Nghiên cứu hệ vận chuyển thuốc trên cơ sở hạt micro nano chitosan và vật liệu hydrogel y sinh nhạy nhiệt độ nhạy pH

OS-PLA 1750 -PEG 1750 -PLA 1750 -OS (P-2.6)

Sự khác biệt so với ban đầu là gel có hiện tượng trương với màu sắc vàng đặc trưng của pentablock hydrogel bị nhạt lại. Dự đoán quá trình phân hủy oligomer mserine xảy ra trước nên màu sắc của P-2.6 bị ảnh hưởng. Tuy nhiên, gel rất ổn định. Sự có mặt của OS được gắn kết vào PLA làm cho hydrogel T-2.6 tăng thành phần kị nước, cấu trúc tăng độ gắn kết hơn nên khó phân hủy. Kết quả phổ 1H NMR của P-2.6 phân hủy in vitro sau 1 tháng trên hình 3.28, tỉ lệ cường độ các đỉnh proton của vòng thơm trong cấu trúc OS so với đỉnh proton đặc trưng. cho PEG và PLA giảm đi rất nhiều so với ban đầu. Hình 3.29 Độ đa phân tán của P-2.6 theo GPC: a) Chưa phân hủy, b) Phân hủy 1 tháng Các kết quả trên chứng minh dự đoán sự phân hủy pentablock copolymer diễn ra ban đầu bởi các oligomer nhạy pH là hoàn toàn có cơ sở. Tuy nhiên, chitosan có DD rất cao (trên 90%) khả năng tan trong acid bị hạn chế do sự hình thành liên kết hydro liên phân tử giữa các nhóm –NH2 và – OH tốt, tăng độ kết tinh nên khó tan được trong dung dịch acid acetic. Với giá trị DD (76,13%) cao, khả năng kết tinh tốt do mạch polymer chitosan tạo điều kiện cho sự sắp xếp các nhóm chức hóa học có sự hình thành các liên kết hydro nội phân tử, tạo độ gắn kết tốt trong cấu trúc.

Dựa theo các tài liệu [15], [61], [62], nếu giọt dung dịch polymer ở trạng thái phun hình côn (single cone) và tốc độ ổn định thì kết quả thu được các hạt có dạng hình cầu, riêng rẽ nên đây cũng bước cảm quan đầu tiên để lựa chọn điều kiện thu mẫu. Theo quan sát, nếu nồng độ acid acetic được lựa chọn thấp (dưới 50%) khi hòa tan thì khả năng tạo hạt bằng phương pháp electrospraying không tốt do dung dịch dẫn điện tích cao, sức căng bề mặt cao nên quá trình phun hạt ở dạng mutil – jet (đầu phun phân ra nhiểu hạt nhỏ, không đồng đều) hay tốc độ nhanh làm dung môi bay hơi không kịp trên quãng đường di chuyển. Sau khi lựa chọn nồng độ chitosan và nồng độ acid acetic thích hợp, phương pháp electrospraying cần tối ưu thông số hiệu điện thế và khoảng cách giữa đầu kim với màng thu để thu hạt có đầu phun dạng côn.

Cùng nồng độ chitosan 0,2% nhưng trong acid acetic 80% có độ nhớt nhỏ hơn và độ dẫn điện cao hơn, khi tăng khoảng cách thu lên 12 cm với điện thế 9 kV đầu phun không tạo được dạng nón mà tạo dạng dripping do lực điện trường thấp, nhưng với điện thế 12 kV hạt thu được có hình tròn đẹp, đều ở hình 3.45b. Các kết quả nghiên cứu này cho thấy, đối với chitosan có khối lượng phân tử lớn, giá trị DD cao (75%-80%) và độ kết tinh cao thì ưu tiên tạo dung dịch polymer có độ nhớt thấp (nồng độ thấp) để phun tạo hạt nano bằng phương pháp electrospraying. Để đánh giá khả năng dẫn truyền thuốc thích hợp, các hệ vật liệu được khảo sát bao gói in vitro các dạng thuốc mẫu bao gồm thuốc kị nước (ibuprofen, ceftiofur HCl) và thuốc ưu nước (paracetamol, exendin-4).

Riêng trong 24 giờ đầu, tốc độ nhả nhanh không theo quy luật phân hủy là do lượng thuốc nằm trờn bề mặt, khụng bao gúi trong lừi micelle hoặc do độ bền gel của hydrogel T-2.6 bị ảnh hưởng khi có mặt thuốc. Qua đó cho thấy, có thể thuốc chỉ phủ bên ngoài chitosan nên đối với hệ dẫn truyền này cần phải có sự gắn kết hóa học giữa thuốc với chất dẫn truyền thì khả năng giữ thuốc mới nhiều và nhả thuốc mới đạt hiệu quả. Qua các thí nghiệm với mô hình thuốc ưa nước paracetamol cho thấy hệ hydrogel từ triblock hay pentablock copolymer và hạt micro-nano chitosan đều có nhược điểm nhả thuốc nhanh ban đầu nên ý tưởng kết hợp hai hệ này có thể kéo dài thời gian nhả thuốc và tránh bùng nổ thuốc ban đầu bởi các liên kết hydro giữa các nhóm chức trên chitosan và hydrogel sẽ làm bền cơ hệ hơn.

Khi tiến hành tạo hạt chitosan/copolymer chứa thuốc paracetamol, phổ XRD của vật liệu cũng tương tự như mẫu chitosan/copolymer hình 3.63, nhưng đỉnh tinh thể sắc nét hơn gợi ý sự tương tác mạnh giữa nhóm chức của chitosan, PLA và thuốc. Để so sánh khả năng nhả thuốc của hệ hạt micro-nano chitosan, hydrogel P-2.6 và hệ kết hợp thì đầu tiên hạt chitosan bao thuốc exendin-4 được tổng hợp bằng phương pháp electrospraying với nồng độ exendin-4 là 5% so với khối lượng chitosan. Chitosan có DD cao (76,13%), độ kết tinh trung bình (60%), khối lượng phân tử lớn nên phù hợp nồng độ chitosan thấp, độ nhớt thấp và dung môi acid nồng độ cao, có sức căng dung dịch thấp sẽ dễ dàng điều chỉnh đầu côn Taylor tạo hạt chitosan tròn, đều.

Trong khi đó, khả năng bao thuốc, nhả thuốc kị nước (ceftiofur hydrochloride) và thuốc ưa nước (paracetamol) của hạt micro-nano chitosan đều có kết quả LC và EE không cao do không có sự tương tác giữa thuốc và chitosan. Quan trọng nhất mà đề tài hướng đến là kéo dài thời gian nhả thuốc ưa nước exendin-4, loại thuốc trị bệnh tiểu đường tuýp 2 được thực hiện bằng hệ kết hợp hạt micro-nano chitosan chứa thuốc phân tán trong hydrogel nhạy nhiệt, nhạy pH P-2.6.