Đặt vấn đề Viêm khớp dạng thấp (VKDT) là một bệnh viêm tự miễn hệ thống mạn tính đặc trưng bởi tình trạng sưng khớp, đau khớp và phá hủy màng hoạt dịch khớp, dẫn đến tản phế nặng nề va tử vong sớm. Day là một bệnh khớp viêm phô biến nhất, với tỷ lệ hiện mắc trên toàn cầu khoảng 0,5 - 1% dân sé, do vậy ảnh hưởng nặng nề đến kinh tế và xã hội. Sung, nóng, đau có thé có đỏ ở nhiều khớp nhỏ, nhỡ ngoại vi có tính chất đối xứng hai bên là những triệu chứng lâm sàng điển hình, hay gặp trong VKDT. Sung đau các khớp kiểu viêm, diễn biến thường kéo dai trên 6 tuần và nhiều đợt tái phát là các biểu hiện thường gặp của bệnh VKDT.
Ngoài ra, cứng khớp buổi sáng (CKBS) cũng thường gặp trong các đợt tiến triển của bệnh. Trên X-quang biểu hiện là những tổn thương hủy đầu xương, khe khớp hẹp nham nhở, dính khớp, bán trật khớp, lệch trục khớp (hình 1). Một số trường hợp tổn thương nội tạng như màng tim, màng phổi, não thường là hệ quả do VKDT gây ra. Hình ảnh bào mòn xương X-quang bàn tay bệnh nhân VKDT (A) và Cộng hưởng từ khớp tôn thương (B) Điều trị viêm khớp dạng thấp (VKDT) nhằm đạt được hai mục tiêu chính là giảm triệu chứng bệnh trên mặt lâm sàng và làm chậm hoặc ngăn chặn tình trạng phá hủy khớp.
Trong điều trị VKDT, nhóm thuốc điều trị cơ bản, hay còn được gọi là DMARDs (Diseasemodifying antirheumatic drugs), đóng một vai trò quan trọng trong việc ôn định bệnh và yêu cầu điều trị kéo dai. Các loại thuốc DMARDs như Methotrexate, sulfasalazine, hydroxychloroquine. đã được sử dụng trong điều trị VKDT và nhiều nghiên cứu lâm sàng đã chỉ ra rắng chúng có khả năng làm chậm hoặc ngừng tiên triên của bệnh. Điều trị này yêu cầu theo dõi cần thận các triệu chứng lâm sàng và cận lâm sảng trong suốt quá trình điều trị.
Trong nhóm thuốc DMARDs, Methotrexate (MTX) là một loại thuốc được phê duyệt bởi Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) Hoa Kỳ trong điều trị VKDT. Hiện nay, Hiệp hội Phòng chống Bệnh khớp Châu Âu (European League against Rheumatism - EULAR) đã khuyến cáo sử dụng MTX trong điều trị VKDT mức độ trung bình hoặc nặng. Tuy hiệu quả điều trị của MTX có thé thay đổi tùy theo các nghiên cứu, nhưng nó vẫn là lựa chọn phổ biến và có thể được sử dụng đơn trị liệu hoặc kết hợp với các loại thuốc và phương pháp trị liệu khác. Tuy nhiên, việc sử dụng MTX đã gặp phải một số vấn đề về độc tính.
Trong thời kỳ từ năm 1951 đến năm 1980, chỉ có một số ít thông báo về việc điều trị VKDT bằng Methotrexate với liều tiêm 15mg/tuần và liều uống 7,5mg đến 15mg/tuần. Các trường hợp điều trị MTX trong lâm sàng thường gặp nhiều tác dụng phụ không mong muốn như hạ bạch cầu, suy gan, suy thận và tổn thương phổi mạn tính. Các báo cáo y khoa đã ghi nhận các yếu tố nguy cơ gây độc cho gan, béo phì, đái tháo đường và suy giảm chức năng thận ở những bệnh nhân sử dung Methotrexate liều cao. Một biến chứng nặng khác được công bé là nhiễm độc phổi ở bệnh nhân được điều trị bằng MTX, thậm chi ở liều thấp 7,5 mg/tuan.
