Sự kém hiệu quả của thuốc uống thông thường trong việc kiểm soát tốc độ quá trình nhả thuốc đã đặt ra nhiều quan tâm nghiên cứu trong lĩnh vực vật liệu phân phối thuốc (drug delivery). Các vật liệu dẫn thuốc đã được phát triển bao gồm các hệ thống dựa trên polymer, liposome, zeolit microporous, mesoporous silicon, và các vật liệu mesoporous khác. Về cơ bản, các hệ phân phối thuốc được phân loại thành hệ vô cơ và hữu cơ. Hệ hữu cơ có ưu điểm là có khả năng tương thích sinh học cao trong giải rộng, có các khả năng hấp thu nhiều loại thuốc, tuy nhiên cơ chế nhả thuốc có kiểm soát còn nhiều vấn đề cần giải quyết. Trái lại, các vật liệu vô cơ cho phép kiểm soát nhả thuốc tốt hơn do cấu trúc xốp trật tự của chúng, nhưng có yếu điểm là lượng mang thuốc còn thấp. Hầu hết các vật liệu dẫn thuốc vô cơ đều có cấu trúc xốp dạng mesoporous, nó cho phép chứa và phân phối thuốc, các vật liệu có cấu trúc lỗ xốp nhỏ loại microporous thì hầu như không đủ kích thước cần thiết cho mang thuốc. Là vật liệu lai vô cơ-hữu cơ, MOF cho thấy chúng là vật liệu mang thuốc tối ưu nhờ việc có thể điều chỉnh được các nhóm chức năng và kích thước lỗ. Như vậy MOF có thể tận dụng được cả hai ưu điểm của vật liệu vô cơ và
28
hữu cơ về khả năng mang thuốc, nhả thuốc có kiểm soát, tính tương thích sinh học, tuy nhiên yêu cầu khó khăn nhất là phải chế tạo được MOF có kích thước lỗ lớn vì đa số loại MOF là dạng microporous kích thước nhỏ, hạn chế phạm vi sử dụng, khó mang thuốc có kích thước phân tử lớn. Các vật liệu khung cơ kim loại MIL-100 và MIL-101 cho thấy khả năng ứng dụng tốt trong lĩnh vực này do chúng có kích thước lỗ lớn 25-29 Å đối với MIL-100, và 29-34 Å đối với MIL-101. MIL-100 có khả năng mang 0.35 g Ibuprofen/g, trong khi MIL-101 mang được 1.4 Ibuprofen/g, điều này được giải thích bởi kích thước của Ibuprofen (6x10.3 Å ) là vừa với cửa sổ hình năm cạnh và sáu cạnh của MIL-101, nhưng khó chui lọt qua cửa sổ năm cạnh nhỏ hơn của MIL-100. Một số vật liệu MOF có cấu trúc khung có thể giãn nở được như loại MIL-53 (Hình 1.14), cấu trúc khung mở rộng khi ở nhiệt độ cao, cũng được quan tâm nghiên cứu làm vật liệu dẫn thuốc [16].
Hinh 1.14: Hiệu ứng “thở” và kích thƣớc lỗ của MIL-53(Cr) khi hấp phụ và nhả hấp phụ ở nhiệt độ cao (Ibu= ibuprofen)
Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu cho thấy MOF chứng tỏ là một ứng cử viên thích hợp làm vật liệu dẫn thuốc, nhưng vẫn cần có các nghiên cứu kỹ lưỡng hơn nhằm hiện thực hóa tiềm năng sử dụng của chúng. Cho đến hiện nay, ngày càng có nhiều cấu trúc MOF loại mesoporous có kích thước lỗ lớn được chế tạo ra, điều này đã cho thấy hướng nghiên cứu ứng dụng MOF làm vật liệu dẫn thuốc là rất có triển vọng.