Header Page of 126 TÓM TẮT Hydrogel nhạy nhiệt từ gelatin-pluronic F127 tổng hợp thông qua việc ghép pluronic F127 hoạt hóa gelatin Curcumin điều chế dạng nano môi trường phân tán hydrogel gelatin-pluronic F127 tác dụng sóng siêu âm để cải thiện tính tan tốt nước curcumin tạo hiệu cộng hợp dẫn truyền curcumin, góp phần tăng nhanh trình chữa lành vết thương Cấu trúc hydrogel xác định phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR, đặc tính nhạy nhiệt hydrogel xác định phương pháp đảo ngược ống nghiệm (inversion tube) nhiệt quét vi sai (DSC) Hydrogel tổng hợp có khả chuyển đổi trạng thái sol-gel theo nhiệt độ, nhiệt độ thấp hydrogel gelatin–pluronic F127 tồn trạng thái lỏng nâng nhiệt độ lên 35 oC (gần nhiệt độ thể) chuyển thành màng gel Kích thước hạt nanocurcumin hydrogel xác định kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) tán xạ ánh sáng động học (DLS) cho thấy hạt nano phân bố từ đến 285 nm tùy hàm lượng curcumin sử dụng Khả mang nhả chậm nanocurcumin xác định phương pháp quang phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis, kết cho thấy hệ gel có khả mang nhả chậm nanocurcumin hiệu Tính chất nhạy nhiệt hydrogel gelatin-pluronic F127 không thay đổi tải thêm hạt nanocurcumin Trong nghiên cứu in vitro cho thấy khoảng nồng độ nanocurcumin thích hợp hệ gel composite hỗ trợ tốt cho tăng sinh nguyên bào sợi Có thể kết luận hydrogel gelatin-pluronic F127 nhạy nhiệt có khả mang nhả chậm nanocurcumin có tiềm ứng dụng việc chữa lành vết thương Từ khóa: Gelatin ghép pluronic F127, hydrogel nhạy nhiệt, nanocurcumin, sóng siêu âm, trị lành vết thương -iiiFooter Page of 126 Header Page of 126 ABSTRACT A temperature-responsive hydrogel composed of gelatin-grafting pluronic F127 was synthesized via grafting activated pluronic F127 and gelatin The nanocurcumin was created in the copolymer solution as dispersion to overcome its hydrophobicity and utilize its synergitically pharmaceutical properties for further applications The grafting efficiency was characterized by 1HNMR, thermal-transition behavior study was recorded via test Tube Inversion method and Differential Scanning Calorimetry (DSC) The synthetic copolymer underwent the thermal-transition from free-flowing sol at lower temperature and non-flowing gel when rising temperature to 35 oC (approximately physiological condition) Size distribution of nanocurcumin in the copolymer ranging from to 285 nm by Transmission Electron Microscopy (TEM) and Dynamic Light Scattering (DLS) Release study measured by UV-vis spectroscopy, which showed sustainable release control of nanocurcumin in the thermogel system Thermal-sensitive characteristic of gelatin-pluronic F127 still remain efficiently with incorporation of nanocurcumin In vitro study suggested that nanocurcumin supplement supporting for the fibroblast proliferation In conclusion, synthetic thermogel prepared from nanocurcumin loaded gelatin-pluronic F127 thermogel can be potential injectable controllable release bioactive curcumin hydrogel applied for wound healing Keywords: Gelatin-grafting pluronic F127, thermo-induced composite, nanocurcumin, ultrasonication, burn wound healing -ivFooter Page of 126 hydrogel Header Page of 126 MỤC LỤC Trang tựa Quyết định giao đề tài LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT .x DANH SÁCH CÁC HÌNH xi DANH SÁCH CÁC BẢNG xiv PHẦN MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Lịch sử nghiên cứu vật liệu hydrogel chữa lành vết thương 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 10 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 11 Bố cục luận văn 11 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 1.1 Pluronic F127 12 1.1.1 Giới thiệu pluronic F127 12 1.1.2 Tính chất pluronic 12 1.1.3 Ứng dụng pluronic 15 1.2 Tổng quan gelatin 15 1.2.1 Nguồn gốc gelatin tự nhiên 15 1.2.2 Phân loại gelatin .16 1.2.3 Tính chất vật lý .16 -vFooter Page of 126 Header Page of 126 1.2.4 Tính chất hóa học 17 1.2.4.1 Cơ chế gel gelatin 17 1.2.4.2 Độ bền gel .17 1.2.4.3 Độ nhớt 17 1.2.4.4 Điểm đẳng điện (pI) 17 1.2.4.5 Tính lưỡng tính 18 1.2.4.6 Tính hòa tan .18 1.2.5 Ứng dụng gelatin y sinh 18 1.3 Hydrogel 19 1.3.1 Giới thiệu hydrogel 19 1.3.2 Phân loại hydrogel 20 1.3.3 Các tính chất đặc trưng hydrogel .20 1.3.3.1 Tính trương nở 20 1.3.3.2 Tính phân hủy