Nghiên cứu tổng hợp nanoliposome từ lecithin đậu nành và PEG cho hệ mang thuốc điều trị ung thư

Nghiên cứu tổng hợp nanoliposome từ lecithin đậu nành và biến tính với peg, ứng dụng trong hệ mang thuốc điều trị ung thư hiệu quả.

• Tác giả: Lê Ngọc Thùy Trang
• 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 Tổng Hợp Nanoliposome Từ Lecithin Có Nguồn Gốc Đậu Nành Và Biến Tính Chúng Với PEG Định Hướng Làm Hệ Mang Thuốc Điều Trị Ung Thư
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu nanoliposome từ lecithin đậu nành

Nghiên cứu nanoliposome từ lecithin đậu nành và PEG đang thu hút sự chú ý trong lĩnh vực điều trị ung thư. Nanoliposome là một hệ thống mang thuốc hiệu quả, giúp cải thiện khả năng phân phối và giảm tác dụng phụ của thuốc. Việc sử dụng lecithin có nguồn gốc thực vật không chỉ an toàn mà còn tiết kiệm chi phí. Nghiên cứu này nhằm mục đích phát triển một hệ thống mang thuốc mới, hiệu quả hơn trong điều trị ung thư.

1.1. Định nghĩa và vai trò của nanoliposome trong y học

Nanoliposome là các hạt nano có khả năng mang thuốc, giúp cải thiện tính tan và tăng cường hiệu quả điều trị. Chúng có thể được sử dụng để mang các loại thuốc chống ung thư, giúp giảm thiểu tác dụng phụ cho bệnh nhân.

1.2. Tại sao chọn lecithin đậu nành cho nghiên cứu

Lecithin đậu nành là một nguồn nguyên liệu tự nhiên, an toàn và dễ tiếp cận. Nó có khả năng tạo ra các liposome ổn định, giúp cải thiện hiệu quả mang thuốc và giảm chi phí sản xuất.

II. Thách thức trong việc sử dụng nanoliposome điều trị ung thư

Mặc dù nanoliposome có nhiều ưu điểm, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức trong việc ứng dụng chúng trong điều trị ung thư. Một trong những vấn đề chính là độ ổn định sinh học thấp, dẫn đến việc dễ bị đào thải khỏi cơ thể. Điều này làm giảm hiệu quả điều trị và tăng nguy cơ tác dụng phụ cho bệnh nhân.

2.1. Độ ổn định sinh học của nanoliposome

Độ ổn định sinh học của nanoliposome ảnh hưởng lớn đến hiệu quả điều trị. Các nghiên cứu cho thấy rằng liposome không được biến tính dễ bị phân hủy và đào thải nhanh chóng khỏi cơ thể.

2.2. Tác động của hệ thống miễn dịch đến nanoliposome

Hệ thống miễn dịch có thể nhận diện và tiêu diệt nanoliposome, làm giảm hiệu quả điều trị. Việc biến tính bề mặt bằng PEG có thể giúp giảm thiểu tác động này.

III. Phương pháp tổng hợp nanoliposome từ lecithin và PEG

Phương pháp tổng hợp nanoliposome từ lecithin đậu nành và PEG bao gồm nhiều bước quan trọng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa các yếu tố như nhiệt độ, tỷ lệ thành phần và phương pháp tổng hợp có thể cải thiện đáng kể hiệu quả mang thuốc.

3.1. Quy trình tổng hợp nanoliposome

Quy trình tổng hợp bao gồm việc hòa tan lecithin trong dung môi, sau đó tạo ra liposome thông qua quá trình hydrat hóa. Việc thêm PEG vào bề mặt liposome giúp cải thiện độ ổn định và khả năng mang thuốc.

3.2. Biến tính bề mặt nanoliposome với PEG

Biến tính bề mặt bằng PEG giúp tạo ra một lớp bảo vệ, ngăn cản sự tương tác của liposome với các opsonin và đại thực bào, từ đó kéo dài thời gian lưu giữ trong máu.

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

Nghiên cứu cho thấy nanoliposome có thể mang các loại thuốc chống ung thư như paclitaxel và carboplatin một cách hiệu quả. Việc sử dụng hệ thống này không chỉ giúp cải thiện hiệu quả điều trị mà còn giảm thiểu tác dụng phụ cho bệnh nhân.

4.1. Hiệu quả mang thuốc của nanoliposome

Các thử nghiệm lâm sàng cho thấy nanoliposome có khả năng mang thuốc cao hơn so với các hệ thống mang thuốc truyền thống, giúp tăng cường hiệu quả điều trị ung thư.

4.2. Đánh giá độc tính của nanoliposome

Đánh giá độc tính cho thấy rằng nanoliposome có độ an toàn cao hơn, giảm thiểu tác dụng phụ cho các tế bào lành, từ đó cải thiện chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân.

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

Nghiên cứu về nanoliposome từ lecithin đậu nành và PEG mở ra nhiều triển vọng trong điều trị ung thư. Các kết quả đạt được không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có giá trị thực tiễn cao, góp phần vào việc phát triển các liệu pháp điều trị mới hiệu quả hơn.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng nanoliposome từ lecithin có khả năng mang thuốc tốt và độ an toàn cao, mở ra hướng đi mới trong điều trị ung thư.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình tổng hợp và đánh giá hiệu quả lâm sàng của nanoliposome trong điều trị ung thư.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ với đề tài "Nghiên cứu tổng hợp nanoliposome từ lecithin có nguồn gốc đậu nành và biến tính chúng với PEG định hướng làm hệ mang thuốc điều trị ung thư" được thực hiện bởi nghiên cứu sinh Lê Ngọc Thùy Trang, dưới sự hướng dẫn khoa học của GS. Nguyễn Cửu Khoa và PGS. Vũ Minh Thành. Luận án thuộc chuyên ngành Vật liệu cao phân tử và tổ hợp (mã số: 9440125), bảo vệ tại Học viện Khoa học và Công nghệ – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào năm 2022.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Theo số liệu thống kê từ báo cáo của Cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) thuộc GLOBOCAN năm 2020, tình hình mắc và tử vong do ung thư trên thế giới có xu hướng gia tăng. Trong đó, Việt Nam xếp thứ 50/185 về tỷ lệ tử vong và thứ 91/185 về tỷ lệ mắc mới trên 100.000 dân. Các phương pháp hóa trị ung thư truyền thống thường gây ra nhiều tác dụng phụ do thuốc không chỉ tiêu diệt tế bào ung thư mà còn tác động lên các tế bào lành trong cơ thể.

