Download luận án tiến sĩ ngành vật liệu điện tử với đề tài: Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng và khảo sát tiềm năng ứng dụng của hệ dẫn thuốc nano đa chức năng nền copolyme PLA-PEG có và không có hạt từ (Fe3O4) Nhận viết luận văn đại học, thạc sĩ trọn gói, chất lượng, LH ZALO=>0909232620 Tham khảo dịch vụ, bảng giá tại: https://baocaothuctap.net

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
--------------------------
PHAN QUỐC THÔNG
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, ĐẶC TRƯNG VÀ KHẢO
SÁT TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG CỦA HỆ DẪN THUỐC
NANO ĐA CHỨC NĂNG NỀN COPOLYME PLA-PEG
CÓ VÀ KHÔNG CÓ HẠT TỪ (Fe3O4)
Chuyên ngành: Vật liệu điện tử
Mã số: 9.44.01.23
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU
Hà Nội - 2019

2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
--------------------------
PHAN QUỐC THÔNG
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, ĐẶC TRƯNG VÀ KHẢO
SÁT TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG CỦA HỆ DẪN THUỐC
NANO ĐA CHỨC NĂNG NỀN COPOLYME PLA-PEG
CÓ VÀ KHÔNG CÓ HẠT TỪ (Fe3O4)
Chuyên ngành: Vật liệu điện tử
Mã số: 9.44.01.23
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
GS.TSKH. NGUYỄN XUÂN PHÚC
TS. HÀ PHƯƠNG THƯ
Hà Nội - 2019

3. i
LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất của mình tới
GS.TSKH. Nguyễn Xuân Phúc và TS. Hà Phương Thư – những người Thầy hướng dẫn
đã ân cần chỉ bảo, cũng như tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt thời gian
thực hiện luận án.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất tới PGS.TS. Đỗ Hùng Mạnh,
PGS.TS. Phạm Thanh Phong, TS. Lê Trọng Lư vì sự quan tâm sâu sắc, sự giúp đỡ tận
tình trước và trong quá trình thực hiện luận án.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất tới PGS.TS. Lê Thị Mai Hương, TS.
Trần Thị Hồng Hà thuộc Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên – Viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam, PGS.TS. Hoàng Thị Mỹ Nhung, ThS. Nguyễn Đắc Tú
của Bộ môn sinh học tế bào thuộc Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
– Đại học Quốc gia Hà Nội vì những hợp tác nghiên cứu trong các ứng dụng y sinh.
Bản luận án này sẽ không thể hoàn thành nếu không có sự giúp đỡ của các đồng
nghiệp. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn của mình tới tất cả các thành viên làm việc tại Phòng
Vật liệu nano y sinh và Phòng vật lý vật liệu từ và siêu dẫn của Viện Khoa học vật liệu.
Đặc biệt, tôi xin được gửi tới TS. Phạm Hồng Nam, NCS. Đỗ Khánh Tùng, NCS. Lưu
Hữu Nguyên, NCS. Mai Thị Thu Trang, NCS. Nguyễn Hoài Nam, NCS. Lê Thị Hồng
Phong và ThS. Tạ Ngọc Bách, TS. Vương Thị Kim Oanh lời cảm ơn chân thành vì sự
giúp đỡ thực hiện các phép đo và sự quan tâm động viên hết sức quý báu với tôi trong
quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin được gửi lời cảm ơn tới GS. Phan Mạnh Hưởng ở Đại học Nam Florida
và GS. Sri Sridhah thuộc Trường Đại học Đông Bắc, Hoa Kỳ về những phép đo trên
các máy chuyên dụng thực hiện tại đó. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới GS.
Nguyễn Thị Kim Thanh và Cộng sự tại Đại học London – Vương quốc Anh về những
hợp tác nghiên cứu và giúp đỡ tôi thực hiện những phép đo quý báu.

4. ii
Luận án được thực hiện với sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài nghiên cứu cơ bản định
hướng ứng dụng mã số DT.NCCB-DHUD.2012-G/08 và dự án AOARD award FA
2386 14-1-0025 giữa nhóm nghiên cứu của GS. Nguyễn Xuân Phúc, Viện Khoa học
vật liệu với các nhóm của GS. Nguyễn Thị Kim Thanh, Trường đại học London và GS.
Sri Sridhah, Trường đại học Đông Bắc – Hoa Kỳ; đề tài “Nghiên cứu quy trình chế tạo
và thử nghiệm hệ dẫn thuốc hướng đích cấu trúc nano đa chức năng (polyme-drug-
folate)”, Mã số 106.99-2012.43, Nafosted (7/2013-7/2016) và đề tài “Nghiên cứu chế
tạo hệ dẫn thuốc nano Paclitaxel phối hợp Curcumin và đánh giá tác động của chúng
lên các tế bào ung thư”, mã số:VAST03.04/16-17, Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam, (1/2016-12/2017) do TS. Hà Phương Thư làm chủ nhiệm.
Tôi cũng xin được cảm ơn tới Ban lãnh đạo, Bộ phận quản lý đào tạo và các cán
bộ Phòng thí nghiệm trọng điểm của Viện Khoa học vật liệu, vì đã luôn tạo điều kiện
thuận lợi nhất cho tôi trong quá trình thực hiện bản luận án.
Sau cùng, tôi muốn gửi tình cảm yêu thương nhất và sự biết ơn tới bố, mẹ, vợ và
các con cũng như tất cả những người thân trong gia đình và bạn bè đã luôn cổ vũ, động
viên để tôi vượt qua khó khăn hoàn thành tốt nội dung nghiên cứu trong bản luận án
này.
Hà Nội, ngày tháng năm
Tác giả luận án
Phan Quốc Thông

5. iii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, dưới sự hướng dẫn
của GS.TSKH. Nguyễn Xuân Phúc và TS. Hà Phương Thư. Các số liệu, kết quả sử
dụng trong luận án được trích dẫn từ các bài báo và báo cáo đề tài đã được sự đồng ý
của các đồng tác giả. Các số liệu, kết quả này là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận án
Phan Quốc Thông

6. iv
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
I. Danh mục các ký hiệu
B0 : Từ trường cố định
Bcl-2 : Protein gây chết rụng tế bào
BT-474 : Dòng tế bào ung thư biểu mô tuyến vú người
C : Nhiệt dung riêng của hệ mẫu
C3 : Một loại protein trong hệ thống miễn dịch
CS : Khả năng sống sót của tế bào ở nồng độ nào đó của chất thử tính theo %
so với đối chứng
G2 : Pha trống 2
H : Cường độ từ trường
HepG2 : Dòng tế bào ung thư gan ở người
IC50 : Nồng độ ức chế (Inhibited Concentration)
LD50 : Chỉ số xác định liều cận trên và cận dưới
M : Pha nguyên phân
mi : Khối lượng hạt từ
ms : Khối lượng tổng cộng của hệ mẫu
Ms : Từ độ bão hòa
r1, r2 : Độ hồi phục dọc và ngang, tương ứng 1 và 2
R1, R2 : Tốc độ hồi phục dọc và ngang, tương ứng 1 và 2
RF : Tần số radio
Ro1,2 : Tốc độ hồi phục dọc và ngang khi không có chất tương phản
Sarcoma180 : Dòng tế bào ung thư mô liên kết chuột
T1, T2 : Thời gian hồi phục dọc và ngang, tương ứng 1 và 2
0 : Mômen từ của chân không
f : Tần số của từ trường
: Tốc độ tăng nhiệt ban đầu
 : Độ lệch tiêu chuẩn
φ : Hằng số pha
T
t



7. v
ω0 : Tần số Larmor
II. Danh mục các chữ viết tắt
BCS : Huyết thanh Bò (Bovine Calf Serum)
CLT : Chất lỏng từ
CT : Kỹ thuật chụp cắt lớp với sự hỗ trợ của máy tính (Computed
Tomography)
Cur : Curcumin
Cur/Fe3O4@PLA-PEG: Hạt nano Fe3O4 bọc copolyme PLA-PEG mang Curcumin
Cur/PLA-PEG: Polylactic axit- Polyethylene glycol mang Curcumin
Cur/PLA-PEG-Fol: Polylactic axit- Polyethylene glycol mang Curcumin và gắn yếu tố
hướng đích Folat
DCM : Dung môi (Dichlomethan)
DLS : Giản đồ tán xạ ánh sáng động (Dynamic Light Scattering)
DMEM : Môi trường nuôi cấy tế bào (Dulbecco’s Modified Eagle Medium)
DMSO : Dung môi (Dimethyl Sulfoside)
FC : Làm lạnh có từ trường (Field Cool)
FDA : Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Thuốc Hoa Kỳ (Food and Drug
Administration)
Fe3O4@PLA-PEG: Hạt nano Fe3O4 bọc copolyme PLA-PEG
FE-SEM : Kính hiển vi điện tử quét- phát xạ trường (Field Emission Scanning
Electron Microscope)
FT-IR : Phổ hấp thụ hồng ngoại Fourier
HDT : Hệ dẫn thuốc
HDTNN : Hệ dẫn thuốc kích thước nano
ILP : Công suất tổn hao nội tại (Intrinsic Loss Power)
IO : Ôxit sắt (Iron oxide)
MFH : Nhiệt trị ung thư dùng chất lỏng từ (Magnetic Fluid Hyperthermia)
MIH : Đốt nóng cảm ứng từ (Magnetic Inductive Heating)
MNPs : Các hạt nano từ tính (Magnetic Nanoparticles)
MPEG-PLA: Methôxy poly(ethylene glycol)-poly(lactic axit)

8. vi
MRI : Ảnh cộng hưởng từ (Magnetic Resonance Imaging)
NAA : Axit amin không thiết yếu (Non-Essential Amino Acids)
PBS : Đệm sinh lý (Phosphate Buffered Saline)
PEG : Polyethylene glycol
PET : Kỹ thuật ghi hình bằng bức xạ positron (Positron Emission Tomography)
PLA : Polylactic axit
PLA-PEG : Polylactic axit- Polyethylene glycol
PLA-TPGS : Poly(lactic axit)-vitamin E
PLGA : Poly (lactic-co-glycolic)
PLGA-PEG : Poly(lactic-co-glycolic)-polyethylene glycol
PSF : Hợp chất kháng sinh (Penixillin- Streptomycin sulfate- Fungizone)
SAR : Tốc độ hấp thụ riêng (Specific Absorption Rate)
Sn(Oct)2 : Sn(II) 2-ethylhexanoate (Tin (II) 2-ethylhexanoate)
SRB : Thuốc nhuộm (Sulfo Rhodamine B)
TCA : Axit hữu cơ Tricloacetic (Trichloro Acetic acid)
TEM : Kính hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscope)
TGA : Phân tích nhiệt vi lượng (Thermal Gravimetric Analysis)
UV-Vis : Phổ tử ngoại-khả kiến (Ultraviolet-Visible)
VSM : Từ kế mẫu rung (Vibrating Sample Magnetometer)
XRD : Nhiễu xạ tia X (X-Ray Diffraction)

9. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Sơ đồ hình thành hạt nano đa chức năng..................................................9
Hình 1.2. Các loại hạt nano nền polyme cấu trúc lõi-vỏ đặc trưng cho phân phối thuốc
..............................................................................................................11
Hình 1.3. Sơ đồ hệ dẫn thuốc nano đa chức năng .................................................12
Hình 1.4. Cấu trúc hệ dẫn thuốc đa chức năng với: A) Các hạt nano đa chức năng
đơn giản với thuốc và/hoặc các liệu pháp được mang vào bên trong; B)
Các hạt nano đa chức năng phức tạp bao gồm hạt nano ôxit sắt, hạt nano
lõi silica – vỏ hạt vàng, hạt nano Gadolinium biến tính bề mặt gắn các phối
tử hướng đích và đóng gói thuốc ........................................................... 14
Hình 1.5. Cấu trúc Curcumin ...............................................................................16
Hình 1.6. Sơ đồ tổng hợp copolyme PLA-PEG bằng phương pháp trùng ngưng mở
vòng polyme ......................................................................................... 25
Hình 1.7. Cấu trúc tinh thể của Fe3O4 ...................................................................26
Hình 1.8. Nguyên lý của chụp ảnh cộng hưởng từ: a) spin của các proton của phân
tử nước quay tròn dưới sự tác dụng của từ trường ngoài B0 với tần số
Larmor (ω0); b) sau khi áp dụng từ trường xoay chiều tần số radio (RF) có
hướng vuông góc với B0 spin proton sẽ bị kích thích và lệch khỏi hướng
ban đầu; c) thời gian phục hồi dọc T1; d) thời gian phục hồi ngang T2 ..29
Hình 1.9. Mô hình hệ nanovector lõi hạt từ tính ...................................................38
Hình 2.1. Ảnh thiết bị kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường Hitachi S-4800 ...43
Hình 2.2. Ảnh thiết bị kính hiển vi điện tử truyền qua TEM .................................44
Hình 2.3. (a) Hệ thí nghiệm đốt nóng cảm ứng từ, (b) Minh họa bố trí thí nghiệm
đốt nóng cảm ứng từ .............................................................................48
Hình 3.1. Mô tả quy trình chế tạo hệ dẫn thuốc nano Cur/PLA-PEG, Cur/PLA-PEG-
Fol ........................................................................................................62
Hình 3.2. Ảnh FE-SEM của hạt nano copolyme PLA-PEG với các hợp phần
PLA:PEG 3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3 tương ứng với các hình 1A, 1B, 1C, 1D,
1E .........................................................................................................63
Hình 3.3. Phân bố kích thước thủy động (DLS) của các hệ nano PLA-PEG với tỷ lệ
thành phần PLA:PEG 3:1, 2:1, 1:1, 1:2 và 1:3 tương ứng các hình A, B, C,
D và E. ..................................................................................................64
Hình 3.4. Thế Zeta của copolyme PLA-PEG ........................................................65

