Luận án Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng tính chất của tổ hợp carrageenan/collagen (từ vảy cá) mang dược chất allopurinol

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT CỦA TỔ HỢP CARRAGEENAN/COLLAGEN (TỪ VẢY CÁ) MANG DƯỢC CHẤT ALLOPURINOL

Ngành:

Hoá Hữu cơ

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tiến sĩ này, với tiêu đề "NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG TÍNH CHẤT CỦA TỔ HỢP CARRAGEENAN/COLLAGEN (TỪ VẢY CÁ) MANG DƯỢC CHẤT ALLOPURINOL", tập trung vào việc phát triển hệ thống vận chuyển thuốc mới sử dụng các polyme sinh học tự nhiên. Nghiên cứu nhằm giải quyết nhu cầu về việc giải phóng Allopurinol (ALP) một cách có kiểm soát và kéo dài, một dược chất quan trọng trong điều trị bệnh gút và tăng acid uric máu, bằng cách kết hợp nó vào các vật liệu tổ hợp carrageenan/collagen có nguồn gốc từ vảy cá nước ngọt.

Đề tài đã xây dựng thành công quy trình trích ly collagen tinh khiết loại I từ vảy cá nước ngọt tại Việt Nam. Collagen thu được có cấu trúc dạng sợi (đường kính 0,5-1 µm), nhiệt độ biến tính 32,3 °C và chứa 18 loại acid amin. Tiếp theo, các màng và hạt tổ hợp carrageenan/collagen/allopurinol (Car/C/ALP) đã được chế tạo thành công bằng phương pháp dung dịch và gel – ion hóa, với việc sử dụng KCl 1% làm chất tạo gel. Hiệu suất mang allopurinol của màng đạt từ 28,35% đến 78,03% và của hạt đạt từ 27,11% đến 80,79%. Allopurinol được phân tán đều trong vật liệu tổ hợp với kích thước hạt nano (50-100 nm trong màng, 50-250 nm trong hạt) và tương tác thông qua liên kết hydro, tương tác lưỡng cực – lưỡng cực và tĩnh điện.

