Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu biến tính bề mặt nano silica làm chất mang thuốc chống ung thư

• Tác giả: Võ Uyên Vy
• Người hướng dẫn: Gs. Nguyễn Cửu Khoa
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Vật liệu cao phân tử và tổ hợp
• Đề tài: Nghiên cứu biến tính bề mặt nano silica làm chất mang thuốc chống ung thư
• Loại tài liệu: Luận án tiến sỹ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Vật liệu nano silica
• 1.1.1. Giới thiệu tổng quát
• 1.1.2. Vật liệu nano silica xốp. Các tính chất của vật liệu nano silica xốp
• 1.1.3. Các phương pháp tổng hợp vật liệu nano silica
• 1.1.4. Tổng hợp nano silica xốp (porous nano silicas gọi tắt PNS) bằng phương pháp sol-gel
• 1.1.5. Tổng hợp nano silica xốp (porous nano silicas gọi tắt PNS) bằng phương pháp kết tủa
• 1.1.6. Tổng hợp nano silica xốp (PNS) bằng phương pháp ngưng tụ hóa học (chemical vapor condensation gọi tắt là CVC)
• 1.2. Các chất dùng để biến tính bề mặt nano silica
• 1.2.1. Biến tính bằng chitosan (CS)
• 1.2.2. Biến tính bằng dithiodipropionic acid (DTDP)
• 1.2.3. Biến tính bằng Gelatin
• 1.3. Thuốc trị bệnh ung thư (hóa trị)
• 1.3.1. Cơ chế của 5-FU
• 1.4. Ứng dụng công nghệ nano làm chất dẫn truyền thuốc chống ung thư
• 1.4.1. Cơ chế mang thuốc hướng đích thụ động:
• 1.4.2. Cơ chế mang thuốc hướng đích chủ động:
• 1.5. Những nghiên cứu của vật liệu nano silica trong lĩnh vực dẫn truyền thuốc
• 1.6. Nội dung và phương pháp nghiên cứu.
• 1.6.1. Tổng hợp nanosilica xốp và tạo cầu nối biến tính
• 1.6.2. Tổng hợp vật liệu nano silica xốp bằng phương pháp sol-gel
• 1.6.3. Tạo cầu nối biến tính
• 1.6.4. Biến tính vật liệu nano silica xốp (PNS). Biến tính PNS bằng Chitosan-mPEG (tổng hợp PNS-GPTMS-CS-mPEG là chất mang thuốc 2)
• 1.6.5. Biến tính PNS bằng Gelatin (tổng hợp PNS-APTES-COOH-GE là chất mang 4)
• 1.6.6. Biến tính PNS bằng Gelatin-mPEG (tổng hợp PNS-GEL-mPEG hay còn gọi là PNS-APTES-GEL-mPEG là chất mang thuốc 5)
• 1.6.7. Biến tính PNS bằng SS-CS-PEG (tổng hợp PNS-SS-CS-PEG hay còn gọi PNS@CS-PEG là chất mang 6)
• 1.6.8. Thử nghiệm độc tính tế bào (cytotoxicity test)
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Hóa chất và thiết bị
• 2.2. Tổng hợp nano silica xốp và tạo cầu nối biến tính
• 2.2.1. Tổng hợp vật liệu nano silica xốp (PNS) bằng phương pháp sol-gel[52]
