VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM |
Có thể bạn quan tâm!
-
Nghiên cứu biến tính bề mặt nano silica làm chất mang thuốc chống ung thư - 2 -
Mô Tả Quá Trình Hình Thành Nano Silica Xốp, Biến Tính Và Mang Thuốc -
Tổng Hợp Nano Silica Xốp (Pns) Bằng Phương Pháp Ngưng Tụ Hóa Học (Chemical Vapor Condensation Gọi Tắt Là Cvc)
Xem toàn bộ 137 trang tài liệu này.
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
VÕ UYÊN VY
TÊN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH BỀ MẶT NANO SILICA LÀM CHẤT MANG THUỐC CHỐNG UNG THƯ
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KHOA HỌC VẬT LIỆU
Hà Nội – Năm 2022
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM |
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
TÊN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH BỀ MẶT NANO SILICA LÀM CHẤT MANG THUỐC CHỐNG UNG THƯ
Chuyên ngành: Vật liệu cao phân tử và tổ hợp Mã số:9 44 01 25
LUẬN ÁN TIẾN SỸ KHOA HỌC VẬT LIỆU
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. GS. TS. NGUYỄN CỬU KHOA
2. PGS. TS. NGUYỄN ĐẠI HẢI
Hà Nội – Năm 2022
Công trình được thực hiện tại phòng Vật liệu Y sinh - Viện Khoa học vật liệu ứng dụng - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi và được sự hướng dẫn khoa học của GS.TS. Nguyễn Cửu Khoa và PGS.TS. Nguyễn Đại Hải. Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực, được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận án cùng cấp nào khác.
Tác giả luận án
Võ Uyên Vy
Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS. Nguyễn Cửu Khoa và PGS.TS. Nguyễn Đại Hải, những người Thầy đã dành cho tôi sự động viên giúp đỡ tận tình và những định hướng khoa học hiệu quả trong suốt quá trình thực hiện luận án này.
Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi của Học viện Khoa học và công nghệ đối với tôi trong quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi của Viện Khoa học vật liệu ứng dụng đối với tôi trong quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi của trường Đại học Công nghiệp TpHCM đối với tôi trong quá trình thực hiện luận án.
Sau cùng, tôi xin cảm ơn và thực sự không thể quên được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, bạn bè và sự động viên, tạo điều kiện của những người thân trong gia đình trong suốt quá trình tôi hoàn thành luận án này.
Tác giả luận án
Võ Uyên Vy
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1
1.1. Vật liệu nano silica 1
1.1.1. Giới thiệu tổng quát 1
1.1.2. Vật liệu nano silica xốp 2
1.1.3. Các tính chất của vật liệu nano silica xốp 3
1.2. Các phương pháp tổng hợp vật liệu nano silica 5
1.2.1. Tổng hợp nano silica xốp (porous nano silicas gọi tắt PNS) bằng phương pháp sol-gel 5
1.2.2. Tổng hợp nano silica xốp (porous nano silicas gọi tắt PNS) bằng phương pháp kết tủa 6
1.2.3. Tổng hợp nano silica xốp (PNS) bằng phương pháp ngưng tụ hóa học (chemical vapor condensation gọi tắt là CVC) 7
1.3. Các chất dùng để biến tính bề mặt nano silica 8
1.3.1. Hydrazine 8
1.3.2. Polyethylene glycol (PEG) 9
1.3.3. Biến tính bằng chitosan (CS) 10
1.3.4. Biến tính bằng dithiodipropionic acid (DTDP) 11
1.3.5. Biến tính bằng Gelatin 11
1.4. Thuốc trị bệnh ung thư (hóa trị) 13
1.4.1. Thuốc 5-Fluorouracil (5-FU) 14
1.4.1.1. Giới thiệu 14
1.4.1.2. Cơ chế của 5-FU 14
1.4.2. Thuốc Doxorubicin (DOX) 15
1.4.2.1. Giới thiệu 15
1.4.2.2. Cơ chế tác dụng 15
1.4.2.3. Chỉ định 16
1.4.3. Tác dụng phụ [41] 16
1.5. Ứng dụng công nghệ nano làm chất dẫn truyền thuốc chống ung thư ............................
