Tổng hợp semi ipn hydrogel và đánh giá khả năng giải phóng có kiểm soát paracetamol

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT HÓA HỌC TỔNG HỢP SEMI-IPN HYDROGEL VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GIẢI PHĨNG CĨ KIỂM SỐT PARACETAMOL GVHD: TS HUỲNH NGUYỄN ANH TUẤN SVTH: PHẠM QUỐC BẢO SKL008816 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 08/2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC TỔNG HỢP SEMI-IPN HYDROGEL VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GIẢI PHĨNG CĨ KIỂM SỐT PARACETAMOL SVTH MSSV GVHD : Phạm Quốc Bảo : 18128003 : TS Huỳnh Nguyễn Anh Tuấn TP Hồ Chí Minh,05 tháng 08 năm 2020 TÓM TẮT KHÓA LUẬN Tên đề tài: TỔNG HỢP SEMI-IPN HYDROGEL VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG CÓ KIỂM SOÁT PARACETAMOL Trong luận văn này, semi-IPN hydrogel tổng hợp với tỷ lệ linear copolymer khác Đầu tiên, copolymer mạch thẳng p(NIPAM-co-AAc) tổng hợp với tỷ lệ 1% mol acid acrylic Sau đó, copolymer sử dụng tổng hợp semi-IPN hydrogel nhạy kép nhiệt-pH p(NIPAM-co-AAc)/pDEA theo phương pháp trùng hợp gốc tự Kết phổ cộng hưởng từ hạt nhân p(NIPAM-co-AAc) xuất cộng hưởng proton –OH 12,3 ppm Kết phổ hổng ngoại phân tích đồng thời để xác định đỉnh hấp thụ 3620 cm-1, 3332 cm-1 dao động giãn dài –OH –NH Khả nhạy nhiệt thể rõ kết đo lưu biến có điểm LCST dao động quanh 30°C Q trình thay đổi kích thước copolymer ghi nhận qua phép đo tán xạ ánh sáng động 25°C, 45°C 769,5, 269,7 nm; homopolymer 37,6 nm 267,2 nm Hình thái học hydrogel quan sát kính hiển vi điện tử quét với kích thước lỗ xốp C1, C2, C3 182±16, 269±18, 363±30 µm Hydrogel sau tổng hợp ứng dụng lĩnh vực vận chuyển thuốc parcetamol chọn để khảo sát đề tài Khả hấp thu giải phóng paracetamol nghiên cứu Kết khảo sát khả hấp thụ hấp thu thuốc tối ưu diễn 5°C, 72h, với 11,8 mg/mL (dung dịch paracetamol 4000ppm) Mơ hình tốn học mơ tả khả hấp thu mơ hình Freundlich với R2=0,9817 Về khả giải phóng chậm paracetamol, kết cho thấy cần 96h để lượng paracetamol giải phóng bão hịa Ở 37ºC (cơ thể bình thường), lượng paracetamol giải phóng pH 2,0 (mơi trường dày), pH 7,4 (môi trường ruột non) 28,43%, 28,71% thay đổi nhiệt độ tăng lên 40ºC (cơ thể người bệnh) 23,84%, 22,84% Qua khảo sát động học q trình giải phóng paracetamol phù hợp với mơ hình mơ tả Korsmeyer– i Peppas Kết nghiên cứu chứng minh việc tổng hợp semi-IPN hydrogel thành công kết khả quan cho việc cải thiện tính chất nhạy nhiệt khả phát triển chúng vào lĩnh vực hấp thụ loại thuốc việc ứng dụng làm quan nhân tạo thời gian tới gian lâu tạo điều kiện cho giải hấp Nhiệt độ khảo sát thấp (5°C) khiến lượng hệ thấp hạn chế khuếch tán chất tan Kết luận Qua trình khảo sát khả hấp thu paracetamol vào hydrogel thấy lượng thuốc vào mẫu bị chi phối nhiều yếu tố như: nồng độ dung dịch, nồng độ hydrogel, nhiệt độ, thời gian Sự cạnh tranh trình hấp thu giải hấp ln tồn khiến việc kiểm sốt lượng thuốc vào hệ gặp nhiều khó khăn Dự đốn xu hướng hệ điều cần thiết cho việc tối ưu hấp thu paracetamol vào semi-IPN hydrogel Từ khảo sát để tổng hợp semi-IPN mang paracetamol tối ưu cần hấp thu thuốc với nồng độ hydrogel 11,82 g/L, nồng độ paracetamol 4000ppm, 5oC 72h 3.8.3 Kết khảo sát khả giải phóng paracetamol 30 30 20 20 RP (%) RP (%) pH 2.0 pH 7.4 