Sau khi khảo sát khả năng giải phóng DOX của chất mang PNS-GPTMS-CS-mPEG trong hai mơi trường trung tính và acid ta có bảng số liệu như sau:
Bảng 3 12 Dữ liệu cho thấy khả năng giải phóng thuốc DOX của hệ PNS-GPTMS-CS- mPEG ở pH=7,4 và pH=4,5
Thời gian giải phóng (giờ) Tỷ lệ giải phóng (%)
pH = 7,4 pH = 4,5
0 0 0
1 5,18 21,47
2 9,38 35,65
3 11,92 39,62
STT Thời gian Trung bình lượng thuốc tự do (mg)
1 6 giờ 0,33 ± 0,02
2 12 giờ 0,10 ± 0,03
3 24 giờ 0,05± 0,01
Mẫu DLE(%) DLC(%)
PNS-GPTMS-CS-mPEG với thuốc DOX 71,75 ± 1,89 12,55 ± 0,27
- Trong 6 giờ đầu hạt giải phóng 47,43% lượng thuốc được mang trong hạt ở môi trường pH 4,5 Cũng trong 6 giờ đầu nhưng trong môi trường pH 7,4 lượng thuốc phóng tích chỉ có 14,3% Vậy bước đầu cho thấy thuốc giải phóng tốt trong môi trường pH 4,5 (gần giống với pH của tế bào ung thư)
- Trong khoảng từ 6 giờ đến 96 giờ hạt giải phóng được 70,65 % tại pH 4 5 trong khi tại pH 7,4 thì 30,22% Ta thấy, thuốc giải phóng ít trong điều kiện pH 7,4 (mơi trường gần giống pH của tế bào lành)
- Kết quả bảng 3 12 cho thấy, ở môi trường pH = 4,5 hệ silica được biến tính bằng chitosan giải phóng DOX tốt, đặc biệt là thời điểm từ 3 giờ đến 24 giờ Điều này mang ý nghĩa thực tiễn rất cao trong việc giải phóng thuốc tại tế bào ung thư
- Kết quả 3 12 và hình 3 35 thấy rõ ở môi trường pH 7,4 hệ silica được biến tính giải phóng tương đối ít, có 30,22% lượng thuốc, ít hơn lượng thuốc mà hệ giải phóng ở mơi trường pH 4,5 Số liệu này góp phần chứng minh hệ mang thuốc sẽ ít gây độc đối với mơi trường tế bào khỏe mạnh
Hình 3 32 Đồ thị mơ tả khả năng giải phóng thuốc DOX của hệ PNS-GPTMS-CS-mPEG
Nhận xét 6 14,30 47,43 12 16,00 62,12 24 18,55 66,62 48 23,86 67,91 72 29,21 69,26 84 30,30 70,04 96 30,22 70,65
Với các kết quả nghiên cứu được, ta nhận thấy ở môi trường pH 7,4 sau 96 giờ giải phóng thì lượng thuốc được giải phóng ít hơn so với ở môi trường pH 4,5 tới 44,43% Và so với tất cả các hệ thì hệ PNS-GPTMS-CS-mPEG được xem là hệ giữ thuốc tốt nhất khi lưu thông trong môi trường pH 7,4 (môi trường của tế bào lành)
3 3 4 Kết quả mang và giải phóng của PNS-APTES (chất mang thuốc 3)
3 3 4 1 Kết quả mang 5-FU của PNS-APTES
Tương tự với cách mang thuốc 5-FU đã thực hiện với vật liệu nano silica xốp chưa biến tính, ta có kết quả như sau:
Bảng 3 13 Khối lượng thuốc tự do và được mang trong 60mg chất mang PNS-APTES
Từ dữ liệu tính được hiệu suất mang thuốc và khả năng chứa thuốc của chất mang
Bảng 3 14 Hiệu suất mang thuốc và khả năng chứa thuốc 5-FU của hạt nano silica xốp đã biến tính (PNS-APTES) so sánh với PNS chưa biến tính
Mặc dù hiệu quả mang thuốc có tăng thêm một ít đó là do tương tác tĩnh điện giữa nhóm giữa thuốc và chất mang đã biến tính nhưng hiệu quả vẫn chưa cao nên cần biến tính thêm nữa Bên cạnh đó khi giải phóng 5-FU đã bị giữ chặt trong chất mang PNS-APTES, khơng thể giải phóng ra trong 2 mơi trường đệm
3 3 4 2 Kết quả giải phóng 5-FU của PNS-APTES
