Chức năng hóa bề mặt hạt nano ôxít sắt từ fe3o4 với 1,1 ’ carbonyldiimidazole (CDI) nhằm ứng dụng cho cấy ghép tủy

Chức năng hóa bề mặt hạt nano ôxít sắt từ
Fe3O4 với 1,1 ’ -Carbonyldiimidazole (CDI)
nhằm ứng dụng cho cấy ghép tủy
Lê Thị Thu Hà
Đại học Công nghệ
Luận văn ThS Chuyên ngành: Vật liệu và linh kiện nano
Mã số: Chuyên ngành đào tạo thí điểm
Người hướng dẫn: TS. Phan Bách Thắng
Năm bảo vệ: 2014

Keywords. Vật liệu Nanô; Hạt nano; Cấy ghép tủy.


10

LỜI MỞ ĐẦU
Ca ghép tủy xương đầu tiên của Việt Nam được Bệnh viện Truyền máu huyết
học thực hiện vào tháng 7/1995 và thực hiện truyền tế bào gốc máu ngoại vi lần đầu từ
tháng 10/1997. Sau đó, cũng chính Bệnh Viện Truyền máu và Huyết học TPHCM đã
tiến hành ghép tế bào gốc lấy từ máu cuống rốn đầu tiên ở Việt Nam. Hiện tại, trong
kỹ thuật cấy ghép, Bệnh viện Truyền máu huyết học có 3 loại sản phẩm ứng dụng tế
bào gốc từ tủy xương, tế bào gốc máu ngoại vi và tế bào gốc từ máu cuống rốn. Bệnh
viện đã thực hiện thành công trên 105 ca cấy ghép, trong đó gần một nửa là ở trẻ em,
và chuyển giao thành công kỹ thuật này cho một số bệnh viện trong nước.
Việc ghép tủy dị cá thể với HLA phù hợp tuy đem lại nhiều kết quả hứa hẹn
nhưng chưa được áp dụng rộng rãi vì nhiều nguyên nhân trong đó chi phí cho thực
hiện tương đối cao và biến chứng sau ghép khá nặng. Trong ghép dị cá thể thường xảy
ra hiện tượng GVHD (graft-versus-host-disease) hay còn gọi là bệnh vật ghép chống
chủ. Nguyên nhân chính là do toàn bộ tủy của người cho được ghép vào người nhận
mà không thông qua bước phân tách các tế bào lympho trưởng thành, nhất là các tế
bào T/CD3. Các tế bào này là nguyên nhân chính của các biến chứng nặng nề sau

ghép thường thấy ở các bệnh nhân do chúng tấn công các tế bào, mô của người nhận
một cách không kiểm soát. Ngoài ra, trong trường hợp ghép tự thân của các ca ung thư
tủy xương còn có thể dẫn tới hiện tượng tái phát do các tế bào ung thư chưa được loại
bỏ khỏi mẫu tủy ghép. Như vậy, việc nghiên cứu phát triển một phương pháp loại bỏ
các tế bào lympho và sau này có thể cả các tế bào ung thư tủy xương trong mẫu tủy
ghép nhằm ứng dụng cho các ca ghép tủy ở Việt Nam hiện nay là một nhu cầu hết sức
bức bách.
Trên thế giới hiện nay, có nhiều phương pháp được sử dụng để loại bỏ các tế
bào không mong muốn ra khỏi mẫu tủy ghép. Trước đây, các nhà lâm sàng cấy ghép
sử dụng phương pháp kết tụ tế bào T/CD3 bằng soy bean agglutinin và loại bỏ bằng tế
bào hồng cầu cừu, hay sử dụng phương pháp CCE (counterflow centrifugation
elutriation) nhằm phân riêng tế bào dựa trên kích thước hoặc sử dụng kháng thể


11

Alemzutumab nhằm loại bỏ tế bào T/CD3 thông qua hoạt động ly giải của bổ thể. Tuy
nhiên các phương pháp này vẫn còn có một số nhược điểm như tác động không chọn
lọc, khả năng phân riêng không cao, sử dụng hóa chất đắt tiền mà không tái sử dụng
được và quan trọng hơn là rất khó tự động hóa. Gần đây, FACS (FluorescentActivated Cell Sorting) và MACS (Magnetic-Activated Cell Sorting) là hai phương
pháp được sử dụng chủ yếu nhất cho việc phân tách tế bào và đã có các thiết bị cho
các ứng dụng lâm sàng đã được thương mại hóa. Mặc dù FACS cho phép thực hiện
nhiều ứng dụng hơn MACS nhưng sự vận hành thiết bị đòi hỏi đội ngũ cán bộ tinh
thông về huỳnh quang/laser, cân chỉnh các thông số ban đầu cũng như thiết bị đắt tiền.
Ngược lại, tuy không có nhiều ứng dụng như FACS nhưng MACS lại có ưu điểm là
đơn giản, nhanh chóng, dễ thực hiện và thiết bị rẻ tiền. Phương pháp này dựa trên việc
sử dụng hạt từ đánh dấu với kháng thể đặc hiệu kết hợp với lực từ để tách riêng các tế
bào mong muốn chỉ bằng một bước duy nhất. MACS đặc biệt thích hợp cho việc chọn
lọc âm tính (negative selection) trong cấy ghép tủy do mẫu tủy cần chỉ loại bỏ tế bào
lympho (như T/CD3 chẳng hạn) và các tế bào còn lại sau chọn lọc âm tính là các tế