10. viii
Hình 3.5. Ảnh FE-SEM của hệ hạt nano Cur/PLA-PEG với các hợp phần PLA:PEG
3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3, tương ứng với các hình 2A, 2B, 2C, 2D, 2E .......67
Hình 3.6. Phân bố kích thước thủy đông (DLS) của các hệ nano Cur/PLA-PEG với
tỷ lệ thành phần PLA:PEG 3:1, 2:1, 1:1, 1:2 và 1:3, tương ứng các hình A,
B, C, D và E .......................................................................................... 68
Hình 3.7. Thế Zeta của hạt nano Cur/PLA-PEG ...................................................69
Hình 3.8. Ảnh FE-SEM của hạt nano Cur/PLA-PEG-Fol với các hợp phần PLA:PEG
3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3, tương ứng với các hình 3A, 3B, 3C, 3D, 3E .......70
Hình 3.9. Đường phân bố kích thước (DLS) của các hệ nano Cur/PLA-PEG-Fol với
tỷ lệ thành phần PLA:PEG 3:1, 2:1, 1:1, 1:2 và 1:3, tương ứng các hình A,
B, C, D và E ......................................................................................... 71
Hình 3.10. Thế Zeta của hạt nano Cur/PLA-PEG-Fol .............................................72
Hình 3.11. Phân bố kích thước các hệ nano PLA-PEG, Cur/PLA-PEG và Cur/PLA-
PEG-Fol ............................................................................................... 72
Hình 3.12. Phổ UV-Vis (B) và phương trình đường chuẩn Curcumin (A) ..............74
Hình 3.13. Phổ UV-Vis của các hệ nano Cur/PLA-PEG với các tỷ lệ thành phần
PLA:PEG 3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3 ............................................................ 74
Hình 3.14. Ảnh hưởng của tỷ lệ PLA:PEG đến hiệu quả mang thuốc của hệ nano
Cur/PLA-PEG ......................................................................................75
Hình 3.15. Phổ UV-Vis của Curcumin, Cur/PLA-PEG (A) và của Curcumin, axit folic
và Cur/PLA-PEG-Fol (B) .....................................................................76
Hình 3.16. Phổ FT-IR của PLA, PEG và PLA-PEG với tỷ lệ thành phần PLA:PEG
khác nhau ............................................................................................. 77
Hình 3.17. Phổ FT-IR của PLA, PLA-PEG, Curcumin, Cur/PLA-PEG ..................78
Hình 3.18. Phổ FT-IR của axit folic, PLA-PEG, Cur/PLA-PEG và PLA-PEG-Fol..78
Hình 3.19. Phổ FT-IR của Cur/PLA-PEG với các tỷ lệ thành phần PLA:PEG khác
nhau ......................................................................................................79
Hình 3.20. Phổ FT-IR của Cur/PLA-PEG-Fol với các tỷ lệ thành phần PLA:PEG khác
nhau ......................................................................................................79
Hình 3.21. Tỷ lệ % giải phóng chậm Cur từ hệ nano Cur/PLA-PEG (A) và Cur/PLA-
PEG-Fol (B) tại 37o
C ............................................................................80
Hình 3.22. Giá trị IC50 của Cur/H2O, Cur/PLA-PEG và Cur/PLA-PEG-Fol ...........84
Hình 3.23. Giá trị IC50 của Cur/PLA-PEG và Cur/PLA-PEG-Fol ........................... 85

11. ix
Hình 3.24. Sự thay đổi hình dạng tế bào HepG2 dưới tác dụng của Cur/PLA-PEG và
Cur/PLA-PEG-Fol ................................................................................86
Hình 4.1. Sơ đồ tổng hợp hạt nano Fe3O4 bằng phương pháp đồng kết tủa ...........89
Hình 4.2. Mô tả quy trình chế tạo hệ dẫn thuốc nano Fe3O4@PLA-PEG và
Fe3O4@PLA-PEG/Cur .........................................................................90
Hình 4.3. Giản đồ XRD của Fe3O4, Fe3O4@PLA-PEG và Fe3O4@PLA-PEG/Cur 91
Hình 4.4. Phổ FT-IR của các hệ mẫu hạt nano Fe3O4, Fe3O4@PLA-PEG,
Fe3O4@PLA-PEG/Cur .........................................................................92
Hình 4.5. Ảnh SEM, TEM và phân bố kích thước của các hạt nano Fe3O4,
Fe3O4@PLA-PEG, Fe3O4@PLA-PEG/Cur tương ứng hình 1A, 1B, 1C;
2A, 2B, 2C và 3A, 3B, 3C ....................................................................93
Hình 4.6. Kích thước thủy động (DLS) các hạt nano Fe3O4, Fe3O4@PLA-PEG và
Fe3O4@PLA-PEG/Cur tương ứng các hình (A), (B) và (C) ..................94
Hình 4.7. Thế Zeta của hệ hạt nano Fe3O4 (A), 3Fe3O4@0,3PLA-PEG (C) và của một
vài hệ hạt nano Fe3O4@PLA-PEG khác (B) .........................................96
Hình 4.8. Kết quả phân tích TGA cho mẫu hạt nano Fe3O4@PLA-PEG (A) và
Fe3O4@PLA-PEG/Cur (B) ...................................................................99
Hình 4.9. Từ độ phụ thuộc từ trường của Fe3O4, Fe3O4@PLA-PEG và Fe3O4@PLA-
PEG/Cur tính trên khối lượng tổng vỏ-lõi (A) và sau khi trừ đóng góp
lượng vỏ hữu cơ (B) ........................................................................... 100
Hình 4.10. So sánh độ tương phản ảnh cộng hưởng từ hạt nhân theo chế độ trọng T2
của các hạt nano Fe3O4@PLA-PEG (A) và Fe3O4@PLA-PEG/Cur (B)
............................................................................................................ 102
Hình 4.11. Đường tốc độ hồi phục phụ thuộc nồng độ pha loãng mẫu: R1 vs C (A) và
R2 vs C (B) của các các chất lỏng từ Fe3O4@PLA-PEG và Fe3O4@PLA-
PEG/Cur ............................................................................................. 103
Hình 4.12. Tốc độ hồi phục dọc R1 (A) và gang R2 (B) phụ thuộc nồng độ mẫu
Fe3O4@PLA-PEG S1 (C) và Fe3O4@PLA-PEG/Cur S2 (D) ................ 104
Hình 4.13. Đường gia nhiệt của hệ chất lỏng từ nồng độ 1 mg/mL của Fe3O4@PLA-
PEG (A) và Fe3O4@PLA-PEG/Cur (B), đo với các từ trường khác nhau,
và kết quả tính SAR cho các nồng độ 1 mg/mL của hệ nano Fe3O4@PLA-
PEG (C) và Fe3O4@PLA-PEG/Cur (D) .............................................. 107
Hình 4.14. Đường gia nhiệt MIH của các hệ mẫu Fe3O4@PLA-PEG và Fe3O4@PLA-
PEG/Cur ............................................................................................. 108

12. x
Hình 4.15. Phổ UV-Vis (A) và lượng Curcumin giải phóng theo thời gian (B) từ hệ
nano Fe3O4@PLA-PEG/Cur ủ tại nhiệt độ 37o
C ................................. 109
Hình 4.16. Đốt nóng cảm ứng từ hệ Fe3O4@PLA-PEG/Cur với các khoảng thời gian
5 – 10 – 15 – 20 – 25 phút tương đương hình A – B – C – D – E ........ 110
Hình 4.17. Phổ UV-Vis (A) và phần trăm giải phóng Curcumin (B) từ hệ nano
Fe3O4@PLA-PEG/Cur theo phương pháp đốt nóng cảm ứng từ tại các
khoảng thời gian khác nhau ................................................................ 111
Hình 4.18. Kết quả thí nghiệm MIH giải phóng chậm Curcumin trong hệ nano
Fe3O4@PLA-PEG/Cur ngắt tại 370
C với thời gian chiếu khác nhau: đường
gia nhiệt với các từ trường khác nhau (A), phổ UV-Vis của mẫu khi ngắt
(B), và phần trăm giải phóng Curcumin (C) ........................................ 112
Hình 4.19. Kết quả giải phóng chậm Curcumin từ hệ nano Fe3O4@PLA-PEG/Cur tại
nhiệt độ dừng chiếu từ 45o
C: đường gia nhiệt với các từ trường khác nhau
(A), phổ UV-Vis của mẫu mới ngắt (B) và phần trăm giải phóng Curcumin
(C) ...................................................................................................... 113
Hình 5.1. Tỉ lệ tăng sinh của tế bào Sarcoma 180 (A) và BT-474 (B) so với đối chứng
sinh học khi được thử nghiệm độc tính với hệ chất lỏng nano từ
Fe3O4@PLA-PEG theo dải nồng độ 0,01-100 µg/mL. Tỉ lệ tăng sinh của
tế bào ở nồng độ thử nghệm cao nhất vẫn đạt 85 % so với DCSH, ở 3 nồng
độ tiếp theo đạt 90-95 % và ở nồng độ thấp nhất không có sự khác biệt so
với ĐCSH ........................................................................................... 116
Hình 5.2. Đường cong đáp ứng liều của hệ chất lỏng nano từ Fe3O4@PLA-PEG dựa
trên phương pháp Litchfield - Wilcoxon: (A) Thí nghiệm lần 1, (B) Thí
nghiệm lần 2 ....................................................................................... 117
Hình 5.3. Ảnh MRI của hệ chất lỏng nano từ Fe3O4@PLA-PEG và Fe3O4@PLA-
PEG/Cur chụp theo chế độ T2W, TE 80ms, TR 3,0s ở điều kiện: (A)
Fe3O4@PLA-PEG trong môi trường Agar 1,5 % chứa 2.106
tế bào
Sarcoma 180; (B) Fe3O4@PLA-PEG trong môi trường Agar 1,5 %, (C)
Fe3O4@PLA-PEG/Cur trong môi trường Agar 1,5 % chứa 2.106
tế bào
sarcoma 180; (D) Fe3O4@PLA-PEG/Cur trong môi trường Agar 1,5 %.
Nồng độ sắt từ trong mỗi giếng là: (1) 0,000 mg/mL; (2) 0,01 mg/mL; (3)
0,05 mg/mL; (4) 0,1 mg/mL; (5) 0,2 mg/mL; (6) 0,5 mg/mL ............. 118
Hình 5.4. Khả năng tăng tương phản MRI của hệ chất lỏng nano từ Fe3O4@PLA-
PEG ở chế độ T2W, TE 80ms, TR 3,0s, góc chụp 180o
(cắt lớp theo trục
đầu – đuôi chuột). (A) Ảnh trước khi tiêm hệ chất lỏng nano từ; (B) Ảnh
sau khi tiêm hệ chất lỏng nano từ: (1) chuột không được tiêm, (2) chuột
tiêm 50 µg hạt từ trực tiếp vào khối u, (3) chuột tiêm 250 µg hạt từ trực
tiếp vào khối u .................................................................................... 119

