MT M BT (3 9)
4.2.3.Nghiờn cứu độc tớnh của chất lỏng từ bọc O-carboxymethyl chitosanv ới tế bào lành biểu mụ thận chú MDCK.
Theo kết quả nghiờn cứu ở trờn, cú thể thấy rằng cỏc mẫu chất lỏng từ bọc chitosan biến tớnh cú nhiều tớnh chất ưu việt để cú thể ứng dụng được trong y sinh. Chỳng cú sự phõn bố tương đối đồng đều và tồn tại dạng keo từ
Hỡnh 4.29. Ảnh hiển vi quang học của khối u ung thư thư: sau 1 ngày ủ với đại thực bào mang hạt nano từ (A) và sau 4 ngày ủ với đại thực bào mang hạt từ (B), đại thực bào mang hạt từ (a), đại thực bào khụng mang hạt từ (b).
(A) (B)
trong mụi trường sinh lý (pH = 7), đồng thời kớch thước hạt sau bọc khoảng 40-50 nm. Thờm vào đú cỏc kết quả khảo sỏt khả năng sinh nhiệt trong từ trường xoay chiều cho thấy triển vọng của hai vật liệu này cho ứng dụng nhiệt từ trị. Trong phần này chỳng tụitiến hành nghiờn cứu độc tớnh của hai mẫu vật liệu bọc với dũng tế bào lành biểu mụ thận chú (MDCK). Thụng thường cỏc yếu tố loại thải trong cơ thể thường qua hệ lọc của thận, do đú mục tiờu khảo sỏt độc tớnh cuả chất lỏng từ lờn tế bào biểu mụ thận nhằm làm sỏng tỏ ảnh hưởng của chất lỏng từ tới cỏc tế bào thận. Đõy là một nghiờn cứu cần thiết bởi nú đỏnh giỏ độc tớnh của sản phẩm lờn tế bào lành của cơ thể sống. Cỏc kết quả nghiờn cứu độc tớnh dựa trờn phương phỏp Sulforhodamine-B (SRB) xỏc định tỷ số tăng sinh và giỏ trị IC50 như đó được trỡnh bày trong chương 2.
Tế bào biểu mụ thận chú dũng MDCK sau 53 h nuụi cấy trong mụi trường đầy đủ, điều kiện 37 oC, 5% CO2 được dựng làm tế bào gốc để nạp vào cỏc giếng thớ nghiệm thử độc tớnh của cỏc chất lỏng từ bọc chitosan biến tớnh cú so sỏnh với đối chứng dương doxorubicin (thuốc chống ung thư). Hỡnh
A
Hỡnh 4.30. Ảnh hiển vi quang học của mẫu tế bào với độ phúng đại
(10x20x5,6): đối chứng (A), mẫu tế bào ủ với Fe3O4-OCMCS (B, C), mẫu tế bào ủ với doxorubicin ở nồng độ 100 ug/ml.
B
4.30 trỡnh bày ảnh hiển vi quang học của cỏc tế bào MDCK đối chứng và sau khi ủ với chất lỏng từ bọc chitosan biến tớnh và doxorubicine. Từ ảnh hiển viquang học cho thấy khú quan sỏt hỡnh thỏi của cỏc tế bào trong mẫu được ủ với chất lỏng từ hơn so với mẫu tế bào đối chứng, bởi cú thể quan sỏt thấy cỏc hạt nano từ bỏm lờn trờn bề mặt của cỏc tế bào sống. Tế bào được ủ chất lỏng từ bọc chitosan biến tớnh khụng gõy chết tế bào chỉ làm giảm mật độ phỏt triển của tế bào, cũn mẫu đối chứng dương oxorubicin gõy độc đối với tế bào.
Bảng 5.1. Giỏ trị OD và tỉ số tăng trưởng của tế bào MDCK dưới tỏc dụng của
doxorubicin và Fe3O4-OCMCS.
