Tổng hợp và đánh giá khả năng nang hóa oxaliplatin của hệ nano liposome

TỔNG LIÊN ĐỒN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG
NANG HÓA THUỐC OXALIPLATIN
CỦA HỆ NANO LIPOSOME

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019


2

TÓM TẮT
Vật liệu nano ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong Y sinh học. Trong số đó,
phổ biến nhất là nano liposome, một hệ mang thuốc có độ tương hợp sinh học cao, giúp
hỗ trợ cải thiện khả năng phân phối và làm giảm tác dụng phụ của thuốc. Sự biến tính
bề mặt vật liệu với tác nhân polyethylene glycol (PEG) giúp làm tăng thời gian tuần
hoàn và tăng sinh khả dụng của thuốc. Phương pháp Hydrat hóa màng mỏng được sử
dụng để tổng hợp nano liposome kết hợp siêu âm và ép đùn qua màng nhằm giảm và
đồng nhất kích thước hạt. Sau tổng hợp, nano liposome nang hóa Oxaliplain (LipmPEG-OXP) được đánh giá kích thước tiểu phần (KTTP) và chỉ số đa phân tán (PDI)
bằng kỹ thuật đo Tán xạ ánh sáng động (DLS); điện thế zeta bằng kỹ thuật đo Tán xạ
ánh sáng điện di (ELS); hiệu suất nang hóa, khả năng mang thuốc và hiệu quả nhả
chậm thuốc bằng phương pháp Quang phổ nguồn plasma cảm ứng cao tần ghép khối
phổ (ICP-MS). Kết quả là mẫu vật liệu mang thuốc (Lip-mPEG-OXP) thu được có
KTTP là 189,1 ± 5,3 nm, PDI là 0,261 ± 0,056 và điện thế zeta là -49,5 ± 0,9 mV. Hiệu
suất nang hóa Oxaliplatin đạt 44,70 ± 0,56% và khả năng mang thuốc chiếm 6,86 ±
0,24%. Kết quả đánh giá in vitro nhả chậm thuốc trong 24 giờ đạt 31,17 ± 0,41%, bằng
khoảng 1/3 so với thuốc Oxaliplatin thông thường.

3

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT


4

Từ viết tắt
APC
CTAB

Từ tiếng Anh
Antigen Presenting Cell

Nghĩa tiếng Việt
Tế bào trình diện kháng nguyên

Cetyl trimethylammonium bromide

DLE

Drug Loading Content

Khả năng mang thuốc

DLC

Drug Loading Efficiency

Hiệu suất nang hóa thuốc

DLS

Dynamic Light Scattering

Tán xạ ánh sáng động

DSPE

1,2-Distearoyl-sn-glycero-3phosphorylethanolamine

ELS

Electrophoretic Light Scattering

Tán xạ ánh sáng điện di

EPR

Enhanced Permeability and
Retention effect

Hiệu ứng tăng cường tính thấm
và lưu giữ

FDA

Food and Drug Administration

Cục quản lý Thực phẩm và Dược
phẩm Hoa Kỳ

GUV

Giant Unilamellar Vesicle

Liposome đơn lớp kích thước
khổng lồ

HSP70

Heat Shock Protein 70

HSPC

Hydrogenated Soy
Phosphatidylcholine

KTTP
IAMS
ICP-MS

Dầu đậu nành đã hydrogen hóa
Kích thước tiểu phần

Institute of Applied Material

Science

Viện Khoa học Vật liệu Ứng
dụng

Inductively Coupled Plasma Mass Quang phổ nguồn plasma cảm
Spectrometry
ứng cao tần ghép khối phổ