Sau khi mang thuốc xong, ta cũng tiến hành giải phóng 5-FU trong thời gian 48 giờ với 2 môi trường dung dịch đệm phosphat (PBS)(pH 7,4) và đệm acetat (pH 4,5) Kết quả HPLC (hình 3 36 b) cho thấy lượng thuốc giải phóng ra bằng 0 (mg)
Mẫu DLE(%) DLC(%)
PNS-APTES mang 5-FU 19.53 ± 1.20 4,65 ± 0,19
PNS mang 5-FU 15.60 ± 1.85 3.75 ± 0.12
Mẫu Lượng thuốc tự do (mg) Lượng thuốc được mang (mg)
Hình 3 33 Phổ HPLC của 5-FU (a) và HPLC của hệ PNS-APTES mang 5-FU giải phóng (b)
Giải thích
Với cách mang thuốc nén chặt 5-FU vào vật liệu như phần trình bày trong mục 3 3 1 5 , hiệu suất mang thuốc sẽ tăng lên nhưng thuốc bị giữ chặt trong vật liệu nên khơng giải phóng được
3 3 4 3 Kết quả mang DOX của PNS-APTES
Tính tốn hiệu suất và khả năng mang thuốc của PNS-APTES thơng qua cách trình bày ở ở mục 3 3 1 4 ta được kết quả như sau: DLE = 54,03 ± 2,41 (%) và DLC = 7,40 ± 0,43 (%) Qua đây ta thấy rằng hạt nano silica sau khi được biến tính PNS-APTES thì hiệu suất và khả năng mang thuốc có phần cải thiện hơn một chút so với vật liệu nano xốp chưa biến tính (PNS), đó là do thuốc DOX tạo liên kết hóa học với chất mang, điều này góp phần khẳng định ý nghĩa việc biến tính nano silica [90] Tuy nhiên, để tăng thêm hiệu quả mang thuốc chúng tối vẫn tiếp tục biến tính hệ nano silica xốp với những nhóm chức năng cao hơn
3 3 4 4 Kết quả giải phóng DOX của PNS-APTES
Chất mang PNS-APTES được khảo sát giải phóng thuốc trong 96 giờ tại mơi trường pH 7,4 và 4,5 (bảng 3 15 và hình 3 37)
Bảng 3 15 Số liệu giải phóng DOX của PNS-APTES tại pH 7,4 và 4,5
Hình 3 34 Đồ thị mơ tả khả năng giải phóng của PNS-APTES Đối v ới môi trườ ng pH 7,4:
Khảo sát thời gian 6 giờ đầu, hệ giải phóng thuốc với tốc độ chậm, lượng thuốc được hệ giải phóng khơng nhiều
- Trong một giờ đầu tiên nghiên cứu tiến hành lấy mẫu 3 lần lượng thuốc trung bình giải phóng ra là 7,69 %
Thời gian giải phóng (giờ) Tỷ lệ giải phóng (%)
pH = 7,4 pH = 4,5 0 0 0 1 7,69 32,79 2 13,06 43,11 3 18,03 53,80 6 26,95 61,37 12 31,31 71,20 24 37,43 77,08 48 48,69 79,20 72 54,15 80,09 84 54,85 80,28 96 54,86 80,32
- Tại thời điểm 6 giờ đến 12 giờ, nghiên cứu cũng tiến hành lấy mẫu 3 lần đo được lượng thuốc giải phóng là 31,31% thuốc được mang
- Tại thời điểm 72 giờ, thì tổng lượng thuốc giải phóng là 54,15% lượng thuốc được mang Nhận thấy rất rõ, so với các thời điểm trước thì q trình giải phóng thuốc bắt đầu yếu dần đi, thỏa mãn điều kiện mong muốn là giải phóng chậm
Đối v ới mơi trườ ng pH 4,5:
Khảo sát thời gian 6 giờ đầu, hệ giải giải phóng với tốc độ chậm, lượng thuốc được hệ giải phóng khá nhiều so với hệ 7,4
- Trong một giờ đầu tiên nghiên cứu tiến hành lấy mẫu 3 lần lượng thuốc trung bình giải phóng là 32,79 %
- Tại thời điểm từ 6 giờ đến 12 giờ, nghiên cứu cũng tiến hành lấy mẫu 3 lần với lượng thuốc được hệ giải phóng là 71,20% lượng thuốc được mang Tại thời điểm này lượng thuốc được hệ giải phóng ra khá tốt
