1.6.1. Giới thiệu về liposome
1.6.1.1. Lịch sử liposome
Từ “liposome” bắt nguồn từ hai từ Hy Lạp: lipo ("chất béo") và soma ("cơ thể"); Nó được đặt tên như vậy vì thành phần của nó chủ yếu là phospholipid. Liposome được nhà huyết học người Anh Alec D Bangham [62] mô tả lần đầu tiên vào năm 1961 (xuất bản năm 1964), tại Viện Babraham, ở Cambridge. Chúng được phát hiện khi Bangham và R. W. Horne đang thử nghiệm kính hiển vi điện tử mới của viện bằng cách thêm vết âm vào phospholipid khơ. Hình ảnh kính hiển vi là bằng chứng đầu tiên cho thấy màng tế bào là một cấu trúc lipid kép [63]. Weissmann - trong một cuộc thảo luận ở Cambridge với Bangham - lần đầu tiên đặt tên cho cấu trúc là "liposome" theo tên lysosome, mà phịng thí nghiệm của ơng đã nghiên cứu: một bào quan đơn giản, độ trễ liên kết cấu trúc có thể bị phá vỡ bởi chất tẩy rửa và streptolysin [64]. Có thể dễ dàng phân biệt liposome với các pha lipid và pha lipid lục giác bằng kính hiển vi điện tử truyền màu âm tính [65]. Chính Weissmann đã đề xuất thuật ngữ liposome cho đến ngày nay [65].
1.6.1.2. Cấu tạo của liposome
Liposome là một túi hình cầu có ít nhất một lớp lipid kép. Liposome có thể được sử dụng như một phương tiện phân phối thuốc để tải các chất dinh dưỡng và dược phẩm [67]. Liposome thường bao gồm các phospholipid, đặc biệt là phosphatidylcholine, nhưng cũng có thể bao gồm các lipid khác, chẳng hạn như phosphatidylethanolamine của trứng, miễn là chúng tương thích với cấu trúc lớp lipid kép [68]. Một cách tạo ra liposome có thể sử dụng các phối tử bề mặt để gắn vào các mô không lành mạnh [69].
Hình 1.6.1. Sơ đồ liposome được hình thành bởi phospholipid trong dung dịch nước
Liposome là cấu trúc tổng hợp được tạo ra từ các phospholipid và có thể chứa một lượng nhỏ các phân tử khác. Mặc dù liposome có thể có kích thước khác nhau từ phạm vi micromet thấp đến hàng chục micromet, liposome thường ở phạm vi kích thước thấp hơn với các phối tử nhắm mục tiêu khác nhau được gắn vào bề mặt của chúng cho phép chúng bám vào bề mặt và tích tụ trong các khu vực bệnh lý để điều trị bệnh tật [70].
1.6.1.3. Ứng dụng của liposome
Liposome được sử dụng làm mơ hình cho các tế bào nhân tạo.
Liposome cũng có thể được thiết kế để phân phối thuốc theo những cách khác. Các liposome có độ pH thấp (hoặc cao) có thể sản xuất các loại thuốc dạng nước hịa tan sẽ được tích điện trong dung dịch (tức là độ pH nằm ngoài phạm vi đẳng điện của thuốc). Khi độ pH trung hòa tự nhiên trong liposome, thuốc cũng sẽ được trung hịa, cho phép nó tự do đi qua màng. Các liposome này hoạt động để phân phối thuốc bằng cách khuếch tán chứ không phải bằng cách dung hợp tế bào trực tiếp [70].
Thuốc chống ung thư như doxorubicin (Doxil) và daunorubicin có thể được sử dụng qua liposome. Liposomal cisplatin đã nhận được chỉ định thuốc điều trị ung thư tuyến tụy cho trẻ em [71].
Liposome được sử dụng như một loại thuốc tẩy độc: Một cách tiếp cận tương tự có thể được khai thác trong quá trình oxy hóa sinh học của thuốc bằng cách tiêm vào các liposome rỗng với gradient pH xuyên màng. Trong trường hợp này, các mụn nước đóng vai trị như bồn rửa để hút thuốc trong tuần hoàn máu và ngăn chặn tác dụng độc hại của nó [72].
Đã có nghiên cứu sử dụng liposome làm "chất mang nano" để bón chất dinh dưỡng để điều trị cây trồng bị suy dinh dưỡng hoặc ốm yếu. Kết quả cho thấy rằng các
hạt tổng hợp này "ngấm vào lá cây dễ dàng hơn các chất dinh dưỡng thường", xác nhận thêm việc sử dụng công nghệ nano để tăng năng suất cây trồng [73].
