Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng và khảo sát tiềm năng ứng dụng của hệ dẫn thuốc nano đa chức năng nền copolyme PLA-PEG có và không có hạt từ (Fe3O4)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
--------------------------

PHAN QUỐC THÔNG

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, ĐẶC TRƯNG VÀ KHẢO
SÁT TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG CỦA HỆ DẪN THUỐC
NANO ĐA CHỨC NĂNG NỀN COPOLYME PLA-PEG
CÓ VÀ KHÔNG CÓ HẠT TỪ (Fe3O4)
Chuyên ngành: Vật liệu điện tử
Mã số: 9.44.01.23

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU

Hà Nội - 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
--------------------------

PHAN QUỐC THÔNG

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO, ĐẶC TRƯNG VÀ KHẢO
SÁT TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG CỦA HỆ DẪN THUỐC
NANO ĐA CHỨC NĂNG NỀN COPOLYME PLA-PEG
CÓ VÀ KHÔNG CÓ HẠT TỪ (Fe3O4)
Chuyên ngành: Vật liệu điện tử
Mã số: 9.44.01.23

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
GS.TSKH. NGUYỄN XUÂN PHÚC
TS. HÀ PHƯƠNG THƯ

Hà Nội - 2019


LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất của mình tới
GS.TSKH. Nguyễn Xuân Phúc và TS. Hà Phương Thư – những người Thầy hướng dẫn
đã ân cần chỉ bảo, cũng như tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt thời gian
thực hiện luận án.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất tới PGS.TS. Đỗ Hùng Mạnh,
PGS.TS. Phạm Thanh Phong, TS. Lê Trọng Lư vì sự quan tâm sâu sắc, sự giúp đỡ tận
tình trước và trong quá trình thực hiện luận án.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất tới PGS.TS. Lê Thị Mai Hương, TS.
Trần Thị Hồng Hà thuộc Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên – Viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam, PGS.TS. Hoàng Thị Mỹ Nhung, ThS. Nguyễn Đắc Tú
của Bộ môn sinh học tế bào thuộc Khoa Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
– Đại học Quốc gia Hà Nội vì những hợp tác nghiên cứu trong các ứng dụng y sinh.

Bản luận án này sẽ không thể hoàn thành nếu không có sự giúp đỡ của các đồng
nghiệp. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn của mình tới tất cả các thành viên làm việc tại Phòng
Vật liệu nano y sinh và Phòng vật lý vật liệu từ và siêu dẫn của Viện Khoa học vật liệu.
Đặc biệt, tôi xin được gửi tới TS. Phạm Hồng Nam, NCS. Đỗ Khánh Tùng, NCS. Lưu
Hữu Nguyên, NCS. Mai Thị Thu Trang, NCS. Nguyễn Hoài Nam, NCS. Lê Thị Hồng
Phong và ThS. Tạ Ngọc Bách, TS. Vương Thị Kim Oanh lời cảm ơn chân thành vì sự
giúp đỡ thực hiện các phép đo và sự quan tâm động viên hết sức quý báu với tôi trong
quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin được gửi lời cảm ơn tới GS. Phan Mạnh Hưởng ở Đại học Nam Florida
và GS. Sri Sridhah thuộc Trường Đại học Đông Bắc, Hoa Kỳ về những phép đo trên
các máy chuyên dụng thực hiện tại đó. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới GS.
Nguyễn Thị Kim Thanh và Cộng sự tại Đại học London – Vương quốc Anh về những
hợp tác nghiên cứu và giúp đỡ tôi thực hiện những phép đo quý báu.
i


Luận án được thực hiện với sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài nghiên cứu cơ bản định
hướng ứng dụng mã số DT.NCCB-DHUD.2012-G/08 và dự án AOARD award FA
2386 14-1-0025 giữa nhóm nghiên cứu của GS. Nguyễn Xuân Phúc, Viện Khoa học
vật liệu với các nhóm của GS. Nguyễn Thị Kim Thanh, Trường đại học London và GS.
Sri Sridhah, Trường đại học Đông Bắc – Hoa Kỳ; đề tài “Nghiên cứu quy trình chế tạo
và thử nghiệm hệ dẫn thuốc hướng đích cấu trúc nano đa chức năng (polyme-drugfolate)”, Mã số 106.99-2012.43, Nafosted (7/2013-7/2016) và đề tài “Nghiên cứu chế
tạo hệ dẫn thuốc nano Paclitaxel phối hợp Curcumin và đánh giá tác động của chúng
lên các tế bào ung thư”, mã số:VAST03.04/16-17, Viện Hàn lâm Khoa học và Công
nghệ Việt Nam, (1/2016-12/2017) do TS. Hà Phương Thư làm chủ nhiệm.
Tôi cũng xin được cảm ơn tới Ban lãnh đạo, Bộ phận quản lý đào tạo và các cán
bộ Phòng thí nghiệm trọng điểm của Viện Khoa học vật liệu, vì đã luôn tạo điều kiện
thuận lợi nhất cho tôi trong quá trình thực hiện bản luận án.
Sau cùng, tôi muốn gửi tình cảm yêu thương nhất và sự biết ơn tới bố, mẹ, vợ và
các con cũng như tất cả những người thân trong gia đình và bạn bè đã luôn cổ vũ, động

viên để tôi vượt qua khó khăn hoàn thành tốt nội dung nghiên cứu trong bản luận án
này.
Hà Nội, ngày

tháng

Tác giả luận án

Phan Quốc Thông

ii

năm


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, dưới sự hướng dẫn
của GS.TSKH. Nguyễn Xuân Phúc và TS. Hà Phương Thư. Các số liệu, kết quả sử
dụng trong luận án được trích dẫn từ các bài báo và báo cáo đề tài đã được sự đồng ý
của các đồng tác giả. Các số liệu, kết quả này là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả luận án

Phan Quốc Thông

iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
I. Danh mục các ký hiệu
B0

: Từ trường cố định

Bcl-2

: Protein gây chết rụng tế bào

BT-474

: Dòng tế bào ung thư biểu mô tuyến vú người

C

: Nhiệt dung riêng của hệ mẫu

C3

: Một loại protein trong hệ thống miễn dịch

CS

: Khả năng sống sót của tế bào ở nồng độ nào đó của chất thử tính theo %
so với đối chứng

G2

: Pha trống 2

H

: Cường độ từ trường

HepG2

: Dòng tế bào ung thư gan ở người

IC50

: Nồng độ ức chế (Inhibited Concentration)

LD50

: Chỉ số xác định liều cận trên và cận dưới

M

: Pha nguyên phân

mi

: Khối

lượng hạt từ

ms

: Khối

lượng tổng cộng của hệ mẫu

Ms

: Từ độ bão hòa

r1, r2

: Độ hồi phục dọc và ngang, tương ứng 1 và 2

R1, R2

: Tốc độ hồi phục dọc và ngang, tương ứng 1 và 2

RF

: Tần số radio

Ro1,2

: Tốc độ hồi phục dọc và ngang khi không có chất tương phản

Sarcoma180 : Dòng tế bào ung thư mô liên kết chuột
T1, T2

: Thời gian hồi phục dọc và ngang, tương ứng 1 và 2

0

: Mômen từ của chân không

f

: Tần số của từ trường

T
t

: Tốc độ tăng nhiệt ban đầu



: Độ lệch tiêu chuẩn

φ

: Hằng số pha
iv


ω0

: Tần số Larmor

II. Danh mục các chữ viết tắt
BCS

: Huyết thanh Bò (Bovine Calf Serum)

