Chương 1- TỔNG QUAN 1. Khái niệm liposome Liposome thuộc hệ điều trị cao hơn của dạng thuốc kiểm soát giải phóng - hệ mang thuốc hướng đích (targeted drug delivery system) có cấu trúc hình cầu đơn hay đa lớp kép cấu tạo gồm một nhân nước ở giữa được bao bọc bởi một vỏ phospholipid gồm một hay nhiều lớp, có kích thước thay đổi từ hàng chục đến hàng ngàn nanomet [3,4] Hình 1.1: Cấu trúc liposome Thành phần chính của liposome là phospholipid và cholesterol. Đây là những chất tương hợp sinh học với cơ thể, có thể phân giải được trong cơ thể nên có ưu việt trong ứng dụng làm chất mang thuốc [3,4,54] Trong lĩnh vực Dược, liposome được ứng dụng làm hệ mang thuốc và mô hình tế bào nhân tạo. Khi sử dụng liposome làm chất mang thuốc, dược chất có thể phân bố trong khoang nước của liposome, phân bố giữa lớp phospholipid kép, tương tác và gắn với đầu không phân cực của phân tử phospholipid hoặc hấp phụ trên bề mặt của lớp phospholidpid kép tùy thuộc vào đặc tính thân dầu nước của dược chất và tương tác hóa lí giữa dược chất với lớp phospholipid kép (hình 1.2: Các cách mang dược chất của liposome: 1- Dược chất trong khoang nước.
2- Dược chất nằm giữa lớp lipid kép. 3- Dược chất gắn vào đầu phân cực của phospholipid. 4- Dược chất liên kết với lớp lipid kép. 5- Dược chất liên kết với đầu không phân cực của phân tử phospholipid.
6- Dược chất hấp phụ trên bề mặt lớp lipid kép. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Một số dược chất chỉ ổn định trong một số điều kiện nhất định, tuy nhiên môi trường ổn định nhất cho dược chất đôi khi lại không thích hợp với cơ thể do đó làm giảm khả năng điều trị của dược chất. Liposome được dùng làm chất mang thuốc do liposome có thể bao gói bên trong lớp lipid kép môi trường tối ưu cho sự ổn định của dược chất nhưng lại được phân tán trong một môi trường có điều kiện tương tự điều kiện sinh lý của cơ thể. Do đó liposome được coi là một trong những hệ mang thuốc lý tưởng [24,26,30].
Phân loại theo kích thước và cấu trúc số lớp + Liposome đơn lớp (ULV: Unilamellar vesicle): Vỏ chỉ có một lớp phospholipid Tùy theo kích thước mà có 4 loại: Loại nhỏ SUV (Small Unilamellar Vesicle) SUV có đường kính từ khoảng 20-50 nm, loại to LUV (Large Unilamellar Vesicle) có đường kính trên 50 nm, loại khổng lồ GLV (Giant Unilamellar Vesicle) có đường kính trên 1000 nm[4,43]. + Liposome đa lớp (MLV: multilamellar vesicle): Cấu tạo gồm nhiều lớp lipid và nhiều ngăn nước đồng tâm, kích thước 400 - 3. Gồm 3 loại: OLV (Oligo Lamellar Vesicle) có ít hơn 5 lớp lipid kích thước 100-1000 nm, MLV có 5-25 lớp lipid kích thước trên 500 nm, MVV (Multi Vesicular Vesicle) cấu trúc liposome kép (liposome trong liposome) [4,43].3: Phân loại liposome dựa trên kích thước và cấu trúc số lớp phospholipid. Phân loại theo thành phần cấu trúc lớp vỏ.
Liposome quy ước: là loại liposome được tạo thành từ các phospholipid khác nhau, cholesterol và có thể có các lipid khác nhưng không có sự thay đổi nào trên bề mặt liposome. Nhược điểm: thời gian tồn tại ngắn trong hệ tuần hoàn do dễ bị liên kết protein và bị các tế bào trong hệ thống miễn dịch bắt giữ, khả năng hướng đích kém do cơ chế thụ động, có nguy cơ giải phóng dược chất vào các tế bào bình thường [8,25]. Liposome biến đổi: nhằm khắc phục nhược điểm của liposome qui ước, các nhà khoa học đã nghiên cứu thay đổi cấu trúc của liposome để tăng cường hiệu quả mang thuốc hơn. Một liposome mang thuốc hiệu quả phải đạt được các yêu cầu sau: • Hiệu suất mang thuốc phải cao và ổn định.