LUV

Large Unilamellar Vesicle

Liposome đơn lớp kích thước lớn

MHC

Major Histocompatibility Complex

Phức hợp tương thích mơ chính


5

MLV

Multilamellar Vesicle

Liposome đa lớp

MPS

Mononuclear Phagocyte System

Hệ thống thực bào đơn nhân

MVV

Multivesicular Vesicles

Liposome đa nang

OXP

Oxaliplatin

PBS

Phosphate Buffered Saline

Dung dịch đệm muối phosphate

PDI

Polydispersity Index

Chỉ số đa phân tán

PEG

Polyethylene glycol

RES

Reticuloendothelial system

Hệ thống lưới nội mô

REV

Reverse phase evaporation

Bốc hơi pha đảo

SUV

Small Unilamellar Vesicle

Liposome đơn lớp kích thước nhỏ

DANH MỤC HÌNH


6

DANH MỤC BẢNG


7

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trên thế giới, nhiều báo cáo khoa học về sức khỏe, y tế,…cho thấy rằng ung thư
là một trong những căn bệnh có tỷ lệ tử vong hàng đầu. Đặc biệt, ở các quốc gia phát
triển, do ảnh hưởng bởi lối sống không lành mạnh như hút thuốc lá, tiêu thụ quá mức
rượu bia, suy dinh dưỡng, béo phì, thiếu vận động thể chất,…khiến tỷ lệ người mắc
bệnh ung thư ngày càng cao. Hiện nay, nhiều phương pháp điều trị bệnh ung thư đã và
đang được triển khai ứng dụng. Trong số đó, phổ biến nhất vẫn là phương pháp hóa trị
(đặc biệt là ở các giai đoạn muộn, khi khối u đã di căn khắp cơ thể) [8].
Oxaliplatin là một loại thuốc hóa trị liệu được sử dụng phổ biến trong điểu trị ung
thư đại trực tràng. Tuy nhiên, một số tác dụng phụ của thuốc ảnh hưởng đến các mô và
cơ quan bình thường. Bên cạnh đó, sự phân phối khơng chọn lọc cùng với sự đào thải
nhanh khỏi cơ thể dẫn tới hạn chế hiệu quả điều trị của thuốc. Để giải quyết vấn đề này,
nhiều biện pháp đã được đặt ra. Trong số đó, việc kết hợp thuốc bên trong các vật liệu
có tính tương hợp sinh học như liposome cho thấy hiệu quả điều trị tốt hơn [32], [34].
Liposome với cấu trúc tương tự màng tế bào và độ tương hợp sinh học cao giúp
xâm nhập vào mô tế bào thơng qua hệ tuần hồn mà khơng gây độc cho tế bào, tăng
cường tập trung thuốc ở mơ đích và nhả chậm thuốc. Thêm vào đó, việc sử dụng
phương pháp biến tính bề mặt vật liệu với tác nhân Polyethene glycol – một loại
polymer có tính tương hợp sinh học cao, khơng gây kích thích miễn dịch, giúp làm
tăng thời gian tuần hoàn của thuốc trong cơ thể và chống lại sự đào thải quá nhanh. Sự
kết hợp Oxaliplatin trong hệ nano liposome đã được biến tính bề mặt hướng tới giảm
tác dụng phụ và liều lượng cần sử dụng của thuốc [11], [23].
Chính vì những lý do trên, đề tài “Tổng hợp và đánh giá khả năng nang hóa thuốc
Oxaliplatin của hệ nano liposome” được tiến hành với mong muốn tăng cường hiệu
quả điều trị ung thư của Oxaliplatin.


8

1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài nghiên cứu “Tổng hợp và đánh giá khả năng nang hóa thuốc
Oxaliplatin của hệ nano liposome” là nhằm bào chế thành cơng nano liposome nang
hóa Oxaliplatin bằng phương pháp Hydrat hóa màng mỏng và có các tính chất lý hóa
phù hợp để tăng cường hiệu quả điều trị ung thư của Oxaliplatin.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
Hệ nano liposome nang hóa thuốc điều trị ung thư Oxaliplatin.
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu
− Tổng hợp nano liposome nang hóa thuốc Oxaliplatin bằng phương pháp

Hydrat hóa màng mỏng.
− Đánh giá đặc tính lý hóa của hệ nano liposome nang hóa Oxaliplatin sau tổng

hợp dựa trên kích thước hạt và điện thế zeta.
− Xác định hiệu suất nang hóa và khả năng mang thuốc Oxaliplatin của hệ nano
liposome bằng phương pháp Quang phổ nguồn plasma cảm ứng cao tần ghép
khối phổ (ICP-MS).
− Đánh giá sự ổn định của hệ nano liposome nang hóa Oxaliplatin thơng qua
việc theo dõi sự thay đổi kích thước hạt và điện thế zeta theo thời gian.
− Đánh giá tiềm năng nhả chậm thuốc của hệ nano liposome nang hóa