sinh học 21 1.3.3.3 Tính tương hợp sinh học 22 1.3.4 Hydrogel nhạy nhiệt [8], [13] 22 1.3.5 Ứng dụng hydrogel 24 1.3.5.1 Truyền tải thuốc 24 1.3.5.2 Hệ thống chứa [8], [13] 24 1.3.5.3 Hệ thống 25 1.3.5.4 Chữa lành vết thương [8], [34] 26 1.4 Curcumin .27 1.4.1 Tổng quan curcumin [1], [4], [46] .27 1.4.2 Một số tính chất lý hóa curcumin [1] .28 1.4.3 Hoạt tính sinh học curcumin 29 1.5 Cấu tạo da [48] 30 1.5.1 Lớp biểu bì da (Epidermis) 31 1.5.2 Lớp trung bì (Dermis) 31 1.5.3 Lớp hạ bì (hypodermis) 31 -viFooter Page of 126 Header Page of 126 1.6 Vết thương bỏng [47] 32 1.7 Cơ chế lành vết thương [49] 32 1.7.1 Giai đoạn cầm máu 33 1.7.2 Giai đoạn sưng viêm .33 1.7.3 Giai đoạn tái tạo 33 1.7.4 Giai đoạn tu sửa 33 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM .34 2.1 Phương tiện nghiên cứu 34 2.1.1 Hóa chất 34 2.1.2 Dụng cụ thiết bị 34 2.2 Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng 34 2.2.1 Tổng hợp hydrogel nhạy nhiệt sở gelatin pluronic F127 [12], [18], [34] 34 2.2.2 Quy trình tổng hợp gelatin-pluronic F127 nhạy nhiệt 35 2.2.3 Thuyết minh quy trình tổng hợp gelatin-pluronic F127 nhạy nhiệt .35 2.3 Tổng hợp nanocurcumin dung dịch copolymer phương pháp đánh sóng siêu âm 37 2.4 Khảo sát hydrogel nhạy nhiệt cở sở gelatin-pluronic F127 nanocurcumin hydrogel gelatin-pluronic F127 nhạy nhiệt 38 2.4.1 Đánh giá cấu trúc hệ copolymer 1H-NMR .38 2.4.2 Khảo sát đặc tính nhạy nhiệt hydrogel GP, nCur-GP phương pháp đảo ngược ống nghiệm (inversion tube) nhiệt quét vi sai (DSC) .39 2.4.3 Khảo sát khối lượng suy giảm hydrogel 40 2.4.4 Khảo sát hình dạng kích thước hạt qua hình ảnh TEM, DLS .41 2.5 Khảo sát đặc tính sinh học hiệu chữa lành vết thương nanocurcumine hydrogel gelatin–pluronic F127 nhạy nhiệt .42 2.5.1 Xác định hàm lượng nanocurcumine hydrogel phương pháp phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis 42 2.5.2 Đánh giá hiệu nhả chậm nanocurcumin 43 -viiFooter Page of 126 Header Page of 126 2.5.3 Đánh giá ảnh hưởng hệ lên tăng sinh nguyên bào sợi môi trường nuôi cấy phương pháp SRB (Sulforhodamine B) 44 2.5.4 Đánh giá hiệu hydrogel nhạy nhiệt chuột 45 2.5.5 Đánh giá mô sinh học .47 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48 3.1 Kết tổng hợp NPC-F127-NPC 48 3.1.1 Phương trình phản ứng 48 3.1.2 Kết phổ 1H NMR NPC-F127-NPC 49 3.2 Kết tổng hợp NPC-F127-OH 50 3.2.1 Phương trình phản ứng 50 3.2.2 Kết phổ 1HNMR NPC-F127-OH .51 3.3 Kết tổng hợp F127-Gelatin .52 3.3.1 Phương trình phản ứng 52 3.3.2 Kết phổ 1H-NMR F127-Gelatin .53 3.3.2.1 Kết phổ 1H-NMR Gelatin 53 3.3.2.2 Kết phổ 1H-NMR F127-Gelatin 54 3.4 Kết phổ hồng ngoại NPC-F127-NPC, NPC-F127-OH, GelatinF127-OH .54 3.5 Khảo sát đặc tính nhạy nhiệt hydrogel gelatin-pluronic F127 56 3.6 Kết khối lượng suy giảm sinh học hydrogel gelatin-pluronic F127.59 3.7 Kết kích thước hạt nanocurcumin 60 3.8 Kết nhả curcumin hydrogel 62 3.9 Kết độc tính tế bào curcumin 65 3.10 Kết phân tích tế bào 66 3.10.1 Sự phát triển tế bào 66 3.10.2 Đánh giá khả chữa lành vết thương, bỏng độ động vật .68 3.10.3 Đánh giá cấu trúc mô học vết thương bỏng độ ngày thứ 14 69 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 72 Kết luận .72 -viiiFooter Page of 126 Header Page of 126 Kiến nghị 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 78 -ixFooter Page of 126 Header Page of 126 DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT F-127 Pluronic F-127 NPC p-nitrophenyl chloroformate THF Tetrahydrofuran TEM Transmission Electron Microscopy DLS Dynamic Light Scattering SRB Sulforhodamine B colorimetric assay PBS Phosphate buffered saline Proton Nuclear Magnetic Resonance H NMR FT-IR Fourier transform infrared spectroscopy CST Critical solution temperature LCST Lower critical solution temperature UCS Upper critical solution temperature Ncur Nanocurcumin GP Gelatin – graft- pluronic F127 Cur-GP Gelatin – graft- pluronic F127 mang nanocurcumin HE Hematoxyline-eosin FDA Food and Drug Administration EO Ethylene oxide PO Propylene oxide PEO Poly (ethylene oxide) PPO Poly (propylene oxide) Da Dalton DSC Differential Scanning Calorimetry SCT Solution Critical Temperature UV –Vis Ultraviolet – Visible Spectrum MWCO Molecular weight cut-off DMEM Dulbecco’s Modification of Eagle’s OD Optical Density DCM Dichloromethane -xFooter Page of 126 Header Page of 126 DANH SÁCH