NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO HẠT NANO CHITOSAN GẮN PEG BỌC INSULIN ỨNG DỤNG ĐIỀU TRỊ BỆNH TIỂU ĐƯỜNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH PTN CÔNG NGHỆ NANO LÊ THỊ NỮ THANH NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO HẠT NANO CHITOSAN GẮN PEG BỌC INSULIN ỨNG DỤNG ĐIỀU TRỊ BỆNH TIỂU ĐƢỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Thành phố Hồ Chí Minh - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH PTN CÔNG NGHỆ NANO LÊ THỊ NỮ THANH NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO HẠT NANO CHITOSAN GẮN PEG BỌC INSULIN ỨNG DỤNG ĐIỀU TRỊ BỆNH TIỂU ĐƢỜNG Chuyên ngành: Vật liệu Linh kiện Nanô (Chuyên ngành đào tạo thí điểm) LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐẶNG MẬU CHIẾN Thành phố Hồ Chí Minh - 2015 Luận Văn Thạc Sĩ CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự - Hạnh phúc Hà Nội, ngày 12 tháng năm 2015 BẢN XÁC NHẬN ĐÃ SỬA CHỮA CÁC THIẾU SÓT CỦA LUẬN VĂN Trường Đại học Công nghệ có Quyết định số 399/QĐ-ĐT ngày 19 tháng năm 2015 việc thành lập Hội đồng chấm luận văn Thạc sĩ cho học viên Lê Thị Nữ Thanh, sinh ngày 29/05/1987, Bình Thuận, chuyên ngành Vật Liệu Linh Kiện Nano, ngành …………………… Ngày 26 tháng năm 2015, Trường Đại học Công nghệ (ĐHCN) tổ chức cho học viên bảo vệ luận văn Thạc sĩ trước Hội đồng chấm (có biên kèm theo) Theo Quyết nghị Hội đồng chấm luận văn Thạc sĩ, học viên phải bổ sung sửa chữa điểm sau trước nộp luận văn cuối cho Nhà trường để hoàn thiện hồ sơ sau bảo vệ: … … … Ngày 12 tháng năm 2015, học viên nộp luận văn có chỉnh sửa Chúng nhận thấy nội dung, hình thức luận văn tóm tắt luận văn sửa chữa, bổ sung theo điểm Quyết nghị Đề nghị Trường Đại học Công nghệ, ĐHQG HN cho phép học viên làm thủ tục khác để công nhận cấp Thạc sĩ Xin trân trọng cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THÀNH VIÊN HỘI ĐỒNG/HỘI ĐỒNG ĐỀ NGHỊ HỌC VIÊN SỬA CHỮA LUẬN VĂN HỌC VIÊN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN XÁC NHẬN CỦA TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Lê Thị Nữ Thanh HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh PGS.TS Đặng Mậu Chiến Luận Văn Thạc Sĩ HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh ii CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến Luận Văn Thạc Sĩ HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh iii CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến Luận Văn Thạc Sĩ HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh iv CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến Luận Văn Thạc Sĩ HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh v CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến Luận Văn Thạc Sĩ vi CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến LỜI CAM ĐOAN Tôi Lê Thị Nữ Thanh, học viên cao học chuyên ngành Vật liệu Linh kiện Nano thuộc chương trình liên kết Trường Đại học Công nghệ - ĐHQG Hà Nội Phòng Thí nghiệm Công nghệ Nano (LNT) - ĐHQG TP HCM Tôi thực đề tài thạc sĩ “Nghiên cứu chế tạo hạt nano chitosan gắn PEG bọc insulin ứng dụng điều trị bệnh tiểu đường” Phòng Thí nghiệm Công nghệ Nano (LNT) - ĐHQG TP HCM với hướng dẫn PGS.TS Đặng Mậu Chiến Tôi xin cam đoan kết ghi nhận luận văn hoàn toàn trung thực chưa có công trình khác mà không tham gia Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 