Oxaliplatin bằng phương pháp thẩm tách kết hợp định lượng bằng ICP-MS.
1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Đề tài nghiên cứu mong muốn thông qua việc kết hợp Oxaliplatin bên trong hệ
chất mang nano liposome sẽ giúp hạn chế tác dụng phụ, tăng thời gian tuần hoàn và
giảm liều lượng cần sử dụng của thuốc. Bên cạnh đó, việc ứng dụng phương pháp
Hydrat hóa màng mỏng để tổng hợp với nguồn nguyên liệu lipid tự nhiên (Lecithin đậu
nành) cũng hướng đến một quy trình sản xuất nano liposome nang hóa Oxaliplatin đơn
giản nhưng hiệu quả đồng thời tạo ra sản phẩm có giá thành thấp để tiết kiệm chi phí

điều trị cho người bệnh.


9


10

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
2.1. Thuốc điều trị ung thư – Oxaliplatin
2.1.1. Giới thiệu chung
Oxaliplatin là một loại thuốc hóa trị liệu gốc bạch kim cùng họ với Cisplatin và
Carboplatin. Oxaliplatin thường được sử dụng kết hợp với Fluorouracil và Leucovorin
trong phác đồ Folfox trong điều trị ung thư đại trực tràng [43].
2.1.2. Đặc tính hóa lý
− Cơng thức phân tử: C8H14N2O4Pt (Hình 2.1).
− Khối lượng phân tử: 397,29 [4].
− Cơng thức cấu tạo: platin nguyên tử kết hợp với 1,2-diaminocyclohexane

(DACH) và nhóm oxalate [43].

Hình 2.1: Cơng thức cấu tạo của Oxaliplatin

1

− Trạng thái: dạng bột kết tinh màu trắng.
− Độ hịa tan: Oxaliplatin ít tan trong nước, rất ít tan trong methanol và không

tan trong ethanol hay acetone [4], [14]. Độ tan trong nước: 27,5 mg/mL [42].
2.1.3. Cơ chế hoạt động

Các cơ chế tác động lên tế bào ung thư của Oxaliplatin bao gồm:


11

− Gây tổn thương DNA: Các hợp chất chuyển hóa của Oxaliplatin tạo liên kết

cộng hóa trị với các gốc Guanine và Cytosine của DNA, gây đứt gãy mạch
DNA, dẫn đến chết tế bào theo apoptosis [4], [10].
− Ức chế tái bản DNA: ức chế hoạt động của thymidylate synthase, ngăn cản liên

kết với thymidine trong tổng hợp acid nucleic [16].
− Ức chế sinh tổng hợp RNA: ngăn chặn các yếu tố phiên mã gắn kết với DNA
mạch khuôn; ức chế hoạt động của RNA polymerase; kích hoạt apoptosis của
tế bào ung thư [4], [37], [12].
− Cơ chế miễn dịch: Oxaliplatin tác động đến sự biểu hiện của các kháng nguyên
khối u trên bề mặt tế bào ung thư (thông qua sự gia tăng biểu hiện của protein
sốc nhiệt HSP70) và giải phóng chúng ra mơi trường xung quanh; các kháng
nguyên này được trình diện trong phức hợp với MHC trên bề mặt tế bào trình
diện kháng nguyên APC, sau đó liên kết với các thụ thể CD4 (của tế bào T hỗ
trợ) và CD8 (của tế bào T độc), kích hoạt các phản ứng miễn dịch của cơ thể,
tiêu diệt các tế bào ung thư [4], [36].
2.1.4. Dược động học
− Hấp thụ: Sau khi tiêm truyền Oxaliplatin trong 2 giờ với liều 85 mg/m 2, nồng

độ đỉnh trong huyết thanh là 0,814 µg/ mL [43].
− Phân bố: Vào cuối 2 giờ tiêm truyền, 15% Platin đã tiêm vào hiện diện trong
tuần hồn cơ thể, cịn lại 85% nhanh chóng được phân bố vào mô hoặc bài tiết
ra nước tiểu. Khoảng 90% các chất chuyển hóa liên kết khơng thuận nghịch
với hồng cầu và protein huyết tương, chủ yếu là albumin và γ-globulin [43].