Hệ phân phối thuốc kích thước nano, đặc biệt là liposome, đã được ứng dụng để tăng tính tan, tăng dung nạp và giảm độc tính của thuốc. Tuy nhiên, các hệ liposome thông thường chưa biến tính bề mặt thường có độ ổn định sinh học thấp, dễ bị các protein opsonin hấp phụ và bị hệ thống lưới nội mô (RES) cùng các đại thực bào đào thải nhanh chóng ra khỏi tuần hoàn máu. Để khắc phục hiện tượng này, phương pháp gắn polyethylene glycol (PEG) lên bề mặt liposome (PEG hóa) đã được phát triển nhằm tạo lớp cản không gian cản trở sự nhận diện của hệ miễn dịch và kéo dài thời gian lưu thông trong máu.

Mặt khác, đa số các chế phẩm liposome thương mại hiện nay đều sử dụng phospholipid có nguồn gốc từ động vật hoặc phospholipid tổng hợp, dẫn đến giá thành sản phẩm cao, làm hạn chế khả năng tiếp cận của người bệnh. Việc sử dụng nguồn nguyên liệu lecithin chiết xuất từ đậu nành (nguồn gốc thực vật) kết hợp với các phương pháp biến tính bề mặt bằng polymer ưa nước (PEG) liên hợp với cholesterol hoặc các polymer sinh học tự nhiên (chitosan, gelatin) là giải pháp nhằm tạo ra hệ mang thuốc điều trị ung thư có tính kinh tế và hiệu quả cao.

Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

Mục tiêu tổng quát của luận án là: Nghiên cứu tổng hợp, đánh giá tính ổn định cùng hiệu quả mang thuốc paclitaxel/carboplatin của vật liệu nanoliposome từ lecithin có nguồn gốc đậu nành biến tính bề mặt bằng PEG.

Để đạt được mục tiêu nêu trên, luận án đã triển khai 5 nội dung nghiên cứu cụ thể:

1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng lên quá trình tổng hợp nanoliposome từ lecithin có nguồn gốc đậu nành.
2. Tổng hợp mPEG-cholesterol, biến tính bề mặt nanoliposome với mPEG-cholesterol và đánh giá tính chất vật liệu.
3. Tổng hợp mPEG-chitosan, phủ mPEG-chitosan lên bề mặt nanoliposome và đánh giá tính chất vật liệu.
4. Tổng hợp mPEG-gelatin, phủ mPEG-gelatin lên bề mặt nanoliposome và đánh giá tính chất vật liệu.
5. Đánh giá độc tính của các hệ vật liệu trên dòng tế bào ung thư và tế bào lành.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu: Hệ nanoliposome chế tạo từ lecithin đậu nành (SLP); các dẫn xuất biến tính PEG bao gồm methoxypolyethylene glycol-cholesterol (mPEG-Chol), methoxypolyethylene glycol-chitosan (mPEG-CS) và methoxypolyethylene glycol-gelatin (mPEG-Gel); hai thuốc chống ung thư mô hình đại diện cho hai nhóm tính chất lý hóa khác nhau: paclitaxel (PTX, đại diện cho hoạt chất kỵ nước, kém tan trong nước) và carboplatin (CAR, đại diện cho hoạt chất ưa nước, tan trong nước).
• Phạm vi nghiên cứu: Khảo sát các điều kiện tổng hợp ở quy mô phòng thí nghiệm; đánh giá đặc tính cấu trúc, hình thái, kích thước hạt, thế zeta, hiệu suất nang hóa (DLE) và khả năng mang thuốc (DLC); khảo sát độ ổn định trong môi trường huyết thanh (50% FBS), động học giải phóng thuốc in vitro trong đệm phosphat (PBS, pH 7,4); thử nghiệm độc tính tế bào in vitro trên dòng tế bào ung thư vú người MCF-7 và dòng tế bào lành nguyên bào sợi chuột L929.
• Không gian thực hiện: Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Thành phố Hồ Chí Minh.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu quốc tế

Cấu trúc liposome lần đầu tiên được mô tả bởi Alec D. Bangham tại Viện nghiên cứu Babraham (Anh) vào năm 1961 và phương pháp hydrat hóa màng mỏng lipid được công bố năm 1965. Tiếp sau đó, chiến lược PEG hóa bề mặt hạt nano được chứng minh vào những năm 1990 giúp cải thiện thời gian tuần hoàn trong máu, tiêu biểu là sản phẩm Doxil® mang doxorubicin. Về phương pháp PEG hóa, các công trình của Uster và cộng sự (1999) đã đặt nền móng cho kỹ thuật chèn PEG-lipid sau khi hình thành liposome (post-insertion), giúp hạn chế sự phân bố PEG vào khoang trong như phương pháp trộn trước (pre-insertion). Các công trình của Nag và cộng sự, Awasthi và cộng sự, Yoshino và cộng sự đã làm rõ cơ chế chèn kỵ nước, sự đồng nhất bề mặt qua sắc ký trao đổi anion và sự kéo dài thời gian lưu thông trong tuần hoàn của hệ liposome gắn PEG.

Các nghiên cứu quốc tế về hệ liposome mang thuốc chống ung thư được tác giả điểm lại bao gồm:

• Maedeh và cộng sự (2014): Khảo sát hệ nanoliposome phosphatidylcholine:cholesterol biến tính PEG2000 mang paclitaxel, thu được hạt kích thước 369,1 nm, hiệu suất nang hóa đạt 95,2%, giải phóng 5,02% thuốc trong 28 giờ và giá trị IC50 trên tế bào đạt 79,8 ± 2,9 µg/mL.
• Jie và cộng sự (2016): Tổng hợp liposome biến tính PEG mang đồng thời paclitaxel và resveratrol với kích thước 50 nm, hiệu suất nang hóa trên 50%, giúp tăng sinh khả dụng trên dòng tế bào MCF-7.
• Zeng Chunying và cộng sự (2016): Chế tạo liposome HSPC:Chol:DSPE-PEG2000 (tỷ lệ mol 85:10:5) mang oxaliplatin bằng phương pháp hydrat hóa màng mỏng kết hợp ép đùn màng 200 nm, hạt có kích thước 132,6 ± 0,9 nm, thế zeta -5,8 ± 0,3 mV, hiệu suất mang thuốc đạt 90,5%.
• Majid Hasanzadegan và cộng sự (2017): Đánh giá hệ nanoliposome lecithin:cholesterol:PEG3350 mang carboplatin bằng phương pháp bốc hơi pha đảo, cho thấy hệ mang giúp giảm độc tính của carboplatin trên dòng tế bào ung thư buồng trứng và phổi so với thuốc tự do.
• Li và cộng sự (2018), Wang và cộng sự (2019), Deng và cộng sự (2019), Jing-Jing và cộng sự (2020), Lamprou và cộng sự (2020), Liang và cộng sự (2021): Mở rộng phát triển các hệ liposome PEG hóa gắn thêm phối tử hướng đích acid folic (FA) để mang các thuốc paclitaxel, curcumin (DSPE-PEG2000-FA-LPs/CUR kích thước 112,3 nm), doxorubicin, arsenic trioxide (FA-LP-CaAs kích thước 122,67 nm) và phức hợp tinh thể nano CHMFL-ABL-053 (053-NC@PEG-Lipo).