bào có thể sử dụng cho cấy ghép.
Phương pháp MACS phân tách tế bào sử dụng các hạt nanô từ tính gồm hai
giai đoạn: đánh dấu thực thể sinh học cần nghiên cứu bằng hạt nanô từ tính; và tách
các thực thể được đánh dấu ra khỏi môi trường bằng từ trường. Như vậy có thể thấy
yếu tố mấu chốt của kỹ thuật này là kháng thể đặc hiệu cho kháng nguyên bề mặt của
tế bào đích và hạt từ.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế, vấn đề đặt ra là phải có những nghiên cứu để tìm
ra phương pháp chẩn đoán bệnh nhanh và hiệu quả kết hợp với những đặc tính đặc
biệt của hạt nanô từ tính và hạt nanô lõi - vỏ nên tôi tiến hành nghiên cứu đề tài “Chức
năng

hóa

bề

mặt

hạt

nanô

ôxít

sắt

từ

Fe3O4

với

1,1‟-cacbonyldiimidazol (CDI) nhằm ứng dụng trong cấy ghép tủy” với các nội dung
chính sau:
Mục tiêu của đề tài là:
1. Nghiên cứu về vật liệu siêu thuận từ (đặc trưng, tính chất…) công nghệ
tổng hợp các hạt nanô và các ứng dụng của chúng trong y sinh học.


12

2. Chế tạo các hạt ôxít sắt từ Fe3O4 có kích thước nanô, có tính siêu thuận từ
và có khả năng tương thích sinh học.
3. Tổng hợp hạt sắt từ Fe3O4@SiO2 có cấu trúc lõi vỏ.
4. Chức năng hóa bề mặt cấu trúc Fe3O4@SiO2 với 1,1‟-Cacbonyldiimidazol
(CDI) và khảo sát khả năng bắt giữ Protein BSA.
Nội dung của đề tài gồm có các phần chính:
Chƣơng 1. Tổng quan.
Chƣơng 2. Thực nghiệm tổng hợp các hạt nanô từ Fe3O4.
Chƣơng 3. Kết quả và biện luận.
Chƣơng 4. Kết luận và hướng phát triển của đề tài trong tương lai.


79

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Thân Đức Hiền, Lưu Tuấn Tài (2008), Từ học và vật liệu từ, NXB Bách Khoa Hà
Nội, Hà Nội.
[2] Lê Thụy Thảo (2013), Tổng hợp hạt nanô ôxít s t có cấu trúc lõi/vỏ, Luận văn tốt
nghiệp đại học, Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Tp Hồ Chí Minh.

[3] Nguyễn Phú Thùy (2004), Vật Lý Các Hiện Tượng Từ, NXB Đại Học Quốc Gia, Hà
Nội.
[4] Nguyễn Hoàng Hải, Cấn Văn Thạch, Nguyễn Hoàng Lương, Nguyễn Châu,
Khuất Thị Thu Nga, Nguyễn Thị Vân Anh, Phan Tuấn Nghĩa (2008), “Sử dụng hạt
nanô từ tính mang thuốc để tăng cường khả năng ức chế vi khuẩn của thuốc kháng sinh
Chloramphenicol“, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, tr.192-204.
[5] Bùi Đức Long (2009), Tổng hợp các hạt nanô từ có các lớp phủ polymer
tương th ch sinh học để ứng dụng trong y sinh học, Luận văn Thạc sĩ Vật Lý, Đại
học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh, Tp Hồ Chí Minh.
[6] Nguyễn Đức Nghĩa (2007), Hóa Học Nanô Công Nghệ Nền Và Vật Liệu Nguồn,
NXB Khoa Học Tự Nhiên Và Công Nghệ, Hà Nội.
[7] Lê Thúy Hòa (2011), Tổng hợp hạt oxít s t γ –Fe2O3 bằng phương pháp đồng kết
tủa, Luận văn tốt nghiệp đại học, Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Tp Hồ Chí Minh.
[8] Hoàng Văn Sơn (2006), Chẩn đ án nanô, Tạp chí thông tin Y Dược.
[9] Nguyễn Thị Hồng Nhung (2012), Tổng hợp hạt nanô Fe2O3/SiO2, Luận văn tốt
nghiệp đại học, Đại học Khoa Học Tự Nhiên, Tp Hồ Chí Minh.

