CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
4.5. Đánh giá khả năng vận chuyển thuốc của hệ dẫn thuốc từ hydrogel nhạy pH/nhiệt độ và hạt Chitosan
4.5.1. Chế tạo hệ vật liệu Hydrogel – hạt micro-nano y sinh
Pentablock được lựa chọn từ bước tổng hợp được giữ nguyên thông số về nồng độ dung dịch pentablock (30%wt), trọng lượng phân tử (PEG 1750, Mẫu pentablock 1750-12). Hạt Chitosan (tính theo % khối lượng hạt Chitosan so với khối lượng hydrogel) được phân tán trong dịch hydrogel. Cụ thể với mẫu hydrogel chứa 5% hạt, 0.03g hạt sẽ được phân tán vào 0.6g dung dịch pentablock (gồm 0.18g pentablock và 0.42g H2O).
Bảng 4.9. Hàm lượng hạt Chitosan chứa Insulin sử dụng STT Hàm lượng hạt Chitosan (%)
1 5
2 10
120
Hình 4.50. Giản đồ chuyển pha sol-gel của mẫu hydrogel không chứa hạt (1750- 12), chứa hạt với 5% khối lượng và 10% khối lượng.
Hình 4.51. Hình TEM thể hiện sự phân bố của hạt Chitosan trong hydrogel Hệ pentablock-Chitosan (P-C) đã chuyển pha sol-gel thành công trong môi trường nước. Hệ P-C có khả năng tồn tại ở tráng thái dung dịch (sol) ở nhiệt độ thấp (2-100C) và pH cao (trên 10), chuyển sang trạng thái gel ở nhiệt độ từ 10-500C và pH=7.4. Giản đồ sol-gel thể hiện gía trị pH tới hạn (CGpH) và 2 giá trị nhiệt độ gel tới hạn (CGT) (Hình 4.50).
121
Khi đưa hạt Chitosan vào trong dung dịch pentablock, do kích thước của hạt lớn (363nm), nên chúng không có khả năng chui lọt vào trong các micelles (chỉ có kích thước khoảng 20nm), nên chúng nằm phân tán bên ngoài các micelles và được các micelles bao bọc. Một điểm nữa cần chú ý, sự phân bố của hạt trong hydrogel không đều là do dung dịch pentablock trước khi hình thành gel có độ nhớt cao nên đã cản trở quá trình phân tán của hạt, dẫn đến sự xuất hiện của những đám hạt tụ lại với nhau, được thể hiện qua hình TEM (Hình 4.51).
4.5.2. Bước đầu đánh giá in vitro khả năng vận chuyến thuốc của hệ dẫn thuốc từ hydrogel nhay pH/nhiệt độ và hạt Chitosan.
122
Hình 4.52. Giản đồ giải phóng thuốc của mẫu hạt Chitosan chứa 20% Insulin (C20), mẫu Hydrogel và mẫu hydrogel chứa hạt Chitosan (Complex gel) Giản đồ nhả thuốc ở Hình 4.52 cho thấy rằng tốc độ nhả thuốc của hydrogel chậm hơn hạt Chitosan chứa 20% Insulin, tốc độ của hydrogel chứa hạt Chitosan là chậm nhất. Có thể nhận thấy rằng, ở mẫu hạt (C20) và mẫu Hydrogel có xuất hiện sự nhả thuốc bùng phát vào thời điểm ban đầu. Điều này là do, trong khoảng 12h đầu tiên của quá trình nhả thuốc khi mới đưa hạt Chitosan chứa thuốc vào đệm serum, lúc này hạt chưa bắt đầu phân hủy sinh học đồng thời sự chênh lệch nồng độ giữa trong và ngoài hạt rất lớn (môi trường ngoài màng hạt chưa có thuốc) vì vậy lượng thuốc nằm trên bề mặt hạt và ngay dưới bề mặt hạt sẽ được giải phóng ra rất nhanh thông qua cơ chế khuếch tán.