− Chuyển hóa: Oxaliplatin được chuyển hóa hồn tồn, khơng cần enzyme thơng
qua sự dịch chuyển của phối tử oxalate không bền tạo thành các dẫn xuất hoạt
động bao gồm monochloro, dichloro và các dạng diaquo-DACH [43].


12

− Bài tiết: phần lớn Platin được bài tiết chủ yếu qua thận trong vòng 48 giờ sau

khi dùng thuốc. Sau 5 ngày tiêm truyền, khoảng 54% lượng Platin được thanh
thải qua nước tiểu và chỉ khoảng 2% qua phân [43].
2.1.5 Chỉ định
Oxaliplatin kết hợp với 5-Fluorouracil và Acid Folinic được chỉ định dùng trong
điều trị hỗ trợ ung thư đại tràng giai đoạn III sau khi cắt bỏ hoàn toàn khối u nguyên
phát và điều trị ung thư đại tràng di căn [43].
Chống chỉ định dùng Oxaliplatin đối với những bệnh nhân: có tiền sử dị ứng với
Oxaliplatin; trong thời kỳ đang cho con bú; suy giảm tế bào máu, dựa vào lượng bạch
cầu trung tính < 2x109/L và lượng tiểu cầu < 100 x 10 9/L; rối loạn hoặc suy giảm chức
năng thần kinh ngoại biên; suy giảm chức năng thận (hệ số thanh thải creatinin < 30
mL/phút) [43].
2.1.6. Tác dụng phụ
Phần lớn các tác dụng phụ quan sát được trong thời gian dùng phối hợp
Oxaliplatin với 5-Fluorouracil/Acid Folinic (5-FU/FA) là trên hệ tiêu hóa (tiêu chảy,
buồn nơn, nơn và viêm niêm mạc), trên tuần hồn (giảm bạch cầu trung tính, giảm tiểu
cầu) và trên thần kinh (cấp tính, liều tích lũy, thần kinh cảm giác ngoại biên). Khi dùng
phối hợp Oxaliplatin với 5-FU/FA thì các tác dụng không mong muốn này trở nên phổ
biến và trầm trọng hơn là khi chỉ dùng 5-FU/FA đơn liệu pháp [43].
2.1.7. Liều dùng
− Chỉ dùng cho người lớn [43].
− Liều tiêm được điều chỉnh tùy theo khả năng dung nạp của đối tượng [43].

− Oxaliplatin thường được pha trong 250 – 500 mL dung dịch dextrose 5% để

được dung dịch có nồng độ 0,2 – 0,7 mg/mL dùng tiêm truyền trong 2 – 6 giờ,
0,7 mg/mL là nồng độ cao nhất trong thực hành lâm sàng đối với Oxaliplatin
liều 85 mg/m2 [43].


13

2.1.8. Một số chế phẩm tiêm của Oxaliplatin trên thị trường
Bảng 2.1: Một số chế phẩm thuốc tiêm của Oxaliplatin phổ biến trên thị trường [43]

1

ST
T
1

Tên chế
phẩm
Eloxatin®

Hàm
lượng
5 mg/mL

Thể
tích
10 mL

Dạng
Cách
Nhà sản xuất
bào chế
sử dụng
Dung dịch Tiêm truyền Sanofi Aventis
đậm đặc
tĩnh mạch
(Mỹ)
2
Exolatin® 5 mg/mL 20 mL Dung dịch Tiêm truyền Sanofi Aventis
đậm đặc
tĩnh mạch
(Mỹ)
3
Oxiplat50
50 mg
10 mL Dạng bột Tiêm truyền
Sun Pharma
đông khô
tĩnh mạch
(Mỹ)
dùng pha
thuốc tiêm
4
Oxiplat10 100 mg 20 mL Dạng bột Tiêm truyền
Sun Pharma
0
đông khô
tĩnh mạch

