count
B Y T
I HC HÀ NI
TRN TRNG BIÊN
NGHIÊN CU BÀO CH TIU PHÂN
NANO ARTESUNAT S DNG
POLY(LACTIC-CO-GLYCOLIC) ACID
VÀ CHITOSAN KHÓA LUN TT NGHIP HÀ NI - 2015
B Y T
I HC HÀ NI
ôi xin chân thành cTh.S Bùi Th , DS. Nguyn
Th Thùy Trang, Th.S Nguyn Hnh Thy, nhi ch n ngi
luôn nhit tình ch bo, dìu dt tôi trong thi gian qua.
gi li c ti các thy cô, các anh ch k thut viên thuc
Vin Công ngh c phm Quc gia, B môn Công nghic, B môn Bào
ch u kin v thit b, máy móc, hóa ch tôi hoàn thành khóa
lun.
Tôi xin phép cngào to và các Phòng
ban khác, các thy cô và cán b i hc Hà Ny bo,
tu kin và tôi hoàn thành khóa hc tng.
Cui cùng, tôi c cm tôi, bng viên, giúp
tôi trong sut thi gian qua.
Sinh viên Trn Trng Biên
MC LC
DANH MC CÁC KÝ HIU, CÁC CH VIT TT
DANH MC CÁC BNG
DANH MC CÁC HÌNH V TH
T V 1
NG QUAN 2
1.1. Vài nét v tiu phân nano polyme 2
1.1.1. Khái nim 2
1.1.2. Phân loi 2
1.1.3. Mt s tiu phân nano polyme 3
3.1. Kt qu xây dng chun biu th ma din tích pic
và n artesunat 26
3.2. - 26
3.3. - 27
3.3.1. nh công thc bào ch n 27
3.3.2. La chn mt s thông s n hp ph chitosan 29
3.3.3. Tc bào ch tiu phân nano ART-PLGA/CS 31
45
TÀI LIU THAM KHO
PH LC DANH MC CÁC KÝ HIU, CÁC CH VIT TT
Ab
Kháng th (antibody)
ACN
Acetonitril
ART
Artesunat
BP
n Anh ( British Pharmacopoeia)
CS
Chitosan
Da
Dalton
DA
Deacetyl hóa
kl/kl
Khng/khng
KT
KTTP
u phân
MPS
(Mononuclear
Phagocyte System)
NC
PACA
poly(alkylcyanoacrylat)
PDI
PEG
Polyethylenglycol
PEO
Polyethylen oxyd
PLA
Polylactic acid
PLGA
Poly(lactic-co-glycolic) acid
TEM
Kính h (Transmission
Electron Microscopy)
Tg
3.3
phân nano ART-PLGA/CS
29
3.4
Ký hiu và các mc ca bic lp
31
3.5
Ký hiu và các mc ca bin ph thuc
32
Bng 3.6
ng ca các bic ln bin ph thuc
33
3.7
34
3.8
Kt qu nh mt s c tính tiu phân nano ART-
PLGA/CS theo công thc t
38
3.9
40
Bng 3.10
a h
nano ART-PLGA/CS
42
n ART
26
Hình 3.2
nh ng ca thi gian hp ph n KTTP, th zeta và
PDI ca tiu phân nano ART-PLGA/CS
30
Hình 3.3
Mu din s ng ca pH dung dch CS và t l
n KTTP nano ART-PLGA/CS
34
Hình 3.4
Mu din s ng ca pH dung dch CS và nhit
hp ph n PDI ca h tiu phân nano ART-PLGA/CS
35
Hình 3.5
biu din hình dng chui hp ph CS trên b mt tiu
phân nano PLGA (A. Chun hp ph, vòng và
do; B. Chui liên k m gn; C. Cun hoc
khi hp ph; D. Chu[26]
36
Hình 3.6
M u din s ng ca t l CS/PLGA và pH
dung d n th zeta ca tiu phân nano trong môi
c ct
36
Hình 3.7
Mu din s nh ng ca nhi và pH dung dch
n hiu sut mang thuc ca tiu phân nano ART-
37
nano. Tuy nhiên, nano polyme PLGA vn có hn ch kh
nhy kém và kh n din cao bi h thng min dch c [42]
chitosan (CS) là mt polysaccharid có kh y sinh hc s d
c tính b mt ca tii th zeta t n
bào, kéo dài thi gian tun
hoàn ca h nano và hn ch s gii phóng thuc lea n
u. Vì vy, N u phân nano artesunat s dng
poly(lactic-co-glycolic) acid c thc hin các mc tiêu:
1. Xây dng công thc c mt s thông s quy trình bào ch
-PLGA bao ngoài vi chitosan.