Việc sử dụng hạt Chitosan là vật liệu mang Insulin và được phân tán trong Hydrogel đã cải thiện nhược điểm bùng phát nhả thuốc vào những thời điểm ban đầu.
Điều này có được là do, vào những thời điểm ban đầu, trong mạng không gian của Hydrogel hoàn toàn không có Insulin do Insulin được hòa tan vào hạt Chitosan. Việc
123
với các nhóm chức nhạy pH (sulfonamide) của pentablock, điều này giúp giảm tốc độ nhả thuốc. Trong trường hợp Complex gel, Insulin không tạo được liên kết tĩnh điện với nhóm nhạy pH nào do các nhóm sulfonamide đã bị đề ion hóa để tạo liên kết vật lý hình thành khối gel.
Nhận xét: Việc kết hợp hydrogel và hạt chitosan để làm phương tiện vận chuyển thuốc Insulin mới đã bước đầu đem lại hiệu quả. Hiện tượng bùng phát sự nhả thuốc vào thời điểm đầu đã được cải thiện.
124
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN: Luận văn đã hoàn thành mục tiêu đề ra với các kết quả cụ thể như sau:
1. Việc biến D,L-Serine với Benzenesulfonyl chloride (tạo thành mSerine) để tạo nhóm sulfonamide là nhóm nhạy pH đã cho kết quả tốt. Cấu trúc phân tử đã được kiểm tra bằng H1-NMR. Sản phẩm thu được có dạng bột, dễ lưu trữ bảo quản, thuận tiện cho những bước thí nghiệm tiếp theo của luận văn.
2. Oligomer OS có chứa nhóm chức sulfonamide nhạy pH đã được tổng hợp thành công từ mSerine dựa vào các nhóm –COOH và –OH có trên phân tử mSerine. Giá trị pH của cơ thể nằm trong khoảng nhạy của oligomer OS (giá trị bắt đầu nhạy (từ 8.51 giảm 7.38) và điểm kết thúc nhạy (7.15-7.4) (từ 5.93 tăng đến 6.58)), qua đó có thể được áp dụng cho vật liệu y sinh nhạy pH dùng trong cơ thể người.
3. Luận văn đã tổng hợp thành công pentablock nhạy pH/nhiệt độ trên cơ sở triblock PCL-PEG-PCL (tỉ lệ khối lượng PCL/PEG=1.8) với các khối lượng PEG khác nhau (1750 và 2050) và mSerine. Pentablock OS-PCL-PEG-PCL-OS chuyển pha sol-gel thành công trong môi trường nước. Pentablock tổng hợp có khả năng hòa tan được ở nhiệt độ thấp (2-50C) và pH cao (trên 10), chuyển sang trạng thái gel ở nhiệt độ từ 20-500C và pH=7.4. Giá trị pH và nhiệt độ cơ thể người (pH=7.4 và 370C) hoàn toàn nằm trong vùng gel qua đó thể hiện khả năng có thể ứng dụng làm hệ hydrogel tiêm được dùng để vận chuyển thuốc vào cơ thể người.
4. Hạt Chitosan chứa Insulin đã được chế tạo thành công với hiệu quả chứa thuốc là 94.44%. Các hạt Chitosan chứa Insulin sau khi được chế tạo có hình thái cấu trúc không thay đổi nhiều so với khi không có Insulin. Hệ vận chuyển này có khả năng giải phóng Insulin trong vòng 9-10 ngày với tổng lượng Insulin được giải phóng ra nằm trong khoảng 70-90% lượng Insulin ban đầu tùy theo hàm lượng Insulin được đưa vào trong hạt.
5. Việc kết hợp hydrogel và hạt chitosan để làm phương tiện vận chuyển thuốc Insulin mới đã bước đầu đem lại hiệu quả. Hiện tượng bùng phát sự nhả thuốc vào thời điểm đầu đã được cải thiện.
125