05 năm 2015 Lê Thị Nữ Thanh HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh Luận Văn Thạc Sĩ vii CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến LỜI CẢM ƠN Trước tiên xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn đến Quý Thầy Cô giáo viên cho kiến thức khoa học quý giá trình giảng dạy suốt năm học qua Tôi đặc biệt cảm ơn Thầy PGS.TS Ðặng Mậu Chiến - Giám đốc Phòng Thí nghiệm Công nghệ Nano (LNT) - quan tâm tiếp nhận tạo điều kiện thuận lợi giúp thực Luận văn Xin trân trọng cảm ơn ThS Hồ Thanh Hà theo sát, hướng dẫn cho suốt trình làm thí nghiệm nghiên cứu, cho ý kiến đóng góp thảo luận vấn đề liên quan đến Luận văn Xin trân trọng cảm ơn anh, chị, em, bạn bè đồng nghiệp Phòng Thí nghiệm Công nghệ Nano (LNT) - ĐHQG TP HCM giúp đỡ, hỗ trợ nhiều trình làm Luận văn Sau cùng, xin cám ơn bạn lớp Cao học “Vật liệu Linh kiện Nano” Khóa trao đổi giải thắc mắc giúp hoàn thành Luận văn Xin trân trọng cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, 25 ngày tháng 05 năm 2015 Lê Thị Nữ Thanh HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh Luận Văn Thạc Sĩ viii CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN vii MỤC LỤC viii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT xi DANH SÁCH CÁCHÌNH xii DANH SÁCH CÁC BẢNG xiv MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT 1.1 Công nghệ nano dƣợc 1.1.1 Các thuốc tạo công nghệ nano 1.1.2 Hệ dẫn thuốc nano 1.2 Bệnh tiểu đƣờng 1.2.1 Giới thiệu bệnh tiểu đường 1.2.2 Phân loại bệnh đái tháo đường 1.2.3 Điều trị bệnh ĐTĐ 1.3 Tổng quan insulin 1.3.1 Sơ lược đời insulin 1.3.2 Cấu trúc insulin 1.3.3 Vai trò insulin 1.4 Tính cấp thiết đề tài 1.5 Hệ tải thuốc nano chitosan gắn mPEG 10 1.5.1 Giới thiệu vật liệu chitosan 10 1.5.1.1 Cấu trúc chitosan 10 1.5.1.2 Tính chất chitosan 10 1.5.1.3 Ứng dụng chitosan Error! Bookmark not defined 1.5.2 Giới thiệu nano chitosan Error! Bookmark not defined HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh Luận Văn Thạc Sĩ xiv CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến Hình 3.9: Ảnh kích thước hạt hạt nano chitosan gắn PEG theo thời gian theo bảng 3.1 Error! Bookmark not defined Hình 3.10: Ảnh mẫu pha theo tỉ lệ 1:1 (w/w) sau tuầnError! Bookmark not defined Hình 3.11: Ảnh phổ DLS hạt chitosan gắn PEG –TPP(a) hạt chitosan gắn PEG bọc insulin(b) Error! Bookmark not defined Hình 3.12: Ảnh TEM hạt nano chitosao gắn PEG (a) hạt chitosan gắn PEG bọc insulin (b) Error! Bookmark not defined Hình 3.13: Phổ UV-Vis dung dịch túi thẩm tách trước sau hiệu chỉnh nồng độ Error! Bookmark not defined Hình 3.14: Đồ thị nội suy giá trị nồng độ Insulin dung dịch mẫu sau hiệu chỉnh Error! Bookmark not defined Hình 3.15: Khả phóng thích insulin theo thời gianError! defined HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh Bookmark not Luận Văn Thạc Sĩ xv CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1: Hóa chất sử dụng thí nghiệm Error! Bookmark not defined Bảng 2.2: Phương pháp xây dựng đường chuẩn Error! Bookmark not defined Bảng 3.1: Kết ổn định kích thước hạt theo thời gianError! Bookmark not defined HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh Luận Văn Thạc Sĩ CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến MỞ ĐẦU Ngày nay, với phát triển lĩnh vực y tế chăm sóc sức khỏe người, nhiều công