13. xi
Hình 5.5. Ảnh chụp MRI theo chế độ T2W, TE 80ms, TR 3,0s, góc chụp 90o
cho
thấy tốc độ lan truyền của hệ chất lỏng nano từ Fe3O4@PLA-PEG trong
khối u rắn dưới da chuột theo thời gian ở hai nồng độ vật liệu thử nghiệm
là 25 µg/0,5 cm3
và 250 µg/0,5 cm3
.................................................... 120
Hình 5.6. Tế bào Sarcoma 180 sau khi đốt từ 30 phút với hệ chất lỏng nano từ nồng
độ 2 mg/mL ở từ trường 70 Oe, 178 kHz. Mẫu thí nghiệm (A), Đối chứng
(ĐC) nhiệt trị - có hạt từ, không chiếu từ trường (B), và Đối chứng sinh
học -ĐCSH (C) ................................................................................... 121
Hình 5.7. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nồng độ hạt nano từ đến tỉ lệ chết của tế
bào Sarcoma 180 ................................................................................ 122
Hình 5.8. Tế bào Sarcoma 180 tại thời điểm 0 phút (A) và 60 phút (B) .............. 123
Hình 5.9. Tỷ lệ tế bào Sarcoma 180 chết theo thời gian sau khi đốt nhiệt 60 phút với
nồng độ 1 mg/ml và 2 mg/ml chất lỏng hệ chất lỏng nano từ ở từ trường
70 Oe, 178 kHz ................................................................................... 124
Hình 5.10. Ảnh khối u rắn dưới da sau 5 ngày (A), 10 ngày (B) và 15 ngày (C) cấy
truyền ................................................................................................. 125
Hình 5.11. Ảnh khối u trước và sau khi điều trị trên khối u 5 ngày tuổi ................ 127
Hình 5.12. Ảnh về tăng khối u chuột đối chứng trong 12 ngày theo dõi ................ 128
Hình 5.13. Theo dõi sự thay đổi thể tích khối u được nhiệt trị trên khối u 5 ngày tuổi,
Lô 1 – tiêm 30 µL hạt nano, lô 2 – tiêm 20 µL hạt nano ..................... 128

14. xii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Bố trí thí nghiệm nhiệt từ trị trên chuột mang khối u rắn dưới da ..........57
Bảng 3.1. Phân bố kích thước hạt và thế Zeta của các hạt nano PLA-PEG ............65
Bảng 3.2. Phân bố kích thước hạt và thế Zeta của các hạt nano Cur/PLA-PEG .....69
Bảng 3.3. Phân bố kích thước hạt và thế Zeta của các hạt nano Cur/PLA-PEG-Fol
..............................................................................................................73
Bảng 3.4. Kích thước hạt, lượng Curcumin và hiệu quả mang Curcumin của các hệ
copolyme PLA-PEG, Cur/PLA-PEG và Cur/PLA-PEG-Fol .................75
Bảng 3.5. Tỷ lệ % Curcumin giải phóng chậm từ hệ nano Cur/PLA-PEG tại 37o
C
..............................................................................................................81
Bảng 3.6. Tỷ lệ % Curcumin giải phóng chậm từ hệ nano Cur/PLA-PEG-Fol tại 37o
C
..............................................................................................................81
Bảng 3.7. Giá trị IC50 của hệ nano Cur/PLA-PEG, Cur/PLA-PEG-Fol và Cur/H2O
..............................................................................................................84
Bảng 3.8. Giá trị IC50, hiệu quả mang Cur và hiệu quả nhập bào của hệ nano
Cur/PLA-PEG ......................................................................................85
Bảng 3.9. Giá trị IC50, hiệu quả mang Cur và hiệu quả nhập bào của hệ nano
Cur/PLA-PEG-Fol ................................................................................85
Bảng 4.1. Ảnh hưởng của nồng độ PLA-PEG đến độ bền phân tán hạt nano
Fe3O4@PLA-PEG trong nước .............................................................. 95
Bảng 4.2. Ảnh hưởng của nồng độ Fe3O4 đến độ bền phân tán hạt nano Fe3O4@PLA-
PEG trong nước ....................................................................................97
Bảng 4.3. Từ độ bão hòa: đo trực tiếp cho mẫu lõi+vỏ (Mcs); hiệu đính bởi khối lượng
vỏ danh định (Mc
cal
) và bởi khối lượng vỏ thí nghiệm TGA (Mc
ex
) của các
mẫu hạt nano Fe3O4, Fe3O4@PLA-PEG và Fe3O4@PLA-PEG/Cur .... 100
Bảng 4.4. Kết quả tính toán độ hồi phục r1, r2 và tỷ số r1/r2 cho 2 mẫu
Fe3O4@PLA-PEG (S1), Fe3O4@PLA-PEG/Cur (S2) và chất thương phẩm
Resovist, Ferumoxytol......................................................................... 105
Bảng 4.5. Kết quả tính SAR của hệ nano Fe3O4@PLA-PEG và Cur/Fe3O4@PLA-
PEG ở các từ trường khác nhau .......................................................... 107
Bảng 4.6. Phần trăm Curcumin giải phóng từ hệ nano Fe3O4@PLA-PEG/Cur khi
được ủ tại 37o
C ................................................................................... 109
Bảng 4.7. Số liệu đo giải phóng Curcumin của hệ nano Fe3O4@PLA-PEG/Cur đạt
được ở 37o
C và 45o
C bằng phương pháp đốt nóng cảm ứng từ ........... 113

15. xiii
Bảng 5.1. Nhiệt độ bão hòa đạt được (o
C) khi kích thích hệ chất lỏng nano từ
Fe3O4@PLA-PEG bằng những từ trường có cường độ khác nhau ...... 121
Bảng 5.2. Tỷ lệ tế bào chết (%) sau khi được trộn với hệ chất lỏng nano từ và chiếu
từ trường 30 phút ................................................................................ 122
Bảng 5.3. Tỷ lệ tế bào chết tại các thời điểm sau khi chiếu từ trường với nồng độ chất
lỏng nano từ 2 mg/mL ........................................................................ 123
Bảng 5.4. Tỷ lệ tế bào chết tại các thời điểm sau khi chiếu từ trường với nồng độ chất
lỏng nano từ 1 mg/mL ........................................................................ 123

16. xiv
MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn i
Lời cam đoan iii
Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt iv
Danh mục các hình vẽ vii
Danh mục các bảng xii
MỞ ĐẦU....................................................................................................................1
Chương 1 TỔNG QUAN MỘT SỐ HỆ DẪN THUỐC.......................................7
1.1. Hệ dẫn thuốc...................................................................................................7
1.1.1. Hệ dẫn thuốc kích thước thông thường .....................................................7
1.1.2. Hệ dẫn thuốc kích thước nano (HDTNN)..................................................8
1.1.3. Các loại polyme nghiên cứu ứng dụng.....................................................21
1.1.4. Copolyme phân hủy sinh học PLA-PEG..................................................22
1.2. Hệ dẫn thuốc nano từ tính ...........................................................................26
1.2.1. Hạt nano từ...............................................................................................26
1.2.2. Các phương pháp chế tạo hạt nano từ .....................................................33
1.2.3. Bọc bảo vệ và chức năng hệ nano từ tính ................................................37
Tóm lược chương 1 ...............................................................................................399
Chương 2 CÁC KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM................................................40
2.1. Phương pháp tổng hợp PLA-PEG...............................................................40
2.1.1. Hóa chất và thiết bị...................................................................................40
2.1.2. Tổng hợp PLA-PEG .................................................................................40
2.2. Phương pháp chế tạo các hạt nano..............................................................40
2.2.1. Chế tạo hệ nano PLA-PEG, Cur/PLA-PEG và Cur/PLA-PEG-Fol ........40
2.2.2. Chế tạo hạt nano Fe3O4@PLA-PEG, Fe3O4@PLA-PEG/Cur..................41
2.3. Các phương pháp đặc trưng........................................................................42

17. xv
2.3.1. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ copolyme và hạt nano Fe3O4 đến độ bền
phân tán của hệ nano Fe3O4@PLA-PEG.................................................42
2.3.2. Hiển vi điện tử ..........................................................................................42
2.3.3. Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR) ...............................................44
2.3.4. Giản đồ tán xạ ánh sáng động (Dynamic Light Scattering - DLS)..........45
2.3.5. Phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis (Ultraviolet-Visible).................................45
2.3.6. Nhiễu xạ tia X (XRD) ...............................................................................45
2.3.7. Phân tích nhiệt vi lượng (Thermal Gravimetric Analysis-TGA)..............46
2.3.8. Từ kế mẫu rung (Vitrating Sample Magetometer – VSM).......................47
2.3.9. Đốt nóng cảm ứng từ (Magnetic Inductive Heating - MIH)....................47
2.3.10. Cộng hưởng từ hạt nhân........................................................................49
2.3.11. Chụp ảnh cộng hưởng từ hạt nhân cho mẫu động vật ..........................50
2.4. Phương pháp nghiên cứu giải phóng chậm thuốc ......................................51
2.4.1. Giải phóng chậm Curcumin bằng ủ nhiệt................................................51
2.4.2. Giải phóng chậm Curcumin bằng MIH...................................................51
2.5. Thực nghiệm sinh học ..................................................................................52
2.5.1. Thử nghiệm độc tính in vitro trên dòng tế bào HepG2 ............................52
2.5.2. Thử nghiệm sinh học trên tế bào ung thư và chuột mang khối u............53
2.5.3. Phương pháp nhiệt từ trị tiêm trực tiếp vào khối u..................................56
Tóm lược chương 2 ...............................................................................................588
Chương 3 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TÍNH CỦA HỆ NANO
COPOLYME PLA-PEG ĐA CHỨC NĂNG......................59
3.1. Chế tạo các hệ nano copolyme PLA-PEG, Cur/PLA-PEG và Cur/PLA-
PEG-Fol ........................................................................................................60
3.1.1. Chế tạo hạt nano copolyme PLA-PEG.....................................................60
3.1.2. Chế tạo hạt nano copolyme PLA-PEG mang Curcumin (Cur/PLA-PEG) ..
................................................................................................................60
3.1.3. Chế tạo hạt nano copolyme PLA-PEG mang Curcumin và gắn yếu tố
hướng đích Folat (Cur/PLA-PEG-Fol)....................................................61
3.2. Cấu trúc, hình thái học và đặc trưng tính chất của các hạt nano PLA-
PEG, Cur/PLA-PEG và Cur/PLA-PEG-Fol...............................................62

18. xvi
3.2.1. Hình dạng, kích thước và sự phân bố kích thước hạt nano PLA-PEG ...62
3.2.2. Hình dạng, kích thước và sự phân bố kích thước hạt nano Cur/PLA-PEG
................................................................................................................66
3.2.3. Hình dạng, kích thước và sự phân bố kích thước hệ nano Cur/PLA-PEG-
Fol.............................................................................................................69
3.2.4. Khả năng mang thuốc của các hạt nano PLA-PEG ................................73
3.2.5. Kết quả đo phổ UV-Vis .............................................................................76
3.2.6. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại FT-IR................................................77
3.3. Nghiên cứu giải phóng chậm Curcumin .....................................................80
3.4. Nghiên cứu khả năng gây độc trên tế bào ung thư của các hệ nano
Cur/PLA-PEG và Cur/PLA-PEG-Fol.........................................................83
Kết luận chương 3 ...................................................................................................87
Chương 4 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TÍNH CỦA HỆ CHẤT LỎNG
NANO TỪ ĐA CHỨC NĂNG LÕI HẠT Fe3O4 .................88
4.1. Chế tạo hệ nano Fe3O4@PLA-PEG và Fe3O4@PLA-PEG/Cur.................89
4.1.1. Tổng hợp hạt nano Fe3O4.........................................................................89
4.1.2. Chế tạo hệ nano Fe3O4@PLA-PEG..........................................................90
4.1.3. Chế tạo hệ nano Fe3O4@PLA-PEG/Cur ..................................................90
4.2. Cấu trúc, hình thái học và đặc trưng tính chất các mẫu hạt nano Fe3O4,
Fe3O4@PLA-PEG, Fe3O4@PLA-PEG/Cur.................................................91
4.2.1. Phân tích XRD..........................................................................................91
4.2.2. Phân tích FT-IR .......................................................................................91
4.2.3. Hình dạng, kích thước và sự phân bố kích thước các hạt nano Fe3O4,
Fe3O4@PLA-PEG, Fe3O4@PLA-PEG/Cur ..............................................92
4.2.4. Ảnh hưởng của nồng độ copolyme PLA-PEG và hạt nano Fe3O4 đến độ
bền phân tán của hệ nano Fe3O4@PLA-PEG..........................................95
4.3. Đặc trưng đóng góp khối lượng và từ tính của các mẫu Fe3O4@PLA-PEG
và Fe3O4@PLA-PEG/Cur............................................................................98
4.4. Ảnh cộng hưởng từ hạt nhân hệ nano Fe3O4@PLA-PEG và Fe3O4@PLA-
PEG/Cur .....................................................................................................101
4.5. Kết quả đốt nóng cảm ứng từ của hệ nano Fe3O4@PLA-PEG và
Fe3O4@PLA-PEG/Cur...............................................................................106