CLT

: Chất lỏng từ

CT

: Kỹ thuật chụp cắt lớp với sự hỗ trợ của máy tính (Computed
Tomography)

Cur

: Curcumin

Cur/Fe3O4@PLA-PEG: Hạt nano Fe3O4 bọc copolyme PLA-PEG mang Curcumin
Cur/PLA-PEG: Polylactic axit- Polyethylene glycol mang Curcumin
Cur/PLA-PEG-Fol: Polylactic axit- Polyethylene glycol mang Curcumin và gắn yếu tố
hướng đích Folat
DCM

: Dung môi (Dichlomethan)

DLS

: Giản đồ tán xạ ánh sáng động (Dynamic Light Scattering)

DMEM

: Môi trường nuôi cấy tế bào (Dulbecco’s Modified Eagle Medium)

DMSO

: Dung môi (Dimethyl Sulfoside)

FC

: Làm lạnh có từ trường (Field Cool)

FDA

: Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Thuốc Hoa Kỳ (Food and Drug
Administration)

Fe3O4@PLA-PEG: Hạt nano Fe3O4 bọc copolyme PLA-PEG
FE-SEM

: Kính hiển vi điện tử quét- phát xạ trường (Field Emission Scanning
Electron Microscope)

FT-IR

: Phổ hấp thụ hồng ngoại Fourier

HDT

: Hệ dẫn thuốc

HDTNN

: Hệ dẫn thuốc kích thước nano

ILP

: Công suất tổn hao nội tại (Intrinsic Loss Power)

IO

: Ôxit sắt (Iron oxide)

MFH

: Nhiệt trị ung thư dùng chất lỏng từ (Magnetic Fluid Hyperthermia)

MIH

: Đốt nóng cảm ứng từ (Magnetic Inductive Heating)

MNPs

: Các hạt nano từ tính (Magnetic Nanoparticles)

MPEG-PLA : Methôxy poly(ethylene glycol)-poly(lactic axit)
v


MRI

: Ảnh cộng hưởng từ (Magnetic Resonance Imaging)

NAA

: Axit amin không thiết yếu (Non-Essential Amino Acids)

PBS

: Đệm sinh lý (Phosphate Buffered Saline)

PEG

: Polyethylene glycol

PET

: Kỹ thuật ghi hình bằng bức xạ positron (Positron Emission Tomography)

PLA

: Polylactic axit

PLA-PEG

: Polylactic axit- Polyethylene glycol

PLA-TPGS : Poly(lactic axit)-vitamin E
PLGA

: Poly (lactic-co-glycolic)

PLGA-PEG : Poly(lactic-co-glycolic)-polyethylene glycol
PSF

: Hợp chất kháng sinh (Penixillin- Streptomycin sulfate- Fungizone)

SAR

: Tốc độ hấp thụ riêng (Specific Absorption Rate)

Sn(Oct)2

: Sn(II) 2-ethylhexanoate (Tin (II) 2-ethylhexanoate)

SRB

: Thuốc nhuộm (Sulfo Rhodamine B)

TCA

: Axit hữu cơ Tricloacetic (Trichloro Acetic acid)

TEM

: Kính hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscope)

TGA

: Phân tích nhiệt vi lượng (Thermal Gravimetric Analysis)

UV-Vis

: Phổ tử ngoại-khả kiến (Ultraviolet-Visible)

VSM

: Từ kế mẫu rung (Vibrating Sample Magnetometer)

XRD

: Nhiễu xạ tia X (X-Ray Diffraction)

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Sơ đồ hình thành hạt nano đa chức năng .................................................. 9
Hình 1.2. Các loại hạt nano nền polyme cấu trúc lõi-vỏ đặc trưng cho phân phối thuốc
.............................................................................................................. 11
Hình 1.3. Sơ đồ hệ dẫn thuốc nano đa chức năng ................................................. 12
Hình 1.4. Cấu trúc hệ dẫn thuốc đa chức năng với: A) Các hạt nano đa chức năng
đơn giản với thuốc và/hoặc các liệu pháp được mang vào bên trong; B)
Các hạt nano đa chức năng phức tạp bao gồm hạt nano ôxit sắt, hạt nano
lõi silica – vỏ hạt vàng, hạt nano Gadolinium biến tính bề mặt gắn các phối
tử hướng đích và đóng gói thuốc ........................................................... 14
Hình 1.5. Cấu trúc Curcumin ............................................................................... 16
Hình 1.6. Sơ đồ tổng hợp copolyme PLA-PEG bằng phương pháp trùng ngưng mở
vòng polyme ......................................................................................... 25
Hình 1.7. Cấu trúc tinh thể của Fe3O4 ................................................................... 26
Hình 1.8. Nguyên lý của chụp ảnh cộng hưởng từ: a) spin của các proton của phân
tử nước quay tròn dưới sự tác dụng của từ trường ngoài B0 với tần số
Larmor (ω0); b) sau khi áp dụng từ trường xoay chiều tần số radio (RF) có
hướng vuông góc với B0 spin proton sẽ bị kích thích và lệch khỏi hướng
ban đầu; c) thời gian phục hồi dọc T1; d) thời gian phục hồi ngang T2 .. 29

Hình 1.9. Mô hình hệ nanovector lõi hạt từ tính ................................................... 38
Hình 2.1. Ảnh thiết bị kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường Hitachi S-4800 ... 43
Hình 2.2. Ảnh thiết bị kính hiển vi điện tử truyền qua TEM ................................. 44
Hình 2.3. (a) Hệ thí nghiệm đốt nóng cảm ứng từ, (b) Minh họa bố trí thí nghiệm
đốt nóng cảm ứng từ ............................................................................. 48
Hình 3.1. Mô tả quy trình chế tạo hệ dẫn thuốc nano Cur/PLA-PEG, Cur/PLA-PEGFol ........................................................................................................ 62
Hình 3.2. Ảnh FE-SEM của hạt nano copolyme PLA-PEG với các hợp phần
PLA:PEG 3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3 tương ứng với các hình 1A, 1B, 1C, 1D,
1E ......................................................................................................... 63
Hình 3.3. Phân bố kích thước thủy động (DLS) của các hệ nano PLA-PEG với tỷ lệ
thành phần PLA:PEG 3:1, 2:1, 1:1, 1:2 và 1:3 tương ứng các hình A, B, C,
D và E. .................................................................................................. 64
Hình 3.4. Thế Zeta của copolyme PLA-PEG ........................................................ 65
vii