nghệ sử dụng rộng rãi mà tiêu biểu ứng dụng công nghệ nano vào trình tổng hợp chất dẫn thuốc mới, tạo sản phẩm tốt hơn, ngày đáp ứng yêu cầu cao lĩnh vực điều trị bệnh, sản phẩm tạo có đặc tính phân hủy sinh học không gây hại cho sức khỏe người Với phát triển vũ bão kinh tế làm cho chất lượng sống nước ta cải thiện nhiều Tuy vậy, phát triển nhanh chóng kéo theo tăng lên đột biến số bệnh mang đặc thù kinh tế phát triển như: bệnh tiểu đường, bệnh gút, bệnh rối loạn chuyển hóa lipid… Trong bệnh tiểu đường nằm nhóm bệnh rối loạn chuyển hóa trở nên phổ biến vấn đề y tế nhức nhối Hiện nay, hầu hết việc điều trị bệnh đái tháo đường thực cách tiêm insulin vào thể ngày Việc tiêm insulin vào thể cho gây nhiều đau đớn nguy nhiễm trùng Các nhà khoa học nhiều nước giới tích cực nghiên cứu vấn đề chưa đạt kết ý Insulin thân protein bị phân hủy nhanh chóng thành ruột men tiêu hóa môi trường pH thấp Điều cản trở việc đưa insulin vào thể đường uống Viên uống insulin giúp bệnh nhân tiểu đường uống thuốc dễ dàng mà không cần phải tiêm Nhờ lớp vỏ bọc, chất insulin bảo vệ tiếp cận ruột non hấp thụ vào máu không bị hủy hoại axit miệng, họng dày Cho đến có thuốc tiêm insulin, số có dạng khác hít, dán… Chính vậy, lĩnh vực thuốc uống insulin thu hút nhiều quan tâm nhà khoa học Chitosan polymer ứng dụng rộng rãi trình truyền dẫn thuốc Việc dẫn truyền thành công loại thuốc protein, insulin,… chủ đề nhiều nghiên cứu nhiều năm ngành dược Trong số phương pháp dẫn truyền khác nhau, dẫn truyền đường uống cách dẫn truyền thuận tiện nhất, đặc biệt trình điều trị bệnh kéo dài Hơn với hệ tải này, có khả giúp trình tải thuốc chậm hơn, tăng khả hấp thụ insulin vào máu, từ tăng khả trị bệnh tiểu đường thuốc Những hạt chitosan gắn mPEG (Methoxypolyethylene glycol amine), polymer sử dụng phổ biến cho việc gắn lên bề mặt hạt nano với vai trò làm giảm HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh Luận Văn Thạc Sĩ CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến đào thải thể thuốc Cấu trúc phân tử mPEG đơn giản linh động mPEG gắn lên bề mặt hạt có vai trò tăng tính nước hữu cơ, tính mềm dẻo tính tương thích sinh học kéo dài thời gian phân hủy thuốc hạt Những hạt gây ý khả dẫn thuốc khả hòa tan thuốc vào thể, chúng có khả bảo vệ insulin khỏi phân hủy enzyme có đường ruột Do kích thước nhỏ, hạt có tác dụng thấm sâu vào thể, nâng cao hiệu trị bệnh tiểu đường[3] Mục đích đề tài đề tài luận văn luận văn thạc sĩ „„ Nghiên cứu chế tạo hạt nano chitosan gắn PEG bọc insulin ứng dụng điều trị bệnh tiểu đường‟‟ tạo hệ dẫn thuốc insulin-chitosan-PEG thành công Việc nghiên cứu tạo tiền đề cho nghiên cứu tiếp theo, nhằm mục đích cao hiệu dẫn thuốc, tạo tiềm to lớn cho việc sản sản xuất thuốc insulin dùng cho đường uống thị trường chưa mở rộng Đây lĩnh vực mở nhiều ứng dụng sau này, ví dụ việc bọc loại thuốc khác, ví dụ vaccine…, góp phần nâng cao sức khỏe cộng đồng Vì vậy, đề tài luận nhằm xây dựng hệ dẫn thuốc thu hạt nano chitosan gắn PEG có kích thước nhỏ, 500 nm, hạt đồng đều, có khả dẫn insulin hiệu nhằm ứng dụng dẫn truyền thuốc  Mục tiêu đề tài Nghiên cứu quy trình tổng hợp hạt nano chitosan phương pháp kết tủa-bay dung môi, để hình thành hạt nano chitosan, từ tìm quy trình thích hợp cho việc gắn polyethylen glycol Với mục đích tạo hạt nano chitosan gắn PEG tải insulin ứng