Có các trường hợp tử vong do Methotrexate gây ra tốn thương phổi mạn tính. Mục tiêu đề tài Dé tăng hiệu quả điều trị của MTX và hạn chế tác dung phụ, các nghiên cứu dang tập trung vao phat triển các hệ thống vận chuyền thuốc, còn được gọi là hệ phân phối thuốc (drug delivery system). Trong lĩnh vực này, tiểu phân nano từ các polymer sinh học như alginate, chitosan, dextran sulfate va hyaluronic acid đã thu hút nhiều sự quan tâm. Cac polymer nay có nhiều nhóm chức năng, dé dang biến tính với các tác nhân như folic acid để giảm các tác dụng phụ của MTX.
Bên cạnh đó, các polymer này có tính không độc, phân hủy sinh học va kha năng tao gel độc đáo, giúp tăng hiệu quả mang thuốc và giảm nguy cơ kết tụ trong tuần hoàn máu. Nghiên cứu cũng tập trung vào các hệ tiêu phân nano dựa trên nền copolymer nhạy nhiệt dé nâng cao tính sinh khả dụng của thuốc và giảm tác dụng không mong muốn. Trong ngữ cảnh này, đề tài "Nghiên cứu tổng hợp vật liệu sinh học trên cơ sở alginate và pluronic định hướng ứng dụng tạo dẫn truyền thuốc" được chọn làm đề tài luận văn tốt nghiệp đại học để khám phá giải pháp tối ưu cho việc sử dụng MTX trong điều trị VKDT. Nội dung thực hiện Nội dung 1: Tổng hợp vật liệu alginate-pluronic.
Nội dung 2: Điều chế hệ tiểu phân nano alginate-pluronic. Nội dung 3: Đánh giá được tính tương hợp sinh học và độc tính của hệ tiểu phân alginate-pluronic. Tổng quan về Alginate 2. Giới thiệu Alginate Alginate được Stanford giới thiệu lần đầu vào năm 1881, là một polysaccaride như một thành phan chủ yếu xuất hiện trong cấu trúc tảo nâu biển (Phaeophyta).
Tuy nhiên, một loài vi khuẩn đất như Azotobacter vineladii và một số loài Pseudomonas cũng sản xuất ra một loại polymer có cấu trúc giống như alginate. Đặc biệt, vi khuẩn tiết alginate Pseudomonas aeruginosa ở bệnh nhân xơ nang đã được chú ý nhiều trong những năm gần đây. Trong tảo nâu, alginate là polysaccaride phong phú nhất chiếm tới 40% chất khô, chủ yếu xuất hiện ở thành tế bào và khoảng gian bào nơi nó bao gồm hỗn hợp không hòa tan của canxi, magié, natri và muối kali. Alginate là một họ các copolymer nhị phân tuyến tính gồm (14) acid ơ- Lguluronic (G) được liên kết glycoside và epimere C-5 của nó, gốc acid j- Dmannuronic (M).
Lượng tương đối của hai monome acid uronic cũng như sự sắp xếp tuần tự của chúng doc theo chuỗi polymer rất khác nhau, tùy thuộc vào nguồn gốc của alginate. Các gốc acid uronic được phân bố dọc theo chuỗi polymer theo mô hình các khối, trong đó các khối đồng nhất của các gốc G (khối G), các khối đồng nhất của các gốc M (khối M) và các khối có trình tự xen kẽ của các đơn vị M và G (khối MG) cùng tôn tại (Hình 1. "OOC, OOC, HO ö “oO 4 lội i 0. ði ‘o” ‘OH 1,4 a-L-Guluronic acid 1,4 0-D-Mannuronic acid a "ooc OH s "OOC, HO O08 Sq ơ §OH d oR-O ‹- m7 „on Oe 0 Non “00c’ HO 5 LT “00c’ HO OH 'ooC OH G G M M G M Zp ®& Sp u—_,—Y b b4 Rye GM-block G-block M-block b Hình 2.