Hình 3.5. Ảnh FE-SEM của hệ hạt nano Cur/PLA-PEG với các hợp phần PLA:PEG
3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3, tương ứng với các hình 2A, 2B, 2C, 2D, 2E ....... 67
Hình 3.6. Phân bố kích thước thủy đông (DLS) của các hệ nano Cur/PLA-PEG với
tỷ lệ thành phần PLA:PEG 3:1, 2:1, 1:1, 1:2 và 1:3, tương ứng các hình A,
B, C, D và E .......................................................................................... 68
Hình 3.7. Thế Zeta của hạt nano Cur/PLA-PEG ................................................... 69
Hình 3.8. Ảnh FE-SEM của hạt nano Cur/PLA-PEG-Fol với các hợp phần PLA:PEG
3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3, tương ứng với các hình 3A, 3B, 3C, 3D, 3E ....... 70
Hình 3.9. Đường phân bố kích thước (DLS) của các hệ nano Cur/PLA-PEG-Fol với
tỷ lệ thành phần PLA:PEG 3:1, 2:1, 1:1, 1:2 và 1:3, tương ứng các hình A,
B, C, D và E ......................................................................................... 71
Hình 3.10. Thế Zeta của hạt nano Cur/PLA-PEG-Fol ............................................. 72
Hình 3.11. Phân bố kích thước các hệ nano PLA-PEG, Cur/PLA-PEG và Cur/PLAPEG-Fol ............................................................................................... 72
Hình 3.12. Phổ UV-Vis (B) và phương trình đường chuẩn Curcumin (A) .............. 74

Hình 3.13. Phổ UV-Vis của các hệ nano Cur/PLA-PEG với các tỷ lệ thành phần
PLA:PEG 3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3 ............................................................ 74
Hình 3.14. Ảnh hưởng của tỷ lệ PLA:PEG đến hiệu quả mang thuốc của hệ nano
Cur/PLA-PEG ...................................................................................... 75
Hình 3.15. Phổ UV-Vis của Curcumin, Cur/PLA-PEG (A) và của Curcumin, axit folic
và Cur/PLA-PEG-Fol (B) ..................................................................... 76
Hình 3.16. Phổ FT-IR của PLA, PEG và PLA-PEG với tỷ lệ thành phần PLA:PEG
khác nhau ............................................................................................. 77
Hình 3.17. Phổ FT-IR của PLA, PLA-PEG, Curcumin, Cur/PLA-PEG .................. 78
Hình 3.18. Phổ FT-IR của axit folic, PLA-PEG, Cur/PLA-PEG và PLA-PEG-Fol .. 78
Hình 3.19. Phổ FT-IR của Cur/PLA-PEG với các tỷ lệ thành phần PLA:PEG khác
nhau ...................................................................................................... 79
Hình 3.20. Phổ FT-IR của Cur/PLA-PEG-Fol với các tỷ lệ thành phần PLA:PEG khác
nhau ...................................................................................................... 79
Hình 3.21. Tỷ lệ % giải phóng chậm Cur từ hệ nano Cur/PLA-PEG (A) và Cur/PLAPEG-Fol (B) tại 37oC ............................................................................ 80
Hình 3.22. Giá trị IC50 của Cur/H2O, Cur/PLA-PEG và Cur/PLA-PEG-Fol ........... 84
Hình 3.23. Giá trị IC50 của Cur/PLA-PEG và Cur/PLA-PEG-Fol ........................... 85
viii


Hình 3.24. Sự thay đổi hình dạng tế bào HepG2 dưới tác dụng của Cur/PLA-PEG và
Cur/PLA-PEG-Fol ................................................................................ 86
Hình 4.1. Sơ đồ tổng hợp hạt nano Fe3O4 bằng phương pháp đồng kết tủa ........... 89
Hình 4.2. Mô tả quy trình chế tạo hệ dẫn thuốc nano Fe3O4@PLA-PEG và
Fe3O4@PLA-PEG/Cur ......................................................................... 90
Hình 4.3. Giản đồ XRD của Fe3O4, Fe3O4@PLA-PEG và Fe3O4@PLA-PEG/Cur 91
Hình 4.4. Phổ FT-IR của các hệ mẫu hạt nano Fe3O4, Fe3O4@PLA-PEG,
Fe3O4@PLA-PEG/Cur ......................................................................... 92
Hình 4.5. Ảnh SEM, TEM và phân bố kích thước của các hạt nano Fe3O4,
Fe3O4@PLA-PEG, Fe3O4@PLA-PEG/Cur tương ứng hình 1A, 1B, 1C;

2A, 2B, 2C và 3A, 3B, 3C .................................................................... 93
Hình 4.6. Kích thước thủy động (DLS) các hạt nano Fe3O4, Fe3O4@PLA-PEG và
Fe3O4@PLA-PEG/Cur tương ứng các hình (A), (B) và (C) .................. 94
Hình 4.7. Thế Zeta của hệ hạt nano Fe3O4 (A), 3Fe3O4@0,3PLA-PEG (C) và của một
vài hệ hạt nano Fe3O4@PLA-PEG khác (B) ......................................... 96
Hình 4.8. Kết quả phân tích TGA cho mẫu hạt nano Fe3O4@PLA-PEG (A) và
Fe3O4@PLA-PEG/Cur (B) ................................................................... 99
Hình 4.9. Từ độ phụ thuộc từ trường của Fe3O4, Fe3O4@PLA-PEG và Fe3O4@PLAPEG/Cur tính trên khối lượng tổng vỏ-lõi (A) và sau khi trừ đóng góp
lượng vỏ hữu cơ (B) ........................................................................... 100
Hình 4.10. So sánh độ tương phản ảnh cộng hưởng từ hạt nhân theo chế độ trọng T2
của các hạt nano Fe3O4@PLA-PEG (A) và Fe3O4@PLA-PEG/Cur (B)
............................................................................................................ 102
Hình 4.11. Đường tốc độ hồi phục phụ thuộc nồng độ pha loãng mẫu: R1 vs C (A) và
R2 vs C (B) của các các chất lỏng từ Fe3O4@PLA-PEG và Fe3O4@PLAPEG/Cur ............................................................................................. 103
Hình 4.12. Tốc độ hồi phục dọc R1 (A) và gang R2 (B) phụ thuộc nồng độ mẫu
Fe3O4@PLA-PEG S1 (C) và Fe3O4@PLA-PEG/Cur S2 (D) ................ 104
Hình 4.13. Đường gia nhiệt của hệ chất lỏng từ nồng độ 1 mg/mL của Fe3O4@PLAPEG (A) và Fe3O4@PLA-PEG/Cur (B), đo với các từ trường khác nhau,
và kết quả tính SAR cho các nồng độ 1 mg/mL của hệ nano Fe3O4@PLAPEG (C) và Fe3O4@PLA-PEG/Cur (D) .............................................. 107
Hình 4.14. Đường gia nhiệt MIH của các hệ mẫu Fe3O4@PLA-PEG và Fe3O4@PLAPEG/Cur ............................................................................................. 108
ix


