CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.5. Ứng dụng công nghệ nano làm chất dẫn truyền thuốc chống ung thư
Trong y khoa hiện đại, các nhà khoa học ln tìm kiếm các vật liệu dẫn truyền thuốc mới nhằm cải thiện khả năng phân phối thuốc đồng thời tăng tác dụng của thuốc và tăng hiệu quả chữa bệnh. Chất nano dẫn truyền thuốc phải được tổng hợp dựa trên 3 tiêu chí sau:
Giảm độ chuyển hóa của thuốc
Giảm độ độc của cả hệ thống và dẫn truyền thuốc đúng mục tiêu
Trong vài thập kỹ qua, nghiên cứu trong lĩnh vực nano dẫn truyền thuốc đang được chú ý. Hệ thống hạt nano dẫn truyền thuốc được biến tính nhằm cải thiện các tính chất dược động lực học và dược tính của các loại phân tử thuốc[2].
Theo hệ thống phân phối thuốc, các hạt nano có thể ngậm thuốc hay phân tử sinh học thành những cấu trúc bên trong của chúng hoặc hấp phụ thuốc hoặc phân tử sinh học lên các bề mặt bên ngoài của chúng [44].
Kích thước hạt và đặc điểm bề mặt có thể được thao tác dễ dàng để đạt được cả hai mục tiêu thụ động và chủ động của thuốc sau khi đưa thuốc vào cơ thể.
1.5.1. Cơ chế mang thuốc hướng đích thụ động:
Khi thuốc được đưa vào cơ thể, hệ dẫn thuốc nano sẽ theo hệ thống tuần hoàn qua mạch máu để đi đến mục tiêu là tế bào bệnh. Kích cỡ hạt nano là yếu tố quan trọng cho việc mang thuốc, kích cỡ này phải trong phạm vi từ 10 đến 200 nm. Nếu nhỏ hơn 10 nm thì hạt có thể sẽ bị thải ra theo đường bài tiết hoặc chui vào các khe hở lớp nội mô thành mạch máu tế bào bình thường. Nếu lớn hơn 200 nm, hạt sẽ không khuyếch tán được qua thành mạch máu và sẽ bị đào thải ra ngoài theo cơ chế miễn dịch. Vậy cơ chế này vận dụng sự khác biệt giữa vùng mô thường và mô ung thư nghĩa là nhờ hiện tượng tăng tính thấm và tăng hiệu quả lưu giữ (Enhanced permeability and Retention Effect – EPR) [45].
1.5.2. Cơ chế mang thuốc hướng đích chủ động:
Giữa tế bào ung thư và tế bào lành có 3 yếu tố khác nhau cơ bản: tế bào ung thư có độ pH thấp (pH khoảng 4-5), có nhiệt độ cao (38-40oC) và trên bề mặt có nhiều loại vitamin (nhiều nhất là nhóm B9), trong khi đó tế bào thường có pH (7,2-7,4) và nhiệt độ (36-37oC). Vậy để tạo hạt nano mang thuốc chủ động ta nên biến tính hạt tạo thành các nhóm chức năng đặc biệt hướng đến tế bào ung thư. Chẳng hạn như tế bào ung thư có ái lực với acid folic nên thường gắn acid folic làm tác nhân hướng đích chủ động [45].
Vị trí dẫn truyền thuốc vào mục tiêu cụ thể có thể đạt được bằng cách gắn các phối tử mục tiêu lên bề mặt hạt nano mang thuốc hoặc sử dụng các chất có từ tính.
Ưu điểm của phân phối thuốc qua trung gian cấu trúc nano bao gồm khả năng để cung cấp các phân tử thuốc trực tiếp vào các tế bào và khả năng nhắm mục tiêu các khối u trong mô khỏe mạnh.
1.5.3. Những nghiên cứu của vật liệu nano silica trong lĩnh vực dẫn truyền thuốc
Vật liệu nano silica xốp thể hiện những đặc điểm riêng biệt khiến chúng trở thành vật mang nano lý tưởng để lưu trữ, bảo vệ và vận chuyển thuốc đến vị trí mục tiêu. Một thách thức quan trọng khác là tránh tình trạng giải phóng thuốc quá sớm trước khi đạt mục tiêu là tế bào ung thư. Theo cách này, các lỗ của vật liệu nano silica xốp có thể được giới hạn bằng cách sử dụng những chất giữ thuốc lại.
Một trong những lợi thế của nano silica xốp là có thể dễ dàng biến tính để giữ thuốc trong lỗ xốp và mang thuốc đến đúng tế bào ung thư, giải phóng đúng vị trí và kiểm sốt liều lượng một cách tinh tế dựa trên cơ chế giải phóng nhạy pH[47]. Các tác nhân hydrazine, chitosan, gelatin là những chất có khả năng năng tạo liên kết hydrazon, imine với thuốc và rất nhạy pH nhả thuốc đúng mục tiêu.
Các hạt nano silica đã tạo ra một cuộc cách mạng trong lĩnh vực nghiên cứu hệ thống phân phối và dẫn truyền thuốc hướng đích. Kể từ năm 2001, Vallet-Regí và các cơng sự của ông [48] lần đầu tiên đã chế tạo ra vật liệu MSNs (nano silica xốp còn gọi là PNS-porous nano silicas) đa chức năng để điều trị các bệnh lý đa dạng. Theo khảo sát của Vallet-Regí, người tiên phong nghiên cứu vật liệu nano silica xốp ứng dụng trong y sinh, cho biết vật liệu nano silica xốp đã cho ra đời những thành tựu nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực dẫn truyền thuốc đáng kể từ năm 2001 cho đến nay [47].
Việc đưa nanomedicine vào lĩnh vực này được kỳ vọng sẽ thay đổi tương lai gần của ngành dược phẩm và công nghệ sinh học. Công cụ công nghệ nano mới này sẽ khắc phục được những hạn chế lớn của y học thơng thường như độ hịa tan và độ ổn định thấp, thiếu tính đặc hiệu và cấu hình dược động học khơng đầy đủ và tác dụng phụ nghiêm trọng của thuốc [49]. Mặc dù trong vài thập kỷ qua, việc đưa vật liệu nano vào y học đã cung cấp hơn 250 sản phẩm đã được phê duyệt hoặc đang trải qua các giai đoạn thử nghiệm lâm sàng khác nhau, ứng dụng lâm sàng cuối cùng của chúng vẫn là một thách thức lớn [50].
Hình 1.12. Thành tựu nghiên cứu khoa học trong lĩnh vực dẫn truyền thuốc[47].
1.6. Nội dung và phương pháp nghiên cứu