Các hướng nghiên cứu tại Việt Nam

Tại Việt Nam, các nghiên cứu về hệ mang thuốc liposome đã được triển khai qua nhiều công trình:

• Khánh Thị Nhi và đồng nghiệp: Bào chế liposome doxorubicin bằng phương pháp hydrat hóa màng film từ phosphatidylcholine và cholesterol, hiệu suất mang thuốc trên 70%, kích thước hạt đa lớp từ 200 – 800 nm, tốc độ giải phóng ở pH 5,5 nhanh hơn pH 7,4.
• Nguyễn Thị Lập và Bùi Bá Minh: Ứng dụng kỹ thuật chênh lệch nồng độ amoni sulfat (gradient amoni sulfat) để nang hóa doxorubicin với hiệu suất 95,68%, tỷ lệ thuốc/phospholipid đạt 0,2 – 0,3 mol/mol.
• Nguyễn Thị Lập: Khảo sát phương pháp giảm kích thước tiểu phân liposome doxorubicin bằng nén đẩy qua màng (8 lần qua màng 400 nm, 10 lần qua màng 80 nm), thu được hạt kích thước 108,8 nm, chỉ số đa phân tán PDI = 0,072, chứng minh tính ưu việt về độ đồng nhất so với phương pháp siêu âm đầu dò.
• Nguyễn Văn Lâm và đồng nghiệp: Cải tiến quy trình đồng nhất hóa liposome doxorubicin bằng ép đùn qua màng 1000 nm/400 nm rồi đến màng 100 nm ở nhiệt độ 50 – 55°C.
• Lê Phương Linh và đồng nghiệp: Khảo sát ảnh hưởng của tá dược DSPE-PEG2000 (tỷ lệ 5% mol) và hệ đệm HEPES pH 7,5/đệm amoni 250 mM lên đặc tính hóa lý của liposome doxorubicin PEG hóa, thu được hạt < 200 nm, PDI < 0,1, hiệu suất mang thuốc > 95%.
• Nguyễn Đại Hải và đồng nghiệp: Nghiên cứu phát triển hệ mang thuốc liposome kích thước 100 – 200 nm từ năm 2011, hướng tới tải thuốc cao và kéo dài thời gian phóng thích.

Khoảng trống nghiên cứu luận án giải quyết

Phần lớn các nghiên cứu trong nước và quốc tế trước đây tập trung vào lipid động vật hoặc phospholipid tổng hợp tinh khiết vốn có chi phí rất cao, hoặc chỉ sử dụng dẫn xuất thương mại DSPE-PEG. Luận án lựa chọn giải quyết khoảng trống:

1. Tận dụng nguồn nguyên liệu lecithin chiết xuất từ đậu nành sẵn có, giá thành thấp để chế tạo nanoliposome ổn định.
2. Tự tổng hợp ba loại vật liệu biến tính bề mặt gồm mPEG-Cholesterol, mPEG-Chitosan và mPEG-Gelatin với nhiều khối lượng phân tử mPEG khác nhau (Mw từ 550 đến 20.000 Da) nhằm làm rõ ảnh hưởng của chiều dài mạch polymer đến độ bền và kích thước hạt liposome.
3. Ứng dụng hệ vật liệu để nang hóa đồng thời cả hoạt chất kỵ nước (paclitaxel) và hoạt chất ưa nước (carboplatin), đánh giá toàn diện độ ổn định huyết thanh, động học phóng thích thuốc toán học và độc tính so sánh trên tế bào ung thư và tế bào lành.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và mô hình phân tích

• Cơ chế tự lắp ghép của phospholipid: Cấu trúc phospholipid gồm đầu phân cực ưa nước (nhóm phosphat mang điện âm và glycerol) và đuôi kỵ nước (hai chuỗi acid béo). Trong môi trường nước, các phân tử tự định hướng đuôi kỵ nước quay vào nhau và đầu ưa nước tiếp xúc với pha nước để tạo màng lipid kép dạng túi kín.
• Phân loại liposome: Dựa theo cấu trúc lớp và kích thước gồm: liposome chứa liposome (MVV, > 1 µm), đa lớp (OLV: 0,1 – 1 µm; MLV: > 0,5 µm), đơn lớp khổng lồ (GUV, > 1 µm), đơn lớp loại vừa (MUV, > 100 µm), đơn lớp loại lớn (LUV, > 1000 µm), và đơn lớp loại nhỏ (SUV, 20 – 100 nm).
• Cơ chế tác động của hoạt chất mô hình:
  • Paclitaxel (C47H51NO14, Mw = 853,918 g/mol): Thúc đẩy quá trình trùng hợp tubulin tạo thành các vi quản bền vững, ức chế quá trình giải trùng hợp vi ống, khóa chu kỳ tế bào ở giai đoạn cuối pha G2/M.
  • Carboplatin (C6H12N2O4Pt, Mw = 371,249 g/mol): Dẫn xuất platinum nhóm alkyl hóa, tạo liên kết chéo nội sợi và liên sợi trên phân tử DNA, ức chế quá trình sao chép DNA và phiên mã RNA.
• Mô hình động học giải phóng thuốc: Dữ liệu phóng thích thuốc in vitro được khớp với 4 phương trình động học:
  1. Mô hình bậc không: $Q_t = Q_0 + K_0 t$
  2. Mô hình bậc một: $\ln Q_t = \ln Q_0 + K_1 t$
  3. Mô hình Higuchi: $Q_t = K_H t^{1/2}$
  4. Mô hình Korsmeyer-Peppas: $M_t / M_\infty = K_{KP} t^n$

Phương pháp thực nghiệm và quy trình tổng hợp

• Tổng hợp nanoliposome từ lecithin đậu nành (SLP): Phương pháp hydrat hóa màng mỏng lipid. Hòa tan lecithin đậu nành, cholesterol và cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) trong hỗn hợp dung môi CHCl3:MeOH. Tiến hành cô quay loại dung môi trên máy Büchi Rotavapor R-114 để tạo màng film mỏng, sấy chân không qua đêm. Hydrat hóa màng film bằng pha nước có chứa chất hoạt động bề mặt Tween 80 ở nhiệt độ xác định trong 2 giờ.
• Phương pháp giảm kích thước hạt: Khảo sát 3 phương pháp gồm siêu âm bể (Elma S 80 H, 30 phút), nén qua màng polycarbonate 100 nm bằng thiết bị Mini Extruder (Avanti Polar Lipids, 10 chu kỳ), và phương pháp kết hợp siêu âm với nén qua màng.
• Tổng hợp các chất biến tính bề mặt:
  • mPEG-NPC: Hoạt hóa mPEG (Mw 550, 1100, 5000, 10000, 20000) bằng p-nitrophenyl chloroformate (NPC) ở 65°C trong môi trường khí N2 trong 5 giờ, hòa tan trong THF ở 40°C trong 16 giờ.
  • mPEG-NH2: Phản ứng giữa mPEG-NPC với ethylenediamine (EDA) tạo liên kết urethane và giải phóng p-nitrophenol.
  • mPEG-Chol: Phản ứng ghép giữa nhóm amine (-NH2) của mPEG-NH2 với nhóm acyl chloride của cholesteryl chloroformate (CCF).
  • mPEG-CS và mPEG-Gel: Phản ứng trực tiếp giữa nhóm hoạt hóa của mPEG-NPC với nhóm amine tự do trên mạch polymer sinh học chitosan (CS) hoặc gelatin type A (Gel).
• Phương pháp nang hóa thuốc:
  • Thuốc kỵ nước (PTX) được hòa tan cùng pha dung môi hữu cơ chứa lipid trong giai đoạn tạo màng film.
  • Thuốc ưa nước (CAR) được hòa tan vào pha nước trong giai đoạn hydrat hóa màng film.