Hình 4.15. Phổ UV-Vis (A) và lượng Curcumin giải phóng theo thời gian (B) từ hệ
nano Fe3O4@PLA-PEG/Cur ủ tại nhiệt độ 37oC ................................. 109
Hình 4.16. Đốt nóng cảm ứng từ hệ Fe3O4@PLA-PEG/Cur với các khoảng thời gian
5 – 10 – 15 – 20 – 25 phút tương đương hình A – B – C – D – E ........ 110
Hình 4.17. Phổ UV-Vis (A) và phần trăm giải phóng Curcumin (B) từ hệ nano
Fe3O4@PLA-PEG/Cur theo phương pháp đốt nóng cảm ứng từ tại các
khoảng thời gian khác nhau ................................................................ 111
Hình 4.18. Kết quả thí nghiệm MIH giải phóng chậm Curcumin trong hệ nano

Fe3O4@PLA-PEG/Cur ngắt tại 370C với thời gian chiếu khác nhau: đường
gia nhiệt với các từ trường khác nhau (A), phổ UV-Vis của mẫu khi ngắt
(B), và phần trăm giải phóng Curcumin (C) ........................................ 112
Hình 4.19. Kết quả giải phóng chậm Curcumin từ hệ nano Fe3O4@PLA-PEG/Cur tại
nhiệt độ dừng chiếu từ 45oC: đường gia nhiệt với các từ trường khác nhau
(A), phổ UV-Vis của mẫu mới ngắt (B) và phần trăm giải phóng Curcumin
(C) ...................................................................................................... 113
Hình 5.1. Tỉ lệ tăng sinh của tế bào Sarcoma 180 (A) và BT-474 (B) so với đối chứng
sinh học khi được thử nghiệm độc tính với hệ chất lỏng nano từ
Fe3O4@PLA-PEG theo dải nồng độ 0,01-100 µg/mL. Tỉ lệ tăng sinh của
tế bào ở nồng độ thử nghệm cao nhất vẫn đạt 85 % so với DCSH, ở 3 nồng
độ tiếp theo đạt 90-95 % và ở nồng độ thấp nhất không có sự khác biệt so
với ĐCSH ........................................................................................... 116
Hình 5.2. Đường cong đáp ứng liều của hệ chất lỏng nano từ Fe3O4@PLA-PEG dựa
trên phương pháp Litchfield - Wilcoxon: (A) Thí nghiệm lần 1, (B) Thí
nghiệm lần 2 ....................................................................................... 117
Hình 5.3. Ảnh MRI của hệ chất lỏng nano từ Fe3O4@PLA-PEG và Fe3O4@PLAPEG/Cur chụp theo chế độ T2W, TE 80ms, TR 3,0s ở điều kiện: (A)
Fe3O4@PLA-PEG trong môi trường Agar 1,5 % chứa 2.106 tế bào
Sarcoma 180; (B) Fe3O4@PLA-PEG trong môi trường Agar 1,5 %, (C)
Fe3O4@PLA-PEG/Cur trong môi trường Agar 1,5 % chứa 2.106 tế bào
sarcoma 180; (D) Fe3O4@PLA-PEG/Cur trong môi trường Agar 1,5 %.
Nồng độ sắt từ trong mỗi giếng là: (1) 0,000 mg/mL; (2) 0,01 mg/mL; (3)
0,05 mg/mL; (4) 0,1 mg/mL; (5) 0,2 mg/mL; (6) 0,5 mg/mL ............. 118
Hình 5.4. Khả năng tăng tương phản MRI của hệ chất lỏng nano từ Fe3O4@PLAPEG ở chế độ T2W, TE 80ms, TR 3,0s, góc chụp 180o (cắt lớp theo trục
đầu – đuôi chuột). (A) Ảnh trước khi tiêm hệ chất lỏng nano từ; (B) Ảnh
sau khi tiêm hệ chất lỏng nano từ: (1) chuột không được tiêm, (2) chuột
tiêm 50 µg hạt từ trực tiếp vào khối u, (3) chuột tiêm 250 µg hạt từ trực
tiếp vào khối u .................................................................................... 119
x

Hình 5.5. Ảnh chụp MRI theo chế độ T2W, TE 80ms, TR 3,0s, góc chụp 90o cho
thấy tốc độ lan truyền của hệ chất lỏng nano từ Fe3O4@PLA-PEG trong
khối u rắn dưới da chuột theo thời gian ở hai nồng độ vật liệu thử nghiệm
là 25 µg/0,5 cm3 và 250 µg/0,5 cm3 .................................................... 120
Hình 5.6. Tế bào Sarcoma 180 sau khi đốt từ 30 phút với hệ chất lỏng nano từ nồng
độ 2 mg/mL ở từ trường 70 Oe, 178 kHz. Mẫu thí nghiệm (A), Đối chứng
(ĐC) nhiệt trị - có hạt từ, không chiếu từ trường (B), và Đối chứng sinh
học -ĐCSH (C) ................................................................................... 121
Hình 5.7. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nồng độ hạt nano từ đến tỉ lệ chết của tế
bào Sarcoma 180 ................................................................................ 122
Hình 5.8. Tế bào Sarcoma 180 tại thời điểm 0 phút (A) và 60 phút (B) .............. 123
Hình 5.9. Tỷ lệ tế bào Sarcoma 180 chết theo thời gian sau khi đốt nhiệt 60 phút với
nồng độ 1 mg/ml và 2 mg/ml chất lỏng hệ chất lỏng nano từ ở từ trường
70 Oe, 178 kHz ................................................................................... 124
Hình 5.10. Ảnh khối u rắn dưới da sau 5 ngày (A), 10 ngày (B) và 15 ngày (C) cấy
truyền ................................................................................................. 125
Hình 5.11. Ảnh khối u trước và sau khi điều trị trên khối u 5 ngày tuổi ................ 127
Hình 5.12. Ảnh về tăng khối u chuột đối chứng trong 12 ngày theo dõi ................ 128
Hình 5.13. Theo dõi sự thay đổi thể tích khối u được nhiệt trị trên khối u 5 ngày tuổi,
Lô 1 – tiêm 30 µL hạt nano, lô 2 – tiêm 20 µL hạt nano ..................... 128

xi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Bố trí thí nghiệm nhiệt từ trị trên chuột mang khối u rắn dưới da .......... 57
Bảng 3.1. Phân bố kích thước hạt và thế Zeta của các hạt nano PLA-PEG ............ 65
Bảng 3.2. Phân bố kích thước hạt và thế Zeta của các hạt nano Cur/PLA-PEG ..... 69
Bảng 3.3. Phân bố kích thước hạt và thế Zeta của các hạt nano Cur/PLA-PEG-Fol