2. c mt s c tính ca tiu phân nano ART-PLGA/CS.
2
1. NG QUAN
1.1. Vài nét v tiu phân nano polyme
1.1.1. Khái nim
Tiu phân nano polyme ng bao hàm c 2 loi là siêu vi cu (nanospheres)
có cu trúc dng ct (matrix) và siêu vi nang (nanocapsules) có cu trúc nhân - v.
C 2 du là các tiu phân th rc (KT) < 1c cht (DC)
có th c hòa tan, by (entrapped), nang hoá (encapsulated), liên kt hóa hc
hoc hp ph lên b mt tiu phân nano polyme [3], [25], [37].
1.1.2. Phân loi
Da trên nhng kt qu NC v a h nano và h sinh hc (gi là
-bio) có th phân loi thành 3 th h ti [6], [18]:
Th h 1
Th h 2
Th h 3
- Ci thi tan
- T
hc
- T hóa vn
chuyn thuc
- Có tính cht n (th
ng)
- ng
- ng
- Có t
- S dng các tín hiu sinh
hc hoc nhân t kích
hot gii phóng thuc
- Có kh
tr liu
Thách
thc
sinh hc
- Không nh
- B thanh thi bi
MPS
-
thp
- Quá ph thuc vào
hiu ng EPR
- Không có kháng
nguyên chung
-
ng không t
- <10% liu thuc n
- ch tán dung môi.
- Hoá mui.
1.1.4. u phân nano polyme
ch
Hin nay có nhiu mi quan tâm trong vic phát trin các h vn chuyn thuc
nh s dng theo ch và có thi gian tu
có th gii phóng thuc tng theo cách liên tc hoc có kim soát. Tiu
phân nano polyme là nhng h ng cho các thuc tác dng t
ch, iu qu ti mô bnh lý và gic tính chung.
Sch, các tiu phân nano polyme d dàng b nhn din bi các
t bào thc bào (ch yu là các t bào ca h thng th (MPS) và
bch c i lai và nhanh chóng b thanh thi khi vòng
tun hoàn [3], [47]. Ch yi thc bào khu trú trong h thi ni mô
(reticuloendothelial system RES) bào Kuffer gan chim ti 85-
95% kh c bào ni mch) gi vai trò quan trng trong vic thc bào các
tiu phân sau khi tiêm. Kt qu c chc tp trung ti v ng là
h th, tránh phân b vào my làm gim
5
c tính và tác dng ph ca dc cht. thc bào có th c d
trung gian ca s hp ph protein huy n mt tiu phân (quá trình
opsonin hóa) và hot hóa b th. li dng tính ch c
ng là các t bào thc bào [3].
ng h chc khác, mut tác dng
t u qu c ht c a tiu phân nano trong
vòng tun hoàn [42], [44], [47]. Nhiu n lc thc hi kéo dài thi gian
tun hoàn ca tiu phân nano bng cách tránh s nhn din bi RES, ch yu bng
cách gn kt hóa hc hoc hp ph vt lý các polyme c (PEG, PEO,
chitosan hoc các phân t thích hp (cht din hot: poloxame,
poloxamin 908, Tween 80, lên b mt tiu phân nano, to các tiu phân nano n
ng hp, s có mt ca các thành phn phân t ng thp (monome,
oligome, chc, hình dng và hình thái b mtc tính vn
có ca polyme (KLPT, cu trúc hóa hc, tính c, trng thái kt tinh, nhi
chuyn hóa thy tinh (Tg)), các thông s lý hóa (pH, nhi , lc ion ca môi
d thy phân [34], [44].