Câu trúc monomer và khôi phan bô của mudi Algnate Alginate là một nhóm các polymer tự nhiên tương hợp sinh hoc va phân hủy sinh học, đã được khai thác và nghiên cứu rộng rãi trong lĩnh vực dược phẩm vay sinh. Alginate được sử dung rộng rãi lam nguyên liệu thô dé điều chế nhiều dang bào chế phân phối thuốc dựa trên polymer sinh học. Nhiều hạt composite dựa trên alginate đã được nghiên cứu để duy trì sự giải phóng thuốc sử dụng trong điều trị các bệnh khác nhau. Trong những năm gần đây, các vật liệu vô cơ khác nhau như montmorillonite, hydroxyapatite (HAp) va calcium cacbonate (CaCO:), v., đã được sử dung dé gia cô bên trong chất nền alginate dé tạo điều kiện giải phóng dược chất ôn định hơn trong thời gian dài hơn.
Chương hiện tại đề cập đến một cuộc thảo luận toàn điện về các nghiên cứu được báo cáo liên quan đến các hạt hỗn hợp vô cơ alginate cho các ứng dụng giải phóng thuốc bền vững. Tính chất và ứng dụng của Alginate 2. Độ nhót Độ nhớt của dung dịch alginate chủ yếu phụ thuộc vào trọng lượng phân tử và nồng độ của mẫu polymer. Tuy nhiên, do tính linh hoạt nội tại của các khối chuỗi khác nhau nên thành phan cũng có thé ảnh hưởng đến độ nhớt cuối cùng của dung dịch.
Vì alginate là một polyelectrolyte tích điện âm cao, nên lực đầy tĩnh điện giữa các nhóm tích điện sẽ tiếp tục góp phần tạo nên độ nhớt bằng cách buộc phân tử vào một cấu trúc cuộn ngẫu nhiên rất dài. Do đó, cường độ ion của dung dịch sẽ có tầm quan trọng trong khía cạnh này vì cường độ ion cao sẽ dẫn đến việc che chắn các điện tích và do đó làm giảm khả năng mở rộng chuỗi. Tuy nhiên, việc sử dụng các vật liệu có trọng lượng phân tử rất cao bị hạn chế bởi độ nhớt cao của chúng, ví dụ: làm cho quá trình lọc vô trùng và xử lý chung của giải pháp trở nên khó khăn. Ngoài ra, đã có báo cáo rằng các dung dich alginate có độ nhớt rat cao có thé làm giảm khả năng sông của tế bào do lực cắt cao cần thiết dé trộn các tế bào với các dung dịch nay.
Độ hòa tan Sodium alginate và hầu hết các alginate khác của kim loại hóa trị một đều hòa tan trong nước và tạo ra dung dịch có độ nhớt cao. Tuy nhiên, độ pH của dung môi là một thông số thiết yếu xác định độ hòa tan của alginate trong nước vì nó sẽ ảnh hưởng đến sự hiện diện của điện tích tĩnh điện trên dư lượng acid uronic. Do đó, acid alginic, dạng alginate bi proton hóa, thường không hòa tan trong nước tao thành gel hoặc kết tủa. Giá trị pKa của hai monomer đã được xác định là 3,38 đối với M và 3,65 đối với G (trong 0,1M NaCl), và do đó, pKa của polymer tăng khi hàm lượng G tăng.
Tuy nhiên, độ hòa tan của mẫu alginate ở pH thấp không nhất thiết là ảnh hưởng trực tiếp của pKa. Trên thực tế, một mẫu có cấu trúc đa xen kẽ tinh khiết đã được chứng minh là hòa tan hoàn toàn trong toàn bộ phạm vi pH ở thời gian cân bằng ngắn. Ly do cho điều này được cho là do cấu trúc, dựa trên sự bắt thường của các liên kết trục/xích đạo trong các chuỗi xen kẽ. Ngoài độ pH quan trọng đối với khả năng hòa tan của alginate trong nước, cường độ ion của chất tan và sự hiện diện của các ion hóa tri hai đóng vai trò quan trong do tác dụng loại bỏ muối và tao gel tương ứng.
Khả năng tạo gel Các ứng dụng hiện tại và tương lai của alginate chủ yếu liên quan đến đặc điểm nổi bật nhất của phân tử alginate — sự hình thành gel hướng ion với sự có mặt của một số cation đa hóa trị như Ca?', Ba?' va Sr". Sự liên kết của các ion có tính chọn lọc cao va ai lực phụ thuộc rất nhiều vào thành phần alginate. Ái lực của alginate với các kim loại kiềm thé đã được chứng minh là tăng theo thứ tự Mg?” << Ca?” < Sr?' < Ba?" .