.............................................................................................................. 73
Bảng 3.4. Kích thước hạt, lượng Curcumin và hiệu quả mang Curcumin của các hệ
copolyme PLA-PEG, Cur/PLA-PEG và Cur/PLA-PEG-Fol ................. 75
Bảng 3.5. Tỷ lệ % Curcumin giải phóng chậm từ hệ nano Cur/PLA-PEG tại 37oC
.............................................................................................................. 81
Bảng 3.6. Tỷ lệ % Curcumin giải phóng chậm từ hệ nano Cur/PLA-PEG-Fol tại 37oC
.............................................................................................................. 81
Bảng 3.7. Giá trị IC50 của hệ nano Cur/PLA-PEG, Cur/PLA-PEG-Fol và Cur/H2O
.............................................................................................................. 84
Bảng 3.8. Giá trị IC50, hiệu quả mang Cur và hiệu quả nhập bào của hệ nano
Cur/PLA-PEG ...................................................................................... 85
Bảng 3.9. Giá trị IC50, hiệu quả mang Cur và hiệu quả nhập bào của hệ nano
Cur/PLA-PEG-Fol ................................................................................ 85
Bảng 4.1. Ảnh hưởng của nồng độ PLA-PEG đến độ bền phân tán hạt nano
Fe3O4@PLA-PEG trong nước .............................................................. 95
Bảng 4.2. Ảnh hưởng của nồng độ Fe3O4 đến độ bền phân tán hạt nano Fe3O4@PLAPEG trong nước .................................................................................... 97
Bảng 4.3. Từ độ bão hòa: đo trực tiếp cho mẫu lõi+vỏ (Mcs); hiệu đính bởi khối lượng
vỏ danh định (Mccal) và bởi khối lượng vỏ thí nghiệm TGA (Mcex) của các
mẫu hạt nano Fe3O4, Fe3O4@PLA-PEG và Fe3O4@PLA-PEG/Cur .... 100
Bảng 4.4. Kết quả tính toán độ hồi phục r1, r2 và tỷ số r1/r2 cho 2 mẫu
Fe3O4@PLA-PEG (S1), Fe3O4@PLA-PEG/Cur (S2) và chất thương phẩm
Resovist, Ferumoxytol ......................................................................... 105
Bảng 4.5. Kết quả tính SAR của hệ nano Fe3O4@PLA-PEG và Cur/Fe3O4@PLAPEG ở các từ trường khác nhau .......................................................... 107
Bảng 4.6. Phần trăm Curcumin giải phóng từ hệ nano Fe3O4@PLA-PEG/Cur khi
được ủ tại 37oC ................................................................................... 109
Bảng 4.7. Số liệu đo giải phóng Curcumin của hệ nano Fe3O4@PLA-PEG/Cur đạt
được ở 37oC và 45oC bằng phương pháp đốt nóng cảm ứng từ ........... 113
xii

Bảng 5.1. Nhiệt độ bão hòa đạt được (oC) khi kích thích hệ chất lỏng nano từ
Fe3O4@PLA-PEG bằng những từ trường có cường độ khác nhau ...... 121
Bảng 5.2. Tỷ lệ tế bào chết (%) sau khi được trộn với hệ chất lỏng nano từ và chiếu
từ trường 30 phút ................................................................................ 122
Bảng 5.3. Tỷ lệ tế bào chết tại các thời điểm sau khi chiếu từ trường với nồng độ chất
lỏng nano từ 2 mg/mL ........................................................................ 123
Bảng 5.4. Tỷ lệ tế bào chết tại các thời điểm sau khi chiếu từ trường với nồng độ chất
lỏng nano từ 1 mg/mL ........................................................................ 123

xiii


MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn

i

Lời cam đoan

iii

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt

iv

Danh mục các hình vẽ

vii

Danh mục các bảng

xii

MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
Chương 1

TỔNG QUAN MỘT SỐ HỆ DẪN THUỐC .......................................7

1.1. Hệ dẫn thuốc ...................................................................................................7
1.1.1. Hệ dẫn thuốc kích thước thông thường .....................................................7
1.1.2. Hệ dẫn thuốc kích thước nano (HDTNN) ..................................................8
1.1.3. Các loại polyme nghiên cứu ứng dụng ..................................................... 21
1.1.4. Copolyme phân hủy sinh học PLA-PEG .................................................. 22
1.2. Hệ dẫn thuốc nano từ tính ........................................................................... 26
1.2.1. Hạt nano từ ............................................................................................... 26
1.2.2. Các phương pháp chế tạo hạt nano từ ..................................................... 33
1.2.3. Bọc bảo vệ và chức năng hệ nano từ tính ................................................ 37
Tóm lược chương 1 ............................................................................................... 399
Chương 2

CÁC KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM ................................................ 40

2.1. Phương pháp tổng hợp PLA-PEG............................................................... 40
2.1.1. Hóa chất và thiết bị ................................................................................... 40
2.1.2. Tổng hợp PLA-PEG ................................................................................. 40
2.2. Phương pháp chế tạo các hạt nano .............................................................. 40
2.2.1. Chế tạo hệ nano PLA-PEG, Cur/PLA-PEG và Cur/PLA-PEG-Fol ........ 40
2.2.2. Chế tạo hạt nano Fe3O4@PLA-PEG, Fe3O4@PLA-PEG/Cur .................. 41
2.3. Các phương pháp đặc trưng ........................................................................ 42

xiv


2.3.1. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ copolyme và hạt nano Fe3O4 đến độ bền
phân tán của hệ nano Fe3O4@PLA-PEG ................................................. 42
2.3.2. Hiển vi điện tử .......................................................................................... 42
2.3.3. Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR) ............................................... 44
2.3.4. Giản đồ tán xạ ánh sáng động (Dynamic Light Scattering - DLS) .......... 45
2.3.5. Phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis (Ultraviolet-Visible) ................................. 45
2.3.6. Nhiễu xạ tia X (XRD) ............................................................................... 45
2.3.7. Phân tích nhiệt vi lượng (Thermal Gravimetric Analysis-TGA) .............. 46
2.3.8. Từ kế mẫu rung (Vitrating Sample Magetometer – VSM) ....................... 47
2.3.9. Đốt nóng cảm ứng từ (Magnetic Inductive Heating - MIH) .................... 47
2.3.10. Cộng hưởng từ hạt nhân ........................................................................ 49
2.3.11. Chụp ảnh cộng hưởng từ hạt nhân cho mẫu động vật .......................... 50
2.4. Phương pháp nghiên cứu giải phóng chậm thuốc ...................................... 51
2.4.1. Giải phóng chậm Curcumin bằng ủ nhiệt ................................................ 51
2.4.2. Giải phóng chậm Curcumin bằng MIH ................................................... 51
2.5. Thực nghiệm sinh học .................................................................................. 52
2.5.1. Thử nghiệm độc tính in vitro trên dòng tế bào HepG2 ............................ 52
2.5.2. Thử nghiệm sinh học trên tế bào ung thư và chuột mang khối u ............ 53
2.5.3. Phương pháp nhiệt từ trị tiêm trực tiếp vào khối u .................................. 56
Tóm lược chương 2 ............................................................................................... 588
Chương 3 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TÍNH CỦA HỆ NANO
COPOLYME PLA-PEG ĐA CHỨC NĂNG ...................... 59
3.1. Chế tạo các hệ nano copolyme PLA-PEG, Cur/PLA-PEG và Cur/PLAPEG-Fol ........................................................................................................ 60
3.1.1. Chế tạo hạt nano copolyme PLA-PEG ..................................................... 60
3.1.2. Chế tạo hạt nano copolyme PLA-PEG mang Curcumin (Cur/PLA-PEG) ..
................................................................................................................ 60
3.1.3. Chế tạo hạt nano copolyme PLA-PEG mang Curcumin và gắn yếu tố

hướng đích Folat (Cur/PLA-PEG-Fol) .................................................... 61
3.2. Cấu trúc, hình thái học và đặc trưng tính chất của các hạt nano PLAPEG, Cur/PLA-PEG và Cur/PLA-PEG-Fol ............................................... 62
xv