Nồng độ
(ug/ml)
Giỏ trị OD Tỉ số tăng sinh (A%)
Doxorobicine Fe3O4-OCMCS Doxorobicine Fe3O4-OCMCS
100 - 0,89±0,12 - 83 30 0,15±0,01 0,83±0,05 -24 75 10 0,16±0,03 0,92±0,08 -22 88 3 0,16±0,04 1,07±0,04 -22 111 1 0,32±0,00 1,28±0,08 1 141 0,3 0,65±0,09 1,23±0,12 48 133 0,1 0,65±0,08 1,27±0,12 48 139 0,03 0.71±0,04 1,28±0,11 56 141 0,01 0,78±0,03 - 67 - IC50 (ug/ml) 0,5 > 100
Chất lỏng từ được ủ với tế bào MDCK sau khi cố định sẽ được nhuộm màu với SRB và đo mật độ quang học (OD), giỏ trị tỷ số tăng sinh (A%) tớnh toỏn được trỡnh bày trong bảng 5.1. Từ bảng 5.1 thấy rằng tế bào lành MDCK
bị nhiễm độc mạnh sau ủ 48 h với Doxorubicin. Ở nồng độ thấp nhất (0,01 ug/ml đó ức chế sự sinh trưởng tế bào tới 33% (A = 67%). Cũn ở nồng độ 3 ug/ml thỡ gõy chết đến 22% lượng tế bào đưa bào thớ nghiệm (A = -22%).
Ngược lại, trong điều kiện ủ cựng thời gian là 48 h với chất lỏng từ Fe3O4 – OCMCS, dũng tế bào lành này tỏ ra khụng bị ảnh hưởng nhiều. Đặc biệt đỏng lưu ý với giải cỏc nồng độ thấp (≤ 3 ug/ml) Fe3O4 – OCMCS lại làm tỷ số này tăng 30-40 %. Điều này củng cố thờm cho nhận xột của chỳng tụi về kết quả quan sỏt tế bào (hỡnh 4.30 C so với hỡnh 4.30 A). Kết quả cho thấy Fe3O4
– OCMCS ở nồng độ thấp cú tỏc dụng kớch thớch tế bào dũng MDCK tăng sinh nhẹ.
Hỡnh 4.31. Đường cong đỏp ứng liều của tế bào MDCK đối với Doxorubicin
và Fe3O4-OCMCS.
Hỡnh 4.32. Đườngcong đỏp ứng liều theo dạng hàm logarit của của tế bào MDCK
đối với Doxorubicin và Fe3O4-OCMCS.
Vẽ đồ thị về sự phụ thuộc A % vào nồng độ mẫu thử chỳng tụi thu được đường cong đỏp ứng liều, thể hiện trờn hỡnh 4.31 ( A % theo nồng độ) và hỡnh 4.32 (A % theo log nồng độ). Kết quả cho thấy Fe3O4 – OCMCS ở nồng độ
Tỷ số tăng sinh A % Nồng độ hạt từ (ug/ml) Fe3O4-OCMCS Doxorubicin Doxorubicin Fe3O4-OCMCS C h ỉ số t ăn g s in h A (% ) Nồng độ hạt từ (ug/ml)
thấp cú tỏc dụng kớch thớch tế bào dũng MDCK tăng sinh nhẹ. Kết quả phự hợp với kết quả của J.M.Chupa và cộng sự ở Trường Đại học tổng hợp Quốc Gia Wayne, Mỹ khi sử dụng phức Chitosan biến tớnh đó kớch thớch tăng sinh cỏc tế bào nội mụ mạch mỏu và tế bào cơ trơn. Giải thớch hiện tượng này cú thể dựa trờn ý kiến cho rằng sự cú mặt của chitosan đó làm tăng khả năng bỏm dớnh, tăng sức sống đối với tế bào [94].