19. xvii
4.6. Đốt nóng cảm ứng từ giải phóng Curcumin của hệ nano Fe3O4@PLA-
PEG và Fe3O4@PLA-PEG/Cur.................................................................108
4.6.1. Đốt nóng cảm ứng từ bởi từ trường cường độ yếu.................................108
4.6.2. Giải phóng Curcumin của hệ nano Fe3O4@PLA-PEG/Cur bằng phương
pháp ủ nhiệt............................................................................................109
4.6.3. Giải phóng Curcumin của hệ nano Fe3O4@PLA-PEG/Cur kích bởi đốt
nóng cảm ứng từ.....................................................................................109
4.6.4. Kết quả đốt từ giải phóng chậm Curcumin hệ nano Fe3O4@PLA-
PEG/Cur khi ngắt tại cùng nhiệt độ.......................................................111
Kết luận chương 4 .................................................................................................114
Chương 5 THỰC NGHIỆM SINH HỌC HỆ CHẤT LỎNG NANO TỪ
ĐA CHỨ NĂNG LÕI HẠT Fe3O4 .............................115
5.1. Kết quả thử nghiệm độc tính .....................................................................115
5.1.1. Độc tính tế bào........................................................................................115
5.1.2. Độc tính cấp............................................................................................116
5.2. Khả năng tăng tương phản ảnh cộng hưởng từ hạt nhân........................117
5.2.1. Khả năng tăng tương phản ảnh cộng hưởng từ dịch tế bào..................117
5.2.2. Khả năng tăng tương phản ảnh chụp cộng hưởng từ khối u rắn..........118
5.3. Khả năng điều trị ung thư bằng nhiệt từ trị .............................................121
5.3.1. Khả năng tiêu diệt tế bào ung thư bằng nhiệt từ trị...............................121
5.3.2. Tiêu diệt khối u bằng nhiệt từ trị sử dụng Fe3O4@PLA-PEG ...............125
Kết luận chương 5 .................................................................................................129
KẾT LUẬN CHUNG ............................................................................................131
A. CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN.......................133
B. CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN..134

20. 1
MỞ ĐẦU
Trong thế kỉ XXI, ngành khoa học vật liệu đã có bước phát triển đột phá nhờ khả
năng can thiệp của con người tại kích thước nanomet (10-9
m). Công nghệ nano đang
làm thay đổi cuộc sống của chúng ta từng ngày nhờ các ứng dụng đa dạng trên tất cả
các phương diện về kinh tế và xã hội. Các kết quả nghiên cứu trong trên hai thập kỉ qua
cho thấy công nghệ nano có nhiều tiềm năng ứng dụng trong y học (công nghệ nano Y
học – Nanomedicine) và chuyên sâu hơn là trong điều trị ung thư (Công nghệ nano Ung
thư – Cancer nanotechnology) [1, 2].
Trong vài thập niên trở lại đây, các hệ vật liệu kích thước nano phân phối thuốc
đã được quan tâm phát triển mạnh, hệ phân phối thuốc kích thước nano được chứng
minh là có nhiều ưu điểm vượt trội so với các hệ dẫn thuốc thông thường. Với kích
thước nanomet, khả năng đóng gói thuốc tốt, có thể chức năng hóa bề mặt để tăng lưu
thông trong máu, tăng tính tương thích sinh học, dễ dàng nhập bào theo cơ chế thụ động
do có kích thước nanomet hoặc gắn yếu tố hướng đích làm tăng khả năng nhập bào và
bám đích theo cơ chế chủ động và chọn lọc. Trong tất cả các hệ vật liệu phân phối thuốc
kích thước nanomet, hệ polyme, hệ hạt vàng, hệ hạt từ được quan tâm hơn cả. Đặc biệt,
hệ phân phối thuốc nanomet trên nền hạt nano sắt từ (Fe3O4) được quan tâm phát triển
mạnh trong những năm gần đây với nhiều ưu điểm vượt trội như dễ dàng phát triển
thành hệ nano phân phối thuốc đa chức năng ứng dụng cho cả mục đích chẩn đoán và
điều trị bệnh.
Polyme phân hủy sinh học được sử dụng để thiết kế các hệ phân phối thuốc kích
thước nano với những đặc tính ưu việt hơn so với các hệ phân phối thuốc truyền thống
như: kiểm soát giải phóng thuốc, tự phân hủy và không gây độc sau khi sử dụng, giảm
liều dùng và sự phụ thuộc của bệnh nhân vào thuốc được cải thiện. Trong số các polyme
phân hủy sinh học phải kể đến polylactic axit (PLA), poly(lactic-co-glycolic) (PLGA),
… đã được cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm Mỹ (FDA) cho phép ứng dụng trong
dược phẩm và lưu hành trên thị trường [3].

21. 2
Tuy nhiên, ngoài những đặc tính ưu việt trên các hệ nano polyme phân phối thuốc
vẫn có những hạn chế như dễ bị đào thải bởi các thực bào (đơn nhân và đa nhân), các
tế bào của hệ lưới nội mô, sự lắng đọng các protein trên bề mặt hạt nano như
apolipoproteins (các protein kết hợp với lipid để tạo lipoprotein tham gia vào quá trình
vận chuyển lipid) và protein C3 (một loại protein trong hệ thống miễn dịch), qua đó
làm giảm đáng kể thời gian lưu thông máu của các hạt nano.
Do đó, việc chức năng hóa bề mặt polyme phân hủy sinh học như PLA bởi PEG
(polyethylene glycol) để cải thiện những hạn chế của polyme phân hủy sinh học là rất
quan trọng. PEG là một polyme ưa nước, độc tính thấp, không kích thích miễn dịch và
đã được FDA cho phép lưu hành. PEG làm giảm đáng kể sự tương tác không đặc hiệu
với protein, tránh sự đào thải bởi các thực bào và các tế bào của hệ lưới nội mô, đồng
thời tăng khả năng phân tán trong nước, qua đó tăng đáng kể khả năng lưu thông trong
máu. Vì vậy, vật liệu copolyme PLA-PEG được nghiên cứu tổng hợp và chế tạo hệ
nano copolyme PLA-PEG mang thuốc hướng đích nhằm cải thiện các hạn chế của
polyme phân hủy sinh học PLA.
Copolyme PLA-PEG sau khi tổng hợp được sử dụng như một hệ dẫn thuốc ứng
dụng cho mục đích chẩn đoán và điều trị bệnh. Trong nội dung của luận án, copolyme
PLA-PEG được sử dụng để mang Curcumin (một dược chất có tính chất chống ôxy hóa
và tiêu diệt được nhiều loại tế bào ung thư) và gắn yếu tố hướng đích Folat tạo thành
hệ dẫn thuốc hướng đích Cur/PLA-PEG-Fol kích thước nano được sử dụng để tiêu diệt
tế bào ung thư HepG2 (dòng tế bào ung thư gan ở người). Hơn nữa, copolyme PLA-
PEG còn được sử dụng để bọc hạt nano sắt từ Fe3O4 tạo thành hệ dẫn thuốc
Fe3O4@PLA-PEG kích thước nano với phần lõi là hạt nano sắt từ Fe3O4 và bọc cùng
lúc hạt nano sắt từ Fe3O4 và Curcumin tạo thành hệ dẫn thuốc đa chức năng
Cur/Fe3O4@PLA-PEG. Hệ thuốc nano này được sử dụng cho mục đích chẩn đoán hình
ảnh cộng hưởng từ MRI, cũng như cho khả năng tăng nhiệt tại chỗ khi chiếu từ trường
ngoài, có thể ứng dụng trong nhiệt trị ung thư và giải phóng thuốc Curcumin.

22. 3
Tên luận án: “Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng và khảo sát tiềm năng ứng
dụng của hệ dẫn thuốc nano đa chức năng nền copolyme PLA-PEG có và không
có hạt từ (Fe3O4)”
Mục tiêu của luận án:
1) Tổng hợp được copolyme PLA-PEG với các tỷ lệ thành phần PLA:PEG khác
nhau trong vùng 3:1-1:3. Chế tạo hệ nano copolyme PLA-PEG mang Curcumin có và
không gắn yếu tố hướng đích Folat. Nghiên cứu khả năng giải phóng Curcumin đối với
các hệ nano copolyme không và có gắn Folat. Nghiên cứu độc tính tế bào in vitro của
hệ nano copolyme PLA-PEG mang Curcumin không và có gắn Folat trên dòng tế bào
ung thư gan người HepG2.
2) Tổng hợp hạt nano Fe3O4 và chế tạo được chất lỏng từ (CLT) có độ bền cao
trên nền hạt Fe3O4 bọc copolyme PLA-PEG tạo thành hệ nano Fe3O4@PLA-PEG. Chế
tạo được hệ CLT đa chức năng Fe3O4@PLA-PEG/Cur trên nền hạt nano Fe3O4 bọc
copolyme PLA-PEG mang Curcumin.
3) Thử nghiệm sinh học các hệ nano Fe3O4 bọc copolyme mang thuốc (Cur).
Nghiên cứu khả năng ứng dụng làm tác nhân tăng tương phản ảnh cộng hưởng từ hạt
nhân, nghiên cứu hiệu ứng đốt nóng cảm ứng từ và khả năng giải phóng thuốc (Cur).
Thử nghiệm độc tính, và khả năng nhiệt từ trị tiêu diệt tế bào ung thư, tiêu diệt khối u
trên chuột thử nghiệm dựa trên hiệu ứng đốt nóng cảm ứng từ ứng dụng trong nhiệt trị
ung thư (hyperthermia).
Nội dung luận án:
Chương 1 trình bày tổng quan giới thiệu về các hệ dẫn thuốc, các polyme phân
hủy sinh học được sử dụng cho mục đích tổng hợp các hệ dẫn thuốc kích thước nano,
lợi thế của các hệ dẫn thuốc khi được chức năng hóa bề mặt, vai trò của các chất chức
năng hóa bề mặt như poly(ethylene glycol), tinh bột, polysaccarit, … lợi thế của hệ dẫn
thuốc kích thước nano, hệ nano copolyme mang thuốc hướng đích. Tiềm năng và tính
ưu việt của hệ nano copolyme PLA-PEG mang thuốc và gắn yếu tố hướng đích. Hệ

23. 4
CLT trên nền hạt nano Fe3O4 chức năng hóa bề mặt bởi copolyme PLA-PEG có và
không mang Curcumin cũng được trình bày tổng quát.
Trong chương 2, quy trình tổng hợp copolyme PLA-PEG và các quy trình chế
tạo các hệ mẫu, quy trình thử nghiệm sinh học trên các dòng tế bào ung thư và trên
chuột mang khối u, và nguyên lý của các phép đo nhằm phân tích và biện luận các kết
quả trong luận án được trình bày chi tiết.
Chương 3, chương 4 và chương 5 trình bày các kết quả nghiên cứu thu nhận được
của luận án và các thảo luận liên quan. Chương 3 trình bày kết quả nghiên cứu tổng hợp
copolyme PLA-PEG, chế tạo hệ nano dẫn thuốc PLA-PEG mang Curcumin có và
không gắn yếu tố hướng đích Folat với các đặc trưng về kích thước, hình dạng, cấu trúc,
khả năng phân tán và độ bền phân tán được trình bày, phân tích và biện luận chi tiết,
thử nghiệm trên dòng tế bào ung thư gan HepG2. Các kết quả nghiên cứu trong chương
4 liên quan đến vật liệu nano Fe3O4 được tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa, bọc
copolyme PLA-PEG có mang và không mang Curcumin tạo thành hệ CLT kích thước
nano đa chức năng. Các đặc trưng về hình dạng, kích thước, cấu trúc, tính chất từ, hiệu
ứng tăng cường độ tương phản cộng hưởng từ và hiệu ứng đốt nóng từ định hướng ứng
dụng trong y sinh được trình bày, phân tích và biện luận chi tiết. Chương 5 trình bày
các kết quả thử nghiệm sinh học của hệ chất lỏng nano từ Fe3O4@PLA-PEG trên tế bào
ung thư và chuột mang khối u, thử độc tính tế bào, độc tính cấp, chụp ảnh cộng hưởng
từ trên tế bào và khối u chuột.
Ý nghĩa nghiên cứu của luận án
Hạt nano copolyme PLA-PEG được tổng hợp với tỷ lệ thành phần PLA:PEG
khác nhau sẽ ảnh hưởng đến khả năng mang thuốc (Curcumin, hạt nano sắt từ Fe3O4),
khả năng thâm nhập tế bào ung thư (HepG2) cũng như khả năng giải phóng thuốc.
Hạt nano copolyme PLA-PEG được sử dụng để chế tạo hệ nano copolyme mang
thuốc hướng đích và hệ nano mang thuốc đa chức năng với những ưu điểm vượt trội so
với các hệ phân phối thuốc truyền thống và các hệ phân phối thuốc polyme. Cụ thể:

24. 5
Tăng cường khả năng nhập bào, tăng hiệu quả điều trị của thuốc (Cur) khi được
mang và hạt nano copolymer PLA-PEG.
Hạt nano copolyme PLA-PEG được sử dụng để mang Curcumin và gắn yếu tố
hướng đích Folat tạo thành hệ dẫn thuốc nano mang thuốc hướng đích, bọc hạt nano từ
Fe3O4 tạo thành các hệ dẫn thuốc nano và mang Curcumin tạo thành hệ dẫn thuốc đa
chức năng ứng dụng trong chẩn đoán hình ảnh cộng hưởng từ MRI, khả năng tăng nhiệt
tại chỗ dưới tác dụng của từ trường ngoài sử dụng cho mục đích nhiệt trị tại chỗ tiêu
diệt tế bào ung thư, nhiệt từ trị (magnetic hyperthermia) tiêu diệt khối u trên chuột thử
nghiệm, tăng cường giải phóng Curcumin.
Đóng góp mới của luận án
Đã tổng hợp được copolyme PLA-PEG bằng phương pháp trùng ngưng với các
tỷ lệ thành phần PLA-PEG khác nhau.
Đã chế tạo được hạt nano copolyme PLA-PEG bằng phương pháp bay hơi dung
môi dạng mixen với cấu trúc lõi-vỏ, mang Cucurmin tạo thành hệ nano mang thuốc
Cur/PLA-PEG và gắn yếu tố hướng đích Folat tạo thành hệ nano mang thuốc hướng
đích Cur/PLA-PEG-Fol.
Đã tổng hợp thành công hạt nano sắt từ Fe3O4 bằng phương pháp đồng kết tủa
với từ độ đạt khoảng 65 emu/g, bọc copolyme PLA-PEG có và không có mang
Curcumin tạo thành hệ chất lỏng nano từ đa chức năng cấu trúc lõi-vỏ Fe3O4@PLA-
PEG và Fe3O4@PLA-PEG/Cur với giá trị độ phục hồi r2 cao hơn các chất thương phẩm
Resovist và Ferumoxytol ứng dụng trong chẩn đoán hình ảnh MRI.
Đốt nóng cảm ứng từ hệ chất lỏng nano từ Fe3O4@PLA-PEG/Cur làm tăng nhiệt
tại chỗ và tăng hiệu quả giải phóng thuốc (Curumin).
Sử dụng hệ chất lỏng nano từ đa chức năng Fe3O4@PLA-PEG trong ứng dụng
nhiệt trị giúp tiêu diệt hiệu quả tế bào và khối u trên chuột.
Bố cục luận án: Luận án có 132 trang (chưa bao gồm tài liệu tham khảo), bao
gồm phần mở đầu, 5 chương nội dung và kết luận. Cụ thể như sau:

25. 6
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MỘT SỐ HỆ DẪN THUỐC
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TÍNH CỦA HỆ NANO
COPOLYME PLA-PEG ĐA CHỨC NĂNG
CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TÍNH CỦA HỆ CHẤT LỎNG
NANO ĐA CHỨC NĂNG LÕI HẠT TỪ Fe3O4
CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM SINH HỌC HỆ CHẤT LỎNG NANO ĐA CHỨC
NĂNG LÕI HẠT TỪ Fe3O4
KẾT LUẬN CHUNG
Các kết quả chính của luân án được công bố trong 05 bài báo trên các tạp chí
quốc tế và trong nước (02 bài báo thuộc danh sách SCI, 01 bài báo trong hệ thống
Scopus, 01 bài báo trên các tạp chí quốc gia và 01 bài báo đăng trong các kỷ yếu hội
thảo khoa học quốc gia) và 05 bài báo khác có liên quan đến hướng nghiên cứu của
luận án. Luận án được hoàn thành tại Phòng Vật liệu nano y sinh – Viện Khoa học vật
liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam với sự hỗ trợ của các đề tài
nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu cơ bản định hướng ứng dụng mã số DT.NCCB-
DHUD.2012-G/08, Dự án AOARD award FA 2386 14-1-0025 hợp tác giữa Viện Khoa
học vật liệu với Trường đại học London (Anh) và Trường đại học Đông Bắc (Hoa Kỳ);
Đề tài “Nghiên cứu quy trình chế tạo và thử nghiệm hệ dẫn thuốc hướng đích cấu trúc
nano đa chức năng (polyme-drug-folate)”, Mã số 106.99-2012.43, Nafosted (7/2013-
7/2016); Đề tài “Nghiên cứu chế tạo hệ dẫn thuốc nano Paclitaxel phối hợp Curcumin
và đánh giá tác động của chúng lên các tế bào ung thư”, mã số:VAST03.04/16-17 do
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam tài trợ (TS. Hà Phương Thư làm chủ
nhiệm).

26. 7
Chương 1
TỔNG QUAN MỘT SỐ HỆ DẪN THUỐC
1.1. Hệ dẫn thuốc
Hệ dẫn thuốc hay hệ phân phối thuốc được định nghĩa như “là một công thức
hoặc thiết bị cho phép đưa một dược chất (thuốc) vào trong cơ thể, nâng cao hiệu quả
và sự an toàn bằng cách kiểm soát tỷ lệ, thời gian và vị trí giải phóng thuốc trong cơ
thể, quá trình này bao gồm cả sự quản lý thuốc, sự giải phóng các thành phần của thuốc
và sự vận chuyển các thành phần của thuốc qua các lớp màng sinh học để đến vị trí mà
thuốc tác động” [4].
Hệ dẫn thuốc có thể là một công thức với mục đích trị liệu hoặc một thiết bị được
sử dụng để dẫn thuốc. Có nhiều cách để đưa thuốc vào cơ thể: bằng đường uống, đường
tiêm, qua da, đường thở (mũi), ngoài ra còn có một số hình thức phân phối thuốc khác.
1.1.1. Hệ dẫn thuốc kích thước thông thường
- Các thiết bị phân phối thuốc
Một trong những cách phổ biến nhất để phân phối thuốc bằng các thiết bị là đặt
thuốc vào trong các thiết bị phân phối thuốc và cấy vào mô bên trong cơ thể. Ngày nay
với công nghệ hiện đại, việc chế tạo các thiết bị phân phối thuốc thích hợp và cấy vào
mô bên trong cơ thể đã được ứng dụng rộng rãi và cũng đã mang lại những hiệu quả
đáng khích lệ. Một số thiết bị được sử dụng để phân phối thuốc như: Cảm biến sinh học
phân phối thuốc; Thiết bị phân phối thuốc dựa trên nền các vi dòng; Vi chip kiểm soát
giải phóng thuốc; Các bơm và ống dẫn phân phối thuốc.
- Các hệ phân phối thuốc hướng đích
Đối với hệ phân phối thuốc hướng đích và được kiểm soát, một loạt các hệ chất
mang được phát triển như: Các chất nền liên kết, kháng thể đơn dòng, các vi hạt hình
cầu và liposome. Ngoài ra, có nhiều hệ thống tinh vi dựa trên cơ chế phân tử, công nghệ
nano, và liệu pháp phân phối gen cũng được phát triển.
- Các hệ phân phối thuốc chuyên biệt

27. 8
Khái niệm sử dụng các hạt phân phối thuốc đến các vị trí trong cơ thể đã được
chọn lọc, từ đó sử dụng chúng như những tác nhân chẩn đoán trong y học để nghiên
cứu hệ thống các tế bào khác nhau (gan, lá lách, xương, lympho), các hạt có kích thước
từ 20 – 30 μm được sử dụng để phân phối thuốc hướng đích. Do kích thước nhỏ, chúng
có thể được tiêm trực tiếp vào cơ thể, các hệ thống phân phối thuốc chuyên biệt có thể
bao gồm thuốc và vật liệu lõi hoặc thuốc có thể được phân tán như chất nhũ tương bên
trong vật liệu mang hoặc thuốc có thể được gói gọn bởi vật liệu mang.
1.1.2. Hệ dẫn thuốc kích thước nano (HDTNN)
- Tính ưu việt và tiềm năng của HDTNN
+ Tính ưu việt của HDTNN
Việc chế tạo hệ thống nano chẩn đoán hoặc điều trị đòi hỏi phải kiểm soát nhiều
thông số khác nhau để tối ưu hóa. Những yếu tố này có thể bao gồm thành phần của
các hợp phần, tính kỵ nước trên bề mặt hạt, điện tích bề mặt, kích thước hạt, mật độ của
các phối tử nhắm đích, và nhiều kết hợp của chúng.
Hiện nay, sự phối hợp một số chức năng vào một chất nền của hệ mang đang
được quan tâm, ví dụ phương pháp tự lắp ráp cho việc chuẩn bị của các chất mang đa
chức năng, theo đó các chất kỵ nước và các cấu trúc nano vô cơ được đồng thời gói gọn
trong một chất mang phân phối thuốc [5]. Ngược lại với các hướng tạo phức hóa học,
phương pháp tự lắp ráp cho phép tích hợp các vật liệu của thuộc tính khác nhau dựa
trên nhiệt động lực không đặc hiệu [6]. Với mục đích này, các hạt nano polyme, hình
thành từ sự tự lắp ráp của copolyme khối kỵ nước trong các dung môi chọn lọc là đặc
biệt hữu ích. Hạt nano được tổng hợp bằng phương pháp tự lắp ráp có thể được thiết kế
để chứng minh đồng thời: i) kéo dài sự lưu thông trong máu; ii) đóng gói và bảo vệ của
một loạt các tác nhân điều trị với tải trọng cao; iii) tối ưu hóa tổ hợp các tính chất vật
lý của chất mang để tận dụng cả hai cơ chế nhắm đích chủ động và thụ động; iv) đáp
ứng với các kích thích tại chỗ cho giải phóng thuốc kiểm soát; v) khả năng chịu đựng
nhiều các gốc thuốc tương phản/chụp ảnh/quan sát bằng phương tiện của một loạt các

28. 9
kỹ thuật hình ảnh đa phương thức [6], mô hình tổng hợp hạt nano bằng phương pháp tự
lắp ghép được trình bày ở Hình 1.1.
Hình 1.1. Sơ đồ hình thành hạt nano đa chức năng [7].
Trong thực tế, việc tổng hợp các hạt nano đa chức năng phức tạp thông qua các
quá trình tự lắp ráp là khá khó khăn. Cho đến nay, vài ví dụ đã được công bố. Nasongkla
và cộng sự [6] đã mô tả quá trình tổng hợp của poly (ethylene glycol) -b-poly (D, L-
lactide) hạt nano đóng gói Doxorubicin hóa trị liệu và hạt nano ôxit sắt siêu thuận từ.
Tương tự như vậy, Yang và cộng sự [8] đã công bố việc tổng hợp poly (d, l-lactide-
coglycolide) hạt nano đóng gói các vật liệu tương tự. Tuy nhiên, các kỹ thuật tổng hợp
được sử dụng như bay hơi dung môi và nhũ tương hóa bị một số nhược điểm như: bề
mặt thiếu ổn định và qua nhiều bước làm sạch để chuẩn bị các hạt có kích thước thống
nhất [6, 8]. Ngoài ra, khả năng tải của các chất kỵ nước thường bị hạn chế bởi khả năng
hòa tan hợp chất trong lõi hạt [9]. Mặt khác, các quá trình tổng hợp không cho phép
phân tách độc lập kết cấu của các hợp phần, không đảm bảo sự phân bố đồng đều của
các hoạt chất trong nội tại các hạt nano. Như vậy, các kỹ thuật lắp ráp mới cho phép
linh hoạt, được điều chỉnh cho các ứng dụng cụ thể là rất cần thiết [9, 10].
+ Tiềm năng của HDTNN
Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của công nghệ nano, các vật liệu, thiết bị và
các HDTNN được chế tạo và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt các
HDTNN được chế tạo trên nền công nghệ nano cũng không phải là một ngoại lệ.