dụng cho việc điều trị bệnh tiểu đường Với việc nghiên cứu thành công hệ dẫn thuốc insulin-chitosan-PEG tạo tiềm lớn cho việc sản xuất thuốc uống insulin cho thị trường dược phẩm HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh Luận Văn Thạc Sĩ CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến Nội dung nghiên cứu đề tài:  Nội dung đề tài bao gồm lời mở đầu, chƣơng kết luận hƣớng phát triển: -Lời mở đầu: Mục đích nghiên cứu hướng ứng dụng, phát triển hạt nano chitosan việc điều trị bệnh tiểu đường ngành dược phẩm -Chƣơng 1: Giới thiệu nano dược nay, khái niệm chitosan, nano chitosan, insulin bệnh tiểu đường, đồng thời giới thiệu khát quát phương pháp chế tạo hạt nano chitosan, phương pháp đo đạc thí nghiệm -Chƣơng 2: Trình bày quy trình chế tạo hạt nano chitosan, quy trình gắn PEG lên nano chitosan quy trình tải insulin vào hạt PEG gắn chitosan Trong phần giới thiệu thiết bị hóa chất dùng thí nghiệm -Chƣơng 3: Trình bày kết nghiên cứu đánh giá kết mẫu thí nghiệm chế tạo hai phương pháp So sánh kết phân tích kích thước hạt (DLS), với phương pháp phân tích phổ hồng ngoại(FTIR) kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) mẫu thí nghiệm, kết luận chế tạo thành công hạt nano chitosan gắn PEG thực quy trình tải insulin lên hạt chitosan gắn PEG có hình dạng rõ kích thước ổn định theo thời gian tốt -Cuối phần Kết Luận hƣớng phát triển, nêu lên công việc thực trình nghiên cứu kết bật luận văn Ngoài ra, hướng nghiên cứu phát triển tương lai đề tài đề xuất HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh Luận Văn Thạc Sĩ CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến CHƢƠNG 1: NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT 1.1 Công nghệ nano dƣợc Rất nhiều nghiên cứu tiến hành nhằm ứng dụng công nghệ nano lĩnh vực điều trị Với kích thước siêu nhỏ, hạt nano cấu tạo từ số it phân tử, kích thước nguyên liệu giảm xuống 100nm, vật chất thể chất vật lý lượng tử với đặc tính hoàn toàn Ví dụ, vật chất mạnh hơn, nhẹ có độ hòa tan cao, hút ẩm, nói chung thể đặc tính hóa lý hoàn toàn Ngày nay, nhân loại hoàn toàn có thể, với công nghệ nano, tạo nhiều vật liệu, thiết bị cấu trục hoàn toàn [8],[7] Trong nghành nano dược, sản phẩm ứng dụng công nghệ nano phân thành lĩnh vực chính: thuốc tạo công nghệ nano hệ dẫn thuốc nano.[8] 1.1.1 Các thuốc tạo công nghệ nano Các nhà khoa học dược điều khiển phân tử thuốc để tạo đặc tính vật lý mong muốn thông qua trình kết tinh, muối hóa sử dụng phân tử nước dạng kết tinh Nhờ vậy, phân tử thuốc trở nên bền vững mặt hóa học, có nhiều ưu việt cho mục đích chế dược học, tăng sinh khả dụng tăng hiệu điều trị.[8] 1.1.2 Hệ dẫn thuốc nano Công nghệ nano tạo hàng loạt hệ vật chất có kích thước từ vài nanomet tới vài trăm nanomet sử dụng để vận chuyển dược chất đến phận thể với liều lượng thích hợp theo thời gian mong muốn, nói tóm lại đảm bảo yếu tố góp phần tạo nên tính an toàn hiệu thuốc: nơi, lúc liều Các dược chất tác nhân chẩn đoán đưa vào bên trong, liên kết hóa học gắn vào bề mặt hạt Hệ vận chuyển thuốc tiêu biểu có nhiều triển vọng dạng thuốc liposome.