CÁC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang Hình Những chấn thương thường gặp đời sống Hình Hydrogel nhạy nhiệt gelatin-pluronic Hình Mô vết thương xử lý dextran hydrogel Hình Điều chế hydrogel RCPT Kết thử nghiệm chuột nhắt trắng Kết chữa trị Hình cho thấy vết thương điều trị gel có tốc độ kéo da nhanh Mô hình nghiên cứu Choi JS, kết thử nghiệm in Hình vivo vết thương chuột Hình Thử nghiệm tác dụng curcumin chữa lành vết thương Chuyển Hình nhiệt hydrogel, nanocurcumin/hydrogel composite thử nghiệm sơ hiệu chữa lành bỏng độ Khả chữa lành vết thương nCur-GP Cấu trúc phân tử Pluronic 12 Hình 1.2 Sự tạo micell pluronic 13 Hình 1.3 Cấu trúc lõi vỏ pluronic 14 Hình 1.4 Gelatin 15 Hình 1.5 Cấu trúc gelatin 16 Hình 1.6 Hydrogel 19 Hình 1.7 Băng vết thương hydrogel 20 Hình 1.8 Sự trương nở hydrogel 21 Hình 1.9 Tương tác kỵ nước polyme lưỡng tính theo nhiệt độ 23 Hình 1.10 Hình 1.11 Ảnh hưởng nhiệt độ hydrogel 23 Truyền tải thuốc hệ thống chứa 25 Hình 1.12 Truyền tải thuốc hệ thống 25 Hình Hình 1.1 -xiFooter Page of 126 Header Page 10 of 126 Số hiệu hình Tên hình Trang Hình 1.13 Trạng thái sol–gel hydrogel chitosan–pluronic F127 27 Hình 1.14 Cây nghệ sản phẩm từ nghệ 28 Hình 1.15 Cấu trúc thành phần Curcuminioid 28 Hình 1.16 Độ tan nanocurcumin curcumin nước 30 Hình 1.17 Cấu trúc da 31 Hình 1.18 Các cấp độ bỏng 32 Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp hydrogel gelatin-pluronic 35 Hình 2.2 Tổng hợp NPC – F127 -NPC 36 Hình 2.3 Tổng hợp NPC–F127-OH 36 Hình 2.4 Mẫu Copolymer GP thẩm tách đông khô 37 Hình 2.5 Sơ đồ tổng hợp nanocurcumin hydrogel gelatin-pluronic 37 Hình 2.6 Release curcumin hydrogel GP túi thẩm tách 43 Hình 2.7 Hình 3.1 Tạo vết thương chuột 46 Phương trình phản ứng tổng hợp NPC-F127-NPC 48 Hình 3.2 Phổ 1H-NMR sản phẩm NPC-F127-NPC 49 Hình 3.3 Phương trình phản ứng tổng hợp NPC-F127-OH 51 Hình 3.4 Phổ 1H-NMR sản phẩm NPC-F127-OH 51 Hình 3.5 Phương trình phản ứng tổng hợp copolymer gelatinpluronic F127 52 Hình 3.6 Phổ 1H-NMR gelatin 53 Hình 3.7 Phổ 1HNMR Ami-F127-Gelatin 54 Hình 3.8 Phổ FT-IR mẫu F127, F127 hoạt hóa, gelatin, gelatin g-F127 55 Hình 3.9 Đặc tính nhạy nhiệt hydrogel gelatin–pluronic F127 56 Hình 3.10 Hydrogel GP hydrogel GP chứa nCur ºC, 37 oC 57 Hình 3.11 Đồ thị thể tương quan nồng độ copolymer nhiệt độ -xiiFooter Page 10 of 126 57 Header Page 14 of 126 khác thấm qua nước vi khuẩn không thấm qua [35] Như vậy, vết thương tránh khỏi bị nhiễm khuẩn thứ phát việc tạo hàng rào chống lại vi khuẩn tiêu dịch vết thương, tạo môi trường ẩm cho tế bào phát triển, giúp hồi phục vùng mô bị tổn thương Trong nghiên cứu này, hướng đến tổng hợp vật liệu hydrogel gelatin-pluronic F127 nhạy nhiệt có đặc tính dựa mang thêm hoạt chất nanocurcumin để tăng cường hiệu chữa lành vết thương Hình 2: Hydrogel nhạy nhiệt gelatin-pluronic F127 (Nguồn: Tác giả, năm 2016) Việc tổng hợp hydrogel nhạy nhiệt sở gelatin pluronic kết hợp với nanocurcumin tạo màng băng vết thương thông minh có nhiều ý nghĩa khoa học thực tiễn loại dung dịch polymer chứa thành phần hoạt tính collagen, curcumine có khả tái tạo da Thêm vào đó, vật liệu đóng vai trò chất hoạt động bề mặt giúp điều chế phân tán tốt nanocurcumin nhiệt độ 35 oC áp vào vết thương nhiệt độ từ 35-37 oC chuyển thành màng gel dính vào vết thương [5], [34] Loại hydrogel có khả hút nước tốt nên loại bỏ dịch vết thương tiết ra, hoạt động tường ngăn xâm nhập yếu tố ngoại vi từ bên bụi vi khuẩn Khi hydrogel trương lên, tạo sức ép lên bề mặt vết thương, cộng với thành phần gelatin curcumin nhả từ hệ hydrogel Cur-GP giúp cho việc tái tạo tế bào nhanh [47] Băng hydrogel nhạy nhiệt sở gelatin-pluronic kết hợp nanocurcumin chất mềm ẩm ướt, nên có tác dụng làm mát vết thương làm giảm triệu -2Footer Page 14 of 126 Header Page 15 of 126 chứng đau Hơn nữa, hydrogel ngăn chặn kết dính vào vết thương gây khó khăn thay băng cho bệnh nhân Xuất phát từ sở khoa học thực tiễn trên, tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu điều chế hydrogel nhạy cảm với nhiệt độ thể từ dẫn xuất gelatin để mang nhả chậm curcumin ứng dụng chữa lành vết thương” Lịch sử nghiên cứu vật liệu hydrogel chữa lành vết thương Tình hình nghiên cứu nước: Hiện giới nghiên cứu sử dụng màng hydrogel, hydrogel nhạy nhiệt curcumin điều trị tổn thương bỏng loại vết thương ngoại mô lành có tính thẩm