1.2.2. Nhkhi s dng PLGA làm cht mang thuc
Mt trong nh chính ca các h nano dn
hiu sut np thuc (drug loading efficiency) thp mc dù hiu sut mang thuc
(ecapsulation efficiency) thân du cao. 2 là có s gii phóng thuc
u. Thc t c mô t phn ln các h
u này làm cho phân t thuc có th ng
là các t bào, mô bt hiu qu u tr. Mm hn ch na
n PLGA là vic to thành các acid khi phân hy - ng hp ca
nhiu polyme phân hy sinh hc khác, có th bt li vc cht nhy cm
vi acid. Vì vy, nhiu bin pháp giúp c cht này c nghiên
cu và tip tc là mc thu hút c nhiu s quan tâm ca các nhà khoa
hc [13], [29]. B mc ca PLGA là 1 hn ch khác do
b nhn din bi h thng min dch c [42]. H
7
c hiu vi protein và t bào dn s c ti các mô không
bnh lý làm gim hiu qu u tr ng ph cc bit là các
thuNgoài ra, vic thiu ht các nhóm chc trên b mt ca
PLGA làm gim tác dng ch ng tn kt vi các phân t mc tiêu
[19], [53]u n lc nhc tính lý hóa b mt ca tiu
c thc hio h nano PLGA s dng các polyme
kéo dài thi gian tun hoàn do tic có kh n
gan m ti thiu [42], [44].
1.3. Thông tin v chitosan
1.3.1. Ngun gc và cu trúc ca chitosan
enzyme thy phân [43].
1.3.3. Mt s ng dng ca chitosan trong bào ch tiu phân nano polyme
CS c ng dng rc có cu trúc
- Nh c, CS bao ngoài tiu phân nano có b
mt k c (, PLA
[25],
[44].gim i protein huyt
m quá trình opsonin hóa, làm chm quá trình thc bào nên
tha h nano trong máu [28], [42]. bao CS làm
cht mang thuc paclitaxel nano PLGA
không có CS [42]. Tiu phân nano có b mc i 200 nm
cho thy kh khi u ru g
là h qu ca vic tic có thi gian tun hoàn u phân
k c [4].
- Tính cht kh c ca CS giúp các
h nano bao CS có ái lc cao vi màng t bào [17], [19], [39]. Vì màng t c
bit là màng t n âm [6], [53], [56], iu phân nano cation
9
c hp thu chn lc bi các t bào ni mô mch máu ca khi u.
mt s thun li cho s nhp bào ca tiu phân nano vào t bào
[6], [26]. Ngoài ra, tính cht bám dính màng nhy c kt
dính ca tiu phân nano vi màng t y nhanh s thc bào vào trong t
bào [57], ng thi [17], [20].
- Các nhóm amin (NH
2
) trong cu trúc CS d dàng phn ng vi các tác
nhân hóa hu phân nano bao CS có b mng, d dàng gn kt các
phân t mi t p ni sinh hc [17], [19], [53].
y phân, ct mch polyme làm phá v cu trúc tiu phân
nano polyme phân hy sinh hc. Màng bao CS có tính i tùy thuc
bn ca n [17].
10
- P liên kt hóa hc
Nguyên tc c a trên phn ng hóa hc gia các nhóm
NH
2
ca CS và nhóm COOH ca PLGA to thành liên kng hóa tr. Tiu phân
nano polyme PLGA sau khi bào ch bc phân tán
vào các dung dch m phosphat pH 5,0 [19], pH 6,0 [53], m 2-(N-
morpholino) ethansulfonic (MES) pH 5,5 [17], N-hydroxy succinimid (NHS) và N-
(3-dimethyl aminopropyl)--ethylcarbodiimid hydrochlorid (EDC.HCl) là tác nhân
hot hóa và loc thêm vào hn h hot hóa nhóm carboxyl trên
PLGA. Tiu phân nano PLGA có nhóm carboxyl hot hóa trên b mt cho phn ng
vi nhóm amino ca CS trong 24 gi to liên kt carbodiimid [17], [19], [53].
m cc là to liên kt bn vng gia CS và PLGA
[17], [25]. m là quy trình phc tp và thi gian phn ng kéo dài gây
gim hiu sut mang thuc [19], [53], cu trúc tiu phân nano
s dng polyme phân hy sinh hc.