[9]  Tóm lại, dược phẩm công nghệ nano rộng sản phẩm công nghệ nano sử dụng chẩn đoán, phòng ngừa, điều trị bệnh, nâng cao chất lượng sống người ( ví dụ mỹ phẩm, dược phẩm…) góp phần cho sống người mà tạo chuyển biến lớn cho ngành sản xuất HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh Luận Văn Thạc Sĩ CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến 1.2 Bệnh tiểu đƣờng 1.2.1 Giới thiệu bệnh tiểu đường Đái tháo đường, gọi bệnh tiểu đường hay gọi bệnh dư đường, nhóm bệnh rối loạn chuyển hóa cacbonhidrat hoóc môn insulin tuyến tụy bị thiếu hay giảm tác động thể, biểu mức đường máu cao; giai đoạn phát bệnh, thường làm bệnh nhân tiểu nhiều,tiểu ban đêm làm khát nước Bệnh tiểu đường bệnh hiểm nghèo, gây nhiều biến chứng cho bệnh nhân sau như: bệnh tim mạch, tai biến mạch máu não, suy thận, mù mắt,… [6] Hình 1.1: Biến chứng bệnh tiểu đường Theo thống kê tổ chức Y Thế Giới (WHO), đái tháo đường (ĐTĐ) xếp thứ bệnh có khả gây tử vong người bệnh có tốc độ người mắc bệnh tăng nhanh Ước tính năm 2011, ĐTĐ lấy sinh mệnh triệu người, dự đoán đến năm 2030 toàn cầu có tới 336 triệu người mắc bệnh ĐTĐ Nguyên nhân gây số tử vong lớn khả gây biến chứng thành bệnh tai biến mạch máu não, suy thận, hoại tử chi, nhiễm khuẩn,… [6] 1.2.2 Phân loại bệnh đái tháo đường Dựa vào dạng rối loạn hoạt động insulin, người ta chia bệnh ĐTĐ thành type chính: - ĐTĐ loại 1: tế bào beta tuyến tụy không đủ không tiết insulin Type chiếm khoảng 5-10% tổng số bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường, phần lớn xảy trẻ em tuổi thiếu niên Các triệu chứng thường khởi phát đột ngột tiến triển nhanh HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh Luận Văn Thạc Sĩ CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến không điều trị Giai đoạn toàn phát có tình trạng thiếu insulin tuyệt đối gây tăng đường huyết nhiễm Ceton Những triệu chứng thường thấy bệnh ĐTĐ type như: ăn nhiều, uống nhiều, tiểu nhiều, gầy nhiều, mờ mắt, dị cảm sụt cân, trẻ em chậm phát triển dễ bị nhiễm trùng - ĐTĐ loại 2: xảy tình trạng kháng insulin, tiết vào máu, insulin không thực chức hoạt động tác nhân kháng insulin Thường gặp người trưởng thành chiếm phần lớn trường hợp bệnh ĐTĐ Đối với bệnh ĐTĐ type 2, bệnh nhân thường có triệu chứng thường phát triệu chứng biến chứng, phát tình cờ xét nghiệm máu… 1.2.3 Điều trị bệnh ĐTĐ Insulin định dùng cho bệnh nhân ĐTĐ loại 1, dùng cho bệnh nhân ĐTĐ loại thay đổi chế độ ăn, luyện tập dùng loại thuốc điều trị ĐTĐ tổng hợp mà không đạt hiệu Tuy nhiên, việc điều trị bệnh ĐTĐ cách dùng insulin trình không dễ chịu người bệnh, vì:  Việc tiêm insulin tùy tình trạng bệnh hầu hết phải tiến hành ngày, trước bữa ăn Điều gây bất tiện cho người bệnh  Việc tiêm lâu dài khiến cho chỗ tiêm bị bầm tím, cứng lại 1.3 Tổng quan insulin 1.3.1 Sơ lược đời insulin Bệnh tiểu đường biết đến từ thời cổ đại Những tài liệu cổ người Ai Cập từ 1500 năm trước Công nguyên mô tả bệnh suy mòn với tình trạng nước tiểu có vị ngọt[25] Từ năm 1850 trở đi, khám nghiệm tử thi bệnh nhân bị tiểu đường gợi ý, bệnh xuất tuyến tụy không bảo đảm chức bình thường Nhiều bác sĩ cho tế bào biệt hóa, gọi tiểu đảo Langerhan, sản sinh hóa chất giúp thể điều hòa nồng độ đường máu Bệnh tiểu đường xuất hóa chất không sản sinh HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh Luận Văn Thạc Sĩ CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến Hình 1.2: Loại thuốc điều trị bệnh tiểu đường nhà sinh lý học người Canada Fred Bangting Charles Best tìm năm 1922 Năm 1922, Fred Bangting Charles Best thuộc đại học