LỜI MỞ ĐẦU Rutin là một hợp chất tự nhiên có nhiều tính chất vượt trội được ứng dụng rộng rãi trong dược phẩm như kháng oxy hoá, kháng viêm, chống ung thư…Tuy nhiên nhược điểm lớn nhất của nó là khả năng hoà tan kém trong nước, chính điều này làm giảm hoạt tính sinh học và giảm khả năng hấp thu vào trong cơ thể [1]. Độ hoà tan của hợp chất có thể thay đổi bằng nhiều phương pháp truyền thống như sử dụng đồng dung môi hay cycodextrine. Tuy nhiên những phương pháp này có nhiều nhược điểm, chúng có thể gây độc hay dẫn đến nhiều tác dụng phụ không mong muốn. Ngày nay, hạt nano là giải pháp tốt nhất cho những hợp chất hòa tan kém trong nước, chúng tăng cường khả năng hấp thu vào trong cơ thể và do đó được ứng dụng rộng rãi trong dược phẩm [2].
Trong dược phẩm, dạng thuốc uống là con đường rất phổ biến và thuận tiện cho hoạt động phân phối thuốc trong cơ thể. Trong những trường hợp này, hoạt chất cần phải được phóng thích và ngấm vào cơ thể một cách từ từ dựa trên sự thay đổi pH trong hệ thống tiêu hóa, hệ dẫn truyền nano polymer có nhiều ưu điểm vượt trội, chúng nhạy cảm với pH, điều khiển tốc độ giải phóng thuốc bằng cách kiểm soát khả năng trương nở thông qua liên kết ngang. Bên cạnh đó, hệ polymer còn có khả năng bảo vệ thuốc khỏi sự phân hủy nhờ khả năng bao bọc thuốc bên trong hệ. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu về nano rutin đã xuất hiện trên thế giới cũng như trong nước chủ yếu là ở dạng huyền phù và cũng có một vài nghiên cứu khảo sát tạo nano rutin dạng bột chủ yếu dùng phương pháp đông khô với quy mô rất nhỏ, chủ yếu để thí nghiệm.
Hiện nay chưa có bất kỳ nghiên cứu nào về khả năng tạo nano rutin dạng bột với quy mô lớn hơn cũng như khảo sát các tính chất của nano rutin dạng bột này để có thể ứng dụng trong thực tế. Với những lý do nêu trên và nhằm tăng khả năng ứng dụng vào trong sản xuất, luận văn này tiến hành tạo bột nano rutin bằng phương pháp sấy phun ở quy mô pilot và đánh giá tính chất của bột nano rutin.Kết quả nghiên cứu đạt được trong đề tài này là cơ sở cho những phần nghiên cứu sâu hơn, rộng hơn liên quan đến ứng dụng của rutin trong dược phẩm. 1 CHƯ ƯƠNG 1 : TỔN NG QU UAN 1.1 Giới thiệệu chung R Rutin là hợp h chất glycoside g bbao gồm quercetin q thhuộc nhóm m flavononee và phần đường rutinnose. Tên gọi g rutin xuuất phát từ tên t của câyy Ruta graveeolens, mộtt cây cũng chứa c chất ruutin [3].
D Danh phááp IUP PAC: 2--(3,4-Dihyd ydroxy-3-(3,4,5- droxyphenyyl)-4,5-dihy trihyd droxy-6-((3,,4,5-trihydrroxy-6methyl-oxan-2-y yl)oxymethhyl)oxan-2-yyl)oxy- chrom men-7-one. R Rutin còn được đ gọi là quercetin-33-rutinosidee hay sophoorin. C Công thức phân p tử: C27 2 H30O16.1: Cấuu trúc hóa học h của rutiin R Rutin có nhhiều trong thực vật nhhư lúa mì, kiều mạch. Ngoài ra, rutin còn đđược tìm thhấy trong trrái của các cây thuộc họ h citrus nh hư cam, chaanh… Tại Việt V Nam, rutin r được tìm thấy nhhiều nhất trrong hoa củủa cây hoa hoè h Nhật B Bản (Sophorra Japonicaa L.) trồng nhiều ở Thhái Bình, Hà H Bắc, Nam m Hà, Hải Dương, D Hảải Phòng, Nghệ N An và Tây Nguyên [3].2: Cây hoa hòe (Sophora Japonica L.) Rutin có thể biến đổi thành quercetin thông qua quá trình thuỷ phân.