29. 10
Việc ứng dụng các hạt nano để phân phối và nhắm đích của dược phẩm, tác nhân
điều trị và chẩn đoán đã nhận được sự quan tâm lớn trong những năm gần đây. Các hạt
nano có thể được xây dựng từ nhiều loại vật liệu và được sử dụng để đóng gói hoặc làm
hòa tan các tác nhân hóa trị liệu để cải thiện khả năng phân phối thuốc trong cơ thể.
Thế hệ tiếp theo của HDTNN được nghiên cứu hướng vào việc củng cố và thiết
kế hệ thống đa chức năng, có thể tạo thuận lợi cho việc thực hiện trị liệu. Các hạt nano
ghép có khả năng xác định các tế bào ác tính, xác định vị trí của chúng trong cơ thể
bằng các kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh, tiêu diệt tế bào ác tính và giảm thiểu tác dụng
phụ thông qua việc nhắm đích chọn lọc và theo dõi điều trị.
Các hệ thống phân phối có thể được thiết kế để cung cấp, giải phóng có kiểm
soát hoặc giải phóng kích hoạt các phân tử điều trị. Bề mặt hạt nano có thể được chức
năng hóa bằng các phương pháp khác nhau để tạo thành các dạng khác nhau.
Sự chức năng hóa bề mặt có thể được sử dụng để tăng thời gian lưu trú trong
máu, giảm phân phối không đặc hiệu, và trong một số trường hợp, nhắm đích các mô
hoặc các kháng nguyên bề mặt tế bào đích với một yếu tố gắn kết nhắm đích (peptide,
aptamer, kháng thể/đoạn kháng thể, phân tử nhỏ). Ví dụ, hạt nano được tạo thành từ các
polyme ưa nước, đáng chú ý nhất poly (ethylene glycol) (PEG), có thể được ghép, tạo
phức, hoặc bị hấp thụ lên bề mặt của các hạt nano để tạo thành dạng vành, tạo nên sự
ổn định về không gian và hình thành nên các thuộc tính "tàng hình" như ngăn chặn sự
hấp thụ bề mặt của protein, qua đó làm tăng thời gian lưu thông trong dòng máu [11,
12].
Sự chức năng hóa có thể giải quyết các hạn chế lớn đối với các HDTNN như sự
hấp thụ protein. Nhờ sự chức năng hóa bề mặt các hệ phân phối thuốc nano copolyme
có những thuộc tính hơn hẳn so với các hệ phân phối thuốc nano polyme như thời gian
lưu thông trong máu lâu hơn, tránh được sự hấp thụ bề mặt do các protein huyết tương
gây ra, tránh được sự thủy phân do các enzyme. Mặt khác khi được chức năng hóa bề
mặt các hạt nano copolyme có thể gắn với các yếu tố hướng đích như các kháng thể,
protein, aptamer hoặc các phối tử tự nhiên như Folat để tăng khả năng bám đích của

30. 11
các hệ nano copolyme mang thuốc trong chẩn đoán và điều trị ung thư, qua đó tăng khả
năng và hiệu quả điều trị của thuốc [13].
- Cấu trúc và chức năng HDTNN
+ Kết cấu theo chức năng
Hệ dẫn thuốc kích thước nano kết cấu lõi-vỏ với hạt nano copolyme được xác
định bởi hình thái và thành phần polyme của chúng (trong cấu trúc lõi-vỏ của các
copolyme), được trình bày ở Hình 1.2. Trong cấu trúc này, tác nhân chẩn đoán và điều
trị thường được liên hợp với các bề mặt của các hạt nano hoặc đóng gói và bảo vệ bên
trong lõi, tạo thành HDTNN kết cấu lõi-vỏ với phần lõi là các tác nhân theo dõi, chẩn
đoán và điều trị như các phân tử thuốc, các hạt nano từ, hạt nano vàng. Trong khi đó,
phần vỏ là các polyme giúp tăng khả năng và thời gian lưu thông máu, tăng khả năng
hướng đích, giảm tác dụng phụ, nâng cao khả năng theo dõi, chẩn đoán bằng hình ảnh
và tăng hiệu quả điều trị.
Hình 1.2. Các loại hạt nano nền polyme cấu trúc lõi-vỏ đặc trưng cho phân phối thuốc [7].
Các hệ dẫn thuốc nano được thiết kế để tích hợp các thành phần điều trị, chẩn
đoán hoặc theo dõi để đạt được khả năng nhắm đích mạnh hơn.
Hệ dẫn thuốc nano đa chức năng (Hình 1.3) với các thành phần vật liệu đặc trưng,
phần lõi là các tác nhân theo dõi, chẩn đoán và điều trị như các phân tử thuốc, các hạt

31. 12
nano từ, hạt nano vàng,… được bao bọc bởi các polyme phân hủy sinh học như poly
(styrene), poly (methyl methacrylate), poly (hydrôxybutyrate), poly (D, L-lactide), poly
(L-lactide) và poly (D, L-lactide- đồng glycolide). Trong khi đó, phần vỏ là các polyme
tương thích sinh học như polyethylene glycol (PEG) giúp tăng khả năng và thời gian
lưu thông máu, tăng khả năng hướng đích [12].
Hình 1.3. Sơ đồ hệ dẫn thuốc nano đa chức năng [7].
HDTNN chứa hạt nano từ tăng tính tương phản hình ảnh MRI - là phù hợp hơn
cho các ứng dụng y sinh học trong cơ thể [14, 15]. Tuy nhiên, khi được tổng hợp, các
hạt nano vô cơ không phù hợp với môi trường sinh học do bề mặt kỵ nước hoặc những
hạn chế về độc tính. Do đó, một số phương pháp tạo lớp phủ đã được phát triển để nâng
cao tính tương thích sinh học của chúng, cải thiện sự ổn định trong dung dịch nước của

32. 13
chúng và cung cấp các tính chất hóa học cho các phản ứng về sau với các phân tử sinh
học [16, 17].
+ Kích thước hệ dẫn thuốc
Các hệ dẫn thuốc kích thước micromet (10-6
m) gặp rất nhiều hạn chế như khả
năng bám đích kém do trọng lượng phân tử lớn, khả năng lưu thông và nhập bào bị hạn
chế do kích thước lớn (ở hai cơ chế chủ động và bị động) [18]. Đối với cơ chế chủ động,
hệ dẫn thuốc micromet do kích thước và trọng lượng phân tử lớn nên chúng khó bám
đích vì khó thắng được áp lực lưu thông của dòng máu nên dễ dàng bị cuốn trôi và tách
khỏi các tế bào đích [18]. Đối với cơ chế bám đích thụ động, kích thước của hệ dẫn
thuốc micromet lớn hơn nhiều so với kích thước các lỗ màng tế bào (thường < 0,2 μm)
nên khó thâm nhập vào tế bào, vì vậy chúng sẽ lưu thông theo dòng máu đến các cơ
quan bài tiết, đào thải ra khỏi cơ thể [12, 19].
Đối với các hạt nano đa chức năng (Hình 1.4) phẩm chất được quyết định bởi
kích thước phần lõi là chính, phần vỏ chủ yếu giúp hạt nano phân tán [11, 20]. Việc đặc
trưng kích thước hạt nano có nhiều phương pháp khác nhau, đối với các hạt nano có
phần lõi là các polyme rắn hoặc các loại polyme kỵ nước có thể đặc trưng bằng phương
pháp hiển vi điện tử quét FE-SEM có thể cho thông tin kích thước phần lõi hoặc đặc
trưng bằng phổ tán xạ ánh sáng động có thể cho kích thước tổng thể của hạt nano phân
tán trong môi trường nước. Đối với các hạt nano có phần lõi là các hạt nano kim loại
hoặc ôxit của chúng hoặc phức hợp có thể đặc trưng bằng phương pháp hiển vi điện tử
FE-SEM, TEM, nnnhieeux xạ tia X hoặc phổ tán xạ ánh sáng động. Việc kết hợp đặc
trưng kích thước hạt nano bằng phương pháp hiển vi điện tử và phổ tán xạ ánh sáng
động có thể cho thông tin về kích thước phần lõi và phần vỏ của hạt nano đa chức năng.
Kích thước hạt nano đặc trưng bằng phổ tán xạ ánh sáng động thường cho kích thước
lớn hơn so với đặc trưng bằng phương pháp FE-SEM, TEM.

33. 14
Hình 1.4. Cấu trúc hệ dẫn thuốc đa chức năng với: A) Các hạt nano đa chức năng đơn giản
với thuốc và/hoặc các liệu pháp được mang vào bên trong; B) Các hạt nano đa chức năng
phức tạp bao gồm hạt nano ôxit sắt, hạt nano lõi silica – vỏ hạt vàng, hạt nano Gadolinium
biến tính bề mặt gắn các phối tử hướng đích và đóng gói thuốc [7].
Khác với hệ dẫn thuốc micromet, HDTNN của nhiều vật liệu (polyme, kim loại,
chất bán dẫn) tạo lợi thế riêng biệt cho các ứng dụng in vivo. Do có kích thước nanomet
nên các HDTNN (từ 10 đến 200 nm) dễ dàng thắng áp lực lưu thông của dòng máu để
bám dính trên bề mặt và thâm nhập vào tế bào đích (bám đích chủ động), hoặc các
HDTNN do kích thước nhỏ hơn nhiều so với các lỗ màng tế bào nên chúng dễ dàng
thâm nhập vào tế bào (bám đích thụ động). Bên cạnh đó, HDTNN còn thể hiện nhiều
ưu điểm khác như tăng khả năng lưu thông và nhập bào, tăng diện tích bề mặt và hiệu
ứng lượng tử, điện tử, từ trường và cấu trúc mới [12].
Các hệ dẫn thuốc nano có kích thước thủy động học từ 10 đến 100 nm được xem
là tối ưu và có thể lưu thông trong nhiều giờ và thoát mạch hoặc khuếch tán vào các mô
bị bệnh bởi một cơ chế nhắm đích thụ động [18]. Gần đây, các hạt nano nhắm đích
được chức năng hóa với các phối tử có ái lực và tính đặc hiệu cao đã được chứng minh
là có hiệu quả tích lũy trong các mô cụ thể và tăng đáng kể hiệu quả điều trị của các

34. 15
HDTNN [18, 20]. Kích thước của các hệ dẫn thuốc thích hợp cho mục đích nhập bào
nằm trong vùng từ 10 đến 200 nm [12, 19].
- Các vật liệu bảo đảm các chức năng hệ dẫn thuốc nano
+ Vật liệu cho chức năng thích ứng môi trường sinh hóa
Hệ dẫn thuốc nano cấu trúc lõi-vỏ, với phần lõi là các polyme phân hủy sinh học
và phần vỏ là các polyme tương thích sinh học được thiết kế để mang một tải trọng
thuốc hoặc các tác nhân chẩn đoán và điều trị, cung cấp hoặc giải phóng kiểm soát hoặc
giải phóng kích hoạt các phân tử điều trị bằng cơ chế nhắm đích thụ động hoặc chủ
động thông qua các yếu tố nhắm đích (peptide, aptamer, kháng thể/đoạn kháng thể,
phân tử nhỏ) được chức năng hóa và gắn trên bề mặt hệ dẫn thuốc.
Hệ dẫn thuốc nano được chức năng hóa bởi polyme ưa nước polyethylene glycol
(PEG) có thể được ghép, tạo phức, hoặc hấp thụ lên bề mặt của các hạt nano để tạo
thành dạng vành (vỏ), tạo nên sự ổn định về không gian và hình thành nên các thuộc
tính "tàng hình" như ngăn chặn sự hấp thụ bề mặt của protein [11].
+ Vật liệu cho chức năng hóa trị liệu
Một số phân tử thuốc kháng ung thư bao gồm β-Cyclodextrin, Doxorubicin,
Dopamine và Curcumin đã được sử dụng trong điều trị hoặc hỗ trợ điều trị ung thư [21-
23].
Trong các loại thuốc nêu trên, Curcumin được xem như một dược chất kháng
ung thư tiềm năng có nguồn gốc thiên nhiên nhờ những đặc tính ưu việt của chúng.
Curcumin: thuốc kháng ung thư tiềm năng
Curcumin (Cur) hoặc Diferuloylmethane (Hình 1.5) là một polyphenol màu vàng
chiết xuất từ thân rễ của củ nghệ (Curcuma longa), một loài cây trồng phổ biến ở vùng
nhiệt đới Đông Nam Châu Á và Ấn Độ [24]. Trong nhiều thế kỷ, nghệ đã được sử dụng
như một loại gia vị và màu thực phẩm tại Ấn Độ, Việt Nam và một số nước khác, cũng
như một tác nhân trị liệu trong y học truyền thống Ấn Độ và Việt Nam. Curcumin là
một tác nhân chống ung thư được phát triển dựa trên các bằng chứng dịch tễ học, cho
thấy mối tương quan giữa chế độ ăn uống giàu bột nghệ và giảm tỷ lệ bệnh ung thư

35. 16
niêm mạc đường tiêu hóa [25, 26]. Curcumin là tác nhân đã được nghiên cứu rộng rãi
đối với các hoạt động dược lý bao gồm chống ung thư, chống viêm, chống ôxy hóa,
chống loét, điều hòa miễn dịch , chữa lành vết thương, bảo vệ thần kinh, và các hiệu
ứng chống lão hóa [27, 28]. Curcumin cũng đã được chứng minh là chất có nhiều thuộc
tính ưu việt trên mà không tác dụng gây độc tế bào trên các tế bào khỏe mạnh [29]. Nó
cũng cho thấy hiệu quả ngăn ngừa ung thư đáng kể so với khối u ác tính khác nhau
chẳng hạn như ung thư vú, ung thư cổ tử cung, ung thư đại tràng, ung thư dạ dày, ung
thư gan, ung thư biểu mô tế bào biểu mô, ung thư tuyến tụy[30].
Hình 1.5. Cấu trúc Curcumin
Cơ chế kháng ung thư của Curcumin
Một số nghiên cứu đã cho thấy rằng chất Curcumin gây chết tế bào tự hủy trong
các tế bào ác tính [31]. Các cơ chế chính xác gây chết tế bào của Curcumin vẫn còn
được xác định, với vai trò của các họ protein Bcl-2 (protein gây chết tế bào tự hủy)[32].
Ngoài ra, còn có bằng chứng cho thấy Curcumin có thể gây chết đối các tế bào
có khả năng kháng sự chết rụng của tế bào [33]. Một số nghiên cứu đã cho thấy rằng
Curcumin gây ra sự bắt giữ trong các pha G2/M (G2- pha trống 2, M-pha nguyên phân)
của chu kỳ tế bào, cùng với sự gián đoạn phân bào chính thức, các khuyết tật trong sự
phân bào và sự tạo thành vi hạt [33, 34]. Gần đây hơn, điều trị bằng Curcumin đã được
báo cáo là gây chết rụng tế bào ác tính [35].
Mặc dù Curcumin là một hợp chất hiệu quả và an toàn cho điều trị ung thư, điều
đó không có nghĩa là chúng được chấp nhận là một "thuốc chữa bách bệnh". Lý do quan
trọng nhất là sinh khả dụng của Curcumin giảm khi sử dụng qua đường uống [36]. Vì
vậy, việc phát triển hệ nano copolyme PLA-PEG với các thành phần khác nhau sử dụng
cho mục đích mang Curcumin và gắn yếu tố hướng đích Folat tạo thành hệ nano mang
thuốc hướng đích Fol-PLA-PEG/Cur sẽ có thể giải quyết nhiều hạn chế của Curcumin.