Kết luận chương 4
Đó chế tạo thành cụng chất lỏng từ nền hạt nano Fe3O4 bọc bằng tinh bột. Kết quả nghiờn cứu XRD và FESEM cho thấy lớp vỏ bọc khụng ảnh hưởng đến cấu trỳc tinh thể của mẫu hạt nano Fe3O4, đồng thời cỏc hạt nano Fe3O4 đó được bao bọc bởi vật liệu tinh bột và phõn tỏn đồng đều trong ma trận bọc với kớch thước sau bọc từ 17 nm- 25 nm tăng khụng đỏng kể so với mẫu chưa bọc. Mẫu chất lỏng thể hiện đặc tớnh siờu thuận từ ở nhiệt độ phũng với giỏ trị Hc bằng khụng với trạng thỏi từ phự hợp với hàm Langevin.Từ độ của cỏc mẫu sau bọc là 63 emu/g nhỏ hơn 6% so với mẫu hạt nano chưa bọc.Hiệu ứng đốt từ nhiệt ở cỏc nồng độ khỏc nhau của cỏc mẫu chất lỏng từ đó được nghiờn cứu.Trong từ trường xoay chiều 184 kHz và 150 Oe, ở nồng độ hạt từ thấp 3 mg/ml nhiệt độ đốt bóo hũa của chất lỏng từ đạt được giỏ trị 45 oC. Cụng suất tỏa nhiệt thu được ở cỏc mẫu là tương đối cao cỡ 129 W/g, giỏ trị này cú thể ứng dụng cho nghiờn cứu thử nghiệm y sinh.
Đó nghiờn cứu khả năng ứng dụng mẫu chất lỏng từ trong y sinh dựa trờn cỏc thớ nghiệm in-vitro.Tớnh tương thớch sinh học, khả năng bỏm dớnh của hạt từ đối với hai dũng tế bào Sarcoma và Hella 358 đó được nghiờn cứu. Khả năng nhiệt trị tế bào ung thư của cỏc hạt nano từ đó được tiến hành thụng qua thớ nghiệm ex-vivo. Kết quả cho thấy cỏc tế bào ung thư đó bị tiờu diệt bởi nhiệt độ do hạt từ tạo ra trong từ rường xoay chiều cú tần số 184kHz và cường độ 80 Oe. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đó chế tạo thành cụng chất lỏng từ nền hạt nano Fe3O4 bọc bằng chitosan và chitosan biến tớnh, cỏc hạt bọc phõn tỏn tốt trong dung mụi nước và cú kớch thước từ 30-50 nm tăng đỏng kể so với mẫu chưa bọc. Tương tỏc giữa lớp vỏ bọc polymer và hạt nano từ được nghiờn cứu thụng qua phổ hấp
thụ hồng ngoại của cỏc mẫu; tương tỏc giữa cỏc hạt và lớp polymer chủ yếu là do liờn kết hydro giữa nguyờn tử Oxy trong hạt nano và nhúm chức NH2 trờn phõn tử polyme. Cỏc mẫu chất lỏng thể hiện đặc tớnh siờu thuận từ ở nhiệt độ phũng và trạng thỏi từ phự hợp với hàm Langevin.Từ độ của cỏc mẫu sau bọc nhỏ hơn so với mẫu chưa bọc khoảng 20-25% tương ứng với mẫu bọc chitosan và chitosan biến tớnh.Hiệu ứng từ nhiệt ở cỏc nồng độ khỏc nhau của cỏc mẫu chất lỏng từ đó được nghiờn cứu trong từ trường xoay chiều 263 kHz và 80 Oe, ở nồng độ hạt từ thấp (0,1 mg/ml – 3 mg/ml) nhiệt độ đốt bóo hũa cỏc mẫu đạt được giỏ trị 45 oC. Cụng suất tỏa nhiệt thu được ở cỏc mẫu là tương đối cao, 320 W/g cho mẫu bọc chitosan ở nồng độ 0,1 mg/ml, 188 W/g cho mẫu bọc chitosan biến tớnh ở nồng độ 0,2 mg/ml.
