các hạt nano silica xốp Các hạt nano này sau đó được gắn APTES nhằm làm cầu nối cho quá trình biến tính với Gelatin.

Phản ứng tổng hợp chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như nhiệt độ, tốc độ khuấy và xúc tác Để đạt được kích thước mong muốn, quá trình này cần được thực hiện ở nhiệt độ 60C, sử dụng xúc tác NH3 với nồng độ 2,8% và tốc độ khuấy khoảng 350 vòng/phút.

Hình 1.16 Phản ứng tạo cầu nối APTES trên nano silica xốp (PNS-APTES).

1.6.2 Biến tính vật liệu nano silica xốp (PNS)

1.6.2.1 Biến tính PNS bằng Hydrazine (tổng hợp PNS-GPTMS-Hydrazine là chất mang thuốc 1)

Mục tiêu của nghiên cứu là tạo ra nhóm hydrazine trên bề mặt nanosilica xốp, nhằm kết hợp với doxorubicin thông qua liên kết hydrazone bền vững trong môi trường trung tính Chất mang này sẽ giúp vận chuyển thuốc đến các tế bào ung thư có pH thấp, từ đó giải phóng thuốc hiệu quả hơn và nâng cao hiệu quả của phương pháp hóa trị.

Hình 1.17 Phản ứng biến tính nano silica xốp(PNS) bằng hydrazine

1.6.2.2 Biến tính PNS bằng Chitosan-mPEG (tổng hợp PNS-GPTMS-CS-mPEG là chất mang thuốc 2)

Qui trình tiến hành gồm 2 bước, đầu tiên hoạt hóa mPEG bằng p-nitrophenyl carbonate (NPC) trước sau đó mới tổng hợp chitosan-mPEG

Hoạt hóa mPEG bằng p-nitrophenyl carbonate (NPC)

Phản ứng thế ái nhân (thân hạch) trên carbon của nhóm carbonyl diễn ra thuận lợi ở nhiệt độ 65  C.

Hình 1.18 Phản ứng tổng hợp mPEG-p-nitrophenyl carbonate

Trong phản ứng này, chitosan với cấu trúc lớn gây ảnh hưởng lập thể, do đó cần sử dụng chitosan dư thừa so với dự kiến để đảm bảo sản phẩm tạo thành có tối đa liên kết amide.

Hình 1.19 Phản ứng tổng hợp chitosan- mPEG Tạo liên kết giữa PNS-GPTMS và CS-mPEG

Phản ứng của chitosan trên bề mặt nano silica đã được biến tính hoàn toàn nhờ vào hoạt động mạnh mẽ của vòng epoxy trong cả môi trường pH cao và pH thấp Tuy nhiên, việc lựa chọn pH phù hợp để đảm bảo rằng CS-mPEG vẫn giữ được liên kết amide sau phản ứng là một vấn đề quan trọng cần được xem xét.

Trong nghiên cứu này, pH khoảng 3 đến 4 được lựa chọn, vì ở pH này liên kết amide này không bị thủy phân.

Hình 1.20 Phản ứng biến tính nano silica bởi Chitosan-mPEG.

1.6.2.3 Biến tính PNS bằng Gelatin (tổng hợp PNS-APTES-COOH-GE là chất mang

4) Tổng hợp PNS-APTES- AnhydrideSuccinic

Để cải thiện tính chất của hạt silica, nghiên cứu này đã tiến hành gắn nhóm -COOH lên bề mặt hạt nano PNS-APTES thông qua phản ứng với anhydride succinic trong dung môi aceton.

Hình 1.21 Phản ứng tạo gắn anhidride succinic lên PNS (PNS-APTES-COOH)

Thử nghiệm độc tính tế bào (cytotoxicity test)

An toàn dược phẩm đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu Thử nghiệm độc tính tế bào là bước cần thiết để đánh giá một loại vật liệu dẫn truyền thuốc.

Thử nghiệm SRB (Sulforhodamine B) là một phương pháp đơn giản và nhạy để đánh giá độc tính tế bào của các chất SRB, một loại thuốc nhuộm tích điện âm, sẽ liên kết với các phần tích điện dương của protein trong tế bào Sự liên kết này cho phép xác định lượng protein tổng của tế bào, từ đó phản ánh mức độ độc tính của chất thử nghiệm.

Trong thử nghiệm, tế bào được cố định, rửa và nhuộm bằng SRB, dẫn đến sự hình thành dung dịch trong suốt màu hồng khi SRB liên kết với protein tế bào hòa tan Mật độ quang được đo của dung dịch này tương quan với lượng protein tổng hoặc số lượng tế bào Sự thay đổi số lượng tế bào so với mẫu chứng phản ánh độc tính tế bào của chất nghiên cứu.