Các thử nghiệm giải phóng thuốc in vitro trong môi trường pH mô phỏng dịch dạ dày (pH 2) và dịch ruột (pH 7,4) cho thấy lượng ALP giải phóng từ các vật liệu tổ hợp này cao hơn đáng kể (3,27-7,25 lần) so với ALP tinh khiết, theo mô hình giải phóng hai giai đoạn có kiểm soát. Mô hình động học Korsmeyer-Peppas được xác định là phù hợp nhất để mô tả quá trình giải phóng này. Đặc biệt, các thử nghiệm in vivo trên chuột đã chứng minh khả năng hạ acid uric máu hiệu quả của hạt tổ hợp nano Car/C/ALP, đồng thời khẳng định tính an toàn và không gây độc tính cấp tính hay bán trường diễn ở các liều thử nghiệm (200 mg/kg, 1000 mg/kg và 1500 mg/kg), không ảnh hưởng đến chức năng tạo máu, cấu trúc và chức năng của gan, thận và lách. Những kết quả này mở ra tiềm năng ứng dụng lớn cho vật liệu tổ hợp Car/C/ALP trong điều trị bệnh gút.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
• CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN.....................................................................................4
  • 1.1. Tổng quan về collagen .......................................................................................4
    • 1.1.1. Cấu tạo và cấu trúc phân tử collagen............................................................4
    • 1.1.2. Phân loại collagen.........................................................................................6
    • 1.1.3. Tính chất của collagen ................................................................................10
    • 1.1.4. Tình hình nghiên cứu sản xuất collagen từ cá ............................................12
  • 1.2. Tổng quan về carrageenan ..............................................................................18
    • 1.2.1. Cấu tạo và cấu trúc phân tử carrageenan ....................................................18
    • 1.2.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất carrageenan ...............................................24
    • 1.2.3. Ứng dụng của carrageenan .........................................................................27
  • 1.3. Tổng quan về polyme thiên nhiên mang dược chất......................................29
    • 1.3.1. Carrageenan mang dược chất......................................................................29
    • 1.3.2. Collagen mang dược chất ...........................................................................31
    • 1.3.3. Tổ hợp carrageenan/polyme khác mang dược chất ....................................33
    • 1.3.4. Tổ hợp collagen/polyme khác mang dược chất..........................................35
    • 1.3.5. Tổ hợp carragennan/collagen mang dược chất...........................................37
  • 1.4. Tổng quan về dược chất allopurinol và polyme mang allopurinol .............38
    • 1.4.1. Tính chất chung ..........................................................................................38
    • 1.4.2. Dược lực .....................................................................................................39
    • 1.4.3. Cơ chế tác dụng ..........................................................................................40
    • 1.4.4. Polyme mang allopurinol............................................................................40
• CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM .............................................................................43
  • 2.1. Hóa chất, dụng cụ.............................................................................................43
  • 2.2. Trích ly collagen từ vảy cá (họ cá chép – Cyprinidae) ................................43
    • 2.2.1. Xử lý sơ bộ nguyên liệu đầu vào (Bước 1).................................................43
    • 2.2.2. Xử lý protein và chất béo bằng dung dịch kiềm (Bước 2) .........................44
    • 2.2.3. Xử lý khoáng bằng dung dịch hỗn hợp acid khác nhau (Bước 3)..............44
    • 2.2.4. Thu collagen thô (Bước 4)..........................................................................44
  • 2.3. Chế tạo màng tổ hợp carragennan/collagen/allopurinol..............................47
  • 2.4. Chế tạo hạt tổ hợp carragennan/collagen/allopurinol..................................48
  • 2.5. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................49
    • 2.5.1. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)...................................................49
    • 2.5.2. Phương pháp tán xạ ánh sáng động (DLS).................................................49
    • 2.5.3. Phương pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR)..............................50
    • 2.5.4. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) ...........................................................50
    • 2.5.5. Phương pháp nhiệt lượng quét vi sai (DSC) và phân tích nhiệt khối lượng (TGA) ........................................................................................................50
    • 2.5.6. Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis)...........................50
    • 2.5.7. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).......................................51
    • 2.5.8. Phương pháp điện di SDS-PAGE...............................................................51
    • 2.5.9. Phương pháp sắc ký nano đa chiều và khối phổ (nanoLC-MS/MS)..........52
  • 2.6. Giải phóng allopurinol từ màng và hạt tổ hợp Car/C/ALP trong các môi trường pH khác nhau ......................................................................................53
    • 2.6.1. Xây dựng đường chuẩn của allopurinol trong các dung dịch pH khác nhau ....53
    • 2.6.2. Xác định hàm lượng allopurinol được mang bởi tổ hợp Car/C..................55
    • 2.6.3. Xác định khối lượng thuốc allopurinol giải phóng từ vật liệu tổ hợp Car/C/ALP ............................................................................................................55
  • 2.7. Thử nghiệm in vivo sử dụng hạt tổ hợp carrageenan/collagen/allopurinol trên cơ thể động vật (chuột bình thường và chuột được tiêm phúc mạc potassium oxalate)....................................................................................................56
    • 2.7.1. Xác định độc tính cấp của hạt tổ hợp carrageenan/collagen/allopurinol trên chuột được thử nghiệm .................. 56
    • 2.7.2. Xác định độc tính bán trường diễn của hạt tổ hợp carrageenan/collagen/allopurinol trên chuột được thử nghiệm.................................57
    • 2.7.3. Khảo sát tác dụng của hạt tổ hợp carrageenan/collagen/allopurinol đến sự giảm nồng độ urat/acid uric trong máu của các loại chuột được thử nghiệm.............58
• CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.........................................................61
  • 3.1. Trích ly collagen từ vảy cá nước ngọt .................................................. 61
    • 3.1.1. Ảnh hưởng của dung dịch kiềm đến xử lý vảy cá thu collagen........ 61
    • 3.1.2. Ảnh hưởng của hỗn hợp acid đến xử lý vảy các thu collagen....................62
    • 3.1.3. Xác định độ tinh khiết và hàm lượng các acid amin trong collagen thu được từ hỗn hợp vảy cá.........................................................................................63
    • 3.1.4. Đặc trưng, tính chất và hình thái cấu trúc của collagen thu được từ hỗn hợp vảy cá họ cá chép...........................................................................................66
  • 3.2. Màng tổ hợp carragennan/collagen/allopurinol............................................72
    • 3.2.1. Hiệu suất mang allopurinol của các màng tổ hợp carrageenan/collagen ...72
    • 3.2.2. Phổ FTIR của màng tổ hợp carrageenan/collagen/allopurinol...................73
    • 3.2.3. Nhiễu xạ tia X (XRD).................................................................................78
    • 3.2.4. Ảnh SEM của màng tổ hợp carrageenan/collagen/allopurinol...................80
    • 3.2.5. Độ bền nhiệt màng tổ hợp carrageenan/collagen/allopurinol.....................80
    • 3.2.6. Nghiên cứu giải phóng allopurinol từ màng tổ hợp Car/C/ALP (CCA) trong các dung dịch đệm pH 2 và pH 7,4 .............................................................83
    • 3.2.7. Mô hình động học giải phóng allopurinol từ màng tổ hợp CCA trong các dung dịch đệm pH 2 và pH 7,4.......................................................................88
  • 3.3. Hạt tổ hợp carragennan/collagen/allopurinol (ACC)...................................90
    • 3.3.1. Phổ FTIR của hạt tổ hợp carrageenan/collagen/allopurinol (ACC)...........90
    • 3.3.2. Phân bố kích thước hạt của hạt tổ hợp ACC ..............................................92
    • 3.3.3. Ảnh SEM của hạt tổ hợp nano ACC...........................................................93
    • 3.3.4. Đặc trưng nhiệt của hạt tổ hợp nano ACC ....................................................94
    • 3.3.5. Hiệu suất mang allopurinol của các hạt tổ hợp nano ACC.........................96
    • 3.3.6. Nghiên cứu giải phóng allopurinol từ hạt tổ hợp nano Car/C/ALP trong dung dịch đệm pH 2 và pH 7,4....................................................................97
  • 3.4. Thử nghiệm in vivo sử dụng hạt tổ hợp nano carrageenan/collagen/allopurinol trên cơ thể động vật (chuột bình thường và chuột được tiêm phúc mạc potassium oxalat).................................................................................................102
    • 3.4.1. Xác định độc tính cấp của hạt tổ hợp nano carrageenan/collagen/allopurinol trên chuột được thử nghiệm ..................... 102
    • 3.4.2. Xác định độc tính bán trường diễn của hạt tổ hợp nano carrageenan/collagen/allopurinol trên chuột được thử nghiệm ..........................105
    • 3.4.3. Khảo sát tác dụng của hạt tổ hợp nano carrageenan/collagen/allopurinol đến sự giảm nồng độ urat/acid uric trong máu của các nhóm chuột được thử nghiệm......................................................................109
• KẾT LUẬN............................................................................................................115
• NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ....................................................117
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ....................................................118
• PHỤ LỤC.............................................................................................................1.PL