mỹ không để lại sẹo giống vùng da bình thường Nhiều nghiên cứu hydrogel sở gelatin cho nhiều triển vọng không ứng dụng màng hydrogel trị bỏng, nhiều nghiên cứu gần cho thấy hiệu vượt trội chúng ứng dụng chữa lành vết thương, tái tạo sụn, thận nhân tạo, mang thuốc, [21], [30], [41], [45] Trong báo cáo năm 2012, nhà nghiên cứu Bệnh viện Johns Hopkins (Đại học Johns Hopkins, Hoa Kỳ) cho biết phương pháp sử dụng hydrogel điều trị bỏng mang lại kết khả quan so với phương pháp truyền thống đặc biệt không để lại sẹo với vết bỏng người bị bỏng độ Kết nghiên cứu cho việc điều trị theo hướng sử dụng hydrogel thúc đẩy hình thành mạch máu tái tạo lớp da phức tạp bao gồm nang tóc tuyến tiết dầu da Hydrogel tạo tảng cho phương pháp điều trị vết bỏng với chi phí thấp có hiệu liệu pháp điều trị có Hơn nữa, hydrogel lại dễ dàng sản xuất quy mô lớn [25] Hình 3: Mô vết thương xử lý dextran hydrogel (Nguồn Dextran hydrogel, năm 2012) -3Footer Page 15 of 126 Header Page 16 of 126 Năm 2011, Tran NQ cộng [41] điều chế in situ vật liệu chitosan hydrogel mang rutin xúc tác enzyme Horseradish peroxidase (HRP) Bên cạnh hoạt tính tăng cường chữa lành vết thương chitosan, rutin nhả nồng độ thích hợp tăng sinh nguyên bào sợi Kết cho thấy hydrogel chitosan mang rutin (RCPT) tăng cường phát triển nguyên bào sợi tăng cường chữa lành vết thương sở kết đánh giá chiều dày mô tái tạo, mật độ nguyên bào sợi mạch máu tân tạo từ nhuộm hóa mô Hematoxyline-Eosin (hình 4) Hình 4: Điều chế hydrogel RCPT (Nguồn hydrogel chitosan mang rutin (RCPT), 2011) Gelatin-pluronic hydrogel dẫn xuất gelatin nhóm nghiên cứu Dong Hwa Kim, Su-jin Heo, Jung-Woog Shin Chi Woong Mun Đại học Inje, công bố tạp chí Macromolecular Research cho thấy hỗ trợ tốt cho trình chữa lành vết thương [21] Tuy nhiên, trình tổng hợp hydrogel có độ chuyển hóa không cao chưa kết hợp với hoạt chất chữa lành vết thương Vinary Kant (2014) cộng nghiên cứu tác động hydrogel pluronic F127 nhạy nhiệt hỗ trợ điều trị vết thương Dung dịch F127 (25%) tạo gel vết thương chuột Wistar kết cho thấy gel F127 tạo môi trường trung tính làm trình lành vết thương diễn nhanh chóng có khuếch đại tín hiệu VEGF TGF-b1 [32] -4Footer Page 16 of 126 Header Page 17 of 126 Hình 5: Kết thử nghiệm chuột nhắt trắng Kết chữa trị cho thấy vết thương điều trị gel có tốc độ kéo da nhanh (Nguồn Vinary Kant, năm 2014) Nghiên cứu Choi JS cộng điều chế quang hóa pluronic F127 chitosan để mang hormone kích thích sinh trưởng rhEGF Việc sử dụng kết hợp với chitosan hydrogel làm lượng rhEGF nhả với tỷ lệ phù hợp cải thiện trình lành vết thương so với việc sử dụng riêng F127 Khảo sát đặc tính bám dính gel chuột gây bỏng cho thấy lượng rhEGF lưu trữ vết thương nhiều mẫu có tham gia F127 Nhóm kết luận vết thương chuột điều trị F127- Chitosan có mang rhEGF có tốc độ lành nhanh hơn, trình tái cấu trúc biểu bì tốt so sánh với mẫu gel F127 mang rhEGF mà ko có tham gia chitosan Những số liệu cho thấy tầm quan trọng việc thiết kế hệ mang thuốc có nguồn gốc từ F127 để có kiểm soát nhả phù hợp [28] Hình 6: Mô hình nghiên cứu Choi JS, kết thử nghiệm in vivo vết thương chuột (Nguồn: Choi JS, năm 2010) -5Footer Page 17 of 126 Header Page 18 of 126 Nghiên cứu sử dụng hoạt chất sinh học curcumin hỗ trợ chữa lành vết thương nhà nghiên cứu nước quan tâm nhiều vài năm trở lại gần Năm 2015, Yosra S.R Elnaggar Ấn Độ tạo hệ nanocucurmin mang hệ hyaluronic acid gel Kết ban đầu sau ngày điều trị mô hình động vật gây bỏng độ cho kết có khác biệt rõ rệt Tại ngày thứ 11, điều trị hệ gel chứa nanocurcumin, vết thương xuất sẹo, tốc độ lành nhanh gấp lần so với mẫu đối chứng khác [47] Hình 7: Thử nghiệm tác dụng curcumin chữa lành vết thương (Nguồn: Yosra S.R Elnaggar, năm 2015) Theo nghiên cứu giáo sư Atiyeh cộng ngành phẫu thuật thẩm mỹ phục hồi Trung tâm Khoa Y, Đại học American University of Beirut (Lebanon), tình trạng kéo dài không thuận lợi cho lành vết thương, trình viêm tiếp diễn kết việc gia tăng trình phá hủy hoại tử mô [36] Nghiên cứu Kulac đồng nghiệp năm 2013 cho việc tối ưu hoá trình lành vết thương, giảm chứng viêm kích hoạt tăng sinh tế bào mục đích việc tái tạo phần mô bị phá huỷ Theo kết nghiên cứu Mohanty đồng nghiệp công bố tạp chí Mol Pharm năm 2012, để làm giảm thời gian viêm vết thương việc sử dụng hợp chất có tính chống oxi hoá cần thiết Khi trình