Khả năng ứng dụng mẫu chất lỏng từ trong y sinh được nghiờn cứu dựa trờn cỏc thớ nghiệm in-vitro. Kết quả nghiờn cứu tương tỏc giữa chất lỏng từ bọc chitosan và đại thực bào cho thấy cú thể sử dụng đại thực bào làm trung gian vận chuyển cỏc hạt nano từ vào trong khối u ung thư. Chất lỏng từ bọc chitosan biến tớnhhoàn toàn khụng gõy độc với cỏc tế bào lành. Do đú, cú thể nhận định lớp vỏ bọc chitosanvà chitosanbiến tớnh là vật liệu bọc phự hợp để ứng dụng trong y sinh.
Kết luận chung
Trờn cơ sở cỏc kết quả nghiờn cứu, chỳng tụi cú thể đưa ra một số kết luận chớnh như sau:
1. Đó chế tạo thành cụng vật liệu từ nano Fe3O4 dạng hạt bằng phương đồng kết tủa với kớch thước hạt thay đổi trong khoảng từ 7 nm đến 20 nm tương ứng với mụmen từ cú giỏ trị từ 28-75 emu/g. Cỏc phộp đo từ cho thấy từ tớnh của cỏc hạt nano Fe3O4 phụ thuộc mạnh vào kớch thước. Cỏc mẫu cú kớch thước dưới 20 nm thể hiện đặc tớnh siờu thuận từ ở nhiệt độ phũng và tương tỏc giữa cỏc hạt nano siờu thuận từ là nhỏ. Mụ hỡnh cấu trỳc vỏ lừi của cỏc hạt được sử dụng để lý giải sự suy giảm từ độ trong cỏc mẫu hạt nano so với mẫu khối và sự suy giảm từ độ theo kớch thước hạt.
2. Đó khảo sỏt khả năng sinh nhiệt trong từ trường xoay chiều của cỏc hạt nano Fe3O4 cú kớch thước khỏc nhau. Cụng suất tỏa nhiệt riờng phụ thuộc vào kớch thước hạt và mụ men từ bóo hũa, giỏ trị cụng suất cao nhất thu được gần đỳng là 42 W/g cho mẫu D16. Kết quả này cũn cho thấy cỏc hạt nano Fe3O4 cú kớch thước trung bỡnh khoảng 16 nm là phự hợp cho ứng dụng trong y sinh.
3. Đó chế tạo thành cụng chất lỏng từ nền hạt nano Fe3O4 bọc bằng tinh bột, chitosan và chitosan biến tớnh. Tựy vào từng loại vật liệu bọc, kớch thước và độ phõn tỏn trong mụi trường nước là khỏc nhau. Cỏc mẫu chất lỏng thể hiện đặc tớnh siờu thuận từ ở nhiệt độ phũng với giỏ trị HC bằng khụng và trạng thỏi từ phự hợp với hàm Langevin. Từ độ của cỏc mẫu sau bọc nhỏ hơn so với mẫu chưa bọc. Độ suy giảm từ độ so với mẫu chưa bọc phụ thuộc vào từng loại vật liệu bọc. Với mẫu bọc tinh bột từ độ giảm 6%, mẫu bọc chitosan và chitosan biến tớnh khoảng 20-25%.
4. Hiệu ứng đốt núng cảm ứng từ trong từ trường xoay chiều cú tần số 184- 263 kHz và cường độ từ 80 -150 Oe của cỏc mẫu ở cỏc nồng độ khỏc nhau của cỏc mẫu chất lỏng từ đó được nghiờn cứu. Ở nồng độ hạt từ thấp (0,1 mg/ml – 3 mg/ml) nhiệt độ đốt bóo hũa cỏc mẫu đạt được giỏ trị 45 oC. Cụng suất tỏa nhiệt thu được ở cỏc mẫu là tương đối cao, 320 W/g cho mẫu bọc chitosan ở nồng độ 0,1 mg/ml, 188 W/g cho mẫu bọc chitosan biến tớnh ở nồng độ 0,2 mg/ml, 129 W/g cho mẫu bọc tinh bột ở
nồng độ 3 mg/ml. Cỏc kết quả này phự hợp cho ứng dụng đốt từ nhiệt trong y sinh.