Do đó, khi tách chiết rutin, mẫu thu được luôn chứa quercetin với nhiều tỷ lệ.3: Phản ứng thuỷ phân biến đổi rutin thành quercetin 1. Tính chất vật lý Rutin tinh khiết là tinh thể hình kim màu vàng nhạt hay vàng hơi xanh lục, không mùi, không vị. Rutin kém bền màu dưới tác dụng ánh sáng. Do đó rutin cần được bảo quản trong bình tối ở nơi thoáng khí, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng.
Nhiệt độ nóng chảy của rutin là 188,5oC; khi lên đến 194oC thì rutin sẽ hoàn toàn bị phân hủy [4, 5]. Rutin ít tan trong nước (từ 0,01 đến 0,0125 g/l ở nhiệt độ phòng) và tan tốt trong methanol và ethanol [5, 6]. Rutin có hai bước sóng hấp thu đặc trưng là 360 nm và 254 nm [4].3 Tính chất hóa học Phản ứng thủy phân tạo quercetin là phản ứng đặc trưng của rutin. Ngoài ra rutin còn tham gia một số phản ứng khác như phản ứng ghép đôi với muối diazonium, phản ứng tạo phức với kim loại, phản ứng khử, phản ứng với base tạo muối.4 Hoạt tính sinh học của rutin • Kháng oxy hóa Mất cân bằng oxy hóa xảy ra khi mà số lượng các oxy hoạt động được tạo ra vượt quá khả năng trung hòa và xử lý của hệ thống.
Hiện tượng này là nguyên nhân gây ra một loạt các căn bệnh nguy hiểm như tim mạch, ung thư, viêm khớp, đục thủy tinh thể, lão hóa [7]. Trong số các họ chất chống oxy hóa thì các hợp chất phenolic tự nhiên đã thu hút được sự chú ý nhờ vào khả năng trung hòa và cô lập các gốc tự do hay có thể tạo phức với các kim loại chuyển tiếp ngay từ những bước đầu tiên và trong suốt quá trình oxy hóa. Các hợp chất trung gian được tạo thành do tác động chống oxy hóa của hợp chất phenolic tương đối ổn định do sự cộng hưởng trong cấu trúc của vòng thơm. Trong số các flavonoid thì rutin mang lại những tác dụng vượt trội trong việc loại bỏ các tác nhân oxy hóa như các gốc hydroxyl, gốc superoxyde và gốc peroxyl, do đó nó được nghiên cứu trong dược phẩm để tạo ra các loại thuốc chống các bệnh như ung thư, thận, tiểu đường, kháng viêm [8].
• Kháng viêm[9] Hoạt động kháng viêm của rutin được khảo sát trên chuột. Tác động của rutin trong bụng chuột (80 mg/kg/ngày) là ức chế cả 2 giai đoạn cấp tính và mãn tính của mẫu thí nghiệm kháng viêm này, đặc biệt là ở giai đoạn mãn tính [10]. • Kháng ung thư Quercetin (sản phẩm thủy phân của rutin) cũng được xem là một chất chống ung thư tốt nhờ vai trò ức chế quá trình hình thành gốc tự do không mong muốn trong cơ thể. Với kết quả đó, quercetin ngăn chặn những tác nhân gây nguy hại đến tế bào (đặc biệt là DNA) – nguyên nhân chính dẫn đến ưng thư [11].
Rutin và quercetin có khả năng bảo vệ tế bào DNA, chống lại H2O2 – gây ra sự phá huỷ DNA trong các tế bào ung thư máu của người (K562) [12]. 4 • Bảo vệ thận Thử nghiệm trên chuột với rutin (1g/kg/ngày) cho thấy khả năng làm giảm sự rối loạn chức năng thận một cách đáng kể. Kết quả cho thấy rutin có tác động bảo vệ thận bằng cách ức chế các gốc oxy hóa tự do, nguyên nhân gây ra sự thiếu máu cục bộ làm tổn thương thận và thực hiện các hoạt động chống sự oxy hóa [13]. • Chống xuyễn Nghiên cứu trên chuột lang nhạy cảm với albumin trứng (OA) được thử với chất aerosolize-OA, kết quả cho thấy rutin có tác dụng tốt trong việc điều trị ở giai đoạn tức thời (IAR) và giai đoạn cuối (LAR) của bệnh suyễn qua sự ức chế giải phóng histimine, PLA2, và EPO, làm giảm việc nạp neutrophil và eosinophil vào phổi [14].