3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com • Tồn tại lâu trong hệ tuần hoàn. • Có khả năng thoát khỏi lòng mạch máu tại vị trí bị bệnh để đi vào mô bệnh. • Kiểm soát được khả năng giải phóng thuốc vào trong tế bào. Để cải thiện sự lưu thông trong hệ tuần hoàn cũng như là đưa, phân phối thuốc hướng đích, bề mặt liposome được thay đổi bằng việc đưa thêm polymer thân nước PEG, các phối tử hướng đích (targeting ligand) như protein, chuỗi peptide, kháng thể đơn dòng,.
để đạt mục tiêu hướng đích chủ động [35,54].1 : Một số phân loại liposome theo thành phần cấu trúc lớp vỏ Loại liposome Thành phần Liposome quy ước PL tự nhiên hoặc PL điện tích âm kết hợp với cholesterol. Liposome nhạy PL được sử dụng như DOPE (dioleoylphosphatidyl cảm với pH ethanolamin). Liposome tích Lipid tích điện dương bề mặt với DOPE. điện dương Liposome tuần Bề mặt được bao bởi polymer thân nước.
hoàn dài Liposome miễn Bề mặt liposome gắn kháng thể hoặc các nhóm hướng dịch đích có khả năng nhận biết và liên kết với tế bào đích. Có thể phân loại liposome biến đổi theo mục đích bào chế gồm các loại [8,54,55]: + Liposome tuần hoàn lâu trong máu (tuần hoàn dài) (Long-circualating liposome): Liposome loại này có bề mặt bao phủ một lớp polyme thân nước, tương hợp sinh học nhằm tạo ra một lớp áo bảo vệ cho liposome tránh khỏi sự nhận diện của quá trình opsonin hóa và do đó làm giảm khả năng thải trừ liposome khỏi hệ tuần hoàn. PEG là polyme hay được sử dụng để tạo ra liposome tuần hoàn dài trong máu [7,12, 22, 28,59]. + Liposome mi n dịch (Immuno liposome): Bề mặt liposome được gắn lên các phân tử có khả năng nhận biết và liên kết với tế bào đích (các nhóm nhận đích - target ligand).
Các chất hướng đích đầu tiên được sử dụng là các kháng thể IgG nên liposome này được gọi là liposome miễn dịch. Hiện nay đã phát triển thêm nhiều nhóm nhận đích khác mà không phải là các kháng thể nên các liposome đều gọi tên theo nhóm hướng đích được gắn tuy nhiên vẫn được xếp vào loại liposome miễn dịch như: liposome hướng receptor folate, liposome hướng receptor tranferin [12, 28]. + Liposome mi n dịch tuần hoàn dài (Long-circualating Immunoliposome): Đây là loại liposome kết hợp các ưu điểm của liposome tuần hoàn dài và liposome miễn dịch nhằm cải tiến hơn nữa khả năng mang thuốc tới đích của liposome. Đặc điểm cấu tạo của liposome này s có lớp áo polyme bảo vệ ở bên ngoài và các chất hướng 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đích s được gắn vào đuôi các phân tử polyme bảo vệ hoặc gắn lên vỏ liposome [22, 28].4: Các dạng liposome biến đổi Ngoài ra còn một số dạng của liposome đó là: + Liposome cảm ứng (sensitive liposome): Là các liposome trong thành phần cấu tạo có chứa một tỉ lệ các chất có khả năng thay đổi cấu trúc vật lý hoặc hóa học dưới các điều kiện đặc biệt, có thể là các phospholipid đặc biệt hoặc các polyme có khả năng bị phân giải cấu trúc về mặt vật lý hoặc hóa học khi nhận được tín hiệu kích thích tại mô đích.
