Nghiên cứu chế tạo sợi nano micro poly lactic acid có chứa thuốc paclitaxel bằng phương pháp electro spinning

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oooo TRẦN HOÀI KHANG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO SỢI NANO-MICRO POLY LACTIC ACID CÓ CHỨA THUỐC PACLITAXEL BẰNG PHƢƠNG PHÁP ELECTRO SPINNING Chuyên ngành: Vật liệu cao phân tử tổ hợp LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh, tháng 8/2013 CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hƣớng dẫn khoa học: TS HUỲNH ĐẠI PHÚ Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ trƣờng Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày 09 tháng năm 2013 Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: GS.TS NGUYỄN HỮU NIẾU PGS.TS NGUYỄN ĐẮC THÀNH PGS.TS NGUYỄN CỬU KHOA TS HUỲNH ĐẠI PHÚ TS LA THỊ THÁI HÀ Xác nhận chủ tịch hội đồng đánh giá Luận văn Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn đƣợc sửa chữa Chủ tịch hội đồng đánh giá LV PGS.TS NGUYỄN ĐẮC THÀNH Bộ môn quản lý chuyên ngành TRƢỜNG ĐH BÁCH KHOA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Độc lập – Tự – Hạnh Phúc   NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRẦN HOÀI KHANG Phái: Ngày, tháng, năm sinh: 09/10/1984 Nơi sinh: Tây Ninh Chuyên ngành: Vật liệu cao phân tử tổ hợp MSHV: 11030692 I Nam Tên đề tài NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO SỢI NANO-MICRO POLY LACTIC ACID CÓ CHỨA THUỐC PACLITAXEL BẰNG PHƢƠNG PHÁP ELECTROSPINNING II Nhiệm vụ nội dung Chế tạo sợi polylactic acid phương pháp Electrospining có kích thước NanoMicro Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến kích thước sợi, nồng độ, lưu lượng bơm, khoảng cách collector tip, hiệu điện từ lựa chọn thơng số cho việc tạo sợi có chứa thuốc paclitaxel Chế tạo sợi PLA có chứa thuốc paclitaxel có kích thước Nano-Micro Kiểm tra đánh giá hình thái bề mặt kích thước sợi Phân tích định tính định lượng thuốc Paclitaxel, kiểm tra độ sợi III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày bắt đầu thực LV ghi QĐ giao đề tài): IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V CÁN BỘ HƢỚNG DẪN : TS HUỲNH ĐẠI PHÚ Tp Hồ Chí Minh, ngày … Tháng ….năm 2013 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN TS HUỲNH ĐẠI PHÚ CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy TS Huỳnh Đại Phú, tận tình hƣớng dẫn tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt luận văn Em xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô khoa Công nghệ Vật liệu trƣờng Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh tận tình giảng dạy truyền đạt cho em kiến thức suốt khóa học Sau em xin cảm ơn sâu sắc đến gia đình tất ngƣời bạn bên cạnh động viên, chỗ dựa vững vật chất lẫn tinh thần để em yên tâm hoàn thành tốt luận văn thời gian qua Trân trọng TP.Hồ Chí Minh, tháng năm 2013 Người viết Trần Hoài Khang Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn thực chế tạo sợi nano-micro Polylactic acid có chứa Paclitaxel qua giai đoạn đánh giá kết nhƣ sau Giai đoạn 1 Chế tạo sợi PLA phƣơng pháp Electrospining có kích thƣớc Nano-Micro với hệ dung môi Chloroform/Acetone Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến kích thƣớc sợi (Nồng độ, lƣu lƣợng bơm, khoảng cách collector tip, hiệu điện thế) từ lựa chọn thơng số cho việc tạo sợi có chứa thuốc paclitaxel Giai đoạn Chế tạo sợi PLA có chứa thuốc paclitaxel có kích thƣớc Nano-Micro với hệ dung môi Chloroform/Acetone Kiểm tra đánh giá hình