Hình 1.4. Cu trúc tiu phân nano polyme PLGA gn chitosan [53]
a Gn chitosan bp ph vt lý
b Gn chitosan bt hóa hc
1.3.5. Mt s nghiên cu bào ch tiu phân nano s dng
PLGA và chitosan
- Chen H. và cng s (2009), Wang Y. và cng s (2013) ti
- c theo pháp b
11
8
. Khng phân t: 384,4 g/mol [1], [50].
12
1.4.2. Tính cht lý hóang
- Tính cht lý hóa: ART là tinh th hoc bt kt tinh màu trng, rt khó tan
c (khong 56,2 mg/L 25
o
C), tan tt trong dicloromethan (DCM),
ethanol, aceton, cloroform, dimethyl sulfoxid và dung dch kim [1]. Do có nhóm
chc ester và nhóm chc lacton nên rt d b thy phân. Tuy nhiên t thy phân
ph thuc vào nhi m và m kim. Có tính acid yu do có nhóm
carboxylic trong phân t vi giá tr pKa ~ 4,6 [7].
- nh tính: , hng ngoi, p
pháp sc ký lp mng [1], p sc ký lng hi (HPLC) [50].
- ng: a sn phm thy phân trong môi
ng kim c sóng 289 nm [1], pi c
sóng 216 nm [1], [50], png pháp sc ký lng-ph khi (LC-MS) [49]
pháp chu acid-kim [54].
1.4.3. ng hc
Khi vào máu ART chuyn hóa nhanh thành dihydroartemisinin (DHA). Vì vy
n ART trong máu rt thp. N u tr trong máu ca ART t 197-397
ng/ml. ART khi phát tác dng nhanh và thi tr nhanh (ch 6 gi sau khi ung)
[31]. Thi gian bán thi cch ngn, khong 2,7 phút, ca
DHA là 40 phút. Khi tiêm bng là 29 và 95 phút [30]. n
c dùng lp li nhiu ln trong ngày, c biu tr ký sinh trùng st rét.
Tiu tr y làm gim s hài lòng ca bn t
l tái phát cao [24].
1.4.4. Tác dng cha artesunat
Tác dng kháng st rét ca ART c các nhà khoa hc NC và chng minh
Bng 1.2. So sánh liu hiu qu ca ART trên mt s dòng t [27]
Liu hiu qu
ng dùng
Th nghim
ng trng
50 mg/kg
i da
In vivo
Kaposi's sarcoma
1-15 µM
-
In vitro
100 mg/kg
ng ung
In vivo
i trc tràng
20-100 µM
-
In vitro
300 mg/kg
ch
In vivo
bào hc t da
10-200 µmol/l
-
In vitro
1 mg/ngày
Tiêm phúc mc
In vivo
Tác dng kháng st rét in vivo th nghim trên chut gây nhim Plasmodium
berghei ca h n dch ART nguyên liu [16].
15
- Nguyen H. T. và cng s (2014) NC bào ch tiu phân nano polyme
PLGA cha ART bb c. Tiu
c có KT khong 170 nm, phân b KT hp, hiu sut mang thuc
cao nht 83,4%, kéo dài thi gian gin 48 gi, nh sau 1 tháng
bo qui manitol t l u cho thy có
tác dng kháng li các dòng t trên mô hình in vitro dòng t bào
u mô SCC7, t hi A549 và t i
MCF-7 [41].
Ti Vit Nam, vic áp dng các loi thuc ht nano nói chung
ng nano ca dn cht artemisinin nói riêng vn còn hn ch. c bit là
các h nano th h 2, th h 3. Thit k h thng phân phi thui
c tính b mt giúp kéo dài thi gian tun hoàn ca h nano trong máu, ti
phân phi thun các kh n vi màng t bào
ng pH, hoc các th th folat. a
nghiên cu này là to ra các ht nano polyme ART-PLGA vi s c tính
b mt s dng polyme thân c là CS, ng th kim
soát gi-
PLGA/CS.