(Mỹ)
dùng pha
thuốc tiêm
2.1.9. Hạn chế của Oxaliplatin và sự cần thiết của hệ thống phân phối thuốc nhắm
mục tiêu trong hỗ trợ điều trị ung thư
Mặc dù có hiệu quả dung nạp tốt hơn so với các loại thuốc hóa trị dựa trên bạch
kim (Platin) khác nhưng Oxaliplatin tự do vẫn thể hiện hoạt tính chống khối u thấp
trong thực nghiệm in vivo và lâm sàng. Vì khi đi vào tuần hoàn và huyết tương, các
phân tử Oxaliplatin rất nhanh phản ứng tạo thành phức hợp bạch kim liên kết không
thuận nghịch với các phân tử khác trong máu hoặc trên các tế bào và nhanh chóng bị
đào thải, dẫn đến sự tích lũy thấp của chúng trong mơ khối u. Thêm vào đó, các tác
dụng phụ bao gồm các triệu chứng dị cảm cấp tính và nhiễm độc thần kinh tích lũy do
trị liệu kéo dài cũng làm hạn chế hiệu quả điều trị cuả Oxaliplatin. Phương hướng để
giải quyết những vấn đề trên là làm sao giảm liều lượng thuốc cần sử dụng để hạn chế


14

tác dụng phụ của thuốc trong khi vẫn có thể vận chuyển thuốc với nồng độ cao đến các
mô khối u. Suy nghĩ đó đưa đến ý tưởng kết hợp Oxaliplatin vào các hệ thống phân
phối thuốc nhắm mục tiêu, trong đó có hệ chất mang liposome. Đây cũng là hệ thống
phân phối thuốc lâu đời và thành công nhất từ trước đến nay [27], [40].
2.2. Vật liệu nano liposome
2.2.1. Hình dạng và cấu trúc của liposome
Liposome là một loại cấu trúc sinh học nguồn gốc hữu cơ với thành phần cấu tạo
chủ yếu là phospholipid và cholesterol. Nó có cấu trúc hình cầu đơn lớp hoặc đa lớp
bao bọc một khoang chứa nước bên trong (Hình 2.2). Kích thước của các túi hình cầu
này có thể dao động từ vài nanomet đến vài micromet [2], [3], [18].
Nền tảng cho sự tự lắp ráp (self-assembly) của các liposome là các tương tác kỵ
nước và lực Van der Waals giữa phospholipid và các phân tử nước [2], [7].

Trong công thức tổng hợp liposome cơ bản sẽ bao gồm các thành phần lipid chính
như phospholipid và cholesterol và một số chất hoạt động bề mặt khác [3], [7], [27].

Hình 2.2: Cấu trúc cơ bản của liposome

2


15

Các yếu tố như tỷ lệ thành phần các loại lipid, phương pháp tổng hợp, kích thước
tiểu phần (KTTP), năng lượng bề mặt và sự biến tính bề mặt vật liệu đều ảnh hưởng
đến sự thay đổi tính chất của liposome [7].
2.2.2. Thành phần cấu tạo của liposome
2.2.2.1. Phospholipid
Chiếm tỷ lệ lớn trong thành phần cấu tạo của liposome là phospholipid. Đây là
một loại lipid chứa phospho và có cấu trúc amphiphilic bao gồm đầu phosphate ưa
nước và đuôi hydrocarbon kỵ nước được liên kết với gốc alcohol. Bản chất lưỡng tính
lý giải cho khả năng tự láp ráp của phospholipid khi đưa vào phân tán trong môi trường
nước, tạo thành lớp màng lipid kép, nhũ hoá để ổn định nhũ tương [7], [18].
Phospholipid cũng là thành phần chính của màng tế bào. Do đó, liposome có tính
tương hợp cao với tế bào và mô. Nguồn gốc của phospholipid được sử dụng trong các
cơng thức tổng hợp có thể là tự nhiên, tổng hợp hoặc bán tổng hợp. Liposome tổng hợp
từ phospholipid tự nhiên thường có độ tương hợp sinh học cao hơn các loại khác [18].
Lecithin (Hình 2.3) được sử dụng trong công thức bào chế là một dạng
phosphatidylcholine khơng bão hịa chiết xuất từ đậu nành, có xu hướng hình thành
liposome với nhiều lớp phospholipid kép và kém ổn định. Tuy nhiên, Lecithin cũng có
một số ưu điểm như có nguồn gốc thực vật nên an tồn, tránh nguy cơ lây nhiễm virus
như các loại lipid có nguồn gốc động vật khác, hiệu quả nang hóa thuốc tốt, giá thành
rẻ, phù hợp cho sản xuất quy mô công nghiệp [31].