Thiết bị và kỹ thuật phân tích

Thiết bị / Kỹ thuật phân tích	Nhà sản xuất / Xuất xứ	Mục đích phân tích trong luận án
DSC (Differential Scanning Calorimeter)	Đánh giá nhiệt quét vi sai	Xác định nhiệt độ bắt đầu nóng chảy ($T_m$) và nóng chảy hoàn toàn ($T_f$) của lecithin
DLS & Zeta Potential (Horiba SZ-100)	Horiba (Nhật Bản)	Xác định kích thước hạt trung bình, chỉ số đa phân tán (PDI) và điện thế bề mặt
FT-IR (Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier)	PerkinElmer (Mỹ)	Xác định các nhóm chức hóa học của mPEG, mPEG-NPC, mPEG-NH2, CCF, mPEG-Chol, mPEG-CS, mPEG-Gel và liposome mang thuốc
1H-NMR (Cộng hưởng từ hạt nhân)	Phân tích cấu trúc	Xác nhận cấu trúc hóa học và hiệu suất tạo liên kết của các dẫn xuất polymer
TEM (Kính hiển vi điện tử truyền qua)	Kính hiển vi điện tử	Quan sát hình thái học, cấu trúc hình cầu và kích thước tiểu phân nanoliposome
HPLC (Sắc ký lỏng hiệu năng cao)	PerkinElmer (Mỹ)	Định lượng nồng độ thuốc paclitaxel (PTX) để tính DLE, DLC và nồng độ phóng thích
ICP-MS (Khối phổ nguyên tử plasma)	PerkinElmer (Mỹ)	Định lượng hàm lượng platin của carboplatin (CAR) để xác định DLE, DLC và lượng thuốc giải phóng
HumaReader HS	Human (Đức)	Đo quang phổ hấp thu trong thử nghiệm độ ổn định huyết thanh (FBS) và thử nghiệm MTT
Màng thẩm tách (MWCO 3,5; 6–8; 12–14 kDa)	Spectrum (Mỹ)	Tinh chế sản phẩm tổng hợp và thực hiện khảo sát phóng thích thuốc in vitro

---

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Trình bày tổng quan về thực trạng ung thư tại Việt Nam và thế giới, cơ sở hình thành ý tưởng nghiên cứu sử dụng lecithin đậu nành thay thế nguồn lipid động vật, lý do lựa chọn biến tính bề mặt bằng mPEG liên hợp với cholesterol, chitosan, gelatin và định hướng mang 2 loại thuốc hóa trị paclitaxel, carboplatin. Xác định mục tiêu, 5 nội dung chính, ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn và những đóng góp mới của đề tài.

Chương 1: Tổng quan

• Tổng hợp lý thuyết về cấu trúc màng phospholipid, cơ chế tạo màng kép kín, phân loại liposome theo kích thước và số lớp màng lipid (SUV, LUV, MUV, GUV, MLV, OLV, MVV) cùng các phương pháp bào chế (VET, REV, FTV, DRV, bốc hơi pha đảo siêu tới hạn...).
• Phân tích ưu và nhược điểm của liposome: Tính tương thích sinh học cao, khả năng mang cả thuốc tan trong nước lẫn thuốc kém tan; nhược điểm về độ ổn định hóa học của phospholipid chưa biến tính, tính dễ bị phân hủy bởi pH, nhiệt độ và sự đào thải bởi hệ RES.
• Đánh giá các phương pháp PEG hóa bề mặt: So sánh chi tiết giữa phương pháp biến tính trong quá trình tổng hợp (pre-insertion), biến tính lên liposome đã tổng hợp (post-insertion), và biến tính bằng phản ứng hóa học tạo liên kết đồng hóa trị (post-modification).
• Tổng quan tính chất hóa lý, dược động học, dược lực học, cơ chế phân tử và các thách thức lâm sàng (tính tan kém, độc tính tủy xương, rụng tóc, độc tính trên thận, phản ứng quá mẫn) của hai thuốc chống ung thư paclitaxel và carboplatin; cơ sở của phác đồ hóa trị kết hợp CarboTaxol.
• Khảo cứu các công trình nghiên cứu hệ nano liposome mang thuốc ung thư tiêu biểu trong nước và quốc tế.

Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

• Chi tiết hóa danh mục 29 hóa chất sử dụng (nguồn gốc Samyang Biopharm, Tokyo Chemistry Industry, Sigma-Aldrich, Fisher Scientific, Scharlau...) và 16 thiết bị/dụng cụ nghiên cứu.
• Trình bày chi tiết quy trình thực nghiệm:
  • Khảo sát nhiệt độ chuyển pha của lecithin đậu nành bằng DSC để thiết lập nhiệt độ cô quay màng và nhiệt độ hydrat hóa thích hợp ($T_m < T < T_f$).
  • Khảo sát phương pháp giảm kích thước hạt và tỷ lệ thành phần: Tỷ lệ khối lượng lecithin:cholesterol (từ 10:0 đến 4:6), tỷ lệ chất tăng điện tích bề mặt CTAB (0%, 1%, 2%, 3%, 4% khối lượng lipid), và tỷ lệ chất hoạt động bề mặt Tween 80 (0%, 0,5%, 1,0%, 1,5%, 2,0% w/v). Tiêu chí lựa chọn là hệ liposome giữ được độ ổn định sau 1 tuần bảo quản ở 2 – 8°C (không bị kết bông, tách lớp, lắng cặn) và đường kính hạt trung bình < 200 nm.
  • Quy trình hóa học 3 bước tổng hợp mPEG-Chol (mPEG-NPC $\rightarrow$ mPEG-NH2 $\rightarrow$ mPEG-Chol) và quy trình tổng hợp mPEG-CS, mPEG-Gel.
  • Phương pháp phủ/biến tính các dẫn xuất mPEG lên màng liposome đậu nành (SLP).
  • Phương pháp xác định hiệu suất nang hóa (DLE) và khả năng mang thuốc (DLC) bằng HPLC đối với PTX và ICP-MS đối với CAR.
  • Phương pháp đánh giá độ đục qua độ hấp thu quang phổ (Abs) khi ủ với 50% FBS để kiểm tra độ bền sinh học.
  • Phương pháp thẩm tách khảo sát phóng thích thuốc qua màng bán thấm ở 37°C trong dung dịch đệm PBS pH 7,4 và xử lý số liệu động học.
  • Phương pháp đánh giá độc tính tế bào in vitro (MTT assay) trên dòng tế bào ung thư MCF-7 và dòng tế bào lành L929.