Một nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng liposome có thể được sử dụng như các hạt nano kháng khuẩn cho các bề mặt tiếp xúc với thực phẩm. [74]
Liposome có thể được sử dụng làm chất mang để phân phối thuốc nhuộm cho ngành dệt, thuốc trừ sâu cho thực vật, enzym và chất bổ sung dinh dưỡng cho thực phẩm, và mỹ phẩm cho da [73]. Liposome cũng được sử dụng làm vỏ ngoài của một số chất cản quang microbubble được sử dụng trong siêu âm tăng cường chất cản quang [80].
Ngồi ra liposome cịn được ứng dụng trong bổ sung dinh dưỡng: Các ứng dụng lâm sàng của liposome là để phân phối thuốc mục tiêu, nhưng các ứng dụng mới để phân phối đường ăn uống của một số chất bổ sung dinh dưỡng đang được phát triển [75]. Ứng dụng mới này của liposome một phần là do tỷ lệ hấp thụ và sinh khả dụng thấp của các viên nén và viên nang dinh dưỡng trong chế độ ăn uống truyền thống. Khả năng ứng dụng đường uống cao, sự hấp thụ nhiều chất dinh dưỡng đã được ghi nhận trên lâm sàng [76]. Do đó, sự bao bọc tự nhiên của các chất dinh dưỡng ưa nước và ưa nước trong liposome sẽ là một phương pháp hiệu quả để bỏ tránh hiện tượng viêm loét dạ dày khi sử dụng thuốc, cho phép chất dinh dưỡng được bao bọc được phân phối một cách hiệu quả đến các tế bào và mô [77].
1.6.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến sản xuất liposome
Việc lựa chọn phương pháp sản xuất liposome phụ thuộc vào các yếu tố sau [71].
- Các đặc tính hóa lý của vật liệu được đưa vào liposome và các đặc tính của các thành phần liposomal;
-Bản chất của môi trường trong các túi lipid được phân bố chất bị hấp thụ;
-Quy trình bổ sung liposome;
-Kích thước tối ưu, độ phân tán và thời hạn sử dụng của các liposome;
- Khả năng sản xuất hàng loạt và khả năng sản xuất quy mô lớn các sản phẩm liposomal an tồn và hiệu quả;
Các liposome hữu ích hiếm khi hình thành một cách tự phát. Chúng thường hình thành sau khi cung cấp đủ năng lượng cho sự phân tán của lipid (phospho) trong một dung môi phân cực, chẳng hạn như nước, để phá vỡ các tập hợp đa sao thành các
lipid kép. [69]; [70]. Do đó, liposome có thể được tạo ra bằng cách tạo phân tán các lipid lưỡng tính, chẳng hạn như phospholipid, trong nước [78]. Tỷ lệ hấp thụ cao tạo ra các liposome đa sao. Các tập hợp ban đầu, có nhiều lớp giống như một chum rễ, do đó hình thành các liposome ngồi sao nhỏ dần và cuối cùng là các liposome ngoài sao (thường khơng ổn định, do kích thước nhỏ và các khuyết tật tạo ra). Phương pháp phân tán lipid lưỡng tính thường được coi là một phương pháp bào chế "thơ" vì nó có thể làm hỏng cấu trúc của thuốc sau đóng gói. Các phương pháp mới hơn như ép đùn, trộn vi mô [79] và phương pháp Mozafari [73] được sử dụng để sản xuất thuốc và thực phẩm cho con người. Sử dụng các chất béo khác ngồi phosphatidylcholine có thể sản xuất liposome [68].
1.6.2. Nghiên cứu và ứng dụng liposome trong nuôi cá hồi vân
Trong nghiên cứu này sẽ xây dựng phương pháp sản xuất liposome chứa các hoạt chất có nguồn gốc tự nhiên, tiếp theo là đánh giá tác động của việc bổ sung canthaxanthin được chứa trong các liposomes trong chế độ ăn đối với sự tăng trưởng, màu sắc, sự lắng đọng cơ và thành phần dinh dưỡng của thịt cá hồi vân (Oncorhynchus
mykiss).
Việc sử dụng liposome được coi là một chiến lược hiệu quả để cung cấp các loại thuốc có sinh khả dụng thấp vì nó cho phép hấp thụ tốt hơn các hợp chất phân cực khơng tan trong lipid qua đường miệng, do đó cải thiện hiệu quả của thuốc.
Canthaxanthin được chiết xuất từ vi khuẩn Paracoccus carotinifaciens, một nguồn tự nhiên mới nổi được biết đến với sự tích tụ canthaxanthin ở năng suất cao, khoảng 0.4% [80]. Nhưng trong liposome có chứa chỉ canthaxanthin thì hiệu quả giải phóng canthaxnthin khơng cao, khi liposome có chứa α-tocopherol cùng canthaxanthin thì giải phóng canthaxnthin cao hơn, chất lượng và màu sắc của thịt cũng tăng cao [81],