..................................................................................................................................... 16 1.5.1. Cơ chế mang thuốc hướng đích thụ động: ............................................................ 17
1.5.2. Cơ chế mang thuốc hướng đích chủ động: 18
1.5.3. Những nghiên cứu của vật liệu nano silica trong lĩnh vực dẫn truyền thuốc 18
1.6. Nội dung và phương pháp nghiên cứu 19
1.6.1. Tổng hợp nanosilica xốp và tạo cầu nối biến tính 19
1.6.1.1. Tổng hợp vật liệu nano silica xốp bằng phương pháp sol-gel 19
1.6.1.2. Tạo cầu nối biến tính 20
1.6.2. Biến tính vật liệu nano silica xốp (PNS) 22
1.6.2.2. Biến tính PNS bằng Chitosan-mPEG (tổng hợp PNS-GPTMS-CS-mPEG là chất mang thuốc 2) 22
1.6.2.3. Biến tính PNS bằng Gelatin (tổng hợp PNS-APTES-COOH-GE là chất mang 4) .. 24
1.6.2.4. Biến tính PNS bằng Gelatin-mPEG (tổng hợp PNS-GEL-mPEG hay còn gọi là
PNS-APTES-GEL-mPEG là chất mang 5) 25
1.6.2.5. Biến tính PNS bằng SS-CS-PEG (tổng hợp PNS-SS-CS-PEG hay còn gọi
PNS@CS-PEG là chất mang 6) 27
1.7. Thử nghiệm độc tính tế bào (cytotoxicity test) 28
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 29
2.1. Hóa chất và thiết bị 29
2.1.1. Hóa chất 29
2.1.2. Dụng cụ 30
2.2. Thực nghiệm 30
2.2.1. Tổng hợp nano silica xốp và tạo cầu nối biến tính 30
2.2.1.1. Tổng hợp vật liệu nano silica xốp (PNS) bằng phương pháp sol-gel[52] 30
2.2.1.2. Tổng hợp vật liệu nano silica xốp bằng phương pháp kết tủa [53] 31
2.2.1.3. Tạo cầu nối biến tính 33
2.2.2. Biến tính vật liệu nano silica xốp 35
2.2.2.1. Biến tính bằng hydrazine (tổng hợp PNS-GPTMS-Hydrazine là chất mang thuốc 1).
........................................................................................................................ 35
2.2.2.2. Biến tính PNS bằng Chitosan-mPEG (tổng hợp PNS-GPTMS-CS-mPEG là chất mang thuốc 2) 35
2.2.2.3. Biến tính bằng gelatin (tổng hợp PNS-APTES-COOH-GE là chất mang 4) 38
2.2.2.4. Biến tính PNS bằng gelatin-mPEG (tổng hợp PNS-APTES-COOH-GEL- mPEG hay còn gọi là PNS -GEL-mPEG là chất mang thuốc 5) 39
2.2.2.5. Biến tính bằng SS-CS-PEG (tổng hợp PNS-SS-CS-PEG (là chất mang thuốc 6) 42
2.2.3. Khảo sát quá trình mang giải phóng của vật liệu 43
2.2.3.1. Khảo sát quá trình mang thuốc 5-FU và giải phóngthuốc 43
2.2.3.2. Khảo sát khả năng mang và giải phóng DOX trên vật liệu 45
2.2.3. Thử nghiệm độc tính tế bào 46
2.2.4.1. Phương pháp nuôi cấy tế bào 47
2.2.4.2. Quy trình khảo sát hoạt tính gây độc bằng phương pháp SRB 47
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 48
3.1. Đặc trưng của vật liệunano silica xốp (PNS) 48
3.1.1. Khảo sát kích thước hạt PNS bằng phương pháp solgel 48
3.1.2. Ảnh TEM của vật liệu nano silica xốp (PNS) tổng hợp bằng phương pháp sol-gel50
3.1.3. Kết quả phân tích ảnh SEM của vật liệu nano silica xốp (PNS) tổng hợp bằng phương pháp kết tủa 51
3.1.4. Kết quả phân tích giản đồ XRD của vật liệu nano silica xốp (PNS) tổng hợp bằng phương pháp sol-gel và phương pháp kết tủa 51
3.1.5. Kết quả FT-IR của vật liệu nano silica xốp (PNS) tổng hợp bằng phương pháp sol- gel và phương pháp kết tủa 52