3.2.1. Hình dạng, kích thước và sự phân bố kích thước hạt nano PLA-PEG ... 62
3.2.2. Hình dạng, kích thước và sự phân bố kích thước hạt nano Cur/PLA-PEG
................................................................................................................ 66
3.2.3. Hình dạng, kích thước và sự phân bố kích thước hệ nano Cur/PLA-PEGFol ............................................................................................................. 69
3.2.4. Khả năng mang thuốc của các hạt nano PLA-PEG ................................ 73
3.2.5. Kết quả đo phổ UV-Vis ............................................................................. 76
3.2.6. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại FT-IR ................................................ 77
3.3. Nghiên cứu giải phóng chậm Curcumin ..................................................... 80
3.4. Nghiên cứu khả năng gây độc trên tế bào ung thư của các hệ nano
Cur/PLA-PEG và Cur/PLA-PEG-Fol ......................................................... 83
Kết luận chương 3 ................................................................................................... 87
Chương 4 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TÍNH CỦA HỆ CHẤT LỎNG
NANO TỪ ĐA CHỨC NĂNG LÕI HẠT Fe3O4 ................. 88
4.1. Chế tạo hệ nano Fe3O4@PLA-PEG và Fe3O4@PLA-PEG/Cur ................. 89
4.1.1. Tổng hợp hạt nano Fe3O4 ......................................................................... 89
4.1.2. Chế tạo hệ nano 90
4.1.3. Chế tạo hệ nano Fe3O4@PLA-PEG/Cur .................................................. 90
4.2. Cấu trúc, hình thái học và đặc trưng tính chất các mẫu hạt nano Fe3O4,
Fe3O4@PLA-PEG, Fe3O4@PLA-PEG/Cur ................................................. 91
4.2.1. Phân tích XRD .......................................................................................... 91
4.2.2. Phân tích FT-IR ....................................................................................... 91
4.2.3. Hình dạng, kích thước và sự phân bố kích thước các hạt nano Fe3O4,
Fe3O4@PLA-PEG, Fe3O4@PLA-PEG/Cur .............................................. 92
4.2.4. Ảnh hưởng của nồng độ copolyme PLA-PEG và hạt nano Fe3O4 đến độ
bền phân tán của hệ nano Fe3O4@PLA-PEG .......................................... 95

4.3. Đặc trưng đóng góp khối lượng và từ tính của các mẫu Fe3O4@PLA-PEG
và Fe3O4@PLA-PEG/Cur ............................................................................ 98
4.4. Ảnh cộng hưởng từ hạt nhân hệ nano Fe3O4@PLA-PEG và Fe3O4@PLAPEG/Cur ..................................................................................................... 101
4.5. Kết quả đốt nóng cảm ứng từ của hệ nano Fe3O4@PLA-PEG và
Fe3O4@PLA-PEG/Cur ............................................................................... 106
xvi


4.6. Đốt nóng cảm ứng từ giải phóng Curcumin của hệ nano Fe3O4@PLAPEG và Fe3O4@PLA-PEG/Cur ................................................................. 108
4.6.1. Đốt nóng cảm ứng từ bởi từ trường cường độ yếu................................. 108
4.6.2. Giải phóng Curcumin của hệ nano Fe3O4@PLA-PEG/Cur bằng phương
pháp ủ nhiệt ............................................................................................ 109
4.6.3. Giải phóng Curcumin của hệ nano Fe3O4@PLA-PEG/Cur kích bởi đốt
nóng cảm ứng từ..................................................................................... 109
4.6.4. Kết quả đốt từ giải phóng chậm Curcumin hệ nano Fe3O4@PLAPEG/Cur khi ngắt tại cùng nhiệt độ ....................................................... 111
Kết luận chương 4 ................................................................................................. 114
Chương 5 THỰC NGHIỆM SINH HỌC HỆ CHẤT LỎNG NANO TỪ
ĐA CHỨ NĂNG LÕI HẠT Fe3O4 ............................. 115
5.1. Kết quả thử nghiệm độc tính ..................................................................... 115
5.1.1. Độc tính tế bào ........................................................................................ 115
5.1.2. Độc tính cấp ............................................................................................ 116
5.2. Khả năng tăng tương phản ảnh cộng hưởng từ hạt nhân ........................ 117
5.2.1. Khả năng tăng tương phản ảnh cộng hưởng từ dịch tế bào .................. 117
5.2.2. Khả năng tăng tương phản ảnh chụp cộng hưởng từ khối u rắn .......... 118
5.3. Khả năng điều trị ung thư bằng nhiệt từ trị ............................................. 121
5.3.1. Khả năng tiêu diệt tế bào ung thư bằng nhiệt từ trị ............................... 121
5.3.2. Tiêu diệt khối u bằng nhiệt từ trị sử dụng Fe3O4@PLA-PEG ............... 125
Kết luận chương 5 ................................................................................................. 129
KẾT LUẬN CHUNG ............................................................................................ 131
A. CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN ....................... 133

B. CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN .. 134

xvii


MỞ ĐẦU
Trong thế kỉ XXI, ngành khoa học vật liệu đã có bước phát triển đột phá nhờ khả
năng can thiệp của con người tại kích thước nanomet (10-9 m). Công nghệ nano đang
làm thay đổi cuộc sống của chúng ta từng ngày nhờ các ứng dụng đa dạng trên tất cả
các phương diện về kinh tế và xã hội. Các kết quả nghiên cứu trong trên hai thập kỉ qua
cho thấy công nghệ nano có nhiều tiềm năng ứng dụng trong y học (công nghệ nano Y
học – Nanomedicine) và chuyên sâu hơn là trong điều trị ung thư (Công nghệ nano Ung
thư – Cancer nanotechnology) [1, 2].
Trong vài thập niên trở lại đây, các hệ vật liệu kích thước nano phân phối thuốc
đã được quan tâm phát triển mạnh, hệ phân phối thuốc kích thước nano được chứng
minh là có nhiều ưu điểm vượt trội so với các hệ dẫn thuốc thông thường. Với kích
thước nanomet, khả năng đóng gói thuốc tốt, có thể chức năng hóa bề mặt để tăng lưu
thông trong máu, tăng tính tương thích sinh học, dễ dàng nhập bào theo cơ chế thụ động
do có kích thước nanomet hoặc gắn yếu tố hướng đích làm tăng khả năng nhập bào và
bám đích theo cơ chế chủ động và chọn lọc. Trong tất cả các hệ vật liệu phân phối thuốc
kích thước nanomet, hệ polyme, hệ hạt vàng, hệ hạt từ được quan tâm hơn cả. Đặc biệt,
hệ phân phối thuốc nanomet trên nền hạt nano sắt từ (Fe3O4) được quan tâm phát triển
mạnh trong những năm gần đây với nhiều ưu điểm vượt trội như dễ dàng phát triển
thành hệ nano phân phối thuốc đa chức năng ứng dụng cho cả mục đích chẩn đoán và
điều trị bệnh.
Polyme phân hủy sinh học được sử dụng để thiết kế các hệ phân phối thuốc kích
thước nano với những đặc tính ưu việt hơn so với các hệ phân phối thuốc truyền thống
như: kiểm soát giải phóng thuốc, tự phân hủy và không gây độc sau khi sử dụng, giảm
liều dùng và sự phụ thuộc của bệnh nhân vào thuốc được cải thiện. Trong số các polyme
phân hủy sinh học phải kể đến polylactic axit (PLA), poly(lactic-co-glycolic) (PLGA),

