Luận án Nghiên cứu tổng hợp vật liệu lai ZnO-hữu cơ cấu trúc nanogel nhạy pH ứng dụng làm chất mang dược chất

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU LAI ZnO-HỮU CƠ CẤU TRÚC NANOGEL NHẠY pH ỨNG DỤNG LÀM CHẤT MANG DƯỢC CHẤT

Ngành:

Kỹ thuật hóa học

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung vào việc phát triển hệ thống phân phối thuốc điều trị ung thư tiên tiến, nhằm khắc phục hạn chế của các liệu pháp truyền thống như hóa trị và xạ trị gây tác dụng phụ nghiêm trọng do thiếu tính chọn lọc. Với mục tiêu tăng tích lũy thuốc tại khối u, nâng cao hiệu quả điều trị và giảm độc tính hệ thống, nghiên cứu này đề xuất tổng hợp vật liệu lai ZnO-hữu cơ cấu trúc nanogel nhạy pH ứng dụng làm chất mang dược chất.

Đề tài nghiên cứu tổng hợp hạt nano kẽm oxit (ZnO NPs) bằng phương pháp xanh, sử dụng dịch chiết lá ổi làm chất khử và chất ổn định. Các hạt nano ZnO thu được có dạng hình cầu, kích thước 20-40 nm. Bề mặt ZnO NPs được biến tính thành công bằng axit gallic (GA) và axit L-glutamic (Glu) thông qua liên kết hóa học, được xác nhận bằng các kỹ thuật phân tích phổ FT-IR và 1H NMR.

Tiếp theo, Pluronic F127 được gắn kết thành công lên các hạt nano ZnO đã chức hóa bằng GA và Glu, tạo ra hai loại vật liệu nanogel mới là F127-GA@ZnO và F127-Glu@ZnO. Các vật liệu nanogel này được đặc trưng chi tiết về cấu trúc và tính chất vật lý hóa học bằng TEM, DLS và TGA, cho thấy hàm lượng hữu cơ đáng kể (53% cho F127-GA@ZnO và 36% cho F127-Glu@ZnO).

Khả năng mang và nhả thuốc Cisplatin (CPT) của các vật liệu nanogel được đánh giá. F127-GA@ZnO cho hiệu suất bao gói 88,13 ± 1,8% và tải thuốc 20,33 ± 0,8%, trong khi F127-Glu@ZnO đạt hiệu suất bao gói 59,83 ± 1,5% và tải thuốc 15,22 ± 0,6%. Đặc biệt, quá trình giải phóng CPT từ cả hai vật liệu nanogel đều phụ thuộc rõ rệt vào pH môi trường, với tốc độ giải phóng tăng đáng kể ở pH 5.5 (môi trường axit của khối u) so với pH 7.4 (điều kiện sinh lý).

Đánh giá độc tính tế bào ung thư trên các dòng tế bào A-549 (phổi), HeLa (cổ tử cung) và MCF-7 (vú) cho thấy các vật liệu nanogel mang CPT cải thiện đáng kể hiệu quả tiêu diệt tế bào ung thư so với CPT tự do. Cụ thể, IC50 của CPT giảm khoảng 17% với F127-GA@ZnO trên A-549 và hơn 68% với F127-Glu@ZnO trên HeLa, nhấn mạnh tiềm năng của hệ nanogel trong việc nâng cao hiệu quả điều trị ung thư. Luận án đã đóng góp mới bằng việc tối ưu hóa điều kiện chế tạo hạt nano ZnO từ dịch chiết lá ổi, tổng hợp thành công và đặc trưng vật liệu nanogel, cùng với việc đánh giá toàn diện về tính tương thích sinh học, khả năng mang/nhả thuốc và hoạt tính tiêu diệt tế bào ung thư.

Mục lục chi tiết:

• Mở đầu: 4 trang
• Chương 1 - Tổng quan: 43 trang
  • 1.1. Vật liệu nano oxit kẽm trong nghiên cứu điều trị ung thư
  • 1.2. Dịch chiết lá ổi
  • 1.3. Axit glutamic
  • 1.4. Axit gallic
  • 1.5. Tổng quan các nghiên cứu trong nước
• Chương 2 – Phương pháp nghiên cứu: 17 trang
  • 2.1. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ thí nghiệm
  • 2.2. Tổng hợp vật liệu
    • 2.2.1. Điều chế dịch chiết lá ổi
    • 2.2.2. Tổng hợp hạt nano ZnO
    • 2.2.3. Tổng hợp vật liệu F127-GA@ZnO nanogel
    • 2.2.4. Tổng hợp F127-Glu@ZnO
  • 2.3. Các phương pháp đánh giá cấu trúc và tính chất vật liệu
  • 2.4. Đánh giá khả năng mang/nhả thuốc CPT
    • 2.4.1. Thử nghiệm mang thuốc
    • 2.4.2. Khảo sát dung lượng tải thuốc của vật liệu
    • 2.4.3 Động học quá trình nhả thuốc
    • 2.4.4 Phương pháp định lượng CPT bằng phổ UV-Vis
  • 2.5. Thử nghiệm độc tính tế bào ung thư
• Chương 3 - Kết quả và thảo luận: 80 trang
  • 3.1. Dịch chiết lá ổi
    • 3.1.1 Kết quả lựa chọn dung môi chiết
    • 3.1.2 Kết quả phân tích phổ GC/MS dịch chiết lá ổi
  • 3.2. Kết quả tổng hợp nano oxit kẽm (ZnO NPs) bằng phương pháp xanh
    • 3.2.1 Sự hình thành hạt nano ZnO
    • 3.2.2 Khảo sát tỷ lệ dịch chiết/tiền chất
    • 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của pH dung dịch
    • 3.2.4 Ảnh hưởng của tốc độ bơm tiền chất
    • 3.2.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ nung
    • 3.2.6 Một số đặc trưng tính chất, cấu trúc của ZnO NPs
  • 3.3. Kết quả tổng hợp vật liệu F127-GA@ZnO
    • 3.3.1 Kết quả biến tính bề mặt nano ZnO bằng axit gallic
    • 3.3.2 Kết quả chức hoá Pluronic F127
    • 3.3.3 Đặc trưng vật liệu F127-GA@ZnO
  • 3.4. Kết quả tổng hợp vật liệu F127-Glu@ZnO
    • 3.4.1 Kết quả biến tính bề mặt ZnO NPs bằng axit glutamic
    • 3.4.2 Kết quả chức hoá F127
    • 3.4.3 Đặc trưng vật liệu F127-Glu@ZnO
  • 3.5. Khảo sát khả năng mang/nhả thuốc của vật liệu nanogel
    • 3.5.1 Khả năng mang thuốc của F127-GA@ZnO
    • 3.5.2 Khảo sát quá trình nhả thuốc CPT của F127-GA@ZnO
    • 3.5.3 Khả năng mang thuốc của F127-Glu@ZnO
    • 3.5.4 Khảo sát quá trình nhả thuốc CPT của F127-GA@ZnO
  • 3.6. Đánh giá độc tính tế bào
    • 3.6.1 Tính tương thích sinh học của vật liệu
    • 3.6.2 Kết quả thử nghiệm độc tính đối với tế bào ung thư
• Kết luận: 3 trang
  • 1. Các kết quả nghiên cứu
  • 2. Những đóng góp mới của luận án
  • 3. Hướng nghiên cứu tiếp theo
• Danh mục các công trình khoa học đã công bố: 1 trang
• Tài liệu tham khảo: 17 trang (188 công trình tham khảo)