Chương 3: Kết quả và thảo luận

• Tối ưu hóa quy trình chế tạo nanoliposome nền (SLP):
  • Kết quả phân tích nhiệt quét vi sai DSC xác định vùng nhiệt độ chuyển pha của lecithin đậu nành, từ đó lựa chọn nhiệt độ cô quay màng và hydrat hóa phù hợp.
  • Kết quả so sánh phương pháp giảm kích thước: Phương pháp kết hợp siêu âm 30 phút và nén ép đùn qua màng 100 nm (10 chu kỳ) cho hệ hạt kích thước trung bình nhỏ (< 200 nm), chỉ số PDI thấp và độ bền bảo quản sau 1 tuần ở 2 – 8°C tốt hơn so với các phương pháp đơn lẻ.
  • Kết quả tối ưu hóa thành phần: Xác định được tỷ lệ phối trộn tối ưu giữa lecithin:cholesterol, nồng độ CTAB và nồng độ Tween 80 đảm bảo hệ phân tán bền vững, không xuất hiện hiện tượng tách pha hay kết tụ tiểu phân.
• Tổng hợp và đặc trưng hệ nanoliposome biến tính mPEG-Chol (SLP@mPEG-Chol):
  • Phổ FT-IR và 1H-NMR chứng minh các phản ứng tạo liên kết urethane giữa mPEG-NPC với ethylenediamine và phản ứng gắn cholesteryl chloroformate thành công.
  • Kết quả khảo sát với các phân tử lượng mPEG (Mw 550, 1100, 5000, 10000, 20000 Da) cho thấy khối lượng phân tử mPEG càng lớn thì kích thước hạt liposome sau biến tính càng tăng; mPEG có khối lượng phân tử nhỏ giúp hệ liposome đạt độ bền cấu trúc cao hơn.
  • Dữ liệu DLS, thế zeta và ảnh chụp TEM xác nhận hạt PTX/SLP@mPEG-Chol và CAR/SLP@mPEG-Chol có dạng hình cầu đồng nhất, kích thước phân bố trong dải nano.
  • Kết quả đo quang phổ độ đục khi ủ trong môi trường chứa 50% FBS chứng minh hệ SLP@mPEG-Chol có khả năng kháng hấp phụ protein huyết thanh, duy trì độ ổn định quang học tốt hơn mẫu đối chứng chưa biến tính.
  • Khảo sát giải phóng thuốc in vitro trong đệm PBS (pH 7,4) cho thấy hệ SLP@mPEG-Chol phóng thích thuốc chậm và kéo dài so với dạng thuốc tự do; phân tích hồi quy xác định mô hình động học giải phóng phù hợp (Korsmeyer-Peppas / Higuchi).
• Tổng hợp và đặc trưng hệ nanoliposome biến tính mPEG-CS (SLP@mPEG-CS):
  • Phổ FT-IR và 1H-NMR khẳng định sự liên hợp thành công của mPEG lên khung phân tử chitosan.
  • Phủ mPEG-CS lên bề mặt SLP làm thay đổi điện thế zeta và kích thước hạt; hệ hạt duy trì độ ổn định sau 1 tuần bảo quản ở 2 – 8°C.
  • Đánh giá khả năng mang thuốc và giải phóng PTX và CAR cho thấy màng phủ mPEG-CS kiểm soát tốt tốc độ nhả thuốc trong môi trường sinh lý.
• Tổng hợp và đặc trưng hệ nanoliposome biến tính mPEG-Gel (SLP@mPEG-Gel):
  • Xác nhận cấu trúc liên hợp mPEG-Gelatin qua phân tích quang phổ; đánh giá độ phân tán hạt, hình thái qua TEM và thế zeta.
  • Đánh giá độ ổn định trong huyết thanh 50% FBS và tính toán các thông số động học giải phóng thuốc của hệ mang PTX và CAR.
• Đánh giá độc tính tế bào (MTT assay):
  • Thử nghiệm trên dòng tế bào ung thư vú MCF-7: Các hệ mang thuốc PTX/SLP@mPEG-Chol, CAR/SLP@mPEG-Chol, PTX/SLP@mPEG-CS, CAR/SLP@mPEG-CS, PTX/SLP@mPEG-Gel, CAR/SLP@mPEG-Gel thể hiện hoạt tính ức chế sự tăng sinh của tế bào ung thư phụ thuộc vào nồng độ.
  • Thử nghiệm trên dòng tế bào lành L929: Hệ chất mang rỗng (chưa nạp thuốc) SLP@mPEG-Chol, SLP@mPEG-CS, SLP@mPEG-Gel thể hiện độ tương thích sinh học cao, không gây độc tế bào đáng kể; các dạng thuốc được nang hóa trong nanoliposome biến tính PEG làm giảm độc tính tế bào trên tế bào lành so với dạng thuốc tự do nguyên liệu.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới của luận án

1. Đóng góp về mặt vật liệu và phương pháp chế tạo:
   • Đã tổng hợp thành công ba loại vật liệu liên hợp polymer gồm mPEG-cholesterol (mPEG-Chol), mPEG-chitosan (mPEG-CS) và mPEG-gelatin (mPEG-Gel) sử dụng tác nhân hoạt hóa p-nitrophenyl chloroformate (NPC).
   • Đã phát triển thành công quy trình chế tạo hệ nanoliposome từ nguồn nguyên liệu lecithin đậu nành (SLP) biến tính bề mặt bằng các vật liệu mPEG-Chol, mPEG-CS và mPEG-Gel để làm hệ mang cho hai loại thuốc điều trị ung thư paclitaxel (kém tan trong nước) và carboplatin (tan trong nước). Trong đó, nanoliposome biến tính bằng mPEG-Chol, mPEG-CS mang PTX/CAR và nanoliposome biến tính bằng mPEG-Gel là các hệ vật liệu mới được công bố.
2. Đóng góp về mặt quy luật khoa học:
   • Làm sáng tỏ ảnh hưởng của khối lượng phân tử mPEG (khảo sát từ 550 đến 20.000 Da) đến đặc tính của hệ nanoliposome: Khi khối lượng phân tử mPEG tăng thì kích thước hạt liposome tăng lên; ngược lại, mPEG có khối lượng phân tử càng nhỏ thì độ ổn định cấu trúc của liposome càng cao. Kết quả này cung cấp cơ sở khoa học để lựa chọn dải khối lượng phân tử mPEG thích hợp trong tổng hợp các hệ mang thuốc nano.
3. Đóng góp về mặt ứng dụng và đánh giá sinh học:
   • Cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm toàn diện về kích thước hạt, thế zeta, hình thái học TEM, hiệu suất nang hóa thuốc, độ bền cấu trúc trong môi trường huyết thanh (50% FBS), động học phóng thích thuốc in vitro và các thông số mô hình hóa toán học.
   • Chứng minh các hệ nanoliposome biến tính PEG giúp kéo dài thời gian giải phóng thuốc, duy trì khả năng ức chế tế bào ung thư vú MCF-7 đồng thời làm giảm độc tính đối với dòng tế bào lành L929 so với việc sử dụng hoạt chất tự do.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