viêm diễn ra, thể phản ứng lại cách hình thành cục máu đông để chặn đứng máu, giãn mạch nhằm tăng lưu lượng máu đến nơi vết thương, đưa tế bào chuyên biệt bao gồm cytokines phân tử oxi hoá hydrogen peroxide, gốc tự acid hypochlorous tới để phân hủy yếu tố lạ vi khuẩn, tiêu hóa tế bào chết Tuy nhiên, chất oxi hoá cytokines lại phá huỷ tế bào hình thành Việc bôi da hợp chất có -6Footer Page 18 of 126 Header Page 19 of 126 tính chống oxi hoá cách có tính khả thi cao hiệu để chữa lành vết thương Trong số đó, curcumin công bố tác nhân đầy hứa hẹn hỗ trợ làm lành vết thương sử dụng dạng bôi, dán da Dược tính curcumin kháng oxi hoá, kháng viêm, kháng khuẩn công bố tạp chí khoa học uy tín Thêm vào đó, nghiên cứu gần cho thấy curcumine có khả thực hoạt động đa chức đích nhiều đường tế bào Theo tài liệu nghiên cứu [36],[40] curcumin dạng thô có tính kị nước cao khó hấp thụ Ngoài ra, curumin có độ tương hợp sinh học thấp với tác nhân thể, phải sử dụng lượng curcumin cao việc điều trị điều dẫn đến nguy bị ngộ độc hệ có mặt hàm lượng polyphenols cao Điều dẫn đến ý tưởng điều chế sản phẩm curcumin dạng nano Ở kích thước nano làm tăng khả hấp thu tế bào độ phân tán sinh học cucurmin [23] Tình hình nghiên cứu nước Hydrogel y sinh nhạy cảm nhiệt độ sở poly(ε–caprolactone–colactide)–poly(ethylene glycol)–poly(ε–caprolactone–co-lactide) triblock copolymers (PCLA–PEG–PCLA) tổng hợp đem khảo sát chuyển pha trong điều kiện in vitro in vivo [11] Một số nghiên cứu TS Trần Ngọc Quyển cộng Phòng Vật liệu Hóa Dược, Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, thành phố Hồ Chí Minh cho thấy vết thương phủ hydrogel tạo liên kết hóa học mạch gelatin hỗ trợ tốt trình chữa lành vết thương, loại polyme chuyển thành gel liên kết hóa học mạch geletin nên trình tổng hợp biến tính polyme phức tạp giảm cấp sinh học chậm [19-20] Nhóm nghiên cứu hệ gel chitosan–pluronic nhạy nhiệt ứng dụng cho chữa lành vết thương chưa tiến hành nghiên cứu hệ gelatin–pluronic nhạy nhiệt [34] Hiện chưa có nhóm Việt Nam giới kết hợp hydrogel gelatin-pluronic nhạy nhiệt nanocurcumin chữa lành vết thương Việc kết hợp hai thành phần có hoạt tính chữa lành vết thương tăng cường thêm hiệu điều trị -7Footer Page 19 of 126 Header Page 20 of 126 Hình 8: Chuyển nhiệt hydrogel, nanocurcumin/hydrogel composite thử nghiệm sơ hiệu chữa lành bỏng độ (Nguồn: Trần Ngọc Quyển, năm 2015) Theo kết nghiên cứu đăng Tạp chí Dược học Trần Hữu Dũng, màng gel pluronic nhạy cảm nhiệt độ sử dụng điều trị tổn thương bỏng Kết cho thấy chữa lành vết thương hở cách hiệu sử dụng giá mang phóng thích chỗ thuốc làm lành vết thương [5] Tuy nhiên, hạn chế chất gel không tạo màng lập tức, màng tạo không bền vững nhanh chóng bị bào mòn dịch từ vết thương tiết ra, không bóc dễ dàng, nên khó ứng dụng thực tế Màng pluronic không bền vững chưa gắn với vật liệu chitosan, gelatin, collagen [9] Cùng với nghiên cứu Lê Thị Thu Hương, Trường Đại học Huế chế tạo gel pluronic nhạy cảm nhiệt chứa neomycin panthenol điều trị bỏng thỏ thí nghiệm Hệ gel có chứa kháng sinh chất kích thích tăng sinh tế bào, giúp cho công tác điều trị bỏng diễn kịp thời, thuận lợi giảm đau cho bệnh nhân [7] Tuy nhiên, việc sử dụng chất kháng sinh gây tác dụng phụ không mong muốn Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Hệ hydrogel gelatin–pluronic F127 nhạy nhiệt mang nhả chậm curcumin Phạm vi nghiên cứu - Tổng hợp hydrogel nhạy nhiệt cở sở gelatin pluronic F127 quy mô phòng thí nghiệm, sử dụng phương pháp khuấy từ kết hợp với gia nhiệt cổ điển -8Footer Page 20 of 126 Header Page 21 of 126 - Phân tán nanocurcumin vào copolymer GP - Khảo sát đặc tính nhạy nhiệt khả mang nhả chậm nanocurcumin hydrogel - Khảo sát khả chữa lành vết thương sản phẩm điều kiện in vitro in vivo Mục tiêu nghiên cứu Hình 9: Khả chữa lành vết thương nCur-GP (Nguồn: Tác giả, năm 2016) Mục tiêu chung Điều chế hydrogel từ gelatin pluronic F127 nhạy cảm với nhiệt độ thể mang nhả chậm curcumin ứng dụng chữa lành vết thương Mục tiêu cụ thể Sử dụng nguồn curcumin gelatin sẵn có nước để điều chế hydrogel từ dẫn xuất gelatin nhạy cảm với nhiệt độ thể có khả mang nhả chậm curcumin Mục tiêu cụ thể Điều chế nanocucurmin hydrogel gelatin-pluronic nhạy nhiệt Mục tiêu cụ thể Đánh giá khả chữa lành vết thương sản phẩm điều kiện in vitro in vivo Nhiệm vụ nghiên cứu Tổng hợp hydrogel