2. Contents
I. Chitosan : ..........................................................................................................................2
1. Cấu trúc :........................................................................................................................2
2. Tính chất........................................................................................................................3
3. Ứng dụng :.....................................................................................................................3
II. Nano chitosan...................................................................................................................3
1. Giới thiệu:......................................................................................................................3
2. Điều chế :.......................................................................................................................3
a) Phương pháp tạo gel ion.........................................................................................4
b) Phương pháp khâu mạch nhũ tương.....................................................................4
c) Phương pháp giọt tụ/kết tủa....................................................................................6
d) Phương pháp hợp nhất giọt nhũ tương................................................................6
e) Phương pháp mixen đảo .........................................................................................7
Nano chitosan và ứng dụng làm chất dẫn truyền thuốc
I. Chitosan :
1. Cấu trúc :
Chitosan là một loại polymer carbohydrate tự nhiên có thể tạo ra bằng cách
deacetyl hoá chitin. Trong đó nhóm (–NH2) thay thế nhóm (-NHCOCH3) ở vị trí C2.
Chitosan được cấu tạo từ các mắc xích D-glucosamine liên kết với nhau bởi liên kết
α-(1-4)-glycoside
Chitosan có thể tìm thấy trong tự nhiên từ động vật giáp xác như tôm, cua, các loài
vi sinh vật như nấm, men,…
3. Hình 1: Công thức cấu tạo chitin và chitosan
2. Tính chất
Không độc, tính tương ứng sinh học cao và có khả năng phân huỷ sinh học nên
không gây dị ứng và không gây phản ứng phụ, không gây tác hại đến môi trường.
Cấu trúc ổn định.
Có tính kháng khuẩn tốt.
Là hợp chất cao phân tử nên trọng lượng phân tử của nó giảm dần theo thời gian do
phản ứng tự cắt mạch.
Có khả năng hấp phụ cao đối với các kim loại nặng.
Ở pH < 6,3, chitosan có tính điện dương cao.
3. Ứng dụng :
Y học: màng chữa bỏng, chỉ khâu phẩu thuật
Công nghiệp: phụ gia thực phẩm,..
Nông nghiệp: thuốc bảo vệ thực vật,..
Khoa học kĩ thuật: tăng độ khuyếch đại của kính hiển vi
II. Nano chitosan
1. Giới thiệu:
Chitosan được sử dụng làm nguyên liệu điều chế hạt nano chitosan trong những năm gần
đây vì những tính chất ưu việt của nó ở kích thước nano. Chitosan là dạng deacetyl hóa từ
chitin, có cấu trúc polysaccharide.. Với nhiều tính năng trên nó trở thành nguyên liệu cho
nhiều ứng dụng dược sinh học.
Nano chitosan do có kích thước siêu nhỏ (từ 10 đến 1000nm) nên dễ dàng đi qua màng tế
bào, có thể đưa vào cơ thể qua nhiều đường khác nhau như dùng ngoài da, dùng qua
đường miệng, qua mũi…. Nano chitosan có diện tích và điện tích bề mặt cực lớn nên được
ứng dụng nhiều trong sinh y học như mang thuốc, vaccine, vectơ chuyển gen, chống khuẩn,
thuốc điều trị ung thư….
Khi sử dụng nano chitosan làm chất dẫn thuốc, thuốc điều trị được bảo vệ bởi những hạt
nano chitosan khỏi sự phân huỷ sinh học. Do kích thước rất nhỏ, những hạt này có tác dụng
thấm sâu vào cơ thể, đưa thuốc đến đúng mục tiêu, nâng cao hiệu quả điều trị.