• 2.2.2. Tổng hợp vật liệu nano silica xốp bằng phương pháp kết tủa [53]
• 2.2.3. Tạo cầu nối biến tính
• 2.3. Biến tính vật liệu nano silica xốp
• 2.3.1. Biến tính bằng hydrazine (tổng hợp PNS-GPTMS-Hydrazine là chất mang thuốc 1)
• 2.3.2. Biến tính PNS bằng Chitosan-mPEG (tổng hợp PNS-GPTMS-CS-mPEG là chất mang thuốc 2)
• 2.3.3. Biến tính bằng gelatin (tổng hợp PNS-APTES-COOH-GE là chất mang 4)
• 2.3.4. Biến tính PNS bằng gelatin-mPEG (tổng hợp PNS-APTES-COOH-GEL- mPEG hay còn gọi là PNS -GEL-mPEG là chất mang thuốc 5)
• 2.3.5. Biến tính bằng SS-CS-PEG (tổng hợp PNS-SS-CS-PEG (là chất mang thuốc 6)
• 2.4. Khảo sát quá trình mang giải phóng của vật liệu
• 2.4.1. Khảo sát quá trình mang thuốc 5-FU và giải phóngthuốc
• 2.4.2. Khảo sát khả năng mang và giải phóng DOX trên vật liệu
• 2.5. Thử nghiệm độc tính tế bào
• 2.5.1. Phương pháp nuôi cấy tế bào
• 2.5.2. Quy trình khảo sát hoạt tính gây độc bằng phương pháp SRB
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Đặc trưng của vật liệunano silica xốp (PNS)
• 3.1.1. Khảo sát kích thước hạt PNS bằng phương pháp solgel.
• 3.1.2. Ảnh TEM của vật liệu nano silica xốp (PNS) tổng hợp bằng phương pháp sol-gel
• 3.1.3. Kết quả phân tích ảnh SEM của vật liệu nano silica xốp (PNS) tổng hợp bằng phương pháp kết tủa.
• 3.1.4. Kết quả phân tích giản đồ XRD của vật liệu nano silica xốp (PNS) tổng hợp bằng phương pháp sol-gel và phương pháp kết tủa
• 3.1.5. Kết quả FT-IR của vật liệu nano silica xốp (PNS) tổng hợp bằng phương pháp sol- gel và phương pháp kết tủa
• 3.1.6. Kết quả BET của vật liệu nano silica xốp (PNS) tổng hợp bằng phương pháp sol- gel và phương pháp kết tủa
• 3.2. Biến tính nano silica xốp
• 3.2.1. Biến tính thông qua cầu nối GPTMS
• 3.2.2. Biến tính bằng Hydrazine (tổng hợp PNS-GPTMS-Hydrazin-chất mang thuốc 1)
• 3.2.3. Biến tính bằng Chitosan-mPEG (tổng hợp PNS-GPTMS-Chitosan-mPEG viết tắt PNS-GPTMS-CS-mPEG là chất mang thuốc 2)
• 3.2.4. Biến tính thông qua cầu nối APTES
• 3.2.5. Biến tính bằng gelatin (tổng hợp PNS-APTES-COOH-gelatin còn gọi PNS-APTES- COOH-GE (chất mang thuốc 4))
• 3.2.6. Biến tính PNS bằng GEL-mPEG (tổng hợp PNS-APTES-COOH-GEL-mPEG hay còn gọi tắt là PNS-Gelatin-mPEG (chất mang thuốc 5)
• 3.2.7. Biến tính SS-CS-PEG (tổng hợp PNS@CS-PEG hay còn gọi là PNS-APTES-SS- COOH-CS-PEG (chất mang thuốc 6))
• 3.2.8. Nhận xét chung các hệ biến tính
• 3.3. Kết quả mang và giải phóng thuốc