• Ứng dụng nguồn lecithin thực vật từ đậu nành như một nguồn nguyên liệu thay thế tiềm năng cho phospholipid động vật trong công nghệ bào chế dược phẩm nano nhằm hạ giá thành sản xuất.
• Tiếp tục tối ưu hóa quy trình tổng hợp ở quy mô lớn hơn và mở rộng khảo sát các mô hình nạp đồng thời cả hai thuốc (hóa trị liệu phối hợp PTX và CAR trong cùng một tiểu phân nano).

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Các đánh giá về độ ổn định sinh học và hoạt tính kháng ung thư trong luận án mới được tiến hành ở mức độ in vitro (môi trường đệm PBS pH 7,4, huyết thanh 50% FBS và các dòng tế bào nuôi cấy MCF-7, L929). Luận án chưa thực hiện các thử nghiệm dược động học in vivo trên động vật sống hoặc đánh giá khả năng ức chế khối u trên mô hình chuột mang khối u thực nghiệm.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Mở rộng nghiên cứu đánh giá thời gian lưu thông trong máu, phân bố sinh học trong các cơ quan nội tạng và hiệu quả ức chế khối u in vivo trên động vật thực nghiệm.
  • Nghiên cứu sâu hơn về cơ chế nhập bào và các thử nghiệm tiền lâm sàng nhằm hoàn thiện hồ sơ sinh khả dụng của hệ mang thuốc.

---

Giá trị tham khảo

• Đối tượng tham khảo:
  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học, sinh viên thuộc các chuyên ngành Khoa học vật liệu, Vật liệu cao phân tử và tổ hợp, Hóa học polymer, Công nghệ y sinh và Công nghệ dược phẩm.
  • Các cán bộ nghiên cứu tại các viện nghiên cứu, trường đại học và các doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực phát triển hệ dẫn thuốc nano (nanomedicine) và vật liệu y sinh.
• Nội dung có giá trị tham khảo cao:
  • Quy trình chi tiết 3 giai đoạn tổng hợp và tinh chế các dẫn xuất mPEG-NPC, mPEG-NH2, mPEG-Chol, mPEG-CS và mPEG-Gel.
  • Phương pháp thực nghiệm tối ưu hóa các thông số bào chế liposome màng mỏng (nhiệt độ chuyển pha DSC, tỷ lệ lipid:cholesterol:CTAB:Tween 80, kỹ thuật nén ép đùn qua màng).
  • Phương pháp phân tích, xử lý dữ liệu động học giải phóng hoạt chất theo 4 mô hình toán học (Zero-order, First-order, Higuchi, Korsmeyer-Peppas) và quy trình đánh giá độ bền huyết thanh bằng đo độ đục quang phổ.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao luận án lựa chọn lecithin đậu nành thay vì phospholipid tổng hợp hay phospholipid nguồn gốc động vật?
Trả lời: Phần lớn các sản phẩm liposome hiện nay sử dụng phospholipid tổng hợp hoặc phospholipid chiết xuất từ động vật có giá thành cao, khiến người bệnh khó tiếp cận thuốc. Lecithin đậu nành là nguồn lipid tự nhiên từ thực vật, có tính tương thích sinh học cao, sẵn có với chi phí hợp lý, giúp định hướng tạo ra hệ mang thuốc có hiệu quả kinh tế cao hơn.

2. Mục đích của việc biến tính bề mặt nanoliposome bằng các dẫn xuất mPEG là gì?
Trả lời: Nanoliposome thông thường chưa biến tính bề mặt có độ ổn định sinh học thấp, dễ bị các protein opsonin trong huyết thanh hấp phụ và bị hệ thống lưới nội mô (RES) cùng các đại thực bào đào thải nhanh ra khỏi cơ thể. Việc gắn các chuỗi mPEG (thông qua mPEG-Chol, mPEG-CS, mPEG-Gel) tạo ra lớp hydrat hóa bao bọc xung quanh hạt nano, tạo hàng rào cản trở không gian giúp ngăn ngừa hiện tượng opsonin hóa, giảm tương tác giữa các tiểu phân, hạn chế rò rỉ hoạt chất và kéo dài thời gian lưu thông của thuốc trong hệ tuần hoàn.

3. Tác giả đã phát hiện ra quy luật gì về ảnh hưởng của khối lượng phân tử mPEG lên hệ nanoliposome?
Trả lời: Khi khảo sát các khối lượng phân tử mPEG khác nhau (Mw từ 550, 1100, 5000, 10000 đến 20000 Da), tác giả nhận thấy khi khối lượng phân tử của mPEG tăng lên sẽ làm tăng kích thước hạt của liposome. Đồng thời, khối lượng phân tử của mPEG càng nhỏ thì hệ liposome tạo thành càng có độ bền cấu trúc cao hơn.

4. Hai loại thuốc paclitaxel và carboplatin được phân bố ở những vị trí nào trong cấu trúc hạt nanoliposome?
Trả lời: Paclitaxel là hoạt chất kém tan trong nước (kỵ nước) nên được hòa tan vào pha hữu cơ trong giai đoạn tạo màng lipid và được định vị bên trong lớp màng phospholipid kép của liposome. Ngược lại, carboplatin là hoạt chất tan tốt trong nước (ưa nước) nên được hòa tan vào pha dung dịch nước ở giai đoạn hydrat hóa và được nang hóa bên trong khoang nước trung tâm của hạt nanoliposome.

5. Kết quả đánh giá độc tính tế bào in vitro của các hệ nanoliposome biến tính PEG cho thấy điều gì?
Trả lời: Thử nghiệm MTT cho thấy các hệ nanoliposome rỗng (chưa mang thuốc) có độ tương thích sinh học cao và không gây độc tế bào đáng kể. Khi nạp thuốc, các hệ hạt PTX/SLP@mPEG và CAR/SLP@mPEG vẫn duy trì khả năng tiêu diệt tế bào ung thư vú MCF-7 theo nồng độ, đồng thời làm giảm mức độ gây độc trên dòng tế bào lành L929 so với khi dùng paclitaxel và carboplatin ở dạng thuốc tự do nguyên liệu.