THỰC NGHIỆM

Hóa chất và thiết bị

Bảng 2.1 Tên hóa chất và nơi xuất xứ

Tên hóa chất Xuất xứ

1-Ethyl-3-(3-dimethylami nopropyl)carbodiimide hydrochloride

Màng cellulose 6000-8000 và 3000-5000 Da Merck

Merck Merck Trung QuốcTrung Quốc

Vỏ trấu sạch Miền Tây

 Máy đánh siêu âm UP200Ht  Máy cô quay Strike 300

 Máy khuấy từ gia nhiệt  Cân điện tử EB35B-Pro

 Tủ sấy KETDNG 101  Máy tạo khí N2

 Máy li tâm  Máy đo pH AB15

 Bình tam giác, cốc thủy tinh  Phễu lọc, bình cầu

 Giấy đo pH, giấy lọc.

Thực nghiệm

2.2.1 Tổng hợp nano silica xốp và tạo cầu nối biến tính

2.2.1.1 Tổng hợp vật liệu nano silica xốp (PNS) bằng phương pháp sol-gel[54]

Nano silica xốp được tổng hợp qua phương pháp sol-gel với kích thước hạt đồng đều dưới 100 nm Chất hoạt động bề mặt Cetyltrimethylamonium bromide (CTAB) đóng vai trò quan trọng trong việc định hình cấu trúc lỗ xốp của vật liệu nano, đồng thời tạo khung sườn cho TEOS thủy phân, từ đó hỗ trợ quá trình hình thành các hạt nano silica xốp.

Hình 2.1 Mô tả qui trình tổng hợp Porous nano silica (PNS)

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng tổng hợp này như nhiệt độ, tốc độ khuấy, xúc tác, hàm lượng tetraethyl orthosilicate (TEOS), lượng nước

Trên cơ sở đó, chúng tôi tiến hành khảo sát kích thước hạt dựa trên lượng NH3, TEOS, ethanol với tốc độ khuấy khoảng 350 vòng/phút, nhiệt độ 60 o C.

Hình 2.2 Sơ đồ qui trình tổng hợp nano silica xốp (PNS) bằng phương pháp sol-gel 2.2.1.2 Tổng hợp vật liệu nano silica xốp bằng phương pháp kết tủa [55]

Xử lý nhiệt vỏ trấu

Vỏ trấu được làm sạch bằng nước, sau đó phơi khô tự nhiên và xử lý nhiệt ở nhiệt độ 700 o C trong 10 giờ Kết quả của quá trình này là tro trấu có màu trắng xám.

10g tro trấu được hòa tan bằng dung dịch NaOH 2N và khuấy trên bể khuấy từ ở nhiệt độ 100°C trong 1 giờ 30 phút đến 2 giờ Sau khi hoàn thành quá trình hòa tan, sản phẩm sẽ được lọc qua giấy lọc để thu được dung dịch sodium silicate có màu vàng trong.

Trung hòa dung dịch sodium silicate

Dung dịch sodium silicate được trung hoà bằng dung dịch HCl 1,5N và khuấy trên bể khuấy từ Trong quá trình trung hoà, pH của dung dịch được điều chỉnh trong khoảng 6 đến 6,5 cho đến khi xuất hiện kết tủa, sau đó dừng khuấy.

Ly tâm tách chất rắn, sấy chân không thu được sản phẩm

Sau khi trung hòa, hỗn hợp được cho vào ống nghiệm có nắp và ly tâm với tốc độ 4000 vòng/phút trong 20 phút để tách phần rắn Tiếp theo, phần rắn sẽ được rửa sạch bằng nước cất ba lần (mỗi lần 5 mL) và hai lần bằng ethanol (mỗi lần 5 mL) Cuối cùng, sản phẩm nano silica sẽ được thu được bằng cách đông khô trong 20 giờ.

Trình tự thí nghiệm được mô tả qua hình sau:

Hình 2.3 Qui trình tổng hợp nano silica xốp (PNS) bằng phương pháp kết tủa

2.2.1.3 Tạo cầu nối biến tính

PNS được gắn với (3-Glycidoxypropyl)trimethoxysilane (PNS-GPTMS) nhằm tạo ra nhóm hoạt hóa mạnh, giúp dễ dàng trong việc biến tính PNS Cấu trúc của GPTMS chứa vòng epoxid có khả năng hoạt hóa cao Quá trình tạo cầu nối GPTMS được thực hiện bằng cách siêu âm hỗn hợp 1g PNS-CTAB và 30 mL dung dịch toluene trong 1 giờ, sau đó khuấy trong 30 phút ở nhiệt độ phòng dưới môi trường khí nitơ.