tổng hợp Toronto (Canada) thông báo họ tìm insulin ứng dụng thành công chất điều trị bệnh ĐTĐ người Vào thời điểm đó, người bị tiểu đường phải vật lộn với bệnh để tồn chưa có biện pháp điều trị hiệu Bệnh nhân nhanh chóng trở thành xương di động thường chết sớm bị sút cân nghiêm trọng [6] Banting Best cắt bỏ tuyến tụy chó, hậu chúng bị tiểu đường ( thử nghiệm tàn nhẫn, giúp cứu sống hàng triệu người) Họ cố gắng tinh chế hoóc môn hóa học từ tụy chiết xuất nhiều thành phần từ tiểu đảo Langerhan Sau đó, chất tiêm vào chó bị bệnh ĐTĐ để thử nghiệm họ nhận thấy bệnh ĐTĐ bị đẩy lùi [6] 1.3.2 Cấu trúc insulin Insulin hoocmon protein tế bào tuyến tụy beta đảo Langerhans sinh Phân tử insulin tương đối nhỏ, có khối lượng khoảng 6000 Dalton, cấu tạo hai chuỗi polipeptit A B Các chuỗi A B liên kết cầu nối disulfua, có cầu nối disulfua nằm chuỗi A Ở hầu hết loài, chuỗi A gồm 21 axit amin chuỗi B gồm 30 axit amin Mặc dù trình tự axit amin khác loài số đoạn định phân tử có tính bảo tồn cao, đoạn có chứa cầu nối disufua, hai đầu chuỗi A nhánh bên đầu COOH chuỗi B Sự tương đồng trình tự axit amin dẫn đến cấu trúc chiều insulin loài khác giống Insulin chiết rút HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh Luận Văn Thạc Sĩ CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến từ động vật có hoạt tính sinh học cao loài khác Các phân tử insulin có xu hướng tạo thành dạng dime dung dịch hình thành liên kết H đầu COOH chuỗi B Ngoài ra, có mặt ion kẽm, dime insulin liên kết tạo thành hexame Các mối tương tác có ý nghĩa quan trọng điều trị Dạng momone dime dễ dạng khuếch tán vào máu, dạng hexame khuếch tán Do đó, hấp thụ thuốc chứa hàm lượng hexame cao thường bị chậm ngừng hẳn Vấn đề thúc đẩy đời số chất insulin giảtái tổ hợp Loại chất bán thị trường insulin lispro, phân tử chất có trật tự linsin prolin đầu COOH chuỗi B bị đảo ngược, làm giảm khả hình thành dạng dime hexame [26] Insulin ban đầu tổng hợp dạng „„ prepproinsulin‟‟ ( tiền insulin) ribosome tế bào beta đảo Langerhans tuyến tụy Preoroinsulin phân tử dạng thẳng bao gồm: peptide tín hiệu chứa 24 acid amin (SP), chuỗi B, peptide C với 31 acid amin (C) chuỗi A nối với theo thứ tự SP-B-C-A Khi vận chuyển qua lưới nội chất, peptide tín hiệu bị phân cắt tạo proinsulin (B-C-A) Proinsulin bị phân cắt enzym PC1/3 liên kết chuỗi B peptide C Hai acid amin đầu N peptide nối vơi đầu C chuỗi B bị phân cắt PC1/3 phân cắt khỏi chuỗi B enzyme carboxypeptidase H Kết cuối tạo thành insulin Hình 1.3: Cấu trúc phân tử insulin 1.3.3 Vai trò insulin Insulin hoocmon điều hòa nồng độ Glucose máu Chức cân nội môi lượng sinh học quan trọng Glucose nguồn nguyên liệu hô hấp tế bào nguồn khung Cacbon định cần cho tổng hợp chất hữu Cân trao đổi chất phụ thuộc vào việc trì Glucose máu gần điểm ổn định, khoảng 90g/ml người [3] HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh Luận Văn Thạc Sĩ CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến 1.4 Tính cấp thiết đề tài Hiện có nhiều phương pháp để điều trị bệnh tiểu đường uống, tiêm,hít, dán,…Tuy nhiên giới ngày người ta thường dùng phương pháp điều trị sử dụng insulin tiêm tĩnh mạch uống thuốc để làm tăng nhạy cảm tế bào với insulin tăng tiết insulin tuyến tụy Ở ĐTĐ type việc sử dụng insulin tiêm tĩnh mạch bắt buộc Ở nhóm ĐTĐ type kiểm soát đường máu thông qua thuốc uống, nhiên điều trị thời gian dài cuối việc sử dụng insulin điều tất yếu.