Tác nhân gây kích thích có thể là thuộc tính đặc trưng tại mô bị bệnh như pH, tác nhân oxy hóa khử, tác nhân phân giải cấu trúc tại môi trường mô bệnh (tác nhân nội) hoặc có thể là do tác động từ bên ngoài như siêu âm, điện từ trường, nhiệt độ (tác nhân ngoại) như: a/ Liposome nhạy cảm nhiệt độ (temperature sensitive liposome): thành phần phospholipid như phosphatidyl ethanolamine, dioleoyl phosphatidyl ethanolamine liposome nhạy cảm với nhiệt độ nhanh chóng giải phóng dược chất khi nung nóng đến 41,3oC và do đó có khả năng nhắm mục tiêu phân phối hóa trị liệu toàn thể cho mô tế bào khi kết hợp với chứng tăng thân nhiệt [11,18,35,47]. b/ Liposome từ tính (magnetic liposome): bề mặt liposome được bao bởi một lớp vỏ polymer có gắn các hạt nano từ tính như oxit sắt Fe3O4 hay sắt dạng oxi hóa như γ- Fe2O3. Trong một từ trường thay đổi, thay đổi hướng ngẫu nhiên từ hướng song song sang hướng đối cực, cho phép chuyển năng lượng từ thành dạng nhiệt, do đó làm tăng nhiệt độ tại các mô khối u. Các mô tại khối u thường nhạy cảm với sự gia tăng nhiệt độ hơn các mô lành, vì thế đây là một hướng điều trị ung thư mới [10,12].
c/ Liposome nhạy cảm pH (pH sensitive liposome) : là những liposome có thành phần phospholipid như DOPE, có khả năng hoạt động trong môi trường pH thấp như ở mô khối u khoảng 5,5 [6,8,35,47]. Ngoài ra còn một số dạng của liposome đó là: 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com + Liposome tích điện dương (cationic liposome): có khả năng liên hợp với tế bào, màng tế bào, thích hợp dùng làm hệ phân phối thụ động các đại phân tử tích điện như DNA, RNA [35,47]. + Lipoplexes: gồm phospholipid cationic liên kết với AND (lipofectin) để chuyển gen, điều trị bệnh về gen, không bền và độc ở liều cao [35,47]. + Virosome: dùng vỏ virus làm chất mang đóng vai trò như một vaccin tạo đáp ứng miễn dịch cho cơ thể [6,8].
+ Proliposome: là liposome ở dạng bột đông khô, khi dùng thêm pha nước hydrat hóa tạo hỗn dịch liposome [47]. + Ethosome: ngoài thành phần phospholipid còn chứa tỷ lệ lớn alcol (ethanol, isopropanol), bào chế với mục đích tăng thấm thuốc qua da [47]. + Liposome linh động (flexible liposome): là liposome đơn lớp nhỏ, được bào chế từ phosphatidylcholin với sự có mặt của chất diện hoạt (Tween 80, muối mật, natri cholat,…) và ethanol, có tác dụng tăng thấm thuốc qua da, được ứng dụng nhiều trong mỹ phẩm. Liposome linh động có khả năng thấm qua lớp sừng còn được gọi là transferosome [47].
+ Niosome: sử dụng chất diện hoạt không ion hóa thay cho phospholipid như Span 80, Span 60, Tween 80,. Độ ổn định có thể cao hơn, hiệu suất gắn dược chất cao hơn, rẻ tiền hơn so với liposome. Niosome gần đây được phát triển như một chất mang thuốc tương tự liposome, cải thiện sinh khả dụng cho các dược chất ít tan, thấm kém, tăng độ ổn định cho các dược chất kém bền [35]. +Arsonoliposome: là dạng liposome sử dụng arsonolipid thay cho phospholipid, dùng trong điều trị ung thư và diệt ký sinh trùng vì khả năng tăng độc tính với tế bào ung thư và đơn bào [35].
Thành phần cấu tạo liposome 1. PL là loại lipid chứa phospho, một đầu phân cực, một đầu không phân cực nên nó có khả năng tự tạo thành lớp màng kép trong môi trường nước. PL là nguyên liệu tách chiết từ tự nhiên hoặc tổng hợp, có cấu trúc tương đồng sinh học với tế bào sống, do đó an toàn, tăng khả năng vận chuyển thuốc, dễ xâm nhập vào các tổ chức đích. PL là thành phần chính của liposome.