… đã được cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm Mỹ (FDA) cho phép ứng dụng trong
dược phẩm và lưu hành trên thị trường [3].
1


Tuy nhiên, ngoài những đặc tính ưu việt trên các hệ nano polyme phân phối thuốc
vẫn có những hạn chế như dễ bị đào thải bởi các thực bào (đơn nhân và đa nhân), các
tế bào của hệ lưới nội mô, sự lắng đọng các protein trên bề mặt hạt nano như
apolipoproteins (các protein kết hợp với lipid để tạo lipoprotein tham gia vào quá trình
vận chuyển lipid) và protein C3 (một loại protein trong hệ thống miễn dịch), qua đó
làm giảm đáng kể thời gian lưu thông máu của các hạt nano.
Do đó, việc chức năng hóa bề mặt polyme phân hủy sinh học như PLA bởi PEG
(polyethylene glycol) để cải thiện những hạn chế của polyme phân hủy sinh học là rất
quan trọng. PEG là một polyme ưa nước, độc tính thấp, không kích thích miễn dịch và
đã được FDA cho phép lưu hành. PEG làm giảm đáng kể sự tương tác không đặc hiệu
với protein, tránh sự đào thải bởi các thực bào và các tế bào của hệ lưới nội mô, đồng
thời tăng khả năng phân tán trong nước, qua đó tăng đáng kể khả năng lưu thông trong
máu. Vì vậy, vật liệu copolyme PLA-PEG được nghiên cứu tổng hợp và chế tạo hệ
nano copolyme PLA-PEG mang thuốc hướng đích nhằm cải thiện các hạn chế của
polyme phân hủy sinh học PLA.
Copolyme PLA-PEG sau khi tổng hợp được sử dụng như một hệ dẫn thuốc ứng
dụng cho mục đích chẩn đoán và điều trị bệnh. Trong nội dung của luận án, copolyme
PLA-PEG được sử dụng để mang Curcumin (một dược chất có tính chất chống ôxy hóa
và tiêu diệt được nhiều loại tế bào ung thư) và gắn yếu tố hướng đích Folat tạo thành
hệ dẫn thuốc hướng đích Cur/PLA-PEG-Fol kích thước nano được sử dụng để tiêu diệt
tế bào ung thư HepG2 (dòng tế bào ung thư gan ở người). Hơn nữa, copolyme PLAPEG còn được sử dụng để bọc hạt nano sắt từ Fe3O4 tạo thành hệ dẫn thuốc
Fe3O4@PLA-PEG kích thước nano với phần lõi là hạt nano sắt từ Fe3O4 và bọc cùng
lúc hạt nano sắt từ Fe3O4 và Curcumin tạo thành hệ dẫn thuốc đa chức năng
Cur/Fe3O4@PLA-PEG. Hệ thuốc nano này được sử dụng cho mục đích chẩn đoán hình
ảnh cộng hưởng từ MRI, cũng như cho khả năng tăng nhiệt tại chỗ khi chiếu từ trường

ngoài, có thể ứng dụng trong nhiệt trị ung thư và giải phóng thuốc Curcumin.
2


Tên luận án: “Nghiên cứu chế tạo, đặc trưng và khảo sát tiềm năng ứng
dụng của hệ dẫn thuốc nano đa chức năng nền copolyme PLA-PEG có và không
có hạt từ (Fe3O4)”
Mục tiêu của luận án:
1) Tổng hợp được copolyme PLA-PEG với các tỷ lệ thành phần PLA:PEG khác
nhau trong vùng 3:1-1:3. Chế tạo hệ nano copolyme PLA-PEG mang Curcumin có và
không gắn yếu tố hướng đích Folat. Nghiên cứu khả năng giải phóng Curcumin đối với
các hệ nano copolyme không và có gắn Folat. Nghiên cứu độc tính tế bào in vitro của
hệ nano copolyme PLA-PEG mang Curcumin không và có gắn Folat trên dòng tế bào
ung thư gan người HepG2.
2) Tổng hợp hạt nano Fe3O4 và chế tạo được chất lỏng từ (CLT) có độ bền cao
trên nền hạt Fe3O4 bọc copolyme PLA-PEG tạo thành hệ nano Fe3O4@PLA-PEG. Chế
tạo được hệ CLT đa chức năng Fe3O4@PLA-PEG/Cur trên nền hạt nano Fe3O4 bọc
copolyme PLA-PEG mang Curcumin.
3) Thử nghiệm sinh học các hệ nano Fe3O4 bọc copolyme mang thuốc (Cur).
Nghiên cứu khả năng ứng dụng làm tác nhân tăng tương phản ảnh cộng hưởng từ hạt
nhân, nghiên cứu hiệu ứng đốt nóng cảm ứng từ và khả năng giải phóng thuốc (Cur).
Thử nghiệm độc tính, và khả năng nhiệt từ trị tiêu diệt tế bào ung thư, tiêu diệt khối u
trên chuột thử nghiệm dựa trên hiệu ứng đốt nóng cảm ứng từ ứng dụng trong nhiệt trị
ung thư (hyperthermia).
Nội dung luận án:
Chương 1 trình bày tổng quan giới thiệu về các hệ dẫn thuốc, các polyme phân
hủy sinh học được sử dụng cho mục đích tổng hợp các hệ dẫn thuốc kích thước nano,
lợi thế của các hệ dẫn thuốc khi được chức năng hóa bề mặt, vai trò của các chất chức
năng hóa bề mặt như poly(ethylene glycol), tinh bột, polysaccarit, … lợi thế của hệ dẫn
thuốc kích thước nano, hệ nano copolyme mang thuốc hướng đích. Tiềm năng và tính