thái bề mặt kích thƣớc sợi Phân tích định tính định lƣợng thuốc Paclitaxel Kiểm tra độ sợi (hàm lƣợng dung môi sợi) Các sản phẩn sợi PLA có khơng chứa Paclitaxel đƣợc kiểm tra đánh giá hình thái bề mặt kích thƣớc sợi kính hiển vi điện tử quét (SEM) Sản phẩm sợi PLA có chứa Paclitaxel đƣợc phân tích định tính định lƣợng sắc ký lỏng cao áp (HPLC) Độ sợi PLA có chứa Paclitaxel đƣợc kiểm tra sắc ký khí (GC) Trang i Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú MỤC LỤC Trang Đề mục Nhiệm vụ luận văn thạc sĩ Lời cảm ơn Tóm tắt luận văn i Mục lục ii Danh mục hình ảnh vii Danh mục bảng biểu xi Các chữ viết tắt xii Đặt vấn đề xiii CHƢƠNG I TỔNG QUAN 1 SỢI NANO POLYMER ELECTROSPUN .1 1.1 Giới thiệu 1.2 Những ứng dụng sợi nano polymer Electrospun 1.2.1 Ứng dụng y học .3 1.2.1.1 Cấu trúc khung (scaffold) 1.2.1.2 Chất dẫn thuốc 1.2.1.3 Băng vết thƣơng (Wound Dressing) .5 1.2.2 Ứng dụng lĩnh vực khác 1.2.2.1 Màng lực (Affinity Membranes) 1.2.2.2 Thiết bị cảm ứng 1.2.2.3 Pin polymer .10 PHƢƠNG PHÁP ELECTROSPINNING .11 Trang ii Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú 2.1 Nguyên tắc tạo sợi .11 2.2 yếu tố ảnh hƣởng đến sợi Electrospun 15 2.2.1 Dung dịch polymer .15 2.2.1.1 Ảnh hƣởng nồng độ 15 2.2.1.2 Hệ dung môi 17 2.2.1.3 Điện dẫn suất 19 2.2.1.4 Sức căng bề mặt 20 2.2.1.5 Hằng số điện môi ε 22 2.2.1.6 Độ bay 24 2.2.2 Ảnh hƣởng thông số thiết bị 25 2.2.2.1 Môi trƣờng .25 2.2.2.2 Collector 26 2.2.2.3 Điện áp áp đặt 26 2.2.2.4 Tốc độ cấp liệu 27 2.2.2.5 Đầu mao dẫn (tip) 28 2.2.2.6 Khe hở (L) .31 2.3 Một số loại polymer thông dụng kỹ thuật electrospinning 31 THUỐC PACLITAXEL 33 3.1 Giới thiệu 33 3.2 Lịch Sử nghiên cứu .34 3.3 Cấu tạo 35 3.4 Cơ chế tác động Paclitaxel 36 3.5 Các phƣơng pháp tổng hợp 39 3.5.1 Tổng hợp phƣơng pháp hóa học 39 Trang iii Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú 3.5.2 Nuôi cấy tế bào Taxus 41 3.5.3 Bán tổng hợp từ DAB 42 3.6 Khả hòa tan Paclitaxel dung môi 43 3.7 Ứng dụng hợp chất Paclitaxel (Taxol) điều trị bệnh ung thƣ .44 3.7.1 Ung thƣ buồng trứng 44 3.7.2 Các loại khối u khác 47 POLY LACTIC ACID 48 4.1 Lịnh sử trình tổng hợp PLA 48 4.2 Khả phân huỷ PLA 49 4.3 Các phƣơng pháp điều chế PLA 49 4.3.1 Phƣơng pháp ROP .51 4.3.2 Phƣơng pháp trùng ngƣng AL dung dịch có kèm theo tách loại nƣớc 51 4.3.3 Phƣơng pháp nối mạch PLA có phân tử khối thấp thành PLA có phân tử khối lớn tác nhân kéo dài mạch thích hợp (PLA biến tính) 52 4.3.3.1 PLA biến tính sở LA 1,4 dihydro benzoic axit 52 4.3.3.2 PLA biến tính sở LA Mandelic axit 53 4.3.3.3 PLA biến tính sở LA với Methylen diphenyl diisocyanate (MDI) 54 4.3.3.4 PLA biến tính sở LA với Maleic anhydrite 55 4.4 Ứng dụng PLA 55 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ SỢI ELETROSPUN POLYLACTIC ACID TRÊN THẾ GIỚI 56 Trang iv Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú CHƢƠNG QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 58 2.1 MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM 58 2.2 Hóa chất thiết bị thí nghiệm 58 2.2.1 Hóa Chất 58 2.2.1.1 Polylactic acid .58 2.2.1.2 Paclitaxel 59 2.2.1.3 Chloroform 61 2.2.1.4 Acetone .61 2.2.2 Thiết bị thí nghiệm 62 2.3 Qui trình thực nghiệm 63 2.3.1 Chế tạo sợi PLA có kích thƣớc Nano-Micro, khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến kích thƣớc sợi .63 2.3.2 Chế tạo sợi PLA kích thƣớc Nano-Micro có chứa thuốc paclitaxel 65 2.4 Các phƣơng pháp phân tích 66 2.4.1 Quan sát hình thái bề mặt sợi SEM 66 2.4.2 Phân tích định tính định lƣợng HPLC 66 2.4.3 Kiểm tra hàm lƣợng dung môi sợi GC (Sắc kí khí) 67 Chƣơng III KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 68 3.1 Chế tạo Sợi PLA không chứa Paclitaxel .68 3.1.1.Hiện tƣợng kéo giọt .68 3.1.2.Hiện tƣợng tạo hạt sợi 72 3.1.3.