nhạy nhiệt cở sở gelatin pluronic F127 - Hoạt hoá pluronic F127 với chất bắt cặp NPC -9Footer Page 21 of 126 Header Page 22 of 126 - Gắn 3-amino-1-propanol vào NPC-F127-NPC - Tổng hợp hydrogel gelatin-pluronic F127 nhạy nhiệt Tổng hợp nanocurcumin hydrogel gelatin-pluronic F127 nhạy nhiệt Khảo sát hydrogel nhạy nhiệt cở sở gelatin-pluronic F127 nanocurcumin hydrogel gelatin-pluronic F127 nhạy nhiệt - Đánh giá cấu trúc copolymer NPC-F127-NPC, NPC-F127-OH, gelatinpluronic F127 nhạy nhiệt - Đánh giá tính chất hoá lý hệ gelatin-pluronic F127, nanocurcumin hydrogel gelatin-pluronic F127 nhạy nhiệt - Khảo sát kích thước hình dạng hạt nCur qua hình ảnh TEM, DLS Khảo sát đặc tính sinh học hiệu chữa lành vết thương nCur hydrogel gelatin – pluronic F127 nhạy nhiệt - Xác định hàm lượng nanocurcumin hydrogel nhạy nhiệt - Đánh giá hiệu nhả chậm nCur từ hệ - Đánh giá khả thúc đẩy tăng sinh nguyên bào sợi hệ - Kiểm tra tác dụng hệ việc chữa lành vết thương bỏng mô hình thực nghiệm chuột Phương pháp nghiên cứu Tổng hợp hydrogel nhạy nhiệt sở gelatin pluronic F127 phương pháp khuấy từ gia nhiệt Tổng hợp nCur dung dịch copolymer cách sóng siêu âm Khảo sát hydrogel nhạy nhiệt cở sở gelatin-pluronic F127 nCur hydrogel gelatin–pluronic F127 - Đánh giá cấu trúc hệ copolymer 1H-NMR - Khảo sát đặc tính nhạy nhiệt hydrogel gelatin–pluronic F127, hydrogel nCur-GP phương pháp đảo ngược ống nghiệm (inversion tube) nhiệt quét vi sai (DSC) - Khảo sát hình dạng kích thước hạt nCur thông qua hình ảnh TEM DLS -10Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 Khảo sát đặc tính sinh học hiệu chữa lành vết thương hệ nCur hydrogel gelatin–pluronic F127 nhạy nhiệt - Xác định hàm lượng nanocurcumin hydrogel phương pháp quang phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis - Đánh giá hiệu nhả chậm nanocurcumin phương pháp sử dụng màng thẩm tách phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis - Phương pháp đánh giá ảnh hưởng hệ lên tăng sinh nguyên bào sợi môi trường nuôi cấy phương pháp đo mật độ quang UV - Đánh giá hiệu hydrogel nhạy nhiệt chuột theo quy trình Bộ môn Công nghệ sinh học Sinh lý động, Trường Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh - Đánh giá mô học phương pháp nhuộm tiêu Hematoxylin-Eosin Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Sản phẩm đề tài bước hướng đến thương mại hóa sản phẩm hỗ trợ trị lành vết thương với giá rẻ phù hợp với khả kinh tế đại đa số người dân tương lai Bố cục luận văn - Phần mở đầu - Phần nội dung + Chương 1: Tổng quan + Chương 2: Thực nghiệm + Chương 3: Kết thảo luận - Kết luận – kiến nghị -11Footer Page 23 of 126 Header Page 24 of 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Phan Thị Hoàng Anh (2013), Nghiên cứu quy trình tách chiết, tổng hợp dẫn xuất xác định tính chất, hoạt tính tinh dầu curcumin từ nghệ vàng (Curcuma Long L), Luận án Tiến sĩ chuyên ngành Công nghệ Hóa học chất hữu cơ, Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh [2] Tống Nguyễn Nhật Anh, Nguyễn Đại Hải, Nguyễn Ngọc Thể, Nguyễn Thị Phương, Nguyễn Cửu Khoa, Trần Ngọc Quyển (2015), “Điều chế nanogel nhạy nhiệt Heparin-pluronic định hướng ứng dụng mang thuốc Cisplatin”, Tạp chí Hóa học, Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam [3] Phan Thị Ngọc Bích (2008), Nghiên cứu chế biến kẹo nha đam, Đồ án tốt nghiệp, Đại học Cần thơ [4] Hà Thị Cẩm Chi (2012), Khảo sát ảnh hưởng độ ẩm nồng độ gelatin đến cấu trúc keo gum xoài Luận văn tốt nghiệp - Đại học Cần Thơ [5] Trần Hữu Dũng (2014), “Ứng dụng polymer pluronic F127 nhạy cảm nhiệt điều trị tổn thương bỏng”, Tạp chí Dược học, (11), tr.54 [6] Giáo trình Vật lý trị liệu Phục hồi chức (2000), NXB Y học [7] Lê Thị Thu Hương (2014), Chế tạo Gel Pluronic nhạy cảm nhiệt chứa Neomycin Panthenol điều trị bỏng thỏ thí nghiệm, Đề tài đạt giải tài trẻ khoa học Việt Nam, Trường Đại học Y Dược Huế [8] Nguyễn Cửu Khoa (2016), Vật liệu polyme thông minh ứng dụng y sinh, NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ Hà Nội [9] Đặng Thị Minh Lụa (2015), Nghiên cứu tạo phức hệ nano tích hợp curcumin, Luận văn Thạc sĩ Khoa học, Viện Sinh thái Tài nguyên sinh vật [10] Phan Thị Trúc Mai (2012), Nghiên cứu quy trình sản xuất gelatin da cá tra phương pháp kiềm, Đồ án tốt nghiệp Đại học, Đại học Cần Thơ -73Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 [11] Huỳnh Đại Phú (2013), “Hydrogel y sinh nhạy cảm nhiệt độ sở poly(ε caprolactone-co-lactide)– poly(ethylene glycol)–poly(ε -caprolactone– co-lactide) triblock copolymers (PCLA–PEG–PCLA)”, Tạp chí Hóa học, (4AB) tr.422-428 [12] Nguyễn Thị Phương (2015) Nghiên cứu tổng hợp vật liệu cấy ghép tái tạo xương sở hydrogel composite sinh học gồm Bipháic Calcium Phosphate Polymer sinh học (gelatin, chitosan), Luận án tiến sĩ Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học Vật liệu ứng dụng - Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, Thành phố Hồ Chí Minh [13] Hoàng Dương Thanh (2014), Tổng hợp vật liệu polyme dạng hydrogel nhạy nhiệt, Luận án tiến sĩ Hoá học, Viện Hóa học-Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, Hà Nội [14] Nguyễn Thị Diệu Thuần (2015), Nghiên cứu thành phần hóa học khảo sát hoạt tính sinh học loài xáo leo (Paramignya Scandens (Griff.) Craib) Lâm Đồng, Luận án tiến sĩ Hoá học, Viện Hàn Lâm Khoa Học công nghệ Việt Nam Tiếng Anh [15] A A Barba, M d’Amore, M Grassi, S Chirico, G Lamberti, G Titomanlio (2009) Investigation of Pluronic© F127–Water solutions phase transitions by DSC and dielectric spectroscopy J Appl Polym Sci, 114(2), pp.688 [16] A.H El Kamel, Int J Pharm (2002), In vitro and in vivo evaluation of pluronic F127-based ocular delivery system for timolol maleate, (241), pp.47–55 [17] Alexandridis, P., Hatton, T.A (1995) Poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide)-poly(ethylene oxide) block copolymer surfactants in aqueous solutions and at interfaces: thermodynamics, structure, dynamics, and modeling Colloids Surf A Physicochem Eng Asp, (96), pp.1–46 [18] Bich T N Thi, Le Hang Dang Thanh T N Thi et al (2016), Green processing of thermosensitive nanocurcumin-encapsulated chitosan hydrogel towards biomedical application Green Processing and synthesis (In press) [19] Dai Hai Nguyen, Ngoc Quyen Tran Cuu Khoa Nguyen (2013), “Tetronicgrafted chitosan hydrogel as an injectable and biocompatible scaffold for biomedical applications”, Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition -74Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 [20] Dang Quang Dung, Nguyen Cuu Khoa, Tran Ngoc Quyen (2015), “Injectable gelatin-based hydrogels for tissue sealant”, Journal of Chemistry [21] Dong Hwa Kim, Su - Jin Heo, Jung – Woog Shin, and Chi Woong Mun (2010), Preparation of Thermossensitive Gelatin – Pluronic Copolymer for Cartilage Tissue Engineering, Macromolecularn Research, Vol 18, No 4, pp.387-391 [22] Enas M.Ahmed, 2015 Hydrogel: preparation, characterization and applications Journal of advanced research, (6), pp.105-121 [23] Feng SS (2004), Nanoparticles of biodegradable polymers for new concept chemotherapy Expert Rev Med Devices, 1(1), pp.15–25 [24] G Leoni, P-A Neumann, R Sumagin, T L Denning A Nusrat (2015), “Wound repair: role of immune–epithelial interactions”; Mucosal Immunology, (8), pp.959-968 [25] Guoming Sun, Xianjie Zhang, Yu-I Shen, Raul Sebastianb, Laura E Dickinson, Karen Fox-Talbot, Maura Reinblatt, Charles Steenbergen,John W Harmon, and Sharon Gerecht (2011), “Dextran hydrogel scaffolds enhance angiogenic responses and promote complete skin regeneration during burn wound healing”, Proc Natl Acad Sci USA, 108(52), pp.76-81 [26] HG Schild (1992), Poly (N-isopropylacrylamide): experiment, theory and application Prog Polym Sci, (17), pp.163–249 [27] Jagetia GC, Rajanikant GK (2012), Acceleration of wound repair by curcumin in the excision wound of mice expose to different doses of fractionated gamma radiation, Int Wound J, Vol.9, pp.76-92 [28] Ji Suk Choi, Hyuk Sang Yoo (2010), “Pluronic/chitosan hydrogels containing epidermal growth factor with wound-adhesive and photo-crosslinkable properties”, Journal of Biomedical Materials Research Part A, 95(2), pp.73-564 [29] Jia WJ, Liu JG, Zhang YD et al (2007), Preparation, characterization, and optimization of pancreas-targeted 5-Fu loaded magnetic bovine serum albumin microspheres J Drug Target, (15), pp.45-140 -75Footer Page 26 of 126 Header Page 27 of 126 [30] Jong Hoon Choi, Yoon Ki Joung, Jin Woo Bae, Jang Won Choi, Tran Ngoc Quyen and Ki Dong Park (2011), Self-Assembled Nanogel of PluronicConjugated Heparin as a Versatile Drug Nanocarrier, Macromolecular Research, 19(2), pp.180-188 [31] Kalia, S and Avérous L., (2011), Biopolymers: biomedical and environmental applications [32] Kant V, Gopal A, Kumar D, Gopalkrishnan A, Pathak NN, Kurade NP, Tandan SK, Kumar D (2014), “Topical pluronic F-127 gel application enhances cutaneous wound healing in rats”, Acta Histochem, 116(1), pp.5-13 [33] Kulac M, Aktas C, Tubulas F, et al (2013) The effect of topical treatment with curcumin on burn wound healing in rats, J Mol Histo, Vol 44, pp.83-90 [34] Le Hang Dang and Ngoc Quyen Tran (2015), Preparation of Nanocurcumin In Thermosensitive Chitosan Pluronic Copolymer Towards Biomedical Application, Institute of Research and Development, Duy Tan University, Da Nang City 550000, Vietnam Institute of Applied Materials Science, Vietnam Academy of Science and Technology, Ho Chi Minh City 70000, Vietnam [35] Li H, Yang J, Hu X, Liang J, Fan Y, Zhang X (2011), “Superabsorbent polysaccharide hydrogels based on pullulan derivate as antibacterial release wound dressing”, J Biomed Mater Res A, 98(1), pp.9-31 [36] Liang S, Hong-Fang J (2012), The pharmacology of curcumin: is it the degradation products, J Mol Med., doi, (10), pp.1016 [37] Mariod, A.A and Adam, H.F., (2013), Review: gelatin, source, extraction and industrial applications, Acta Scientiarum Polonorum Technol Aliment, pp.135-147 [38] Mazaki, T., Shiozaki, Y, et al., (2014), A novel, visible light-induced, rapidly crosslinkable gelatin scaffold for osteochondral tissue engineering, Scientific report [39] Mortensen K PEO-PPO-PEO (1993), triblock copolymer in aqueous-solution - micelle formation and crystallization, J Phys Iv, (3), pp.157–160 [40] Naksuriya O, Okonogi S, Schiffelers RM, Hennink WE (2014), Curcumin nanoformulations: a review of pharmaceutical properties and preclinical studies and clinical data related to cancer treatment Biomaterials, (35), pp.83- 3365 -76Footer Page 27 of 126 Header Page 28 of 126 [41] Ngoc Quyen Tran, Yoon Ki Joung, Eugene Lih, Kyung Min Park, Ki Dong Park (2011), RGD-Conjugated In Situ Forming Hydrogels as Cell-Adhesive Injectable Scaffolds, Macromolecular Research, Vol 19, No 3, pp.300-306 [42] Nhat-Anh N Tong, Thi Phuong Nguyen, Cuu Khoa Nguyen, Ngoc Quyen Tran (2016), “Aquated Cisplatin and Heparin-Pluronic Nanocomplexes Exhibiting Sustainable Release of Active Platinum Compound and NCI-H460 Lung Cancer Cell Anti-proliferation”, Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition, ISSN: 0920-5063, pp.1568-5624 [43] NT Southall, KA Dill and ADJ Haymet (2002), A view of the hydrophobic effect J Phys Chem B, 106(3), pp.33-521 [44] Omidian, H and K Park (2012), Fundamentals and applications of controlled release drug delivery, Springer, New York, (4), pp.75–106 [45] Saeed Heidari-Keshel and Cs (2013), “Design of Intelligent Polymer of Gelatin – Poly N – N-isopropylacrylamide under Gamma radiation for Cellular application”, Journal of Reports in Pharmaceutical Sciences, 2(2), pp.171-178 [46] Suhaili Shamsi B.Sc (Hons), (2015), Development and evaluatant of curcumin loaded Pluronic F127 nanoformulation, University of Western Australia School of Medicine and Pharmacology [47] WM El-Refaie, YSR Elnaggar, MA El-Massik, OY Abdallah (), “Novel curcumin-loaded gel-core hyaluosomes with promising burn-wound healing potential: Development, in-vitro appraisal and in-vivo studies”, International journal of pharmaceutics, 486(1), pp.88-98 Trang mạng [48] “Nacurgo băng vết thương”, http://nacurgo.com/vi/nacurgo.pd/nacurgo-bangvet-thuong-dang-xit-tao-mang-sinh-hoc-sieu-thoang, Ngày truy cập: 25/10/2016 [49] “Vết thương tự lành - Phòng khám đa khoa Yecxanh”, https://www.youtube.com/watch?v=VVzIKxnOEp4, Ngày truy cập: 26/10/2016 -77Footer Page 28 of 126 ... Xuất phát từ sở khoa học thực tiễn trên, tiến hành thực đề tài: Nghiên cứu điều chế hydrogel nhạy cảm với nhiệt độ thể từ dẫn xuất gelatin để mang nhả chậm curcumin ứng dụng chữa lành vết thương ... cụ thể Sử dụng nguồn curcumin gelatin sẵn có nước để điều chế hydrogel từ dẫn xuất gelatin nhạy cảm với nhiệt độ thể có khả mang nhả chậm curcumin Mục tiêu cụ thể Điều chế nanocucurmin hydrogel. .. Khả chữa lành vết thương nCur-GP (Nguồn: Tác giả, năm 2016) Mục tiêu chung Điều chế hydrogel từ gelatin pluronic F127 nhạy cảm với nhiệt độ thể mang nhả chậm curcumin ứng dụng chữa lành vết thương