MỞ ĐẦU Ung thư là căn bệnh ám ảnh tâm trí của loài người hàng bao thế kỷ qua. Trải qua chiều dài lịch sử, cuộc chiến chống ung thư đã có được những thành tựu to lớn và đáng khích lệ, nhưng để ung thư không còn là nỗi lo sợ của loài người vẫn là một thách thức không hề nhỏ. Hiện nay, ung thư có thể được điều trị bằng phẫu thuật, hóa trị, xạ trị, miễn dịch, cấy ghép tế bào gốc hoặc các phương pháp khác. Trong đó, hóa trị liệu là phương pháp phổ biến được sử dụng trong các phác đồ điều trị hay hỗ trợ trong việc điều trị bệnh ung thư.
Hóa trị liệu là một phương pháp điều trị bệnh ung thư sử dụng một hay nhiều thuốc điều trị bệnh ung thư có khả năng gây ngộ độc tế bào. Đến nay đã có nhiều loại thuốc điều trị bệnh ung thư được nghiên cứu thành công, có khả năng ức chế, đẩy lùi quá trình phát triển của tế bào ung thư. Tuy nhiên, trong quá trình tiêu diệt tế bào ác tính, thuốc cũng ảnh hưởng đến cả tế bào lành gây ra một số tác dụng phụ cho bệnh nhân như buồn nôn, nôn, rụng tóc, ức chế tủy xương, viêm miệng, viêm thực quản có thể tiến triển đến loét, độc tính trên tim…làm cho bệnh nhân e dè khi lựa chọn điều trị hoặc bỏ ngang. Đây cũng chính là nhược điểm chung của phương pháp hóa trị liệu [1].
Ngày nay, với sự phát triển không ngừng về khoa học đã mở ra nhiều phương pháp tiếp cận mới trong điều trị các căn bệnh nan y trong đó có bệnh ung thư [2, 3]. Một trong những phương pháp đang thu hút sự chú ý sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học đó là liệu pháp hướng đích bằng các hạt nano làm “vật liệu” trong việc tải thuốc và nhả thuốc đúng mục tiêu [4-6]. Việc sử dụng các loại thuốc này không những làm giảm các tác dụng phụ do thuốc gây ra cho bệnh nhân mà còn kéo dài thời gian hoạt động của thuốc bên trong cơ thể từ đó tăng sinh khả dụng của thuốc. Việc sử dụng hạt nano làm “vật tải” trong việc tải thuốc và nhả thuốc đúng “mục tiêu” trở thành một đề tài nghiên cứu nóng vì nó liên quan đến việc phát triển dược liệu chống ung thư và khả năng đem lại doanh thu lớn cho các công ty dược.
Mặc dù đến nay có rất nhiều nghiên cứu về hệ mang thuốc có kích thước nano ứng dụng trong trị bệnh ung thư nhưng silica là một trong những hệ mang 2 thuốc được nghiên cứu phổ biến. Từ năm 2000, nano slica cấu trúc xốp (MSN) là vật liệu được nghiên cứu rộng rãi cho các ứng dụng y sinh do có nhiều ưu điểm: Diện tích bề mặt lớn, bền nhiệt và bền hóa học, tính tương hợp sinh học và khả năng phân hủy sinh học cao, dễ chức hóa bề mặt [7, 8]. Gần đây, nano silica cấu trúc rỗng HMSN (hollow mesoporous nano silica particle) thu hút sự chú ý của các nhà khoa học. Cấu tạo của HMSN có thể được chia thành hai phần.
Đầu tiên là khoảng trống bên trong. Để tạo khoảng trống bên trong, các nhà khoa học sử dụng các loại hạt như hạt nano carbon, nano polystyren, nano sắt từ, nano silica,… để định hình trước khi sử dụng các phương pháp hóa học hay vật lý để loại bỏ chúng [9]. Thứ hai là lớp vỏ mao quản bên ngoài, lớp vỏ này được tạo thành từ hai thành phần là chất tiền thân silica và chất hoạt động bề mặt [10, 11]. Như vậy, với lớp vỏ cấu trúc mao quản tương tự như MSN nhưng lỗ rỗng bên trong lớn nên chứa được nhiều phân tử thuốc do đó có khả năng mang thuốc cao hơn [7].
Và đặc biệt để cung cấp cùng một lượng thuốc thì chỉ cần sử dụng một lượng HMSN thấp hơn MSN, do đó sẽ giảm thiểu khả năng tích lũy vật liệu lạ trong cơ thể [12, 13]. Tuy nhiên, các hạt HMSN khi mang thuốc thì thuốc dễ rò rỉ trong quá trình vận chuyển do các lỗ rỗng không có nắp đậy. Do đó, các hạt nano silica cấu trúc rỗng cần được biến tính bề mặt với các polymer. Trong các loại polymer cho ứng dụng Y – Sinh thì Pluronic là polymer nhạy nhiệt và có tính tương hợp sinh học được FDA (Food and Drug Administration) chứng nhận và cho phép sử dụng rộng rãi.
Từ những phân tích trên, để nâng cao hiệu quả mang thuốc của hệ chất mang này, tôi quyết định thực hiện Luận văn Thạc sĩ với đề tài “Nghiên cứu tổng hợp và biến tính nano silica cấu trúc rỗng với Pluronic, định hướng ứng dụng mang thuốc chống ung thư”. 3 Mục tiêu của luận văn - Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano silica cấu trúc rỗng và kiểm soát kích thước hạt tạo thành. - Khảo sát khả năng mang thuốc và kiểm soát phóng thích của hệ chất mang trên cơ sở biến tính bề mặt nano silica cấu trúc rỗng với Pluronic. Nội dung nghiên cứu - Tổng hợp nano silica cấu trúc rỗng.
- Biến tính bề mặt nano silica cấu trúc rỗng với nhóm -NH2 (amine). - Biến tính bề mặt nano silica cấu trúc rỗng với Pluronic (F127). - Đánh giá tính chất vật liệu. - Khảo sát khả năng mang và phóng thích thuốc của vật liệu.
THỰC TRẠNG BỆNH UNG THƯ HIỆN NAY 1. Tình hình bệnh ung thư hiện nay Theo các báo cáo của Cơ quan Nghiên cứu Quốc tế về bệnh Ung thư (IARC) thuộc Tổ chức Y tế thế giới (WHO) năm 2018, Việt Nam thuộc nhóm có tỷ lệ tử vong vì ung thư cao thứ hai trên thế giới (ước tính khoảng 104,4 người trên 100.000 người, đứng thứ 56 trên trên 185 nước) và thuộc nhóm có tỷ lệ mới mắc ung thư cao thứ ba (ước tính khoảng 151,4 người trên 100.000 người, đứng thứ 100) [14]. Dự kiến đến năm 2040, số lượng người mắc bệnh ung thư sẽ tăng lên 29,5 triệu người [15], trong đó bệnh nhân phần lớn ở các nước đang phát triển. Một vấn đề đáng chú ý là số ca mắc bệnh và tử vong được phát hiện ở các nước nghèo và tỉ lệ này tiếp tục sẽ được gia tăng.
Báo cáo cũng chỉ ra rằng một trong những nguyên nhân làm tỉ lệ tử vong tăng lên ở các nước nghèo là do sự hạn chế trong việc tiếp cận với các phương pháp chữa trị mới và đặc biệt là các phương pháp chữa trị có giá thành thấp. Bệnh ung thư có nhiều cách điều trị tùy thuộc vào loại ung thư bệnh nhân đó mắc phải, mức độ tiến triển của bệnh và thể trạng của bệnh nhân. Các phương pháp điều trị có thể được sử dụng đơn lẻ hoặc phối hợp theo nhiều cách khác nhau nhằm đạt được hiệu quả điều trị tối ưu nhất. Phẫu thuật Mục đích của phẫu thuật là cắt bỏ một phần hay toàn bộ khối u để chuẩn đoán hoặc điều trị bệnh.