3.1.6. Kết quả BET của vật liệu nano silica xốp (PNS) tổng hợp bằng phương pháp sol- gel và phương pháp kết tủa 54
3.2. Biến tính nano silica xốp 54
3.2.1. Biến tính thông qua cầu nối GPTMS 54
3.2.1.1. Biến tính bằng Hydrazine (tổng hợp PNS-GPTMS-Hydrazin-chất mang thuốc 1) . 54
3.2.1.2. Biến tính bằng Chitosan-mPEG (tổng hợp PNS-GPTMS-Chitosan-mPEG viết tắt PNS-GPTMS-CS-mPEG là chất mang thuốc 2) 56
3.2.2. Biến tính thông qua cầu nối APTES 59
3.2.2.1. Biến tính bằng gelatin (tổng hợp PNS-APTES-COOH-gelatin còn gọi PNS-APTES- COOH-GE (chất mang thuốc 4)) 59
3.2.2.2. Biến tính PNS bằng GEL-mPEG (tổng hợp PNS-APTES-COOH-GEL-mPEG hay còn gọi tắt là PNS-Gelatin-mPEG (chất mang thuốc 5) 61
3.2.2.3. Biến tính SS-CS-PEG (tổng hợp PNS@CS-PEG hay còn gọi là PNS-APTES-SS- COOH-CS-PEG (chất mang thuốc 6)) 65
3.2.3. Nhận xét chung các hệ biến tính 66
3.3. Kết quả mang và giải phóng thuốc 67
3.3.1. Kết quả mang và giải phóng thuốc của PNS 67
3.3.1.1. Xây dựng đường chuẩn 5-Fluorouracil (5-FU) 67
3.3.1.4. Kết quả mang thuốc 5-FU của PNS (nano silica xốp) 70
3.3.1.6. Kết quả mang thuốc DOX của PNS (nano silica xốp) 72
3.3.1.7. Kết quả giải phóng thuốc DOX của PNS (nano silica xốp) 72
3.3.2. Kết quả mang và giải phóng của PNS-GPTMS-Hydrazine (chất mang thuốc 1) ... 73
3.3.2.1. Khảo sát mang và giải phóng 5-FU của PNS-GPTMS-Hydrazine 73
3.3.2.2. Khảo sát giải phóng 5-FU của PNS-GPTMS-Hydrazine 74
3.3.2.3. Kết quả mang thuốc DOX của PNS-GPTMS-Hydrazine 75
3.3.2.4. Khảo sát khả năng giải phóng DOX của vật liệuPNS-GPTMS-Hydrazine 75
3.3.3. Kết quả mang và giải phóng thuốc của PNS-GPTMS-CS-mPEG (Chất mang thuốc 2) 78
3.3.3.1. Kết quả mang 5-FUcủa hệ PNS-GPTMS-CS-mPEG 78
3.3.3.3. Kết quả mang thuốc DOX của PNS-GPTMS-CS-mPEG 79
3.3.3.4. Khảo sát khả năng giải phóng thuốc DOX của hệ PNS-GPTMS-CS-mPEG 80
3.3.4. Kết quả mang và giải phóng của PNS-APTES (chất mang thuốc 3) 82
3.3.4.1. Kết quả mang 5-FU của PNS-APTES 82
3.3.4.2. Kết quả giải phóng 5-FU của PNS-APTES 82
3.3.4.3. Kết quả mang DOX của PNS-APTES 83
3.3.4.4. Kết quả giải phóng DOX của PNS-APTES 84
3.3.5. Kết quả mang và giải phóng PNS-APTES-Anhydrid Succinic-Gelatin (PNS- APTES-COOH-GE là chất mang thuốc 4) 85
3.3.5.1. Kết quả mang 5-FU của PNS-APTES-COOH-GE 85
3.3.5.2. Kết quả giải phóng 5-FU của PNS-APTES-COOH-GE 86
Hình 3.35. Phổ HPLC của 5-FU (a) và HPLC của hệ PNS-APTES-COOH-GE 87
3.3.5.3. Kết quả mang DOX của PNS-APTES-COOH-GE 87
3.3.5.4. Kết quả giải phóng DOX của PNS-APTES-COOH-GE 87
3.3.6. Kết quả mang và giải phóng PNS-APTES-Anhydrid Succinic- Gelatin-mPEG (gọi tắt là PNS-GEL-mPEG là chất mang thuốc 5) 89
3.3.6.1. Khảo sát khả năng mang 5-FU của hệ PNS-GEL-mPEG 89
3.3.6.3. Kết quả mang thuốc DOX của PNS-GEL-mPEG 90
3.3.6.4. Khảo sát khả năng giải phóng DOX của hệ PNS-GEL-mPEG 90
3.3.7. Kết quả mang và giải phóng của hệ PNS@CS-PEG 93
3.3.7.1. Kết quả mang thuốc DOX của PNS@CS-PEG 93
3.3.7.2. Kết quả giải phóng DOX của PNS@CS-PEG 94
3.3.8. Nhận xét chung cho tất cả các kết quả mang và giải phóng thuốc 95
3.4. Kết quả thử độc tính tế bào 97
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬNVÀ KIẾN NGHỊ 100
4.1. Kết luận 100
4.2. Kiến nghị 101