16

Hình 2.3: Cơng thức cấu tạo của Lecithin

3

2.2.2.2. Cholesterol
Một thành phần không thể thiếu trong cấu trúc màng phospholipid kép của
liposome đó chính là cholesterol. Đây là một chất béo steroid có mặt ở màng tế bào của
tất cả các mô trong cơ thể và được vận chuyển trong huyết tương của mọi động vật [9].


17

Hình 2.4: Cơng thức cấu tạo của Cholesterol

4

Thơng thường, các phản ứng phân hủy hóa học, thủy phân các liên kết este giữa
acid béo và glycerol, peroxide hóa chuỗi acyl khơng bão hịa (nếu có) có thể làm ảnh
hưởng đến hiệu suất nang hóa của liposome. Tuy nhiên, khi thêm vào công thức bào
chế thành phần cholesterol, những nhược điểm trên có thể được khắc phục. Nhóm
hydroxyl của cholesterol tương tác với đầu phosphate của màng còn gốc steroid và
chuỗi hydrocarbon gắn sâu vào màng (Hình 2.4) [9].
Trong cấu trúc liposome, cholesterol được sử dụng như một chất làm ổn định
giúp làm tăng khả năng liên kết giữa các phân tử phospholipid, tăng độ cứng của lớp
phospholipid kép, giảm khả năng thẩm thấu của màng đối với các chất điện giải và
không điện giải, chống lại sự kết tụ của các hạt liposome. Thông thường, tỷ lệ mol

phospholipid:cholesterol được sử dụng là 2:1 [7], [9], [31], [40].
2.2.3. Chất hoạt động bề mặt
Chất hoạt động bề mặt là các phân tử có cấu trúc amphiphilic. Chúng có ứng
dụng tiềm năng trong lĩnh vực chuyển pha, sản xuất vật liệu có độ tinh khiết cao, ổn
định công thức thuốc hoặc hỗ trợ vận chuyển thuốc [22].


18

Chất hoạt động bề mặt được phân làm 2 loại chính là chất hoạt động bề mặt ion
(như Cetyl trimethylammonium bromide) và chất hoạt động bề mặt không ion (như
Polysorbate 80) [30].
2.2.3.1. Cetyl trimethylammonium bromide
Cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) là một chất hoạt động bề mặt cation
có nhóm phân cực bị phân ly thành ion dương trong dung dịch, thường là các dẫn xuất
của muối amoni bậc 4 (Hình 2.5), có khả năng tạo nhũ tương tốt [22].

Hình 2.5: Cơng thức cấu tạo của Cetyl trimethylammonium bromide (CTAB)

5

2.2.3.2. Polysorbate 80
Polysorbate 80 (Polyoxyethylene sorbitan monooleate hay Tween 80) là một chất
hoạt động bề mặt không ion, thường được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm và mỹ
phẩm như một chất hòa tan, ổn định hoặc chất nhũ hóa. Nó có dạng lỏng, màu vàng,
nhớt và có nguồn gốc từ acid oleic và polyethoxylated sorbitan. Polysorbate 80 giúp
đồng nhất nước và dầu. Ngoài ra, nó cũng được biết tới như là một chất bảo quản tự
nhiên an toàn cho sản phẩm và là một tá dược được sử dụng để ổn định công thức nước
của thuốc dùng đường tiêm [13].

19

Polysorbate 80 có cả hai gốc kỵ nước và ưa nước (Hình 2.6). Các gốc kỵ nước
thúc đẩy sự hình thành mixen ở nồng độ vượt nồng độ mixen tới hạn. Đây là yếu tố
quan trọng trong sự hình thành liposome. Thêm vào đó, sự hiện diện của Polysorbate
80 làm tăng cường sự thẩm thấu của các phân tử nước vào khoảng không gian giữa các
hạt nano, giúp ổn định sự phân tán của các hạt trong mơi trường [19].

Hình 2.6: Công thức cấu tạo của Polysorbate 80

6

2.2.4 Phân loại liposome
2.2.4.1. Phân loại liposome theo kích thước và số lớp vỏ
Dựa trên kích thước và số lớp màng phospholipid kép, ta có thể phân loại
liposome như sau (Hình 2.7):
− Liposome đơn lớp kích thước nhỏ (Small Unilamellar Vesicle – SUV): chỉ

gồm 1 lớp phospholipid kép, có kích thước từ 20 – 100 nm [31].
− Liposome đơn lớp kích thước lớn (Large Unilamellar Vesicle – LUV): chỉ
gồm 1 lớp phospholipid kép, có kích thước > 100 nm [31].