Thêm từ từ 1 mL (3-Glycidoxypropyl)trimethoxysilane vào hỗn hợp, tiếp tục cho phản ứng trong 12 giờ trong môi trường khí nitơ, ở nhiệt độ phòng.

Tiến hành thẩm tách sản phẩm bằng màng cellulose (MW 6000-8000 Da) trong 250 mL hỗn hợp acid acetic 2(M) và ethanol (1:1) qua 5 lần Cuối cùng, sản phẩm được đông khô và thu được dạng bột mịn.

Hình 2.4 Qui trình tổng hợp PNS-GPTMS

Hạt nano PNS-APTES được tổng hợp qua phương pháp sol-gel, trong đó APTES cung cấp -NH2 cho bề mặt hạt nano silica xốp Quy trình tổng hợp PNS-APTES tương tự như quy trình tổng hợp nano silica PNS, như được minh họa trong hình 2.5.

Để tổng hợp PNS-APTES, đầu tiên, khuấy đều hỗn hợp 64 mL nước deion và 2,6g Cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) ở nhiệt độ 60 o C trong 30 phút Tiếp theo, từ từ thêm hai dung dịch 11,25 mL ethanol và 550 µL NH3 (2,8%) vào hỗn hợp, khuấy trong 5 phút với tốc độ khuấy ổn định.

Chuẩn bị 8 mL tetraethylorthosilicate (TEOS) và nhỏ từ từ vào hỗn hợp bằng kim tiêm Giữ cho phản ứng diễn ra trong 2 giờ kể từ khi hoàn tất việc nhỏ TEOS Sau đó, lấy mẫu ra và ngâm vào nước lạnh, thực hiện quá trình siêu âm trong 30 phút.

Sau khi đánh siêu âm, nhỏ từ từ, cùng lúc 4mL ethanol và 1mL APTES Khuấy hỗn hợp trên trong 20 giờ ở 30 o C Sau đó đem mẫu siêu âm trong 30 phút.

Dung dịch thu được được thẩm tách qua màng cellulose với trọng lượng phân tử từ 6.000 đến 8.000 Da trong nước trong 3 ngày Sau đó, quá trình thẩm tách tiếp tục trong 250 mL hỗn hợp acid acetic 2(M) và ethanol theo tỷ lệ 1:1, thực hiện trong 5 lần.

Dung dịch thu được đem đông khô, thu được sản phẩm dạng bột màu trắng, mịn.

2.2.2 Biến tính vật liệu nano silica xốp

2.2.2.1.Biến tính bằng hydrazine (tổng hợp PNS-GPTMS-Hydrazine là chất mang thuốc 1)

PNS-GPTMS được hòa tan hoàn toàn trong nước khử ion, sau đó từ từ nhỏ hỗn hợp này vào hydrazine Phản ứng diễn ra trong 12 giờ dưới điều kiện khuấy từ và ở nhiệt độ phòng.

Sản phẩm được đưa vào màng (MW 12kD-14kDa) và thẩm tách trong nước cất khoảng 3 ngày, sau đó đông khô thu sản phẩm.

Hình 2.6 Quy trình tổng hợp PNS-GPTMS-Hydrazine.

2.2.2.2 Biến tính PNS bằng Chitosan-mPEG (tổng hợp PNS-GPTMS-CS-mPEG là chất mang thuốc 2)

Cân 0,25g mPEG (5000Da) vào bình cầu 3 cổ và gia nhiệt đến 65-70°C để làm chảy mPEG Trong quá trình gia nhiệt, cần duy trì môi trường chân không bằng cách hút chân không để đảm bảo phản ứng diễn ra hiệu quả.

Sau khi mPEG đã chảy hoàn toàn, cân 16,00mg NPC (201.56Da) vào hỗn hợp Cần lưu ý rằng NPC rất nhạy với nước, vì vậy cần thực hiện thao tác nhanh chóng để tránh thủy phân Để duy trì sự ổn định của hệ phản ứng, giữ nhiệt độ ở mức 65-70˚C trong môi trường chân không trong vòng 6 giờ, với tốc độ khuấy 300 vòng/phút.

Sau 6 giờ phản ứng ở nhiệt độ 65-70 độ C, hệ phản ứng cần được hạ nhiệt độ xuống 40 độ C để đảm bảo quá trình phản ứng diễn ra an toàn và hiệu quả Tiếp theo, thêm 5 mL tetrahydrofuran (THF) vào hệ phản ứng và tiếp tục khuấy trộn ở tốc độ 300 vòng/phút trong khoảng thời gian hơn 1 giờ để đảm bảo phản ứng được hoàn tất.

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN