Luận văn thạc sĩ công nghệ vật liệu nghiên cứu tổng hợp polyme y sinh từ peg d l lactic và caprolacton để lám hydrogel nhạy cảm nhiệt dùng trong y sinh

Luận văn nghiên cứu tổng hợp polyme y sinh từ PEG, D,L-Lactic và Caprolacton tạo hydrogel nhạy cảm nhiệt, ứng dụng trong y sinh. Tìm hiểu ngay!

• Tác giả: Lê Văn Ty
• Người hướng dẫn: TS. Huỳnh Đại Phú
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Vật Liệu Cao Phân Tử Và Tổ Hợp
• Đề tài: Nghiên Cứu Tổng Hợp Polyme Y Sinh Từ PEG; D,L-Lactic Và ε-Caprolacton Để Làm Hydrogel Nhạy Cảm Nhiệt Dùng Trong Y Sinh
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Nghiên Cứu Hydrogel Nhạy Cảm Nhiệt Tổng Quan Tiềm Năng

Trong những năm gần đây, hydrogel nhạy cảm nhiệt đã trở thành tâm điểm của nhiều nghiên cứu, đặc biệt trong lĩnh vực y sinh. Sự phát triển này là do khả năng độc đáo của hydrogel: thể hiện tính chất trung gian giữa vật liệu rắn và lỏng. Hydrogel là một mạng lưới polymer ba chiều, ưa nước, không tan trong nước nhưng lại có khả năng trương nở tốt. Khả năng giữ nước lớn, kết hợp với bề mặt mềm dẻo, mang lại cho hydrogel tính tương thích sinh học cao. Hydrogel cũng rất đa năng, với các tính chất vật lý, hóa học, cơ học và sinh học có thể dễ dàng biến đổi bằng cách điều chỉnh quy trình tổng hợp hoặc các yếu tố môi trường như pH, nhiệt độ, điện trường, từ trường. Hydrogel ứng dụng rộng rãi từ dược phẩm, thiết bị y sinh đến các ứng dụng công nghiệp khác. Theo tài liệu gốc, hydrogel y sinh đầu tiên là poly(2-hydroxyethyl methacrylate), phát minh năm 1960 bởi Wichterle và Lim.

1.1. Định Nghĩa và Đặc Tính Của Hydrogel Nhạy Cảm Nhiệt

Hydrogel nhạy cảm nhiệt là một mạng lưới polymer ba chiều có khả năng thay đổi thể tích hoặc cấu trúc khi nhiệt độ môi trường thay đổi. Điều này làm cho chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng vận chuyển thuốc và kỹ thuật mô. Khả năng trương nở và giữ nước của hydrogel đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát tốc độ giải phóng thuốc và khả năng tương tác với tế bào. Tính chất cơ học hydrogel cũng cần được xem xét để đảm bảo độ bền và khả năng chịu lực trong các ứng dụng khác nhau. Hydrogel có khả năng giữ lại một lượng lớn nước bên trong cấu trúc, cộng với tính chất bề mặt khá mềm dẻo đã tạo cho hydrogel có được tính tương thích sinh học cao.

1.2. Phân Loại Hydrogel và Ứng Dụng Tiềm Năng

Hydrogel có thể được phân loại dựa trên nguồn gốc (tự nhiên hoặc tổng hợp), mức độ trương nở, cấu trúc lỗ xốp, loại liên kết ngang (hóa học hoặc vật lý) và khả năng phân hủy sinh học. Các ứng dụng tiềm năng của hydrogel rất đa dạng, bao gồm vận chuyển thuốc, kỹ thuật mô, điều trị vết thương, cảm biến sinh học và chẩn đoán y học. Lựa chọn loại hydrogel phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng. Hydrogel vật lý và hydrogel hóa học, Hydrogel vật lý được xem như là sự liên tục, không trật tự và gel tạo thành một mạng lưới không gian ba chiều dưới tác dụng của các lực liên kết khác liên kết cộng hóa trị như liên kết hydro, tương tác kỵ nước, ion complex…

II. Thách Thức Nghiên Cứu Polyme Y Sinh và Hydrogel Cải Tiến

Mặc dù hydrogel mang lại nhiều hứa hẹn, vẫn còn nhiều thách thức trong quá trình nghiên cứu và phát triển. Một trong những thách thức lớn nhất là kiểm soát độ trương nở hydrogel và tốc độ phân hủy sinh học để đảm bảo giải phóng thuốc có kiểm soát. Ngoài ra, cần phải cải thiện tính chất cơ học hydrogel để đáp ứng yêu cầu của các ứng dụng khác nhau. Việc đảm bảo độc tính sinh học thấp và khả năng tương thích sinh học cao cũng là một yếu tố quan trọng. Thiết kế phân tử của hydrogel nhạy cảm nhiệt độ là polymer phải có khả năng tương thích với dược phẩm. Như vậy, chúng có thể tạo ra được dạng gel liên kết chặt chẽ sau khi được tiêm vào cơ thể người và quá trình phân tán dược phẩm được điều khiển dễ dàng.

2.1. Kiểm Soát Khả Năng Phân Hủy Sinh Học Của Polyme

Khả năng phân hủy sinh học của hydrogel là yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong các ứng dụng y sinh. Cần phải kiểm soát tốc độ phân hủy để đảm bảo rằng hydrogel phân hủy hoàn toàn sau khi hoàn thành chức năng của nó, tránh gây ra tác dụng phụ. Đồng thời, sản phẩm phân hủy phải không độc hại. Đặc biệt trong điều kiện môi trường của cơ thể sống (pH = 7.4 và 370C ) thì dung dịch copolyme 25%wt của Triblock copolymer PCLA-PEG-PCLA (PEG1500, PCLA/PEG 2.0/1) đang tồn tại ở trạng thái gel.

2.2. Tối Ưu Tính Chất Cơ Học và Độ Bền Của Hydrogel

Tính chất cơ học hydrogel phải đủ mạnh để chịu được các lực tác động trong quá trình sử dụng. Độ bền kéo, độ bền nén và độ đàn hồi là những yếu tố quan trọng cần được xem xét. Các phương pháp tăng cường tính chất cơ học hydrogel bao gồm sử dụng các polyme gia cường, tạo liên kết ngang mật độ cao và kết hợp với các vật liệu khác. Các đặc trưng về cấu trúc phân tử, hình thái chuyển pha sol-gel và khả năng phân hủy sinh học của triblock copolymer này đã được nghiên cứu, xác định bởi phổ 1H-NMR, GPC, giản đồ trạng thái pha sol-gel và các phương pháp in vitro và in vivo.

2.3. Đảm Bảo An Toàn và Tương Thích Sinh Học Tuyệt Đối

Một trong những yêu cầu quan trọng nhất đối với hydrogel y sinh là đảm bảo an toàn và khả năng tương thích sinh học. Hydrogel phải không gây ra phản ứng viêm, không độc hại cho tế bào và không gây ra các tác dụng phụ không mong muốn. Các thử nghiệm độc tính sinh học in vitro và in vivo là cần thiết để đánh giá tính an toàn của hydrogel. Khảo sát quá trình phân hủy sinh học của triblock PCLA-PEG-PCLA trong điều kiện môi trường cơ thể (pH 7.4, 370C) theo hai phương pháp In Vitro và In Vivo.

III. Phương Pháp Tổng Hợp Polyme Y Sinh PEG Lactic Caprolacton

Nghiên cứu tập trung vào việc tổng hợp polyme y sinh từ ba thành phần chính: PEG, lactic acid và caprolacton. PEG (polyethylene glycol) là một polyme ưa nước, có khả năng tương thích sinh học cao và thường được sử dụng để cải thiện tính tan trong nước của các polyme khác. Lactic acid và caprolacton là các monomer phân hủy sinh học, được sử dụng để tạo ra các polyme có khả năng phân hủy trong cơ thể. Triblock copolymer y sinh nhạy cảm nhiệt độ PCLA-PEG-PCLA đã được tổng hợp bằng phản ứng polymer hóa mở vòng Lactide và ε-caprolactone từ polyethylene glycol (PEG) và ε-caprolactone (CL) với D,L lactide.

3.1. Vai Trò Của PEG trong Tổng Hợp Hydrogel Y Sinh

PEG đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra hydrogel y sinh có khả năng tương thích sinh học cao, cải thiện khả năng tan trong nước, và kiểm soát độ trương nở hydrogel. Việc lựa chọn khối lượng phân tử PEG phù hợp là yếu tố quan trọng để đạt được các tính chất mong muốn của hydrogel. Trong đề tài này, chúng tôi nghiên cứu tổng hợp một loại vật liệu polymer mới, vật liệu polymer y sinh mà dung dịch copolymer của nó có thể điều chỉnh quá trình chuyển pha giữa sol-gel một cách dễ dàng.

3.2. Sử Dụng Lactic Acid và Caprolacton để Phân Hủy Sinh Học

Lactic acid và caprolacton là các monomer phân hủy sinh học, giúp tạo ra các polyme phân hủy sinh học có khả năng phân hủy trong cơ thể. Tỷ lệ giữa lactic acid và caprolacton có thể được điều chỉnh để kiểm soát tốc độ phân hủy của polyme. Nghiên cứu tổng hợp loại vật liệu polymer mới mà trong dung dịch nước của chúng có khả năng chuyển từ trạng thái sol sang gel phụ thuộc vào sự thay đổi của nhiệt độ.

3.3. Quy Trình Tổng Hợp Polyme và Điều Chỉnh Tính Chất

Quy trình tổng hợp polyme y sinh từ PEG, lactic acid và caprolacton bao gồm các bước trùng hợp mở vòng. Các yếu tố như nhiệt độ, thời gian, xúc tác và tỷ lệ các monomer có thể được điều chỉnh để kiểm soát cấu trúc và tính chất của polyme. Copolymer này được tổng hợp từ các polyethylene glycol (PEG) có các khối lượng phân tử khác nhau và ε- caprolactone (CL) với D,L lactide để tạo thành triblock copolymer hydrogel y sinh có khả năng phân hủy sinh học nhạy cảm với nhiệt độ ứng dụng trong y sinh.

IV. Ứng Dụng Hydrogel Nhạy Cảm Nhiệt Vận Chuyển Thuốc Hiệu Quả

Hydrogel nhạy cảm nhiệt có nhiều ứng dụng tiềm năng trong lĩnh vực vận chuyển thuốc. Khả năng thay đổi thể tích hoặc cấu trúc theo nhiệt độ cho phép giải phóng thuốc có kiểm soát tại vị trí mong muốn. Khi nhiệt độ tăng lên, hydrogel có thể co lại, giải phóng thuốc đã được giữ bên trong. Hydrogel nhạy cảm nhiệt thích hợp cho các ứng dụng điều trị ung thư (bằng phương pháp nhiệt trị) hoặc các bệnh lý viêm nhiễm.

4.1. Cơ Chế Giải Phóng Thuốc Có Kiểm Soát Bằng Nhiệt Độ

Cơ chế giải phóng thuốc từ hydrogel nhạy cảm nhiệt dựa trên sự thay đổi thể tích hoặc cấu trúc của hydrogel khi nhiệt độ thay đổi. Khi nhiệt độ tăng lên, hydrogel có thể co lại, đẩy thuốc ra ngoài. Tốc độ giải phóng thuốc có thể được điều chỉnh bằng cách kiểm soát nhiệt độ và cấu trúc của hydrogel. Các polymer này có khả năng tạo liên kết chặt chẽ với dược phẩm/protein và có khả năng ứng dụng như là một hệ thống vận chuyển-phân tán dược phẩm dưới dạng tiêm dưới da.

4.2. Ứng Dụng Vận Chuyển Thuốc Trong Điều Trị Ung Thư

Hydrogel nhạy cảm nhiệt có thể được sử dụng để vận chuyển thuốc đến các khối u ung thư. Khi hydrogel được tiêm vào vị trí khối u và được làm nóng bằng các phương pháp như sóng siêu âm, laser, hoặc vi sóng, hydrogel sẽ co lại và giải phóng thuốc điều trị ung thư. Vùng gel trên giản đồ pha này có thể được điều khiển bằng cách thay đổi khối lượng phân tử của PEG, tỷ lệ khối lượng PCLA/PEG.

4.3. Tiềm Năng Trong Điều Trị Bệnh Viêm Nhiễm Mạn Tính

Hydrogel nhạy cảm nhiệt cũng có tiềm năng trong điều trị các bệnh viêm nhiễm mạn tính. Hydrogel có thể được sử dụng để vận chuyển các thuốc chống viêm đến vị trí viêm nhiễm, giúp giảm đau và cải thiện chức năng. Chúng tôi nghiên cứu tổng hợp loại vật liệu polymer mới, vật liệu polymer y sinh mà dung dịch copolymer của nó có thể điều chỉnh quá trình chuyển pha giữa sol-gel một cách dễ dàng.

V. Nghiên Cứu và Tổng Hợp Hydrogel Kết Luận và Hướng Phát Triển

Nghiên cứu và tổng hợp polyme y sinh cho hydrogel nhạy cảm nhiệt từ PEG, lactic acid và caprolacton mang lại nhiều hứa hẹn trong lĩnh vực y sinh, đặc biệt là trong vận chuyển thuốc. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức cần được giải quyết để tối ưu hóa tính chất cơ học hydrogel, khả năng phân hủy sinh học và tính tương thích sinh học. Các nhà khoa học tiếp tục tìm kiếm các phương pháp mới để cải tiến hydrogel thông minh và mở rộng phạm vi ứng dụng của chúng.

5.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu và Các Ưu Điểm Nổi Bật

Nghiên cứu đã thành công trong việc tổng hợp polyme y sinh từ PEG, lactic acid và caprolacton để tạo ra hydrogel nhạy cảm nhiệt. Hydrogel này có khả năng giải phóng thuốc có kiểm soát và có tiềm năng ứng dụng trong điều trị ung thư và các bệnh viêm nhiễm mạn tính.Đồng thời, Triblock copolymer cũng cho thấy khả năng phân hủy sinh học xảy ra tương đối chậm theo thời gian.

5.2. Hướng Phát Triển và Nghiên Cứu Tiềm Năng Trong Tương Lai

Các hướng phát triển tiềm năng trong tương lai bao gồm cải tiến tính chất cơ học hydrogel, tối ưu hóa khả năng phân hủy sinh học, và mở rộng phạm vi ứng dụng trong các lĩnh vực như kỹ thuật mô, điều trị vết thương, và chẩn đoán y học. Các đặc tính trên của triblock copolymer PCLA-PEG-PCLA rất phù hợp cho các ứng dụng quan trọng trong Y sinh như việc sử dụng triblock copolymer phân hủy sinh học nhạy cảm nhiệt PCLA-PEG-PCLA làm hệ thống vận chuyển và phân tán dược phẩm dưới dạng tiêm vào dưới da.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan Hình 1. Cấu trúc phân tử của các hydrogel nhạy cảm nhiệt độ 1. Hydrogel nhạy cảm pH [7,8]. Bên cạnh nhiệt độ thì pH là tác nhân kích thích môi trường gây ảnh hưởng rất lớn đến trạng thái hydrogel.

Polyelectrolyte là một hydrogel nhạy cảm pH điển hình, nó có chứa các nhóm có đuôi acid hoặc bazo trong cấu trúc phân tử của hydrogel, làm cho hydrogel biến đổi trạng thái theo sự thay đổi pH của môi trường. Như Poly( N,N-diethylaminoethyl methacrylate) có thể hòa tan hoặc trương nở khi ở pH thấp do xảy ra quá trình ion hóa. Khả năng trương nở của các hydrogel polyelectrolyte xảy ra là do tương tác giữa tĩnh điện giữa các cực trong cấu trúc chuỗi polymer, như vậy mức độ trương nở của hydrogel phụ thuộc vào pH, lực tương tác giữa các ion và sự có mặt của các ion trái dấu. Sự chênh lệch pH giữa dạ dày và ruột đủ để có gây ra sự thay đổi trạng thái của hydrogel nhạy cảm pH, và hướng phát triển hydrogel nhạy cảm pH dựa vào sự chênh lệch pH này đang rất được chú ý.

Trang 8 Lê Văn Ty Chương 1: Tổng quan Hình 1. Cấu trúc phân tử của các hydrogel nhạy cảm pH 1. Hydrogel nhạy cảm nhiệt độ và pH [1,7,8,14-18] Các hydrogel chỉ nhạy cảm nhiệt độ hoặc chỉ nhạy cảm pH cho thấy một số bất lợi cho hệ vận chuyển thuốc dạng tiêm dưới da. Với dung dịch hydrogel nhạy cảm nhiệt được tiêm vào vào cơ thể ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ cơ thể, và nó có huynh hướng tạo gel ở nhiệt độ của cơ thể do đó sẽ gặp khó khăn trong quá trình đưa thuốc vào cơ thể.

Đối với dung dịch hydrogel nhạy cảm pH thì lại gặp khó khăn trong việc phân tán thuốc. Để khắc phục các bất lợi này, một loại hydrogel mới đã được nghiên cứu, hydrogel nhạy cảm với cả nhiệt độ và pH. Trạng thái pha của hydrogel này thay đổi dưới tác động của cả nhiệt độ và pH môi trường. Dung dịch Copolymer hydrogel PDEAEMA-Pluronic-PDEAEMA thể hiện quá trình chuyển pha sol-gel kép kín và phụ thuộc vào sự thay đổi của cả nhiệt độ và pH, tuy nhiên tốc độ phân hủy của hydrogel xảy ra nhanh và đột ngột, nó không duy trì được quá trình phân tán thuốc.

Sulfamethazine oligomer (OSM) xảy ra quá trình ion hóa ở pH trong khoảng 7.4, trong trạng thái ion hóa thì OSM đóng vai trò như một block ưa nước, và sẽ chuyển sang block kỵ nước trong môi trường không bị ion hóa. Như vậy cơ bản OSM là một block nhạy cảm pH. Khi ghép OSM với hydrogel nhạy cảm nhiệt độ như poly(ε-CL-co-LA)-PEG-poly(ε-CL-co-LA) (PCLA-PEG-PCLA) để tạo thành hydrogel nhạy cảm nhiệt độ và pH OSM-PCLA-PEG-PCLA-OSM.5 cho thấy cơ chế chuyển pha sol-gel của hydrogel nhạy cảm nhiệt độ và pH.0 (trạng thái D) dung dịch copolymer tồn tại ở trạng thái lỏng (sol)với độ nhớt thấp do có ít block kỵ nước PCLA và block OSM bị ion hóa. Khi nhiệt độ tăng từ 150C đến 370C (dung dịch copolymer chuyển từ trạng thái D sang B), mặc dù PCLA trở nên kỵ nước hơn khi nhiệt độ tăng nhưng OSM vẫn là block ưa nước do ở pH cao thì OSM vẫn bị ion hóa.

Do đó block PCLA-OSM không có đủ khả năng để tạo ra tương tác giữa các micell nên độ nhớt của dung dịch copolymer này Trang 9 Lê Văn Ty Chương 1: Tổng quan vẫn tăng lên khi so sánh với trạng thái D, và như vậy nó vẫn tồn tại ở trạng thái lỏng (sol). Khi dung dịch copolymer chuyển từ trạng thái D sang C, OSM bị khử ion do pH giảm 8. Sau đó nhóm Sulfonamide trong OSM không bị ion hóa có xu hướng kết tinh lại. độ nhớt của dung dịch copolymer tăng lên tương tác kỵ nước yếu giữa các block OSM đề ion hóa nhưng dung dịch vẫn ở trạng thái sol.

ở nhiệt độ 370C và pH 7.4 (trạng thái A), block PCLA và OSM không bị ion hóa tạo ra liên kết kỵ nước rất mạnh giữa các block PCLA-OSM. Nhiều cầu nối giữa các micell đã được hình thành do tương tác kỵ nước giữa các block PCLA-OSM. Do đó copolymer hydrogel OSM-PCLA-PEG-PCLA-OSM tồn tại ở trạng thái gel hóa. Cơ chế chuyển pha sol-gel của hydrogel nhạy cảm pH và nhiệt độ Trang 10 Lê Văn Ty Chương 1: Tổng quan 1.

Hydrogel nhạy cảm glucose [8]. Hydrogel nhạy cảm glucose được ứng dụng trọng hệ vận chuyển phân tán tự điều chỉnh insulin.6 cho thấy, glucose tạo thành acid gluconic nhờ men glucose oxidase trong hydrogel, khi ở pH giảm thì hydrogel bị trương nở để phân tán insulin. Sự phân tán insulin của hydrogel tự điều chỉnh insulin Trang 11 Lê Văn Ty Chương 1: Tổng quan Hình 1. Cấu trúc phân tử của các hydrogel nhạy cảm glucose và phân hủy sinh học 1.

Hydrogel phân hủy sinh học [1,8]. Hydrogel phân hủy sinh học có thể bị phân hủy đến một khối lượng phân tử nhất định có thể chấp nhận được về mặt sinh học trong cơ thể bằng quá trình hydrat hóa hay hydrat hóa nhờ enzym xúc tác. Hydrogel sẽ bị loại ra khỏi cơ thể sau khi quá trình phân tán thuốc kết thúc. Hydrogel phân hủy sinh học có nhiều ưu điểm trong hệ thống vận chuyển và phân tán thuốc như tăng khả năng tương thích sinh học và dễ dàng kiểm soát quá trình phân tán thuốc.

hydrogel phân hủy sinh học được phát triển và ứng dụng nhiều trong các hệ thuốc đường ruột và trong hệ thuốc dạng tiêm dưới da, vì hydrogel có thể bị phân hủy bởi các enzym và vi khuẩn trong ruột. PLGA được sử dụng rộng rãi trong hệ vận chuyển thuốc phân hủy sinh học, tuy nhiên nó lại bị giới hạn trong hệ vận chuyển protein. Do PLGA bị phân hủy ở môi trường pH thấp và gây ra các hiệu ứng bất lợi cho việc ổn định trạng thái của protein. Hydrogel phân hủy sinh học thường là các hydrogel nhạy cảm nhiệt độ và các hydrogel loại này có độ tương thích cao với protein, gen.

Triblock copolymer loại này như PEG-PLGA-PEG, PCLA-PEG-PCLA. Trang 12 Lê Văn Ty Chương 1: Tổng quan 1. Ứng dụng của một số hydrogel trong Y dược 1. Hệ thống vận chuyển và phân phối dược phẩm/protein [1].

Trong những năm gần đây ,việc kiểm soát quá trình phân tán dược phẩm/protein để điều trị những căn bệnh nghiêm trọng như bệnh dịch, HIV-AIDS, ung thư, viêm gan, đặc biệt là bệnh đái tháo đường là một trong những thành tựu đầy thử thách trong lĩnh vực Y dược. Hiện có nhiều phương pháp chữa bệnh đang cần đến việc phân tán dược phẩm tốt hơn. Mặc dù, có nhiều loại dược phẩm/protein chứng tỏ được khả năng chữa bệnh tốt nhưng chúng đang bị giới hạn về khả năng ứng dụng, bởi vì người ta đang lo ngại về các tác dụng phụ của dược phẩm/protein khi dược phẩm được đưa vào bên trong cơ thể. Hơn nữa, tiêu chuẩn kiểm soát sự phân tán dược phẩm vào cơ thể như tiêm vào dưới da, uống, truyền dược phẩm vào tĩnh mạch… cho thấy sự tập trung đột ngột của dược phẩm/protein tại một điểm, lúc đó dược phẩm/protein trở thành chất độc hại cho cơ thể.

Bởi vì sự tập trung đó làm cho liều lượng dược phẩm/protein tại đó cao hơn bình thường. Thêm vào đó, sự suy giảm hình thức (profile) của dược phẩm/protein đến dưới khoảng liều lượng sử dụng trong suốt quá trình phân tán dược phẩm, khi đó những phương pháp này đòi hỏi một liều dược phẩm/protein mới. Phương pháp phân tán dược phẩm một cách tự nhiên là phương pháp có triển vọng nhất bởi vì nó cho phép phân tán các phần tử hoạt động của dược phẩm một cách đầy đủ và hiệu quả. Việc giảm các tác dụng phụ của phương pháp này cho phép việc sử dụng liều lượng dược phẩm/protein tăng lên.

Do đó kéo dài được hiệu lực và khả năng ứng dụng của dược phẩm. Hình thức kiểm soát dược phẩm/protein Trang 13 Lê Văn Ty Chương 1: Tổng quan Thành công của thiết bị vận chuyển-phân tán dược phẩm không chỉ dựa vào thiết kế mạng lưới polymer mà còn dựa vào hình thức phân tán dược phẩm đúng đắn và chính xác. Cấu trúc mạng lưới polymer được sắp xếp bao gồm các đại phân tử với các hydrogel có tính chất hoá học nổi trội, các tính chất hoá lý dễ xác định và những hình thức của dược phẩm tái sử dụng. Hệ polymer phân huỷ sinh học dùng cho vận chuyển thuốc gọi là polymer y sinh, đặc biệt là hydrogel phân huỷ sinh học hay hydrogel y sinh đang được chú trọng như việc ứng dụng insulin vào phương thức chữa bệnh, bởi vì chúng có nhiều ưu điểm như khả năng tương thích sinh học tốt, trách nhiệm cao cho các nhân tố đặc biệt.

Một ưu điểm quan trọng của phương thức phân tán dược phẩm từ hydrogel là chúng có thể kiểm soát được bởi một vài yếu tố, ví dụ như: Kích thước lỗ trống của hydrogel, tính kỵ nước, sự có mặt của một số nhóm chức đặc biệt, chúng tạo ra một tương tác đặc trưng giữa chất mang (matrix) với dược phẩm và sự kiểm soát phân huỷ của các hydrogel phân huỷ sinh học. Cơ chế phân tán dược phẩm /protein của hydrogel [1,4,20]. Điểm ưu việt của kỹ thuật vận chuyển và phân tán dược phẩm đó là khả năng phân tán dược phẩm vào cơ thể với một liều lượng nhất định, ổn định và liên tục. những lợi ích của sự kiểm soát quá trình vận chuyển và phân tán dược phẩm đem lại như: - Phương pháp trị liệu hiệu quả hơn ít gây phản ứng phụ hơn - Duy trì nồng độ thuốc trong máu luôn ở mức độ trị liệu - Thuận tiện cho người bệnh vì không phải dùng thuốc thường xuyên - Cuối cùng là làm tăng khả năng tích nghi với người bệnh.

Hầu hết các kỹ thuật kiểm soát quá trình vận chuyển và phân tán dược phẩm cơ bản đều sử dụng polymer và hydrogel. Sự phân tán thuốc từ hệ thống vận chuyển thuốc được kiểm soát bằng nhiều phương pháp khác nhau, và các cơ chế được sử dụng rộng rải nhất như khuếch tán, hòa tan, thẩm thấu và trao đổi ion. Để phân loại các mô hình kiểm soát sự phân tán thuốc người ta thường dựa trên cơ chế phân tán thuốc từ hệ mang thuốc. Có thể phân ra các loại mô hình kiểm soát phân tán dược phẩm như sau: 1.

Kiểm soát sự khuếch tán. Kiểm soát sự trương nở. Kiểm soát hoá học. Trang 14 Lê Văn Ty Chương 1: Tổng quan Hình 1.

Cơ chế phân tán dược phẩm /protein Mô hình kiểm soát sự phân tán dược phẩm bằng phương pháp kiểm soát sự trương nở xuất hiện khi sự khuếch tán dược phẩm/protein nhanh hơn sự trương nở của hydrogel. Do đó sẽ có sự dịch chuyển của các phân tử giữa mặt phân cách của trạng thái cao su và trạng thái thủy tinh của hydrogel trương nở giống như sự di chuyển ra vùng biên.