• 3.3.1. Kết quả mang và giải phóng thuốc của PNS
• 3.3.2. Xây dựng đường chuẩn 5-Fluorouracil (5-FU)
• 3.3.3. Kết quả mang thuốc 5-FU của PNS (nano silica xốp)
• 3.3.4. Kết quả mang thuốc DOX của PNS (nano silica xốp)
• 3.3.5. Kết quả giải phóng thuốc DOX của PNS (nano silica xốp)
• 3.3.6. Kết quả mang và giải phóng của PNS-GPTMS-Hydrazine (chất mang thuốc 1)
• 3.3.7. Khảo sát mang và giải phóng 5-FU của PNS-GPTMS-Hydrazine.
• 3.3.8. Khảo sát giải phóng 5-FU của PNS-GPTMS-Hydrazine
• 3.3.9. Kết quả mang thuốc DOX của PNS-GPTMS-Hydrazine
• 3.3.10. Khảo sát khả năng giải phóng DOX của vật liệuPNS-GPTMS-Hydrazine
• 3.3.11. Kết quả mang và giải phóng thuốc của PNS-GPTMS-CS-mPEG (Chất mang thuốc 2)
• 3.3.12. Kết quả mang 5-FUcủa hệ PNS-GPTMS-CS-mPEG
• 3.3.13. Kết quả mang thuốc DOX của PNS-GPTMS-CS-mPEG
• 3.3.14. Khảo sát khả năng giải phóng thuốc DOX của hệ PNS-GPTMS-CS-mPEG
• 3.3.15. Kết quả mang và giải phóng của PNS-APTES (chất mang thuốc 3)
• 3.3.16. Kết quả mang 5-FU của PNS-APTES
• 3.3.17. Kết quả giải phóng 5-FU của PNS-APTES
• 3.3.18. Kết quả mang DOX của PNS-APTES
• 3.3.19. Kết quả giải phóng DOX của PNS-APTES
• 3.3.20. Kết quả mang và giải phóng PNS-APTES-Anhydrid Succinic-Gelatin (PNS- APTES-COOH-GE là chất mang thuốc 4)
• 3.3.21. Kết quả mang 5-FU của PNS-APTES-COOH-GE
• 3.3.22. Kết quả giải phóng 5-FU của PNS-APTES-COOH-GE.
• 3.3.23. Phổ HPLC của 5-FU (a) và HPLC của hệ PNS-APTES-COOH-GE
• 3.3.24. Kết quả mang DOX của PNS-APTES-COOH-GE
• 3.3.25. Kết quả giải phóng DOX của PNS-APTES-COOH-GE
• 3.3.26. Kết quả mang và giải phóng PNS-APTES-Anhydrid Succinic- Gelatin-mPEG (gọi tắt là PNS-GEL-mPEG là chất mang thuốc 5)
• 3.3.27. Khảo sát khả năng mang 5-FU của hệ PNS-GEL-mPEG
• 3.3.28. Kết quả mang thuốc DOX của PNS-GEL-mPEG
• 3.3.29. Khảo sát khả năng giải phóng DOX của hệ PNS-GEL-mPEG
• 3.3.30. Kết quả mang và giải phóng của hệ PNS@CS-PEG
• 3.3.31. Kết quả mang thuốc DOX của PNS@CS-PEG
• 3.3.32. Kết quả giải phóng DOX của PNS@CS-PEG
• 3.3.33. Nhận xét chung cho tất cả các kết quả mang và giải phóng thuốc
• 3.4. Kết quả thử độc tính tế bào
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬNVÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• Mục tiêu đề tài
• SƠ ĐỒ MÔ TẢ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu biến tính bề mặt nano silica cho thuốc chống ung thư