Phẫu thuật triệt để ngoài việc cắt bỏ khối u còn lấy đi một phần mô bình thường xung quanh hoặc toàn bộ cơ quan đó. Ưu điểm Có thể loại bỏ tế bào ung thư, chữa khỏi hoặc cải thiện tình trạng bệnh. Khi phát hiện ung thư ở giai đoạn 1 và 2, bệnh nhân điều trị ngay bằng phương pháp phẫu thuật và có phương pháp phù hợp kiểm soát sau điều trị có thể chữa khỏi bệnh ung thư hoàn toàn. Nhược điểm Phương pháp phẫu thuật chỉ sử dụng được cho những khối u tại chỗ, còn nhỏ và chưa di căn đến các cơ quan khác trong cơ thể.
Phẫu thuật có thể cắt đi một phần tế bào khỏe mạnh gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của bệnh nhân. Nếu bệnh nhân đang ở giai đoạn cuối hoặc cơ thể quá suy kiệt thì cũng không thể sử dụng phương pháp này. Phẫu thuật không thể cắt bỏ được những ổ bệnh nhỏ. Do đó nếu không được loại bỏ, chúng sẽ tiếp tục phát triển và tái phát, di căn trở lại.
Lúc này khó điều trị và nguy hiểm hơn rất nhiều. Xạ trị Xạ trị là phương pháp sử dụng những tia bức xạ có năng lượng cao như tia X, gamma, neutron, proton… để diệt tế bào ung thư, thu nhỏ khối u. Tia phóng xạ đến từ nguồn năng lượng bên ngoài cơ thể gọi là “xạ trị ngoài”; nếu đưa nguồn vào bên trong cơ thể, sát vị trí khối u gọi là “xạ trị trong”, “xạ trị áp sát”; hoặc từ chất phóng xạ trong thuốc người bệnh uống vào (như iot phóng xạ) gọi là “dược chất phóng xạ”. Ưu điểm Điều trị tập trung, ít gây ảnh hưởng đến những tế bào khỏe mạnh khác.
Nhược điểm Không áp dụng được khi tế bào ung thư đã lây lan toàn thân. Không áp dụng để điều trị ung thư không rắn như ung thư máu. Gây ra một số tác dụng phụ cho cơ thể khá nghiêm trọng và ảnh hưởng lâu dài đến sức khỏe của bệnh nhân: gây tổn thương một số tế bào lành khỏe mạnh; gây lở loét, chảy máu, nhiễm trùng, nhiễm khuẩn tại cơ quan bị chiếu xạ; biến chứng teo hẹp, khó nuốt, thay đổi giọng nói, khó tiểu tiện tại những bộ phận rỗng như ruột, thực quản. Làm suy giảm hệ thống miễn dịch khiến bệnh nhân dễ mắc bệnh nhiễm trùng, cơ thể suy kiệt,… 6 1.
Hóa trị Hóa trị là phương pháp sử dụng các thuốc gây độc tế bào nhằm tiêu diệt các tế bào ung thư hoặc làm chúng ngừng phân chia, phát triển. Ngoài tác dụng lên tế bào ung thư, thuốc hóa trị còn có tác dụng lên các tế bào khỏe mạnh, gây ra một số tác dụng phụ như thiếu máu, rụng tóc, lở miệng, buồn nôn… 1. Một số phương pháp điều trị khác 1. Liệu pháp miễn dịch Sử dụng các hợp chất, kháng thể, vắc – xin hoặc tế bào có khả năng kích thích, hỗ trợ miễn dịch cơ thể, xác định và tiêu diệt các tế bào ung thư.
Liệu pháp nội tiết Sử dụng các thuốc nội tiết tố nhằm hạn chế hay ngưng sự phát triển của tế bào ung thư, điển hình như ung thư vú, ung thư tuyến tiền liệt. Điều trị nhắm trúng đích Sử dụng các loại thuốc chuyên biệt để ức chế sự phát triển và lây lan của tế bào ung thư, can thiệp vào các phân tử đặc hiệu (các phân tử đích) trong cơ chế sinh ung và sự phát triển của khối u. Cấy ghép tế bào gốc Thay thế tế bào gốc tạo máu ở bệnh nhân ung thư đã bị phá hủy bởi hóa trị hoặc xạ trị ở liều lượng rất cao. Trong đó, ghép tủy xương là thay thế toàn bộ tế bào tủy xương (tế bào có khả năng sản sinh ra các tế bào máu và các loại tế bào khác) bất thường của người bệnh trong một số loại ung thư máu.