20

− Liposome đơn lớp kích thước khổng lồ (Giant Unilemellar Vesicle – GUV):

chỉ gồm 1 lớp phospholipid kép, có kích thước > 1 µm [31].
− Liposome đa lớp (Multilamellar Vesicle – MLV): có khoảng 5–25 lớp

phospholipid kép với nhiều ngăn nước đồng tâm, có kích thước > 0,5 µm [31].
− Liposome đa nang (Multivesicular Vesicles – MVV): gồm nhiều nang nhỏ

nằm trong liposome, có kích thước > 1 µm [31].


21

Hình 2.7: Phân loại liposome theo kích thước hạt và số lớp phospholipid

7


22

2.2.4.2. Phân loại liposome theo khả năng biến tính bề mặt và mục đích sử dụng
Dựa trên khả năng biến tính bề mặt vật liệu với các tác nhân khác nhau, ta có thể
phân loại liposome như sau (Hình 2.8):
− Liposome thông thường (Conventional Liposome) là loại liposome cơ bản

nhất và cũng là thế hệ liposome đầu tiên được phát triển, trong thành phần
màng chỉ chứa các lipid tích điện âm, dương hoặc trung tính [35].
− Liposome PEG hóa (PEGylated liposome): nhờ được bao phủ bên ngoài lớp

màng phospholipid kép là các polymer ưa nước, liposome có khả năng “tàng
hình” trước hệ miễn dịch của cơ thể, giúp làm tăng thời gian tuần hoàn của
liposome, giảm tỷ lệ đào thải thuốc. Một trong số những polymer được ứng
dụng thành công và phổ biến nhất hiện nay là Polyethylene glycol [35].
− Liposome nhắm mục tiêu (Ligand-targeted liposome): sử dụng các phối tử
hướng đích (như protein, polypeptide, chuỗi carbohydrate, kháng thể,…) có

khả năng nhận biết và liên kết với mục tiêu thông qua cơ chế miễn dịch tương
tác kháng nguyên – kháng thể hoặc phối tử – thụ thể (ligand – receptor) trên
màng tế bào. Các phối tử có thể được gắn trực tiếp trên màng phospholipid kép
hoặc gắn ở đuôi của polymer bảo vệ (Hình 2.8) [35].
− Liposome đa chức năng (multifunctional liposome): là sự kết hợp nhiều chức
năng khác nhau trên cùng một cấu trúc liposome để phục vụ cùng lúc nhiều
mục đích. Ở đây thường đề cập đến các loại liposome kết hợp chẩn đoán và
điều trị (theranostic liposome). Đó là sự kết hợp giữa phối tử hướng đích có
khả năng nhận biết chính xác mục tiêu cần phát hiện (như tế bào ung thư) và
yếu tố hiển thị trong cùng một cấu trúc liposome; giúp định vị chính xác vị trí


23

của mục tiêu để phân phối thuốc tới đích và theo dõi q trình điều trị (thơng
qua các phương pháp hiển thị hình ảnh hiện đại) [33].

Hình 2.8: Phân loại liposome theo đặc điểm biến tính bề mặt vật liệu

8

2.2.5. Ưu và nhược điểm của liposome
Ưu điểm:


24

−
−
−

−
−
−

Hệ mang thuốc an toàn, tương hợp sinh học [27].
Khả năng mang đồng thời cả dược chất ưa nước và kỵ nước [3].
Cải thiện tính tan và tính thấm của dược chất [31].
Bảo vệ các phân tử thuốc nhạy cảm, kém bền [27], [31].
Khả năng thâm nhập tốt vào mô và tế bào đích [3], [31].
Cải thiện độc tính, giảm tác dụng phụ, tăng sinh khả dụng của thuốc và giảm
liều lượng cần sử dụng [31].