[5] Nhưng dạng thuốc tiêm lại có số nhược điểm gây tượng dị ứng sử dụng lần đầu, tiêm lâu dài khiến chỗ tiêm bị bầm tím, cứng lại, tiêm liều gây tượng đường huyết đột ngột cao Việc tiêm insulin cần phải thực theo thời gian, gây nhiều bất tiện cho bệnh nhân.[5] Xuất phát từ nhu cầu để khắc phục nhược điểm việc tiêm insulin, thị trường chưa có thuốc uống insulin thử nghiệm thành công lưu hành Mặt khác tỉ lệ mắc bệnh ĐTĐ Việt Nam nói riêng giới nói chung có xu hướng tăng mạnh Nên vệc nghiên cứu hệ thuốc đưa insulin vào thể đường uống đòi hỏi hệ dẫn thuốc phù hợp Nhưng có trở ngại cần đặt việc bảo vệ insulin khỏi tác động enzym pH acid đường ruột.Vì yêu cầu chế tạo hệ tải thuốc nano bao gói Insulin tránh tiếp xúc không cần thiết Insulin enzyme phân hủy protein có đường ruột, hệ tải phải đảm bảo khả nhả thuốc chậm làm giúp lượng đường máu giữ mức ổn định thời gian dùng thuốc.[29] ►►► Vì đề tài nghiên cứu nhằm mục đích tạo hệ tải thuốc đáp ứng yêu cầu trên, chất tải polymer chitosan gắn Methoxypolyethylene glycol amine (mPEG), hệ sử dụng để tải insulin ra, thành công tiền để để ứng dụng cho đường truyền khác vaccine cho trẻ em,… Mục đích đề tài tạo hệ tải thuốc insulin có kích thước nano Trong trình chế tạo hạt, tiến hành khảo sát để có thông số cần thiết để tạo hạt tải có kích thước nằm khoảng vài trăm nanomet ổn định theo thời gian Hệ tải thuốc nâng cao hiệu tải thuốc HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh Luận Văn Thạc Sĩ 10 CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến tăng khả hấp thụ thuốc từ đường ruột trực tiếp vào máu, đạt độ an toàn cao trình hạt lưu thông máu trước phát hệ miễn dịch 1.5 Hệ tải thuốc nano chitosan gắn mPEG 1.5.1 Giới thiệu vật liệu chitosan 1.5.1.1 Cấu trúc chitosan Chitosan loại polymer carbonhydrate tự nhiên tạo thành cách deacetyl hóa chitin Chitin Chitin- Deacetyl hóa Chitosan Hình 1.4: Cấu trúc chitin chitosan Chitosan dẫn xuất deacetyl hóa chitin, nhóm (-NH2) thay nhóm (-NHCOCH3) vị trí C2 Chitosan cấu tạo từ mắc xích D-glusamine liên kết với liên kết α-(1-4)-glycoside[10, 11] Chitosan tìm thấy tự nhiên từ động vật giáp xác tôm cua Chitosan tìm thấy từ loại vi sinh vật nấm, men 1.5.1.2 Tính chất chitosan  Không độc, có tính tương thích sinh học cao, có khả phân hủy sinh học nên không gây dị ứng không gây phản ứng phụ, không gây tác hại đến môi trường  Tan tốt dung dịch axít loãng (pH[...]... thấm sâu vào cơ thể, nâng cao hiệu quả trị bệnh tiểu đường[ 3] Mục đích của đề tài đề tài luận văn luận văn thạc sĩ „„ Nghiên cứu chế tạo hạt nano chitosan gắn PEG bọc insulin ứng dụng trong điều trị bệnh tiểu đường ‟ là tạo ra một hệ dẫn thuốc insulin -chitosan- PEG thành công Việc nghiên cứu này sẽ tạo ra một tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo, nhằm mục đích năng cao hiệu quả dẫn thuốc, tạo ra một... nay, các khái niệm về chitosan, nano chitosan, insulin và bệnh tiểu đường, đồng thời giới thiệu khát quát về các phương pháp chế tạo hạt nano chitosan, và các phương pháp đo đạc khi thí nghiệm -Chƣơng 2: Trình bày quy trình chế tạo hạt nano chitosan, quy trình gắn PEG lên nano chitosan và quy trình tải insulin vào hạt PEG gắn chitosan Trong phần này cũng giới thiệu các thiết bị và hóa chất dùng trong...  