Nghiên cứu về biến tính bề mặt nano silica đã thu hút sự chú ý lớn trong lĩnh vực y học hiện đại. Nano silica, với kích thước nhỏ và diện tích bề mặt lớn, có khả năng mang thuốc hiệu quả. Tuy nhiên, việc rò rỉ thuốc trong quá trình vận chuyển là một thách thức lớn. Do đó, việc biến tính bề mặt nano silica nhằm cải thiện khả năng mang thuốc và giảm thiểu tác dụng phụ là rất cần thiết.

1.1. Đặc điểm và ứng dụng của nano silica trong y học

Nano silica có nhiều đặc điểm nổi bật như tính tương thích sinh học cao và khả năng phân hủy sinh học. Những đặc điểm này giúp nano silica trở thành một lựa chọn lý tưởng trong việc phát triển các hệ dẫn truyền thuốc thông minh.

1.2. Tình hình nghiên cứu hiện tại về nano silica

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng nano silica có thể cải thiện hiệu quả của thuốc chống ung thư. Tuy nhiên, việc tối ưu hóa cấu trúc và tính chất của nano silica vẫn là một thách thức lớn.

II. Vấn đề và thách thức trong việc sử dụng nano silica làm chất mang thuốc

Mặc dù nano silica có nhiều ưu điểm, nhưng việc rò rỉ thuốc trong quá trình mang thuốc là một vấn đề nghiêm trọng. Điều này dẫn đến việc giảm hiệu quả điều trị và tăng nguy cơ tác dụng phụ. Các nghiên cứu hiện tại đang tìm cách khắc phục vấn đề này thông qua việc biến tính bề mặt nano silica.

2.1. Tác động của việc rò rỉ thuốc đến hiệu quả điều trị

Rò rỉ thuốc có thể dẫn đến việc giảm nồng độ thuốc tại vị trí mục tiêu, làm giảm hiệu quả điều trị và tăng nguy cơ tác dụng phụ cho bệnh nhân.

2.2. Các phương pháp biến tính bề mặt nano silica

Có nhiều phương pháp biến tính bề mặt nano silica như sử dụng chitosan, gelatin và các polymer khác. Những phương pháp này giúp cải thiện khả năng giữ thuốc và giảm thiểu rò rỉ.

III. Phương pháp biến tính bề mặt nano silica hiệu quả cho thuốc chống ung thư

Việc biến tính bề mặt nano silica là một giải pháp tiềm năng để cải thiện khả năng mang thuốc. Các phương pháp như sử dụng chitosan, gelatin và hydrazine đã được nghiên cứu và cho thấy hiệu quả cao trong việc giữ thuốc.

3.1. Biến tính bằng chitosan và gelatin

Chitosan và gelatin là hai polymer tự nhiên có khả năng tạo ra các liên kết mạnh với nano silica, giúp cải thiện khả năng giữ thuốc và giảm thiểu rò rỉ.

3.2. Biến tính bằng hydrazine

Hydrazine được sử dụng để tạo cầu nối hóa học trên bề mặt nano silica, giúp tăng cường khả năng giữ thuốc và cải thiện hiệu quả điều trị.

IV. Ứng dụng thực tiễn của nano silica trong điều trị ung thư

Nano silica đã được ứng dụng trong nhiều nghiên cứu lâm sàng với mục tiêu cải thiện hiệu quả của thuốc chống ung thư. Các kết quả cho thấy nano silica có thể mang thuốc đến đúng tế bào bệnh và giải phóng đúng mục tiêu.

4.1. Kết quả nghiên cứu về khả năng mang thuốc

Nghiên cứu cho thấy nano silica có khả năng mang và giải phóng thuốc hiệu quả, giúp tăng cường tác dụng điều trị và giảm thiểu tác dụng phụ.

4.2. Tương lai của nano silica trong điều trị ung thư

Với những tiến bộ trong công nghệ nano, nano silica hứa hẹn sẽ trở thành một công cụ quan trọng trong việc phát triển các liệu pháp điều trị ung thư hiệu quả hơn.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu nano silica

Nghiên cứu về biến tính bề mặt nano silica cho thuốc chống ung thư đang mở ra nhiều triển vọng mới. Việc cải thiện khả năng mang thuốc và giảm thiểu tác dụng phụ sẽ giúp nâng cao hiệu quả điều trị cho bệnh nhân ung thư.

5.1. Tóm tắt những phát hiện chính

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc biến tính bề mặt nano silica có thể cải thiện khả năng mang thuốc và giảm thiểu rò rỉ, từ đó nâng cao hiệu quả điều trị.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa các phương pháp biến tính và phát triển các hệ dẫn truyền thuốc thông minh hơn, nhằm nâng cao hiệu quả điều trị ung thư.