Nhược điểm:
− Độ bền của liposome chịu sự ảnh hưởng bởi độ bền của các thành phần lipid

với các q trình phân hủy hóa học hoặc sinh học dẫn đến sự rị rỉ gây thất
thốt dược chất [27].
− Chi phí đầu tư sản xuất cao [27].
− Tính an tồn của ngun liệu lipid nguồn gốc động vật [27].
2.2.6. Cơ chế vận chuyển thuốc của liposome
Nhờ vào tính tương hợp sinh học cao, liposome là một hệ vận chuyển thuốc gần
như lý tưởng và thành công nhất đến thời điểm hiện tại. Tùy thuộc vào tính chất của
dược chất cần vận chuyển là ưa nước hoặc kỵ nước mà chúng được phân bố ở những vị
trí khác nhau trong cấu trúc liposome. Đối với các dược chất ưa nước, chúng thường sẽ
nằm ở bên trong khoang chứa nước. Còn đối với dược chất kỵ nước, chúng sẽ nằm xen
giữa lớp màng phospholipid kép. Cơ chế này cho phép liposome có thể vận chuyển
cùng lúc (đồng vận chuyển) nhiều loại thuốc có bản chất khác nhau. Lớp màng lipid
của liposome có tác dụng bảo vệ thuốc khơng bị gan chuyển hóa. Thêm vào đó, các
phần tử liposome có kích thước tương đối lớn nên khơng thể thốt ra khỏi mạch máu,
khiến cho chúng được lưu lại lâu hơn trong hệ tuần hoàn, tăng sinh khả dụng của

thuốc. Ngồi ra, khả năng tích hợp dược chất kỵ nước vào lớp vỏ phospholipid của
liposome còn giúp hạn chế việc sử dụng các dung môi hữu cơ độc hại như
Cremophore, Polysorbate để pha dung dịch thuốc tiêm thông thường [7], [18], [44].


25

Đối với những dược chất yêu cầu môi trường phân tán nhất định để ổn định tính
chất, khơng phù hợp với mơi trường cơ thể, thì liposome đã phát huy ưu điểm vượt trội
của nó với khả năng bao bọc dược chất trong môi trường tối ưu cần thiết (môi trường
bên trong liposome) nhưng đồng thời vẫn được phân tán trong môi trường phù hợp với
điều kiện cơ thể (môi trường bên ngoài liposome). Trong một số trường hợp, đối với
những dược chất có thời gian tuần hồn ngắn, nhanh bị đào thải, có độc tính nhất định
nhưng bắt buộc sử dụng ở liều lượng cao thì việc ứng dụng hệ nano liposome làm
phương tiện vận chuyển có thể giúp làm giảm độc tính của thuốc [31].
Liposome có thể thay đổi dược động học của thuốc bằng cách từ từ phóng thích
thuốc trong cơ thể. Tùy thuộc vào tính chất của lớp màng phospholipid kép và ảnh
hưởng của các yếu tố như môi trường, pH, nhiệt độ,…mà vật liệu liposome có thể
phóng thích dược chất theo nhiều phương thức khác nhau: bị kích hoạt bởi pH của
vùng mơ tế bào đích (liposome nhạy pH) và phóng thích dược chất vào chất nền ngoại
bào; hấp thu vào bên trong tế bào thông qua cơ chế nhập bào do tương tác của các lớp
màng phospholipid hoặc tương tác phối tử – thụ thể (ligand – receptor) giữa liposome
và màng tế bào; tạo cầu nối giữa liposome và tế bào rồi phóng thích thuốc vào bên
trong tế bào. Những tính chất này có thể thu được thơng qua sự biến tính bề mặt vật
liệu với các tác nhân như polymer, carbohydrate, protein, kháng thể,…để đạt được các
hiệu quả khác nhau, chẳng hạn như: tăng thời gian tuần hoàn của thuốc, khả năng nhạy
nhiệt, nhạy pH, vận chuyển hướng đích,… Điều này khiến cho liposome trở thành một
hệ vận chuyển thuốc tiềm năng có khả năng tùy chỉnh linh hoạt theo các thiết kế, phù
hợp để vận chuyển nhiều loại thuốc cho các mục đích khác nhau [3], [7], [35].
2.3. Biến tính bề mặt vật liệu bằng polymer Polyethylene glycol

2.3.1. Polyethylene glycol
Polyethylelen glycol (PEG) là một polymer được ứng dụng rộng rãi trong nhiều
lĩnh vực, bao gồm Y sinh dưới sự phê duyệt của Cục quản lý Thực phẩm và Dược
phẩm Hoa Kỳ (FDA). Ưu điểm của PEG là nó có khả năng tan được trong cả dung môi