10 pH 2.0 pH 7.4 10 0 30 60 90 Time (h) 120 150 a) 30 60 90 Time (h) 120 150 b) Hình 18 Kết khảo sát khả giải phóng paracetamol a) 37°C b) 40°C Thí nghiệm khảo sát khả giải phóng thuốc có kiểm sốt thực hai nhiệt độ 37°C (nhiệt độ thể người bình thường), 40°C (nhiệt độ thể người sốt) môi trường dày (pH 7,4) môi trường ruột non (pH 2,0) Các thí nghiệm đươc lặp lại ba lần 61 Hình 3.19 37°C 40°C hầu hết mẫu nhả tối đa 30% lượng thuốc cho hấp thu Khả nhả thuốc pH 7.4 nhỏ đạt 22,84±0,23% 40°C Lượng thuốc giải phóng lớn 37°C, pH (28,8±0,06%) Khả giải phóng pH 7,4 37°C gần giống nhau, pH 28,81% 28, 23% Sự giải phóng thuốc phụ thuộc lớn vào LCST Trong môi trường thể (37°C) vượt qua điểm LCST làm hydrogel co lại, khiến phân tử thuốc mắc kẹt lại Kèm theo đó, tương tác phần kỵ nước paracetamol khiến q trình giải phóng thuốc chậm Khi nhiệt độ cao tương tác đại mạch phân tử tăng dẫn đến cấu trúc trở nên chặt chẽ hơn, khả nhả paracetamol giảm Cụ thể, lượng paracetamol giải phóng 37°C ln cao 40°C Đồng thời, nhờ vào việc gắn AAc vào mạch đại phân tử giúp hydrogel có khả nhạy pH Khi pH mơi trường thấp (pH 2) copolymer tích điện dương nội phân tử tạo thành polycation, chúng đẩy khiến mạch phân tử trương làm giải phóng thuốc nhiều Ở pH 7,4, góc carboxylic có copolymer cho H, cho H khơng đồng đều, khiến đoạn mạch tích điện trái dấu giúp p(NIPAM-co-AAc) co lại giải phóng paracetamol 40°C 30 30 20 20 40 Celsius RP (%) RP (%) 37 Celsius 37 Celsius 40 Celsius 10 10 0 30 60 90 120 150 Time (h) a) 30 60 90 Time (h) 120 150 b) Hình 19 Kết khảo sát khả giải phóng paracetamol a) pH 2, b) pH 7,4 62 Khi so sánh kết pH thay đổi nhiệt độ khả giải phóng thuốc khác rõ rệt Trong pH lượng paracetamol giải phóng giảm từ 28,8±0,06% 37°C cịn 23,8±0,23% 40°C (5%) Khi pH 7,4 tương tự, chênh lệch hai nhiệt độ 5,6% (từ 28,4 22,8%) Giải thích cho kết qua nhạy nhiệt hydrogel chiếm ưu nhạy pH Lượng AAc chiếm copolymer 0,8% (mục 3.3), đồng thời mạng pDEA polymer nhạy nhiệt khiến nhạy nhiệt chiếm ưu kích thích Do thay đổi nhiệt độ từ 37 lên đến 40°C chênh lệch rõ rệt Qua khảo sát trên, giải phóng thuốc phụ thuộc lớn vào nhiệt độ môi trường pH Khi nhiệt độ LCST nhóm kỵ nước tương tác với làm mạng phân trở nên dày đặc giữ cho paracetamol giải phóng lượng vừa đủ Giải phóng thuốc chậm theo kích thích mơi trường có vai trị quan trọng Một lượng thuốc lớn không bị thể đào thải, giảm áp lực thể lên người bệnh 3.9 Kết xây dựng mơ hình tốn học q trình hấp thu giải phóng thuốc 3.9.1 Mơ hình tốn học hấp thu paracetamol Bảng 3 Mơ hình tốn học q trình hấp thụ Mơ hình tốn học Hằng số đẳng nhiệt L KL (L/mg) qm (mg/g) R2 Kết 1,4E-4 303,03 0,6141 Hằng số đẳng nhiệt F Kf n R2 0,177 1,285 0,9817 bT AT (L/g) R2 E (kJ/mol) qs (mg/g) 52,948 2,6E-3 0,8666 79,09 108,126 R2 0,8762 Hằng số đẳng nhiệt T Hằng số đẳng nhiệt D-R 63 Bài toán hấp phụ xây dựng điều kiện Từ kết xây dựng mơ hình hấp thụ theo phương trình: Langmuir (L), Freundlich (F), Temkin (T), Dubinin–Radushkevich (D-R) bảng 3.3, ta thấy mơ hình tốn học có R2 0,6141, 0,9817, 0,8666, 0,8762 Phương trình Freundlich phù hợp với tốn hấp thụ phương trình hồi quy có R2 0,9817 Mơ hình Langmuir khơng phù hợp nhấp R2=0,6141 Ở phương trình Freundlich log qe = log Kf + × log Ce có cường độ hấp thụ n = 1,285, 1