- Tại thời điểm 72 giờ, thì tổng lượng thuốc giải phóng là 80,10% lượng thuốc được mang Nhận thấy rất rõ, so với các thời điểm trước thì q trình giải phóng bắt đầu tăng chậm và cao nhất ở 96 giờ là 80,32
Sau khi khảo sát giải phóng DOX của hệ PNS-APTES, từ số liệu cho thấy, ở mơi trường pH 7,4 hệ silica được biến tính APTES giải phóng thuốc rất yếu, chỉ có 54,85% sau 96 giờ, ít hơn lượng thuốc mà hệ giải phóng ở môi trường pH 4,5 là 80,32% tại thời điểm 96 giờ Vậy thỏa điều kiện là giải phóng tốt trong điều kiện pH kém pH 4,5 (gần giống pH của tế bào ung thư) và giải phóng ít trong mơi trường pH 7,4 (gần giống pH của tế bào lành)
3 3 5 Kết quả mang và giải phóng PNS-APTES-Anhydrid Succinic-Gelatin (PNS- APTES-COOH-GE là chất mang thuốc 4)
3 3 5 1 Kết quả mang 5-FU của PNS-APTES-COOH-GE
Để xác định khối lượng thuốc trong mẫu cần dùng phương pháp đo HPLC và đường chuẩn đã lập để xác định hàm lượng thuốc trong hai dung dịch A (dung dịch trước mang thuốc) và dung dịch B (dung dịch sau mang thuốc) Sau khi có được nồng độ thuốc 5-FU trong hai dung dịch ta có thể tính được khối lượng thuốc, gọi là mA và mB Qua đó, khối lượng thuốc chứa trong hạt được tính như sau mA - mB Khối lượng thuốc ban đầu là mA và
tổng khối lượng mẫu và thuốc trong mẫu sẽ bao gồm khối lượng thuốc trong mẫu và 50mg mẫu ban đầu Kết quả đo như sau:
Bảng 3 16 Kết quả đo dung dịch A và B (trước và sau mang thuốc 5-FU của hệ PNS- APTES-Anhydrid Succinic-GE)
Từ kết quả trên ta sẽ xác định được hai giá trị DLE và DLC bằng công thức ở mục 3 3 1 4
DLE (%) = 20,44 (%) và DLC (%) = 5,35 (%)
Sau những khoảng thời gian tiến hành thí nghiệm giải phóng trong hai mơi trường khác nhau và tiến hành đo HPLC nhận thấy lượng 5-FU đã bị dính chặt trong chất mang khơng thể giải phóng trong cả 2 mơi trường là pH 7,4 và pH 4,5
Nhận xét
Mặc dù hệ biến tính PNS- APTES-COOH-GE có hiệu suất mang thuốc 5-FU cao hơn so với so với hệ PNS chứa biến tính nhưng vẫn thấp hơn hiệu suất mang thuốc 5-FU của hệ PNS-GPTMS-Hydrazine và PNS-GPTMS-CS-mPEG đó là do hệ biến tính Gelatin có cấu trúc lớn có thể làm cản trở tương tác tĩnh điện của thuốc 5-FU và chất mang
3 3 5 2 Kết quả giải phóng 5-FU của PNS-APTES-COOH-GE
Tương tự các hệ biến tính trước mang 5-FU, hệ PNS-APTES-COOH-GE cũng mang 5- FU bằng cách cho 60 mg chất mang vào ống nhỏ giọt, sau đó đổ dung dịch có chứa 15 mg thuốc 5-FU cho chảy qua, bên dưới hứng và cho chảy qua ống nhiều lần Tiếp theo thẩm tách đo thuốc được mang và giải phóng trong thời gian 1 giờ, 2 giờ, 3 giờ với 2 môi trường dung dịch đệm phosphat (PBS)(pH 7,4) và đệm acetat (pH 4,5) Kết quả HPLC cho thấy lượng thuốc giải phóng ra bằng 0 (mg) Vậy 5-FU đã bị giữ chặt trong PNS-APTES-COOH- GE khơng thể giải phóng ra trong 2 mơi trường đệm
Dung dịch Diện tích peak (mAU*s) Nồng độ (ppm) Khối lượng (mg) A 40256,2 1256,443 13,8209 B 35232,3 1099,598 10,9960
Hình 3 35 Phổ HPLC của 5-FU (a) và HPLC của hệ PNS-APTES-COOH-GE