36. 17
Ở Việt Nam
Cho đến nay đã có nhiều nhóm nghiên cứu ứng dụng Curcumin đã được nano
hóa trong các lĩnh vực dược, y sinh, điều trị ung thư đã và đang phát triển rất mạnh,
trong đó các nhóm nghiên cứu thuộc các đơn vị khác nhau như Viện Khoa học vật liệu,
Viện Hóa học, Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên thuộc Viện Hàn lâm Khoa học
và Công nghệ Việt Nam được xem là những nhóm đi tiên phong ở Việt Nam trong việc
nghiên cứu và ứng dụng nano Curcumin trong các lĩnh vực nêu trên.
+ Vật liệu cho chức năng lý trị liệu
Hệ dẫn thuốc nano ngoài chức năng mang, giúp phân tán và lưu thông các dược
chất (thuốc) trong môi trường sinh lý tốt hơn, chúng còn có thể mang (bọc) các tác nhân
lý trị liệu khác nhau như hạt nano vàng, hạt nano từ, tác nhân phóng xạ, v.v. .
Hệ hạt vàng:
Hạt nano vàng được sử dụng rộng rãi như vật liệu ưa thích trong nhiều lĩnh vực
do tính chất quang học và vật lý độc đáo của chúng, chẳng hạn như dùng hiệu ứng dao
động plasmon bề mặt để đánh dấu, chụp hình, và làm cảm biến.
Hạt nano vàng có thể kết hợp được với nhiều tác nhân như polyme, phối tử,
thuốc, DNA, RNA, protein, peptide và các oligonucleotide. Việc sử dụng các hạt nano
vàng và sự chức năng hóa bề mặt với một loạt các phân tử sẽ mở rộng và nâng cao khả
năng ứng dụng các hạt nano vàng để điều trị quang nhiệt với ưu thế giảm tác động gây
độc tế bào trong điều trị các bệnh ung thư khác nhau, liệu pháp gen và nhiều bệnh khác
[37, 38].
Trong vài năm qua, việc sử dụng hạt nano vàng tập trung vào việc khám phá các
đặc tính độc đáo của chúng như chẩn đoán hình ảnh và các ứng dụng điều trị. Gần đây,
hạt nano vàng đã được sử dụng như làm chất nền cho việc phân phối thuốc có hiệu quả
và hướng đích bằng cách đánh dấu hạt nano vàng với các chất mang sinh học và y sinh
học [39, 40].
Hiện nay, các nghiên cứu tập trung vào các phương pháp tổng hợp hạt nano vàng,
từ những keo nano hạt vàng hình cầu, thanh nano, hoặc vỏ silica bọc lõi nano vàng, hạt

37. 18
nano dạng ngôi sao, v.v. [41, 42]. Các phương pháp chức năng hóa bề mặt hạt nano
vàng đã được phát triển và sử dụng trong các ứng dụng y sinh học khác nhau, chẳng
hạn như tạo phức hợp giữa hạt nano vàng và đầu dò phân tử, bao gồm các kháng thể
đơn dòng và đa dòng, oligonucleotide, DNA, enzyme, và các loại thuốc ứng dụng trong
chẩn đoán và điều trị [43, 44].
Hệ hạt từ:
Hạt nano từ với kích thước, thành phần, cấu trúc và tính chất lý hóa khác nhau
có thể được sử dụng để sàng lọc và phân tách dòng tế bào, tăng độ tương phản ảnh cộng
hưởng từ hạt nhân (MRI), dẫn truyền thuốc hay tăng nhiệt cục bộ trong nhiệt từ trị [45,
46].
Hạt nano sắt từ Fe3O4 nhờ có thành phần không độc hại nên đến nay vẫn là hệ
chất được nghiên cứu ứng dụng nhiều nhất trên thế giới. Tùy từng ứng dụng cụ thể khác
nhau với những yêu cầu đặc thù riêng, các hạt từ quan tâm ứng dụng y sinh có kích
thước nằm trong giải từ vài nm đến cỡ 100 nm. Trong thực tế, kích thước hạt càng to
việc bọc các hạt từ bằng các chất làm chức năng bảo vệ (tăng độ bền) càng khó, trái lại
hạt từ có kích thước càng to thì việc tách tuyển từ càng dễ; mặt khác về tính chất hấp
phụ thì hạt càng bé độ hấp phụ càng lớn do diện tích bề mặt của chúng lớn [47-49].
Ở Việt Nam, việc tổng hợp hạt nano từ cho mục đích ứng dụng y sinh cũng đã
được quan tâm nghiên cứu ở một số cơ sở như: Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội, Trường
ĐH Khoa học Tự nhiên Hà Nội, Viện Khoa học Vật liệu (KHVL), Viện Vật lý Tp Hồ
Chí Minh, v…v.
+ Vật liệu cho chức năng chẩn đoán hình ảnh
Các hệ dẫn thuốc nano với khả năng phân phối thuốc trong phạm vi liều dùng tối
ưu, thường dẫn đến tăng hiệu quả điều trị của thuốc, giảm tác dụng phụ. Các hạt nano
với đặc tính tự lắp ráp, ổn định, độ đặc hiệu, đóng gói thuốc và tăng độ tương phản hình
ảnh đã được sử dụng trên lâm sàng để phân phối mô đích của các liệu pháp hóa trị, cải
thiện sinh khả dụng của thuốc, tăng hiệu lực thuốc trong mô đích và chẩn đoán bệnh
[45, 50].

38. 19
Sự phát triển liên tục của các tác nhân phân phối thuốc nano, trị liệu và hình ảnh
trong chẩn đoán và điều trị ung thư cho thấy tiềm năng cho sự phát triển của các hạt
nano đa chức năng kết hợp một số đặc tính thành một hệ thống nano duy nhất. Các hệ
thống đa chức năng có thể có khả năng phát hiện các tế bào ung thư ác tính trong cơ
thể, giết chết các tế bào ung thư với ít tác dụng phụ với tế bào bình thường (phân phối
thuốc nhắm đích hoặc giải phóng thuốc kiểm soát) và nâng cao hiệu quả điều trị.
Kỹ thuật hình ảnh như MRI, PET và CT là rất quan trọng trong việc chẩn đoán
các bệnh khác nhau. Mỗi phương thức hình ảnh có những ưu và nhược điểm riêng của
nó, và một kỹ thuật đơn lẻ không có được tất cả các tính năng cần thiết cho hình ảnh
toàn diện. Do đó, phương pháp chẩn đoán hình ảnh phối hợp đa kỹ thuật đang trở thành
công cụ quan trọng cho nghiên cứu y sinh học. Tác nhân tương phản với sự hỗ trợ của
nhiều kỹ thuật hình ảnh khác nhau có thể cải thiện việc chẩn đoán và điều trị các bệnh
ở giai đoạn sớm nhất bằng cách cung cấp dữ liệu toàn diện hơn cho các chẩn đoán lâm
sàng [51].
Ví dụ, đầu dò hai chế độ MRI-Quang bao gồm một loại thuốc nhuộm huỳnh
quang silica pha tạp lõi được bao quanh bởi các hạt nano từ tính có thể phát hiện các tế
bào ung thư não bằng MRI cùng với thông tin tế bào thông qua ảnh huỳnh quang [51].
Hạt nano từ tính cũng có thể được kết hợp với tác nhân phóng xạ để xây dựng MRI-
PET dò đa chiều [52], nhờ đó có thể phát hiện chính xác các tế bào ung thư trong các
hạch bạch huyết. Hệ thống sử dụng các hạt nano từ tính biến đổi với các đầu dò huỳnh
quang và phân tử sinh học cũng có thể theo dõi biểu hiện gen và các dấu hiệu khác
trong nghiên cứu điều trị tế bào [53].
+ Vật liệu cho chức năng bám đích
Hoạt động hướng đích của các hạt nano liên quan đến việc tạo phức của các phối
tử nhắm đích với các hạt nano, hoặc sử dụng từ trường ngoài để điều khiển các hạt
nano, đặc biệt là các hạt nano từ tính định vị tại các vị trí đích, hoặc dựa vào đặc tính
cấu tạo màng tế bào có thể thực hiện các hoạt động nhắm đích [4, 54].

39. 20
Nhắm đích thụ động: Nhắm đích thụ động liên quan đến sự tích tụ của chất
mang thuốc hoặc bản thân thuốc đến tế bào đích do các yếu tố lý hóa hoặc dược lý [51].
Ví dụ, sự hấp thụ các hạt nano trên tế bào Kupffer của gan. Tuy nhiên, trong những
trường hợp nhất định liên quan đến những thay đổi cấu trúc tế bào do các bệnh lý cụ
thể cũng có thể được khai thác để thực hiện phương pháp nhắm đích thụ động các hạt
nano đến mô bệnh. Ví dụ, các mô bình thường có các thành mạch liên tục, chặt chẽ, với
kích thước các lỗ màng tế bào dao động từ 10 - 50 nm [13], các hạt nano trong phạm vi
kích thước này sẽ thoát ra từ mạch máu vào mạch bạch huyết, đến các hạch bạch huyết
và đến các tế bào đích [55]. Tuy nhiên, đối với các mô bệnh do sự thay đổi cấu trúc tế
bào liên quan đến bệnh lý, kích thước lỗ màng tế bào có thể mở rộng trong khoảng từ
100 - 400 nm, tạo điều kiện thuận lợi để các hạt nano co kích thước trong phạm vi này
thoát mạch và tích tụ trên các tế bào đích [56].
Nhắm đích chủ động: Ngoài việc nhắm đích thụ động, việc phân phối các
hạt nano hoặc hệ nano mang thuốc đến khối u rắn và các tế bào di căn có thể thực hiện
bằng cách nhắm đích chủ động, với việc chức năng hóa bề mặt các hạt nano bởi các
yếu tố hướng đích. Các hạt nano hoặc hệ nano mang thuốc có thể nhắm đích tế bào,
khối u rắn theo nguyên tắc ổ khóa – chìa khóa nhờ các thụ cảm thể đặc hiệu có trên bề
mặt các loại tế bào khác nhau, ví dụ kháng thể đơn dòng kháng CD33 khi được tiêm và
cơ thể chúng sẽ lưu thông theo dòng máu và gắn đặc hiệu trên bề mặt tế bào ung thư vú
người HER-2 [57].
Hiện nay, các hệ dẫn thuốc được chức năng hóa với các phối tử nhắm đích khác
nhau. Với mục tiêu cung cấp một liều điều trị cao đến các mô hoặc tế bào cụ thể, kiểm
soát số lượng phối tử nhắm đích trên bề mặt của các hạt nano để tăng tính đặc hiệu và
ái lực liên kết thông qua cơ chế gắn kết đặc hiệu giữa phối nhắm đích với các thụ cảm
thể trên bề mặt tế bào đích [58, 59]. Gần đây, Davis và cộng sự [13], đã chứng minh
tác động điều trị của sự phân phối khác biệt giữa phạm vi nội bào và ngoại bào của khối
u. Hạt nano trên nền Cyclodextran chứa phối tử nhắm đích transferrin (hạt nano kích
thước khoảng 70 nm) cho thấy tăng cường tích tụ nội bào trong khối u.

