2.
1.2. ỨNG DỤNG
1.2.3.1. Họ MIL (Vật liệu của viện Lavoiser)
MOF được cho là chất rắn rất quan trọng bởi các ứng dụng tiềm năng như lưu trữ khí, hấp phụ, và phân ly. Tuy nhiên, hầu hết trong số đó là microporous (đường kính lỗ < 2 nm), và kích thước nhỏ của các khoang gây ra một số nhược điểm bao gồm tỉ lệ khuếch tán thấp và không hiệu quả trong dẫn truyền thuốc. Để khắc phục vấn đề lớn này, một phương pháp mới đã được phát triển để có được mao quản (đường kính lỗ từ 2 đến 50 nm) với lỗ rỗng lớn hơn.
Nhóm MOF thích hợp đầu tiên được nghiên cứu như một hệ thống phân phối thuốc tiềm năng là họ MIL (Vật liệu của Viện Lavoisier), được tìm ra bởi Ferey và các cộng sự [65]. Họ MIL của MOF là sự kết hợp của các kim loại trung tâm hóa trị III và các liên kết phối tử cacboxylic. Họ MIL đưa ra một hứa hẹn lớn trong việc phân phối thuốc vì đặc điểm hấp dẫn của nó: kích thước lỗ lớn (25-34 Å), diện tích bề mặt lớn (3100-5900 m2/g) mà không mất bất kỳ tinh thể nào sao khi loại dung môi và khả năng kết hợp các nhóm chức năng vào khung.
Ferey và đồng nghiệp đã nghiên cứu khả năng lưu trữ và phóng thích của ibuprofen với crom dựa vào MIL-101 và MIL-100. Chúng được tổng hợp từ ba kim loại dạng bát diện và hai hoặc ba carboxylic acid. Họ MOFs này có cơng thức M
OX(H2O)2Ln, p H2O (MIII = Cr, X = F, OH) với L = 1,3,5-benzene tricarboxylic acid (BTC) hoặc trimesic acid và n=2 là MIL-100 ; với L=1,4-benzene dicarboxylic acid (BDC) hoặc terephthalic acid và n=3 là MIL-101 [66].
Hình 1.4 Sự hình thành của MIL-100 hoặc MIL-101
Ibuprofen (Ibu) được hấp thụ bởi các vật liệu bột khan từ dung dịch hexane, và lượng hấp phụ được xác định bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA), phổ UV/Vis, phân tích nguyên tố, và huỳnh quang tia X, sự hiện diện của Ibuprofen
được xác định bằng phổ IR. Ảnh hưởng của vật liệu hấp phụ, tỉ lệ Ibuprofen/vật liệu, thời gian ngâm, và lượng chất thấm trên số lượng thuốc hấp phụ được khảo sát.
Cả hai vật liệu cho thấy khả năng tải ibuprofen cao, với 0,347 g ibuprofen /g MOF cho MIL-100 và 1,376 g ibuprofen /g MOF cho MIL-101. Khác biệt rất lớn trong việc truyền thuốc giữa hai vật liệu là do các kích thước lỗ rỗng của các vật liệu; MIL- 101 có số lượng lỗ rỗng là 12700 và đường kính lỗ là 20600 Å (tương tự là 8200 và 12700 Å cho MIL-100). Những kết quả này rất quan trọng vì chỉ với lượng rất nhỏ vật liệu có thể lưu trữ một lượng lớn thuốc.
Hình 1.5 Phổ XRD của MIL-100 và MIL-101[66]
Phân tích XRD trên các vật liệu cho thấy cấu trúc của nó có thể giữ lại thuốc sau khi hấp phụ. Hơn nữa, thực hiện hấp phụ N2 sau khi kết hợp cho thấy hầu như khơng cịn khoảng trống. Do đó, loại thuốc này hồn tồn chứa đầy các lỗ rỗng và chặn các cửa sổ của khoang, nên nitơ không thể vào.
Động học của việc phân phối Ibuprofen để mô phỏng dịch cơ thể (SBF) [67] ở 37oC và được khuấy liên tục cũng đã được nghiên cứu. Phân phối ibuprofen sử dụng MIL-101 trong giai đoạn đầu (8 giờ) được chi phối chủ yếu bởi một quá trình khuếch tán. Bên cạnh đó, vì lượng thuốc rất cao trong MIL-101, nồng độ của ibuprofen trong
dịch sinh lý vào các lỗ rỗng gần bão hòa. Như vậy, tỉ lệ phân phối bị hạn chế bởi quá trình hịa tan và khuếch tán. Phải mất 6 ngày để nhã thuốc hoàn tồn với MIL-101.
Hình 1.6 a) Hiệu suất phân phối Ibuprofen (%IBU theo t) sử dụng MIL-101 và MIL-
100. b) Phân phối Ibuprofen (mg IBU /g nguyên liệu khan theo t) sử dụng MIL-101 và MIL-100