mang 5-FU giải phóng (b)
3 3 5 3 Kết quả mang DOX của PNS-APTES-COOH-GE
Tương tự các thí nghiệm khảo sát mang thuốc DOX trên PNS đã biến tínhvà dựa vào phương pháp so màu bằng UV-Vis cùng với đường chuẩn của thuốc DOX đã xây dựng ở phần trên ta sẽ xác định được hai giá trị DLE và DLC lần lượt là 55,90 ± 1,72%và 10,06 ±
0,32 %
3 3 5 4 Kết quả giải phóng DOX của PNS-APTES-COOH-GE
Sau những khoảng thời gian tiến hành thí nghiệm giải phóng trong hai mơi trường khác nhau và tiến hành đo UV-VIS, quy đổi thành nồng độ ta thu được số liệu được biểu diễn trong đồ thị sau
Bảng 3 17 Số liệu giải phóng DOX của PNS-APTES-COOH-GE tại pH 7,4 và 4,5
Thời gian giải phóng (giờ) Tỷ lệ giải phóng (%)
pH = 7,4 pH = 4,5
0 0,00 0,00
1 6,29 18,71
Hình 3 36 Đồ thị biểu diễn khả năng giải phóng DOX của PNS-APTES-COOH-GE
Qua kết quả có thể thấy được thuốc DOX có thể giải phóng trong cả hai môi trường (pH=4,5 và pH=7,4) Tuy nhiên theo đồ thị có thể thấy trong mơi trường đệm pH = 4,5 hiệu suất thuốc có thể giải phóng cao hơn nhiều so với môi trường pH = 7,4 ở những khoảng thời gian tương đương nhau Ngồi ra theo đồ thị có ta có thể thấy ở cả hai mơi trường lượng thuốc giải phóng được có sự tăng nhanh và mạnh trong khoảng 20 giờ đầu, sau đó lượng thuốc có thể giải phóng khơng cịn nhiều nữa nên sau 20 giờ đầu đồ thị có xu hướng gần như là một đường thẳng (đặc biệt là trong khoảng 72-96 giờ) Trong mơi trường pH 7,4 hiệu suất giải phóng thuốc tối đa có thể đạt khoảng 20% trong khi đó ở cùng một khoảng thời gian tương tự hiệu suất tối đa có thể giải phóng trong mơi trường pH 4,5 là 60-65%, đây là một kết quả rất cao và khả quan Điều này cũng là một trong những tiêu chí mong muốn của thí nghiệm 3 13,37 41,34 6 15,33 44,46 12 16,71 59,65 24 20,55 60,35 48 22,17 63,15 72 25,59 66,27 84 26,15 66,35 96 26,57 67,51
3 3 6 Kết quả mang và giải phóng PNS-APTES-Anhydrid Succinic- Gelatin-mPEG (gọi tắt là PNS-GEL-mPEG là chất mang thuốc 5)
3 3 6 1 Khảo sát khả năng mang 5-FU của hệ PNS-GEL-mPEG
Dùng phương pháp đo HPLC lượng thuốc tự do được sau 1 giờ, 3 giờ và 6 giờ, ta có kết quả như sau:
Bảng 3 18 Số liệu biểu thị khối lượng thuốc 5-FU được mang trong 60 mg PNS-GEL- mPEG
Từ dữ liệu HPLC ta tính được hiệu suất tải thuốc và khả năng mang thuốc 5-FU của chất mang PNS-GEL-mPEGlà DLE = 63,33 ± 1,12% và DLC = 13,10± 0,32%
3 3 6 2 Khảo sát khả năng giải phóng 5-FU của hệ PNS-GEL-mPEG
Sau khi hệ PNS-APTES-Ge-mPEG mang 5-FU, ta tiến hành giải phóng trong thời gian 1 giờ, 2 giờ, 3 giờ, 24 giờ và 48 giờ với 2 môi trường dung dịch đệm phosphat (PBS)(pH 7,4) và đệm acetat (pH 4,5) Kết quả HPLC cho thấy lượng thuốc giải phóng ra bằng 0 (mg) Vậy 5-FU đã bị giữ chặt trong PNS-APTES-Anhydrid Succinic-Ge-mPEG, khơng thể giải phóng ra trong 2 môi trường đệm
Mẫu Lượng thuốc tự do (mg)
Lượng thuốc được mang (mg)
Hình 3 37 Phổ HPLC của 5-FU (a) và HPLC của hệ PNS-GEL-mPEG mang 5-FU giải phóng (b)