---

Kết luận

Luận án của nghiên cứu sinh Lê Ngọc Thùy Trang đã hoàn thành việc xây dựng quy trình tổng hợp hệ nanoliposome từ nguồn nguyên liệu lecithin đậu nành kết hợp với các chất biến tính bề mặt tự tổng hợp gồm mPEG-Cholesterol, mPEG-Chitosan và mPEG-Gelatin. Đề tài đã tối ưu hóa các thông số công nghệ tạo hạt kích thước nano dưới 200 nm, làm rõ quy luật ảnh hưởng của phân tử lượng mPEG đến độ bền tiểu phân và chứng minh khả năng mang hiệu quả hai thuốc ung thư mô hình paclitaxel và carboplatin. Các kết quả đánh giá in vitro khẳng định hệ vật liệu có độ ổn định cao trong huyết thanh, giải phóng thuốc có kiểm soát và giảm độc tính trên tế bào lành, tạo cơ sở khoa học cho các nghiên cứu phát triển hệ phân phối thuốc hướng đích tiếp theo.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Tình hình mắc và tử vong do ung thư trên toàn thế giới theo thống kê trong báo cáo của GLOBOCAN năm 2020 cho thấy đều có xu hướng tăng cao. Trong đó, Việt Nam được xếp hạng thứ 50/185 về tỷ lệ tử vong và 91/185 về tỷ lệ mắc mới ung thư trên 100000 người. Ung thư là tập hợp các bệnh lý liên quan đến việc các tế bào tăng sinh một cách mất kiểm soát khi bị kích thích bởi các tác nhân sinh ung thư và tạo thành khối u. Bệnh nhân trong giai đoạn hóa trị ung thư thường mệt mỏi, chán ăn, giảm sức đề kháng và rụng tóc,… nguyên nhân là do trong quá trình điều trị, thuốc chống ung thư được đưa vào trong cơ thể không chỉ tiêu diệt các tế bào ung thư bên cạnh đó còn tác động đến các tế bào lành.

Điều đó khiến cho hiệu quả điều trị giảm và gây ảnh hưởng đến sức khỏe của người bệnh. Vật liệu nano đã và đang được ứng dụng mạnh mẽ trong lĩnh vực y sinh, đặc biệt là điều trị ung thư sau nhiều thập niên phát triển. Trong đó, một trong số hệ nano ứng dụng trong điều trị ung thư được thương mại hóa chính là liposome. Liposome có kích thước nhỏ hơn các tế bào máu hàng ngàn lần đã được mô tả lần đầu tiên bởi Alec D Bangham tại viện nghiên cứu Babraham (Cambridge, Anh) vào năm 1961.

Liposome được sử dụng làm chất mang tải thuốc có thể cải thiện tính tan, tăng dung nạp và giảm các tác dụng phụ của thuốc. Tuy nhiên, các nghiên cứu trên cho thấy hệ liposome chưa được biến tính bề mặt cho sinh khả dụng chưa cao vì có độ ổn định sinh học thấp vì vậy dễ bị đào thải ra khỏi cơ thể [1,2]. Vì vậy, nhiều nhà nghiên cứu đã tiến hành biến tính polyethylene glycol (PEG) lên bề mặt liposome. Việc biến tính này nhằm tạo ra một hàng rào ngăn cản sự tương tác của liposome với các opsonin và đại thực bào; đồng thời các chuỗi dài polyme này còn hạn chế được sự tương tác giữa các liposome với nhau giúp kéo dài thời gian tuần hoàn trong máu và tăng khả năng hướng đích cho hệ liposome [3,4].

Bên cạnh đó, các hệ liposome đã được phát triển hiện nay hầu hết đều sử dụng các nguyên liệu lipid có nguồn gốc từ động vật nên đại đa số thuốc điều trị ung thư dựa trên công nghệ liposome đều có giá thành cao và người bệnh khó tiếp cận được với các sản phẩm này. Trên cơ sở đó, chúng tôi đã chọn thực hiện đề tài “Nghiên cứu tổng hợp nanoliposome từ lecithin có nguồn gốc đậu nành và biến tính chúng với PEG định hướng làm hệ mang thuốc 2 điều trị ung thư”. Mục tiêu của luận án: Nghiên cứu tổng hợp, đánh giá tính ổn định cùng hiệu quả mang thuốc paclitaxel/carboplatin của vật liệu nanoliposome từ lecithin có nguồn gốc đậu nành biến tính bề mặt bằng PEG. Nội dung của luận án: - Khảo sát các yếu tố lên quá trình tổng hợp nanoliposome từ lecithin có nguồn gốc đậu nành.

- Tổng hợp mPEG-cholesterol, biến tính bề mặt nanoliposome với mPEG- cholesterol và đánh giá tính chất vật liệu. - Tổng hợp mPEG-chitosan, phủ mPEG-chitosan lên bề mặt nanoliposome và đánh giá tính chất vật liệu. - Tổng hợp mPEG-gelatin, phủ mPEG-gelatin lên bề mặt nanoliposome và đánh giá tính chất vật liệu. - Đánh giá độc tính của vật liệu.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: Các kết quả nghiên cứu tổng hợp vật liệu nanoliposome từ lecithin có nguồn gốc đậu nành biến tính bề mặt bằng PEG không chỉ có ý nghĩa về mặt khoa học mà còn có ý nghĩa tốt về mặt thực tiễn. Kết quả thu được góp phần làm sáng tỏ vấn đề về sự ổn định và tính hiệu quả của nanoliposome trong mang và phóng thích thuốc paclitaxel/carboplatin, làm tiền đề cho các nghiên cứu sâu hơn sau này về chức năng và lâm sàng. Những đóng góp mới của luận án: Đã tổng hợp thành công các vật liệu mPEG-Chol, mPEG-CS và mPEG-Gel được sử dụng để biến tính bề mặt nanoliposome mang thuốc PTX/CAR. Trong đó, nanoliposome biến tính bằng mPEG-Chol, mPEG-CS mang PTX/CAR và nanoliposome biến tính bằng mPEG-Gel chưa được nghiên cứu trước đây.

Kích thước hạt của các hệ nanoliposome biến tính PEG với các khối lượng phân tử khác nhau của mPEG cho thấy khi khối lượng phân tử của mPEG tăng sẽ làm tăng kích thước của liposome và khối lượng phân tử của mPEG càng nhỏ thì 3 liposome càng bền. Đây là nét mới của luận án trong việc đánh giá khối lượng phân tử mPEG phù hợp để sử dụng trong tổng hợp các vật liệu biến tính. Đã đánh giá độ ổn định trong huyết thanh, khả năng phóng thích thuốc kết hợp phân tích động học phóng thích thuốc và độc tính của các hệ nanoliposome biến tính PEG bằng các vật liệu tổng hợp. Các kết quả này sẽ làm nền tảng cho các nghiên cứu chuyên sâu hơn cũng như trong lâm sàng.