ưu việt của hệ nano copolyme PLA-PEG mang thuốc và gắn yếu tố hướng đích. Hệ
3


CLT trên nền hạt nano Fe3O4 chức năng hóa bề mặt bởi copolyme PLA-PEG có và
không mang Curcumin cũng được trình bày tổng quát.
Trong chương 2, quy trình tổng hợp copolyme PLA-PEG và các quy trình chế
tạo các hệ mẫu, quy trình thử nghiệm sinh học trên các dòng tế bào ung thư và trên
chuột mang khối u, và nguyên lý của các phép đo nhằm phân tích và biện luận các kết
quả trong luận án được trình bày chi tiết.
Chương 3, chương 4 và chương 5 trình bày các kết quả nghiên cứu thu nhận được
của luận án và các thảo luận liên quan. Chương 3 trình bày kết quả nghiên cứu tổng hợp
copolyme PLA-PEG, chế tạo hệ nano dẫn thuốc PLA-PEG mang Curcumin có và
không gắn yếu tố hướng đích Folat với các đặc trưng về kích thước, hình dạng, cấu trúc,
khả năng phân tán và độ bền phân tán được trình bày, phân tích và biện luận chi tiết,
thử nghiệm trên dòng tế bào ung thư gan HepG2. Các kết quả nghiên cứu trong chương
4 liên quan đến vật liệu nano Fe3O4 được tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa, bọc
copolyme PLA-PEG có mang và không mang Curcumin tạo thành hệ CLT kích thước
nano đa chức năng. Các đặc trưng về hình dạng, kích thước, cấu trúc, tính chất từ, hiệu
ứng tăng cường độ tương phản cộng hưởng từ và hiệu ứng đốt nóng từ định hướng ứng
dụng trong y sinh được trình bày, phân tích và biện luận chi tiết. Chương 5 trình bày
các kết quả thử nghiệm sinh học của hệ chất lỏng nano từ Fe3O4@PLA-PEG trên tế bào
ung thư và chuột mang khối u, thử độc tính tế bào, độc tính cấp, chụp ảnh cộng hưởng
từ trên tế bào và khối u chuột.
Ý nghĩa nghiên cứu của luận án
Hạt nano copolyme PLA-PEG được tổng hợp với tỷ lệ thành phần PLA:PEG
khác nhau sẽ ảnh hưởng đến khả năng mang thuốc (Curcumin, hạt nano sắt từ Fe3O4),
khả năng thâm nhập tế bào ung thư (HepG2) cũng như khả năng giải phóng thuốc.
Hạt nano copolyme PLA-PEG được sử dụng để chế tạo hệ nano copolyme mang
thuốc hướng đích và hệ nano mang thuốc đa chức năng với những ưu điểm vượt trội so

với các hệ phân phối thuốc truyền thống và các hệ phân phối thuốc polyme. Cụ thể:
4


Tăng cường khả năng nhập bào, tăng hiệu quả điều trị của thuốc (Cur) khi được
mang và hạt nano copolymer PLA-PEG.
Hạt nano copolyme PLA-PEG được sử dụng để mang Curcumin và gắn yếu tố
hướng đích Folat tạo thành hệ dẫn thuốc nano mang thuốc hướng đích, bọc hạt nano từ
Fe3O4 tạo thành các hệ dẫn thuốc nano và mang Curcumin tạo thành hệ dẫn thuốc đa
chức năng ứng dụng trong chẩn đoán hình ảnh cộng hưởng từ MRI, khả năng tăng nhiệt
tại chỗ dưới tác dụng của từ trường ngoài sử dụng cho mục đích nhiệt trị tại chỗ tiêu
diệt tế bào ung thư, nhiệt từ trị (magnetic hyperthermia) tiêu diệt khối u trên chuột thử
nghiệm, tăng cường giải phóng Curcumin.
Đóng góp mới của luận án
Đã tổng hợp được copolyme PLA-PEG bằng phương pháp trùng ngưng với các
tỷ lệ thành phần PLA-PEG khác nhau.
Đã chế tạo được hạt nano copolyme PLA-PEG bằng phương pháp bay hơi dung
môi dạng mixen với cấu trúc lõi-vỏ, mang Cucurmin tạo thành hệ nano mang thuốc
Cur/PLA-PEG và gắn yếu tố hướng đích Folat tạo thành hệ nano mang thuốc hướng
đích Cur/PLA-PEG-Fol.
Đã tổng hợp thành công hạt nano sắt từ Fe3O4 bằng phương pháp đồng kết tủa
với từ độ đạt khoảng 65 emu/g, bọc copolyme PLA-PEG có và không có mang
Curcumin tạo thành hệ chất lỏng nano từ đa chức năng cấu trúc lõi-vỏ Fe3O4@PLAPEG và Fe3O4@PLA-PEG/Cur với giá trị độ phục hồi r2 cao hơn các chất thương phẩm
Resovist và Ferumoxytol ứng dụng trong chẩn đoán hình ảnh MRI.
Đốt nóng cảm ứng từ hệ chất lỏng nano từ Fe3O4@PLA-PEG/Cur làm tăng nhiệt
tại chỗ và tăng hiệu quả giải phóng thuốc (Curumin).
Sử dụng hệ chất lỏng nano từ đa chức năng Fe3O4@PLA-PEG trong ứng dụng
nhiệt trị giúp tiêu diệt hiệu quả tế bào và khối u trên chuột.
Bố cục luận án: Luận án có 132 trang (chưa bao gồm tài liệu tham khảo), bao
gồm phần mở đầu, 5 chương nội dung và kết luận. Cụ thể như sau:

5


MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MỘT SỐ HỆ DẪN THUỐC
CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TÍNH CỦA HỆ NANO
COPOLYME PLA-PEG ĐA CHỨC NĂNG
CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TÍNH CỦA HỆ CHẤT LỎNG
NANO ĐA CHỨC NĂNG LÕI HẠT TỪ Fe3O4
CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM SINH HỌC HỆ CHẤT LỎNG NANO ĐA CHỨC
NĂNG LÕI HẠT TỪ Fe3O4
KẾT LUẬN CHUNG
Các kết quả chính của luân án được công bố trong 05 bài báo trên các tạp chí
quốc tế và trong nước (02 bài báo thuộc danh sách SCI, 01 bài báo trong hệ thống
Scopus, 01 bài báo trên các tạp chí quốc gia và 01 bài báo đăng trong các kỷ yếu hội
thảo khoa học quốc gia) và 05 bài báo khác có liên quan đến hướng nghiên cứu của
luận án. Luận án được hoàn thành tại Phòng Vật liệu nano y sinh – Viện Khoa học vật
liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam với sự hỗ trợ của các đề tài
nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu cơ bản định hướng ứng dụng mã số DT.NCCBDHUD.2012-G/08, Dự án AOARD award FA 2386 14-1-0025 hợp tác giữa Viện Khoa
học vật liệu với Trường đại học London (Anh) và Trường đại học Đông Bắc (Hoa Kỳ);
Đề tài “Nghiên cứu quy trình chế tạo và thử nghiệm hệ dẫn thuốc hướng đích cấu trúc
nano đa chức năng (polyme-drug-folate)”, Mã số 106.99-2012.43, Nafosted (7/20137/2016); Đề tài “Nghiên cứu chế tạo hệ dẫn thuốc nano Paclitaxel phối hợp Curcumin
và đánh giá tác động của chúng lên các tế bào ung thư”, mã số:VAST03.04/16-17 do
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam tài trợ (TS. Hà Phương Thư làm chủ
nhiệm).

6