Ảnh hƣởng khoảng cách phun đến kích thƣớc sợi: 76 3.1.4.Ảnh hƣởng điện đến kích thƣớc sợi 78 Trang v Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú 3.1.5 Ảnh hƣởng nồng độ đến kích thƣớc sợi: 80 3.1.6 Ảnh hƣởng lƣu lƣợng phun đến kích thƣớc sợi: .82 3.2 Chế tạo sợi PLA có chứa thuốc Paclitaxel 84 3.2.1 Quan sát hình thái sợi .86 3.2.2 Khảo sát hình thái phân bố thuốc .90 3.2.3 Phân tích định tính định lƣợng 91 3.2.3.1 Phân tích định tính 91 3.2.3.2 Phân tích định lƣợng 93 3.2.4 Phân tích độ sợi 94 Chƣơng IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96 4.1 Kết luận 96 4.2 Kiến nghị 96 Tài liệu tham khảo Phụ lục Lý lịch trích ngang Trang vi Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú C=3.5%, Q=6 ml/h, L=20 cm U=22 KV C=3.5%, Q=6 ml/h, L=25 cm U= 22 KV Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú C=4%, Q=6 ml/h, L=25 cm U= 22 KV C=4%, Q=6 ml/h, L=25 cm U= 22 KV Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú C=4%, Q=6 ml/h, L=25 cm U= 22 KV C=4%, Q=6 ml/h, L=25 cm U= 22 KV Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú C=4%, Q=6 ml/h, L=25 cm U= 22 KV C=4%, Q=6 ml/h, L=25 cm U= 22 KV Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú C=4%, Q=6 ml/h, L=25 cm U= 22 KV C=4%, Q=6 ml/h, L=25 cm U= 22 KV Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú C=4%, Q=6 ml/h, L=25 cm U= 22 KV C=4%, Q=6 ml/h, L=25 cm U= 22 KV Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú C=3.5%, Q=10 ml/h, L=25 cm U= 22 KV C=4%, Q=6 ml/h, L=25 cm U= 22 KV Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú C=4%, Q=6 ml/h, L=25 cm U= 22 KV C=4%, Q=6 ml/h, L=25 cm U= 22 KV Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú C=4%, Q=2 ml/h, L=25 cm U= 22 KV C=4%, Q=2 ml/h, L=25 cm U= 22 KV Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú C=3.5%, Q=6 ml/h, L=15 cm U= 14 KV C=3.5%, Q=6 ml/h, L=10 cm U= 19 Kv Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú C=3.5%, Q=6 ml/h, L=15 cm U= 22 KV C=3.5%, Q=6ml/h, U=22KV, L=15cm, 10% Paclitaxel Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú C=3.5%, Q=6 ml/h, L=15 cm U= 22 KV, 10%Paclitaxel C=3.5%, Q=6 ml/h, L=20 cm U=22 KV, 10% Paclitaxel Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú C=3.5%, Q=6 ml/h, L=25 cm U= 22 KV.10%Paclitaxel C=3.5%, Q=6 ml/h, L=15 cm U= 14 KV,10%Paclitaxel Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú C=3.5%, Q=6 ml/h, L=15 cm U= 19 Kv, 10%Paclitaxel C=3.5%, Q=6 ml/h, L=15 cm U= 22 KV,10% Paclitaxel Luận văn thạc sỹ GVHD: TS Huỳnh Đại Phú ... tài NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO SỢI NANO- MICRO POLY LACTIC ACID CÓ CHỨA THUỐC PACLITAXEL BẰNG PHƢƠNG PHÁP ELECTROSPINNING II Nhiệm vụ nội dung Chế tạo sợi polylactic acid phương pháp Electrospining có. .. Luận văn thực chế tạo sợi nano- micro Polylactic acid có chứa Paclitaxel qua giai đoạn đánh giá kết nhƣ sau Giai đoạn 1 Chế tạo sợi PLA phƣơng pháp Electrospining có kích thƣớc Nano- Micro với hệ... 2.3.1 Chế tạo sợi PLA có kích thƣớc Nano- Micro, khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến kích thƣớc sợi .63 2.3.2 Chế tạo sợi PLA kích thƣớc Nano- Micro có chứa thuốc paclitaxel 65 2.4 Các phƣơng pháp