2. Điều chế :
Hiện nay có 5 phương pháp chủ yếu để tạo hạt nano chitosan là:
Phương pháp tạo gel ion (ionic gelation)
Phương pháp khâu mạch nhũ tương (emulsion cross-linking)
Phương pháp giọt tụ/kết tủa (coacervation/precipitation)
Phương pháp hợp nhất giọt nhũ tương (emulsion-droplet coalescence)
Phương pháp mixen đảo (reverse micellar)
4. Sự lựa chọn phương pháp tổng hợp nano chitosan phụ thuộc vào bản chất của những phân
tử hoạt động cũng như những yêu cầu dẫn truyền khác nhau
bảng 1:Tóm tắt phương pháp điều chế hạt nano
chitosan làm chất dẫn các loại thuốc, protein
hoặc gen khác nhau
a) Phương pháp tạo gel ion
Đây là phương pháp được sử dụng nhiều nhất, ưu điểm của phương pháp này là
quá trình chuẩn bị đơn giản và không cần phải sử dụng dung môi hữu cơ hay sử
dụng lực nén lớn, thực hiện trong môi trường nước
Cơ chế : tương tác tĩnh điện giữa chitosan tích điện dương và một polyanion
(tripolyphosphate). Đầu tiên chitosan được hòa tan vào dung dịch acid acetic. Sau đó
chitosan được trộn lẫn với polyanion để tạo hạt nano chitosan dưới điều kiện khuấy từ
liên tục tại nhiệt độ phòng. Kích thước và điện tích bề mặt có thể kiểm soát bằng cách
sử dụng những tỷ lệ chitosan và polyanion khác nhau
Hình 2: Sơ đồ tạo hạt bằng
phương pháp tạo gel ion
b) Phương pháp khâu mạch nhũ tương
Hỗn hợp nhũ tương nước trong dầu (w/v) được tạo ra bằng cách phân tán dung
dịch chitosan trong dầu. Những giọt lỏng được làm bền bởi chất hoạt động bề
mặt. Dung dịch nhũ tương sau đó được khâu mạch bằng tác nhân tạo nối thích
hợp như glutaraldehyde. Hai nhóm –CHO của glutaraldehyde sẽ phản ứng với
nhóm –NH2 của chitosan để khâu mạch tạo hạt nano chitosan
5. hình 3: Sơ đồ tạo hạt bằng phương pháp khâu mạch nhũ tương
6. c) Phương pháp giọt tụ/kết tủa
Phương pháp này sử dụng tính chất của chitosan là không tan trong dung dịch
kiềm. Bởi vậy, chitosan sẽ bị kết tủa, tạo giọt ngay khi dung dịch chitosan tiếp
xúc với dung dịch kiềm. Dung dịch kiềm có thể là NaOH, NaOH-metanol hoặc
ethandiamine. Dung dịch chitosan sẽ được một thiết bị nén phun vào dung dịch
kiềm để tạo hạt nano
Hình 4: Sơ đồ tạo hạt bằng phương pháp giọt tụ.
d) Phương pháp hợp nhất giọt nhũ tương
Phương pháp này lần đầu được sử dụng vào năm 1999. Phương pháp này sử
dụng nguyên tắc của cả hai phương pháp: tạo nối ngang nhũ tương và kết tủa.
Thay vì sử dụng tác nhân tạo nối ngang, kết tủa tạo ra bằng cách cho các giọt
chitosan kết hợp với các giọt NaOH. Một hệ nhũ tương bền chứa dung dịch
chitosan cùng với thuốc tạo ra trong paraffin lỏng. Đồng thời, một hệ nhũ tương
bền khác chứa dung dịch chitosan và NaOH cũng được tạo ra theo cách như
trên. Khi cả hai hệ nhũ tương này được trộn lại với tốc độ khuấy cao, các giọt từ
mỗi hệ sẽ va chạm một cách ngẫu nhiên, hợp lại và kết tủa thành những hạt nhỏ.
Hình 5: Sơ đồ tạo hạt bằng
phương pháp hợp nhất giọt nhũ
tương
7. e) Phương pháp mixen đảo
Trong phương pháp này, người ta hòa tan chất hoạt động bề mặt vào dung môi
hữu cơ để tạo ra những hạt mixen đảo. Dung dịch lỏng chứa chitosan và thuốc
được thêm từ từ với tốc độ khuấy không đổi để tránh làm đục dung dịch. Pha
lỏng được giữ sao cho hỗn hợp trở thành pha vi nhũ trong suốt. Sau đó tác nhân
tạo nối ngang dược thêm vào và khuấy qua đêm. Cô quay loại dung môi. Phần
còn lại phân tán lại trong nước. Dung dịch muối thích hợp được thêm vào để kết
tủa chất hoạt động bề mặt. Hỗn hợp được ly tâm. Phần dung dịch ở trên chứa
hạt nano mang thuốc được chiết ra, cho qua màng thẩm tách 1 giờ. Đông cô
chất lỏng thu được cho ta bột thuốc
Hình 6: Sơ đồ tạo hạt bằng phương pháp mixen đảo.