Nhận xét
So với hệ PNS-GPTMS-CS-mPEG thì hệ PNS-GEL-mPEG mang thuốc 5-FU có hiệu quả mang cũng khá tốt nhờ tương tác tĩnh điện giữa thuốc và chất mang đã biến tính tuy nhiên khi giải phóng 5-FU thì thuốc cũng bị giữ chặt trong chất mang PNS-GEL-mPEG, khơng thể giải phóng thuốc 5-FU trong 2 mơi trường trung tính và acid
3 3 6 3 Kết quả mang thuốc DOX của PNS-GEL-mPEG
Xác định lượng thuốc chưa mang được, ta có thể dễ dàng phân tích được hiệu suất mang thuốc và khả năng mang thuốc DOX của hệ PNS-APTES- GEL-mPEG bằng cách đo UV vis lượng thuốc thừa chưa mang được, ta có kết quả như sau:
Hiệu suất mang thuốc DLE = 85,88 ± 1,15%
Khả năng chứa thuốc của chất mang DLC = 17,64 ± 0,02%
Nhận xét
So với hệ PNS chưa biến tính và các hệ PNS biến tính trước đó thì đây là hệ có hiệu suất mang thuốc (DLE = 85,88 ± 1,15 %) và khả năng chứa thuốc của chất mang (DLC = 17,64 ± 0,02%) cao nhất Với hiệu suất cao là nhờ sự hình thành liên kết imine giữa nhóm amino của thuốc DOX và chất mang PNS đã biến tính [91, 92] Chẳng những nhờ liên kết imine cho hiệu quả mang thuốc DOX khá cao mà còn hứa hẹn khả năng chọn lọc giải phóng DOX tuyệt vời [91]
3 3 6 4 Khảo sát khả năng giải phóng DOX của hệ PNS-GEL-mPEG
Chất mang PNS-APTES-Anhydrid Succinic-GEL-mPEG được khảo sát giải phóng DOX trong 96 giờ và trong mơi trường pH 7,4 Nghiên cứu cũng tiến hành khảo sát tương tự như thí nghiệm ở pH 4,5
Bảng 3 19 Khả năng giải phóng DOX của hệ PNS- GEL-mPEG ở pH 7,4 và 4,5
Thời gian giải phóng (giờ) Tỷ lệ giải phóng (%)
pH = 7,4 pH = 4,5 0 0 0 1 7,30 22,77 2 12,40 35,29 3 17,00 47,70 6 22,40 53,50
Hình 3 38 So sánh giải phóng DOX của PNS và PNS-GEL-mPEG tại pH 7,4 và 4,5 Đối v ới môi trườ ng pH 7,4:
- Trong 6 giờ đầu, hệ giải phóng thuốc với tốc độ chậm, lượng thuốc được hệ giải phóng khơng nhiều chỉ có 22,40% so với lượng thuốc được mang
- Trong 6 giờ tiếp theo (thời điểm 12 giờ), lượng thuốc DOX được hệ giải phóng là 27,90% lượng thuốc được mang
- Tại thời điểm 36 giờ, tổng lượng thuốc DOX được hệ giải phóng là 32,30 % lượng thuốc được mang
- Trong khoảng 12 giờ đến 48 giờ, hệ có dấu hiệu giải phóng thuốc ít dần vì chỉ giải phóng thêm 5,30%
- Tại thời điểm 72 giờ, tổng lượng thuốc giải phóng ra là 33,30% lượng thuốc được mang Nhận thấy rất rõ, so với các thời điểm trước thì q trình giải phóng thuốc bắt đầu yếu dần đi Kết quả giải phóng DOX như thế đạt mục tiêu là hệ biến tính mang thuốc giải phóng chậm tại mơi trường 7,4
Đối v ới mơi trườ ng pH 4,5:
12 27,90 65,80 24 30,06 70,06 36 32,30 74,30 48 33,20 75,03 72 33,30 75,07 84 33,30 75,09 96 33,30 75,09
Khảo sát thời gian 6 giờ đầu, hệ giải phóng thuốc được 22,77%, lượng thuốc được hệ pH 4,5 giải phóng khá nhiều so với hệ pH 7,4 chênh lệch 31,10 %
- Trong một giờ đầu tiên nghiên cứu tiến hành lấy mẫu 3 lần lượng thuốc trung bình giải phóng là 22,77 %
- Trong giờ thứ 2 nghiên cứu cũng tiến hành lấy mẫu 3 lần lượng thuốc trung bình