Mục tiêu đề tài Nghiên cứu quy trình tổng hợp hạt nano chitosan bằng phương pháp kết tủa-bay hơi dung môi, để hình thành các hạt nano chitosan, từ đó tìm ra quy trình thích hợp cho việc gắn polyethylen glycol Với mục đích tạo ra các hạt nano chitosan gắn PEG tải insulin ứng dụng cho việc điều trị bệnh tiểu đường Với việc nghiên cứu thành công hệ dẫn thuốc insulin -chitosan- PEG sẽ tạo ra một tiềm năng... đồ phản ứng hủy bảo vệ phản ứng gốc amin của chitosan Error! Bookmark not defined Hình 2.6: Phản ứng hủy bảo vệ gốc amin Error! Bookmark not defined Hình 2.7: Sơ đồ chế tạo hạt nano chitosan gắn PEG Error! Bookmark not defined Hình 2.8: sơ đồ chế tạo hạt chitosan gắn PEG bọc insulinError! Bookmark not Bookmark not defined Hình 2.9: Phản ứng chế tạo hạt cts gắn PEG bọc insulinError! defined Hình... defined 2.2.3 Chế tạo hạt chitosan gắn PEG bọc insulin Error! Bookmark not defined 2.2.3.1 Chế tạo hạt nano chitosan gắn PEG Error! Bookmark not defined 2.2.3.2 Chế tạo hạt chitosan gắn PEG bọc InsulinError! Bookmark not defined 2.2.4 Hiệu suất bao thuốc Error! Bookmark not defined HVCH: Lê Thi ̣Nữ Thanh Luận Văn Thạc Sĩ x CBHD: PGS.TS Đặng Mậu Chiến 2.2.4.1 Dựng đường chuẩn nồng độ Insulin bằng... của hạt chitosan gắn PEG –TPP(a) và hạt chitosan gắn PEG bọc insulin( b) Error! Bookmark not defined Hình 3.12: Ảnh TEM của hạt nano chitosao gắn PEG (a) và hạt chitosan gắn PEG bọc insulin (b) Error! Bookmark not defined Hình 3.13: Phổ UV-Vis của dung dịch ngoài túi thẩm tách trước và sau khi hiệu chỉnh nồng độ Error! Bookmark not defined Hình 3.14: Đồ thị nội suy giá trị. .. lên chitosan Error! Bookmark not defined 3.1.3 Phản ứng hủy bảo vệ nhóm chức amin của chitosanError! Bookmark not defined 3.2 Chế tạo hạt nano chitosan gắn PEG Error! Bookmark not defined 3.2.1 Kết quả chế tạo hạt nano chitosan gắn PEG qua phổ hồng ngoại FTIRError! Bookmark 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chitosan gắn PEGError! Bookmark not defined 3.2.3 Khảo sát độ ổn định của hạt nano chitosan. .. Loại thuốc điều trị bệnh tiểu đường được 2 nhà sinh lý học người Canada là Fred Bangting và Charles Best tìm ra năm 1922 Năm 1922, Fred Bangting và Charles Best thuộc đại học tổng hợp Toronto (Canada) thông báo họ đã tìm ra insulin và ứng dụng thành công chất này trong điều trị bệnh ĐTĐ ở người Vào thời điểm đó, người bị tiểu đường phải vật lộn với căn bệnh để tồn tại và chưa có biện pháp điều trị hiệu... nhiên 3 Nguyễn Anh Dũng, Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano chitosan làm tá chất miễn dịch cho vaccine cúm A H5N1 và xây dựng mô hình thử nghiệm trên động vật 2010, Trường Đại học Tây Nguyên: Thành Phố Hồ Chí Minh 4 PGS.TS Đỗ Trường Thiện, et al., Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano chitosan ứng dụng trong dược phẩm và trong công nghiệp’’, Chương trình Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ vật liệu... quả nghiên cứu và đánh giá kết quả của các mẫu thí nghiệm được chế tạo bằng hai phương pháp trên So sánh kết quả phân tích kích thước hạt (DLS), cùng với phương pháp phân tích phổ hồng ngoại(FTIR) và kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) của các mẫu thí nghiệm, chúng tôi kết luận rằng đã chế tạo thành công các hạt nano chitosan gắn PEG và thực hiện được quy trình tải insulin lên các hạt chitosan gắn PEG