Giới thiệu về liposome 1. Cơ chế hình thành liposome Liposome có cấu trúc bao gồm một vỏ phospholipid với một hoặc nhiều lớp bao bọc xung quanh một nhân nước ở giữa và có kích thước hạt từ hàng chục cho đến hàng nghìn nanomet [5]. Đặc tính của màng phospholipid của liposome là lớp kép phospholipid. Trong đó, “đầu ưa nước” là đầu phospholipid chứa một nhóm phosphat tích điện âm và glycerol; “đuôi kỵ nước” là đuôi phospholipid gồm 2 chuỗi axit béo dài, kỵ nước và tránh tương tác với nước.

Các lớp kép lipid khi được đặt trong dung dịch nước thì các đầu ưa nước sẽ quay ra ngoài để tiếp xúc với nước và các đuôi kỵ nước sẽ quay vào với nhau bởi tương tác kỵ nước tạo thành cấu trúc liposome. Cơ chế hình thành liposome [6] 1. Phân loại liposome Tùy từng thành phần lipid, phương pháp bào chế, điện tích bề mặt và kích thước mà các liposome hình thành có các đặc tính khác nhau; thường khác nhau về cấu trúc, kích thước và khả năng mang thuốc/ hoạt chất. Phân loại liposome thường dựa vào cấu trúc của lớp lipid kép.

Bên cạnh đó, phương pháp bào chế cũng là một trong những cách phân loại liposome. Phân loại dựa vào cấu trúc Dựa vào số lớp màng lipid kép và kích thước hạt, liposome được phân loại thành các dạng như trong Bảng 1. Phân loại liposome dựa vào số lớp màng lipid kép và kích thước hạt [7] Dạng liposome Từ viết tắt Kích thước hạt Số lớp màng lipid kép Liposome chứa liposome MVV > 1 µm Cấu trúc đa ngăn Đa lớp OLV 0,1 – 1 µm 5 Đa lớp MLV > 0,5 µm 5 – 25 Đơn lớp khổng lồ GUV > 1µm 1 Đơn lớp loại vừa MUV > 100 µm 1 Đơn lớp loại lớn LUV > 1000 µm 1 Đơn lớp loại nhỏ SUV 20 – 100 nm 1 1. Phân loại dựa vào phương pháp bào chế VET (Vesicles by extraction techniques): liposome được bào chế bằng kỹ thuật ép đùn qua các màng có kích thước khác nhau.

REV (Reverse – phase evaporation vesicles): liposome được bào chế bằng phương pháp bốc hơi pha đảo. FTV (Freeze – thaw vesicles): liposome được bào chế bằng phương pháp đông lạnh-xã đông. DRV (Dehydrattion – Rehydration vesicles): liposome được bào chế bằng phương pháp dehydrat hóa – hydrat hóa trở lại. Phân loại dựa vào mục đích sử dụng Với các tác nhân khác nhau được biến tính trên bề mặt mà liposome được phân loại thành các dạng sau [8]: - Conventional liposome (liposome): liposome thế hệ đầu tiên và cơ bản nhất được phát triển, trong đó, thành phần lớp màng lipid chỉ chứa các lipid tích điện dương, âm hoặc trung tính.

- PEGylated liposome (liposome PEG hóa): liposome biến tính bề mặt bằng cách sử dụng các polymer ưa nước phủ bên ngoài lớp màng phospholipid kép để làm giảm tỷ lệ đào thải thuốc và tăng thời gian lưu thông trong máu. Trong đó, polyethylene glycol (PEG) là một trong số những polymer được sử dụng phổ biến để biến tính các hệ nano mang thuốc mang lại hiệu quả nhất hiện nay. 6 - Ligand-targeted liposome (liposome hướng đích): liposome được biến tính bề mặt bằng cách gắn các phối tử hướng đích lên lớp màng phospholipid kép hoặc được gắn ở các đuôi của polymer bảo vệ. Các phối tử này thông qua cơ chế miễn dịch tương tác kháng nguyên – kháng thể hoặc phối tử – thụ thể trên màng tế bào để nhận biết và liên kết với mục tiêu.

- Multifunctional liposome (liposome đa chức năng): liposome được kết hợp nhiều chức năng khác nhau trong cùng một cấu trúc liposome để phục vụ cùng lúc nhiều mục đích khác nhau. Nhược điểm và ưu điểm của liposome 1. Nhược điểm [9]: Phospholipid không bền về mặt hóa học nên dẫn đến các liposome chưa biến tính có độ ổn định thấp. Thành phần phospholipid dùng trong tổng hợp liposome rất dễ bị ảnh hưởng của các yếu tố như pH, nhiệt độ và vi sinh vật trong môi trường.

Một số phương pháp tổng hợp liposome gây các tác động bất lợi đến môi trường do sử dụng dung môi hữu cơ để hòa tan lipid. Hầu hết phương pháp tổng hợp liposome khó có thể sản xuất ở quy mô công nghiệp và chỉ thích hợp ở quy mô phòng thí nghiệm. Chi phí sản xuất các sản phẩm dựa trên liposome thì khá cao. Ưu điểm Liposom có khả năng mang được các hoạt chất tan trong nước (hoạt chất được nang hóa ở các khoang nước nằm chính giữa lớp phospholipid kép) và các hoạt chất ít tan trong nước (hoạt chất được nang hóa trong lớp màng phospholipid kép).

Bên cạnh đó, khả năng phóng thích và bảo vệ hoạt chất của liposome được kiểm soát. Vì vậy, đặc điểm dược động học của hoạt chất được thay đổi khi nang hóa trong liposome [9]. Liposome là một chế phẩm có tính an toàn khá cao vì cấu trúc của lớp màng phospholipid kép của liposome tương tự như cấu trúc màng sinh học của cơ thể [9]. Liposome là một trong những hệ mang thuốc hướng đích lý tưởng để tăng nồng độ thuốc ở những mô đặc biệt như mô ung thư.

Đặc biệt, liposome còn tạo ra 7 hệ vận chuyển thuốc chọn lọc như liposome miễn dịch và liposome đáp ứng các kích thích như liposome nhạy nhiệt, nhạy pH… 1. Nguyên liệu tổng hợp liposome Phospholipid là thành phần chính của liposome. Phospholipid dùng để tổng hợp liposome rất đa dạng và được chia làm hai loại chính là phospholipid tự nhiên và phospholipid tổng hợp [10]. - Phospholipid được chiết xuất từ các nguồn tự nhiên:  Phosphatidylcholine (PC): phosphatidyl choline từ lecithin của trứng (egg phosphatidyl choline - EPC) hoặc đậu nành (soya phosphatidyl choline - SPC)  Phosphatidylserine (PS)  Phosphatidylethanolamine (PE) - Phospholipid tổng hợp:  Hydrogenated soybean phosphatidyl choline (HSPC)  Disteroyl phosphatidyl choline (DSPC)  Dioleyl phosphatidyl choline (DOPC)  Dioleyl phosphatidylethanolamine (DOPE)  Dipalmitoyl phosphatidyl choline (DPPC) 1.