Tiếng Anh
[10] Pankhurst, Q.A., J. Connolly, S.K. Jones, and J. Dobson, J. Phys. D: Appl. Phys,
36 (2003) R167.
[11] Hai, N.H., R. Lemoine, S. Remboldt, M. Strand, J.E. Shield, D. Schmitter, R.H.
Kraus Jr, M. Espy, and D.L. Leslie-Pelecky, J. Magn. Magn. Mater, 293 (2005) 75.


80

[12] Ling Zhang, Rong He, Hong-Chen Gu, Oleic acid coating on the
monodisperse magnetite nanoparticles, Institute for Micro and Nano Science
and Technology, Shanghai Jiaotong University, 200030 Shanghai, China .
[13] Tartaj, P., M.d.P. Morales, S. Veintemillas-Verdaguer, T. Gonzalez-Carreno, and

C.J. Serna, J. Phys. D: Appl. Phys., 36 (2003) R182.
[14] S.P Sidhu (1988), Transformation of trace element-substituted maghemite to
hematite, Punjab Agricultural University, India.
[15] Dr. Jin Zhang , Dr. Jose Herrera , Dr. Elizabeth Gillies (2012), Study on the
inbteractions between nano materials and proteins, The University of Western
Ontario London, Ontario, Canada.
[16] Rosensweig, R.E., Ferrohydrodynamics. (1985), Cambridge: Cambridge
University Press.
[17] Sugimoto (2000), Synthesis, Characterisation and Mechanism of Growth, New
York: Marcel Dekker.
[18] Nguyen Thi Khanh Thuyen (2007), Surface functionalization of nano-magnetic
particle with beta cyclodextrin and its use in bio-molecule refolding process, degree
of master of engineering, National University of Singapore, Singapore.
[19] Jana Wotschadlo, Tim Liebert, Joachim H. Clement, Nils Anspach,
Stephanie Hoppener, Tobias Rudolph, Robert Mu¨ller, Felix H. Schacher, Ulrich
S. Schubert, Thomas Heinze (2013), Biocompatible Multishell Architecture for
Iron Oxide Nanoparticles, Macromol. Biosci, 13, pp. 93–105.
[20] Babes L, Denizot B, Tanguy G, Le Jeune JJ & Jallet P. (1999). Synthesis
of iron oxide nanoparticles used as MRI contrast agents: A parametric study.
Journal of Colloid and Interface Science, 212(2):474-482.
[21] Gu FX, Karnik R, Wang AZ, Alexis F, Levy-Nissenbaum E, Hong S, Langer
RS & Farokhzad OC. (2007). Targeted nanôparticles for cancer therapy.
Nanô Today, 2(3):14-21.
[22] Wenguang Y. Tonglai Z, Jianguo Z, Jinyu G & Ruifeng W. (2007), The
preparation methods of magnetite nanoparticles and their morphology, Progress
in Chemistry, 19(6):884-892.


81

[23] Ye, F.; Muhammed (2011), Synthesis of Nanostructured and Hierarchical
Materials for bioapllications, Lic. Thesis, Royal Institute of Technology, ICT School,
Stockholm, 10; 1619; pp. 31-34.
[24] Cornell, R.M.; Schwertmann (2000),

Iron Oxides in the Laboratory :

Preparation and Characterization, Willey-Woch, ISBN 3-527-29669-7, Weinheim,
Germany, pp. 55-60.
[25] Ming Ma, Ning Gu (2002), “Prep r ti n nd ch r cteriz ti n f
nanôp rticles c ted b

gnetite

in sil ne”, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng.

Aspects 212, pp. 219 – 226.
[26] Meera Basa (2009), Synthesis & Characterization of Silica Coated Iron oxide
Nanoparticles by Sol-Gel Technique, For the degree of

master of science in

chemistry, National Institute of Technology, Rourkela.
[27] Aleksandr Marinin (2012), Synthesis and characterization of superparamagnetic
iron oxide nanôparticles coated with silica , Bachelor Thesis, School of Information
and Communication Technology, Royal Institute of Technology.
[28] Vogt, C.M.; Toprak, M.; Muhammed, M.; Laurent, S. (2010), Engineered coreshell nanoparticles for biomedical applications, Lic. Thesis, Royal Institute of
Technology, ICT School, Stockholm, pp. 1-9.
[29] Alvarez, G. S.; Muhammed, M. (2004), Synthesis, characterisation and
applications of iron oxide nanparticles, Doctoral Thesis, Royal Institute of

Technology, ICT School, Stockholm, pp. 27-28.