• Giảm tích tụ mỡ gan Tế bào gan được xử lý bằng acid oleic có hoặc không có rutin để quan sát sự tích lũy chất béo. Kết quả cho thấy rutin làm giảm hàm lượng acid oleic. Hơn nữa, ảnh hưởng của rutin trong thời gian dài có thể ức chế sự chuyển hóa của enzyme tổng hợp acid béo [15]. • Tác dụng tốt đối với bệnh tiểu đường Rutin có tác dụng rất tốt đối với bệnh tiểu đường nhờ sự kết hợp với nước khoáng và acid ascorbic, tổ hợp này có khả năng chuyển hóa lipid, nâng cao hàm lượng plasma của acid ascorbic, làm giảm sự cần thiết trong việc sử dụng thuốc hạ đường huyết [16].5 Ứng dụng trong dược phẩm Rutin là hợp chất có nhiều dược tính quý giá được ứng dụng trong phòng và trị bệnh.
Hiện nay, thuốc chứa rutin thường dùng để làm tăng độ bền của thành mao mạch đối với người cao tuổi, người cao huyết áp. Thuốc chứa hoạt chất rutin rất đa dạng tồn tại ở nhiều dạng như: nhũ tương, viên nang, bột hay viên nén. Tuy nhiên dạng bột có thời gian lưu trữ lâu hơn, ổn định hơn, do đó trên thị trường tập trung vào sản xuất thuốc dạng viên nén, viên nang [17].1 Giới thiệu chung Chitosan là một polysaccharide dễ phân huỷ sinh học thu được từ quá trình deacetyl hoá chitin là thành phần cấu trúc trong bộ xương ngoài của động vật giáp xác (cua, tôm…). Chitosan là một copolymer của glucosamine và N acetyl D glucosamine liên kết với nhau thông qua liên kết β-(1,4) glycosidic [18].
Sự hiện diện của nhóm amine trong phân tử chitosan giúp tăng khả năng hoạt động và hòa tan tốt hơn [19]. Danh pháp IUPAC: poly β (1,4) 2 amino 2 deoxy D glucose hay poly β (1,4) D glucozamin. Công thức phân tử : (C6H11O4N) n Hình 1.4: Cấu trúc hoá học của chitosan Hình 1.5: Phản ứng deacetyl hoá của chitin tạo thành chitosan 1.2 Tính chất và ứng dụng của chitosan Chitosan là một polycation do trong phân tử có sự hiện diện của nhóm amine. Chitosan phản ứng với các tác nhân tạo liên kết ngang thông qua liên kết ion và cộng hoá trị tại vị trí của nhóm amine [20], pKa của chitosan là 6,5.
Bởi vì có nhóm –OH và –NH2 nên chitosan có thể thực hiện nhiều phản ứng đặc trưng. Chitosan có những tính chất đặc biệt với nhiều ưu điểm như ưa nước, trương nở tốt, khả năng tương thích sinh học, phân hủy sinh học, độc tính thấp, đặc tính kháng khuẩn và giá cả hợp lý [21, 22]. 6 Bên cạnh đó, đối với dược phẩm dạng viên uống thì phải chịu sự thay đổi thường xuyên của điều kiện môi trường trong đường tiêu hóa, thuốc sẽ được vận chuyển từ môi trường acid mạnh trong phân khúc dạ dày đến môi trường kiềm yếu của ruột non. Nhờ những tính chất nổi trội và sự nhạy cảm pH, chitosan được ứng dụng nhiều trong dược phẩm như là một vật liệu sinh học hay là thành phần của hệ thống vận chuyển thuốc [23].3 Sự kết hợp giữa chitosan và tác nhân tạo liên kết ngang Các liên kết ngang được sử dụng để bổ sung thêm đặc tính cho ma trận polymer như giúp tạo hình dáng hạt và ổn định hệ [24].
Ma trận polyme chitosan giải phóng hoạt chất bằng cách kiểm soát mức độ trương nở thông qua các liên kết ngang [23]. Sự hình thành liên kết ngang chủ yếu chịu sự ảnh hưởng của kích cỡ, loại tác nhân liên kết ngang và nhóm chức của chitosan.