I. Giới thiệu về nghiên cứu
Nghiên cứu tập trung vào việc tạo nanocapsules chitosan chứa curcumin bằng phương pháp coaxial electrospraying. Curcumin, một hợp chất polyphenol có màu vàng, được biết đến với các tính chất dược lý, đặc biệt là khả năng chống ung thư. Tuy nhiên, việc ứng dụng curcumin bị hạn chế do khả năng hòa tan kém và nhanh bị đào thải khỏi cơ thể. Chitosan, một polymer tự nhiên, được sử dụng làm hệ mang thuốc nhờ tính biocompatibility và khả năng phân hủy sinh học. Phương pháp coaxial electrospraying được lựa chọn để tạo nanocapsules có cấu trúc lõi-vỏ, giúp kiểm soát quá trình drug delivery và sustained release của curcumin.
1.1 Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của nghiên cứu là thiết kế và tối ưu hóa quy trình tạo nanocapsules chitosan chứa curcumin bằng phương pháp coaxial electrospraying. Nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo hạt, bao gồm nồng độ chitosan, hiệu điện thế, và lưu lượng phun. Kết quả mong đợi là tạo ra các hạt có kích thước nano, cấu trúc lõi-vỏ đồng nhất, và khả năng kiểm soát nhả thuốc hiệu quả.
1.2 Ý nghĩa thực tiễn
Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong lĩnh vực nanotechnology và pharmaceutical applications. Việc tạo ra nanocapsules chitosan chứa curcumin không chỉ cải thiện hiệu quả điều trị của curcumin mà còn mở ra hướng ứng dụng mới trong việc phát triển các hệ dẫn truyền thuốc có kiểm soát. Phương pháp coaxial electrospraying được đánh giá là tiềm năng trong việc sản xuất các hạt nano đa lớp với độ chính xác cao.
II. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng phương pháp coaxial electrospraying để tạo nanocapsules chitosan chứa curcumin. Phương pháp này dựa trên nguyên lý sử dụng lực điện trường để tạo các hạt polymer có kích thước nano từ dung dịch chitosan và curcumin. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo hạt bao gồm nồng độ chitosan, hiệu điện thế, và lưu lượng phun được khảo sát kỹ lưỡng. Các hạt tạo thành được đánh giá về hình thái, kích thước, và cấu trúc lõi-vỏ bằng các phương pháp phân tích hiện đại như SEM và TEM.
2.1 Thiết bị và quy trình
Hệ thống coaxial electrospraying bao gồm máy biến áp cao thế, máy bơm vi lượng, đầu kim đồng tâm, và bộ phận thu mẫu. Quy trình thực nghiệm bắt đầu bằng việc chuẩn bị dung dịch chitosan và curcumin, sau đó tiến hành phun dưới tác dụng của điện trường cao. Các thông số như hiệu điện thế, lưu lượng phun, và khoảng cách phun được điều chỉnh để tối ưu hóa quá trình tạo hạt.
2.2 Phương pháp phân tích
Các hạt nanocapsules được phân tích bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) để đánh giá hình thái bề mặt và kích thước. Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) được sử dụng để xác định cấu trúc lõi-vỏ của hạt. Ngoài ra, các phương pháp như sắc ký khí (GC) và phân tích nhiệt khối lượng (TG) được áp dụng để đánh giá độ tinh khiết và tính chất nhiệt của hạt.
III. Kết quả và thảo luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy nanocapsules chitosan chứa curcumin được tạo thành công bằng phương pháp coaxial electrospraying. Các hạt có kích thước từ 15 nm đến 235 nm, bề mặt mịn và cấu trúc lõi-vỏ rõ ràng. Nồng độ chitosan và hiệu điện thế là hai yếu tố ảnh hưởng lớn đến hình thái và kích thước hạt. Kết quả thí nghiệm in vitro cho thấy khả năng nhả thuốc có kiểm soát của nanocapsules, đáp ứng yêu cầu của hệ dẫn truyền thuốc.
3.1 Ảnh hưởng của nồng độ chitosan
Nồng độ chitosan trong dung dịch ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước và hình thái của nanocapsules. Khi nồng độ chitosan tăng, kích thước hạt giảm và độ đồng đều của hạt tăng. Điều này được giải thích bởi sự thay đổi độ nhớt và sức căng bề mặt của dung dịch.
3.2 Ảnh hưởng của hiệu điện thế
Hiệu điện thế là yếu tố quan trọng trong việc hình thành chế độ phun ổn định. Khi hiệu điện thế tăng, kích thước hạt giảm và hình thái hạt trở nên đồng đều hơn. Tuy nhiên, hiệu điện thế quá cao có thể dẫn đến sự phân tán không đều của các hạt.
IV. Kết luận và kiến nghị
Nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của phương pháp coaxial electrospraying trong việc tạo nanocapsules chitosan chứa curcumin. Các hạt tạo thành có kích thước nano, cấu trúc lõi-vỏ rõ ràng, và khả năng nhả thuốc có kiểm soát. Phương pháp này có tiềm năng lớn trong việc phát triển các hệ dẫn truyền thuốc hiệu quả, đặc biệt trong lĩnh vực điều trị ung thư. Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình và mở rộng ứng dụng trong thực tế.
4.1 Hướng phát triển
Trong tương lai, cần nghiên cứu thêm về ảnh hưởng của các yếu tố môi trường và quy trình sản xuất hàng loạt để đưa nanocapsules chitosan chứa curcumin vào ứng dụng thực tế. Ngoài ra, việc kết hợp với các loại thuốc khác và thử nghiệm in vivo cũng là hướng nghiên cứu tiềm năng.
