Polyethylelen glycol (PEG) là một polymer được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm Y sinh dưới sự phê duyệt của Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA). Ưu điểm của PEG là nó có khả năng tan được trong cả dung mơi
nước và hữu cơ, có độ tương hợp sinh học cao, khơng có độc tính, có tính kháng protein, khơng gây kích thích miễn dịch và có động học bài tiết tốt [15], [23].
Về mặt cấu trúc, PEG là polymer mạch thẳng hoặc phân nhánh, tạo thành từ phản ứng trùng hợp ethylene oxide. Do có hai nhóm hydroxyl ở hai đầu (Hình 2.9) nên nó có khả năng tan tốt trong nước [23], [24].
9
Hình 2.9: Cơng thức cấu tạo của polyethylene glycol 2.3.2. Sự PEG hóa bề mặt vật liệu
Sự PEG hóa là phương pháp biến tính vật liệu bằng các phân tử hoặc dẫn xuất của polyethylene glycol. Khi được tích hợp trên bề mặt liposome, các phân tử PEG hình thành liên kết với các phân tử nước, tạo thành lớp hydrat hóa bao bọc bên ngồi vật liệu. Nhờ đó, sự hấp phụ của protein lên bề mặt hạt nano bị cản trở, lipsome được bảo vệ khỏi q trình opsonin hóa, sự tấn cơng bởi các kháng thể và đại thực bào của hệ thống lưới nội mơ (RES) [15], [23], [24].
Chiến lược PEG hóa các hạt nano liposome bắt nguồn từ sự quan sát thấy rằng các hạt nano thơng thường có thời gian lưu thơng trong tuần hồn ngắn sau khi tiêm tĩnh mạch, cũng như dễ bị rò rỉ thuốc bên trong. Cho đến những năm 1990, các thử nghiệm được tiến hành bởi một số nhóm các nhà nghiên cứu khoa học, đã chỉ ra rằng sự PEG hóa bề mặt vật liệu đã giúp cải thiện đáng kể sự ổn định và thời gian tuần hồn của liposome. Nó có thể được ví như việc trang bị thêm khả năng tàng hình trước ra đa dị tìm cho một chiếc máy bay chiến đấu ném bom tự động. Khả năng này được minh họa rõ nhất bằng ứng dụng PEG hóa trên liposome mang doxorubicin (có tên thương mại là Doxil®), giúp làm tăng thời gian tuần hồn của thuốc từ vài phút đến vài giờ. Từ đó đến nay, mặc dù đã mở rộng nghiên cứu hướng đến biến tính bề mặt hạt nano
bằng các loại polymer khác có tác dụng tương tự, như polyxamer, polyvinyl alcohol, polyacrylamide… thì PEG vẫn là vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất [15], [23].
Sự PEG hóa liposome có thể đạt được bằng nhiều phương pháp khác nhau. Trong số đó, phương pháp được sử dụng phổ biến nhất là neo giữ PEG trên màng phospholipid bằng cách sử dụng liên hợp PEG – lipid liên kết ngang. Tuy nhiên, biện pháp này lại dẫn đến sự phóng thích chậm của thuốc [15], [23].
Đặc điểm của liposome được PEG hóa đó là sự tăng kích thước, tăng độ hịa tan và tăng thời gian tuần hoàn do khả năng bảo vệ của PEG trước các yếu tố miễn dịch so với liposome thơng thường (Hình 2.10) [23].