40. 21
Trong hoạt động nhắm đích chủ động, đối với các hạt nano từ có thể sử dụng từ
trường ngoài xoay chiều như một lực tác động có khả năng điều khiển và định vị các
hạt nano từ tại vị trí đích, giúp thực hiện các phương pháp chẩn đoán hình ảnh và điều
trị đạt hiệu quả cao hơn [52].
1.1.3. Các loại polyme nghiên cứu ứng dụng
- Liposome: đã được sử dụng như các hạt mang thuốc tiềm năng với những lợi
thế riêng của chúng như khả năng bảo vệ thuốc tránh bị đào thải sớm, nhắm đích đến
các vị trí cụ thể và làm giảm độc tính hoặc tác dụng phụ [55]. Tuy nhiên, việc thiết kế
các liposome có một số hạn chế như hiệu quả đóng gói thấp, rò rỉ nhanh chóng đối với
thuốc tan trong nước khi có sự hiện diện của các thành phần trong máu và khó bảo
quản.
- Polyme phân hủy sinh học: so với liposome, polyme phân hủy sinh học (polyme
tự nhiên, polyme dendrit, copolyme) cung cấp một số lợi thế cụ thể hơn liposome, giúp
tăng độ ổn định của thuốc/protein và những thuộc tính giải phóng được kiểm soát hữu
ích.
Những lợi thế của các hệ phân phối thuốc polyme phân hủy sinh học và tương
thích sinh học [56] so với các dạng truyền thống bao gồm: (1) cải thiện hiệu quả điều
trị và độc tính giảm; (2) liều lượng thấp nhưng hiệu quả cao hơn; (3) giảm số lần dùng
thuốc; (4) khả năng ổn định thuốc tăng và bảo vệ chống lại sự phân hủy do thủy phân
hoặc enzyme; (5) không cần phẫu thuật để loại bỏ các polyme phân phối thuốc do chúng
tự phân hủy.
Lợi thế chính của hệ thống phân phối thuốc polyme là thuốc bọc trong chất nền
polyme và không làm thay đổi dược tính của thuốc, do đó tác dụng sinh học, khả năng
hấp thu, phân bố, chuyển hóa và bài tiết sau khi thuốc được giải phóng từ polyme là
giống như của các thuốc truyền thống [55]. Hơn nữa, thuộc tính giải phóng thuốc có
thể được điều chỉnh bằng cách kiểm soát các thông số thích hợp khi điều chế hoặc tổng
hợp.

41. 22
1.1.4. Copolyme phân hủy sinh học PLA-PEG
- Polyme PLA
Polyme phân hủy sinh học được sử dụng để thiết kế các hệ phân phối thuốc kích
thước nano với những đặc tính ưu việt hơn so với các hệ phân phối thuốc truyền thống
như kiểm soát giải phóng thuốc, tự phân hủy và không gây độc sau khi sử dụng, giảm
liều dùng và sự phụ thuộc của bệnh nhân vào thuốc được cải thiện [60]. Trong số các
polyme phân hủy sinh học phải kể đến polylactic axit (PLA), poly(lactic-co-glycolic)
(PLGA), … đã được cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm Mỹ (FDA) cho phép ứng
dụng trong dược phẩm và lưu hành trên thị trường [61].
Polylactic axit (PLA) là polyme phân hủy sinh học có nguồn gốc tự nhiên, không
gây độc cho cơ thể, sản phẩm sau khi phân hủy PLA là các monome (lactic axit), là
thành phần thiết yếu được sử dụng trong quá trình tái tạo tế bào mới trong cơ thể người
và động vật [60].
Tuy nhiên, ngoài những đặc tính ưu việt trên các hệ nano polyme phân phối thuốc
vẫn có những hạn chế như dễ bị đào thải bởi các thực bào (đơn nhân và đa nhân), các
tế bào của hệ lưới nội mô, sự tập trung của các protein trên bề mặt hạt nano như
apolipoproteins (các protein kết hợp với lipid để tạo lipoprotein tham gia vào quá trình
vận chuyển lipid) và protein C3 (một loại protein trong hệ thống miễn dịch), qua đó
làm giảm đáng kể thời gian lưu thông máu của các hạt nano [60].
Do đó, việc chức năng hóa bề mặt polyme phân hủy sinh học như PLA bởi PEG
(polyethylene glycol) để cải thiện những hạn chế của polyme phân hủy sinh học là rất
quan trọng.
- Polyme PEG
PEG là một oligome ưa nước có thể được hấp thụ hoặc gắn liền với bề mặt của
các hạt nano [62]. Polyethylene glycol (PEG) có độc tính thấp, không gây miễn dịch và
được sự chấp thuận của Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) cho sử dụng
lâm sàng. Hợp chất PEG-thuốc hoặc các hạt nano được chức năng hóa với chuỗi PEG

42. 23
đã được mô tả như các hệ thống phân phối thuốc lưu thông lâu dài có tiềm năng ứng
dụng cho hệ thống quản lý thuốc [3, 63].
PEG làm giảm đáng kể sự tương tác không đặc hiệu với protein, tránh sự đào
thải của các thực bào, các tế bào của hệ lưới nội mô, đồng thời tăng khả năng phân tán
trong nước, qua đó tăng đáng kể khả năng lưu thông trong máu. Vì vậy, hạt nano
copolyme PLA-PEG được nghiên cứu tổng hợp và chế tạo hệ nano copolyme PLA-
PEG mang thuốc hướng đích nhằm cải thện các hạn chế của polyme phân hủy sinh học
PLA.
Bazile và cộng sự [64], đã chứng minh sự hình thành của hạt nano PLA-PEG
trong một cấu trúc lõi-vành với một lõi rắn và chuỗi PEG neo trên bề mặt. Kết quả của
họ cho thấy lần đầu tiên chuỗi PEG gắn liền với một bề mặt hạt, tương tự như polyme
PEG tự do hòa tan trong nước. Hơn nữa, PEG đã được chứng minh là làm giảm đáng
kể sự tương tác không đặc hiệu với protein thông qua sự thủy phân của chúng và sự
hoạt hóa bổ sung [64, 65]. Chiều dài chuỗi, hình dạng và mật độ của PEG trên bề mặt
hạt đã thể hiện được các thông số chính ảnh hưởng đến tính ưa nước của hạt nano và
thực bào. Các cơ chế tham gia vào thực bào của các hạt nano là thụ quan trung gian bởi
sự tương tác của các protein cụ thể được hấp thụ trên bề mặt của các hạt nano với thực
bào.
Gref và cộng sự [57], là người đầu tiên báo cáo những lợi thế của sự PEG hóa
trên hạt nano PLGA-PEG, dẫn đến một sự gia tăng đáng kể trong thời gian lưu trú trong
máu giảm đáng kể sự hấp thụ protein, đặc biệt là apolipoproteins và bổ sung cho protein
C3 kể trên bề mặt của các hạt nano PLA-PEG so với PLA tinh khiết. Gref và cộng sự
đã nghiên cứu một cách hệ thống các tác động của độ dài chuỗi PEG trong việc ngăn
chặn sự hấp thụ protein trên bề mặt của các hạt nano. Kết quả cho thấy một khối lượng
phân tử trong phạm vi tối ưu (từ 2 đến 5 kDa) đã làm giảm sự hấp phụ của protein huyết
tương. Lượng protein hấp thụ vào PLA-PEG 5 kDa được giảm đáng kể (~80%) so với
số lượng của các hạt nano PLA không xử lý. Lượng PEG thấp hơn 0,5% trọng lượng
trên bề mặt của các hạt nano đã giảm đáng kể lượng protein hấp thụ bề mặt khi so sánh

43. 24
với các hạt nano PLA tinh khiết. Hiệu quả của việc gắn PEG trên bề mặt của các hạt
nano trong việc ngăn chặn sự hấp thụ protein tương quan với sự hấp thụ các bạch cầu
đa nhân (PMN – polymorphonuclear leukocytes) và bạch cầu đơn nhân (mononuclear).
Kể từ đó, nhiều nhóm nghiên cứu đã khảo sát sự tương tác của các hạt nano polyme với
các opsonin (các phân tử tăng cường thực bào) huyết thanh, đặc trưng cho cả hai cơ chế
hấp thu và động học [18, 20].
Tương tự như vậy, Fang và cộng sự [66], gần đây đã cho thấy tác động của khối
lượng phân tử của PEG để nhắm mục tiêu thụ động của các hạt nano tàng hình
poly(cyanoacrylate-co-n-hexadecyl) cyanoacrylate (PHDCA). Như trong các nghiên
cứu trước đó, thay đổi bề mặt PEG của các hạt nano đã có thể làm giảm đáng kể sự hấp
thụ protein như được phát hiện bằng cách sử dụng các xét nghiệm định lượng (BCA
assay). Kết quả cho thấy sự che chắn PEG dày đặc trên một bề mặt tích điện âm đóng
vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa sự hấp thụ protein. Nhìn chung, các hạt nano
đã được PEG hóa được tìm thấy có thời gian lưu thông dài hơn và mức độ tích lũy khối
trong u cao hơn các hạt nano không được PEG hóa.
Hiệu quả của các PEG trong việc thay đổi sự phân bố sinh học của các hạt nano
đã được chứng minh rõ ràng, các nghiên cứu in vivo cho thấy sự gia tăng mạnh mẽ thời
gian lưu thông máu với sự gia tăng mật độ bề mặt PEG. Nó cũng rõ ràng là các khác
biệt hóa lý tương đối nhỏ có ý nghĩa sinh học quan trọng trong sự phân bố sinh học của
các hạt nano. Các hạt nano được PEG hóa có kích thước từ 10 đến 100 nm có thể vẫn
còn trong lưu thông trong nhiều giờ và thoát mạch hoặc khuếch tán vào các mô bị bệnh
bởi một cơ chế nhắm đích thụ động. Gần đây, các hạt nano nhắm đích được chức năng
hóa với các phối tử có ái lực và tính đặc hiệu cao đã được chứng minh là có hiệu quả
tích lũy trong các mô cụ thể và tăng đáng kể hiệu quả điều trị của các hệ thống phân
phối thuốc nano lưu thông lâu [18, 20, 66].
- Tổng hợp copolyme PLA-PEG
Copolyme PLA-PEG có thể được tổng hợp bằng phản ứng mở vòng trùng ngưng
axit lactic với polyethylene glycol tạo thành block copolyme PLA-PEG (Hình 1.6) với

44. 25
sự có mặt của muối thiếc II (Sn(Oct)2) [67] đóng vai trò như xúc tác tạo thành copolyme
PLA-PEG với các tỷ lệ thành phần PLA:PEG khác nhau ảnh hưởng đến kích thước và
khả năng mang thuốc của hạt nano được quan tâm trong đã được chúng tôi quan tâm
và nghiên cứu. Hợp phần kỵ nước (PLA) đóng một vai trò rất quan trọng đối với kích
thước của hạt nano khi chúng tạo thành mixen phân tán trong môi trường phân cực như
môi trường nước hoặc môi trường sinh lý, khi đó kích thước của chúng do phần lõi kỵ
nước quyết định là chủ yếu [68]. Mặt khác, hợp phần kỵ nước PLA cũng đóng vai trò
hết sức quan trọng đối với khả năng mang các loại thuốc kỵ nước của hệ nano copolyme
PLA-PEG, khi đó thuốc sẽ liên kết với hợp phần kỵ nước PLA của hệ copolyme PLA-
PEG bằng lực liên kết kỵ nước [69] và kẹt trong chất nền kỵ nước PLA và giúp các loại
thuốc kỵ nước phân tán trong môi trường phân cực. Trong khi đó, hợp phần ưa nước
PEG giúp hệ nano copolyme PLA-PEG phân tán tốt trong môi trường phân cực và tăng
tính tương thích sinh học của hệ.
Vì vậy, việc tổng hợp hệ nano copolyme PLA-PEG phân phối thuốc với các tỷ
lệ thành phần PLA:PEG khác nhau, trên cơ sở đó đánh giá khả năng mang thuốc, khả
năng tương thích sinh học và khả năng nhập bào của hệ nano copolyme PLA-PEG mang
thuốc hướng đích đóng một vai trò rất quan trọng.
Trong nghiên cứu của chúng tôi, copolyme PLA-PEG với các tỷ lệ thành phần
về trọng lượng giữa PLA và PEG khác nhau được tiến hành tổng hợp nhằm đánh giá
ảnh hưởng của các hợp phần PLA và PEG đến kích thước, khả năng mang thuốc cũng
như khả năng tương thích sinh học của hệ nano copolyme PLA-PEG mang thuốc hướng
đích. Theo đó, copolyme PLA-PEG với các tỷ lệ thành phần PLA:PEG khác nhau được
tổng hợp thông qua phản ứng mở vòng trùng ngưng giữa monome của axit lactic và
polyethylene glycol (PEG) với sự có mặt của xúc tác Tin (II) 2-ethylhexanoate.
Hình 1.6. Sơ đồ tổng hợp copolyme PLA-PEG bằng phương pháp trùng ngưng
mở vòng polyme