Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hóa học: Chế tạo, nghiên cứu một số tính chất của vật liệu tổ hợp Polylactic axit/chitosan và thăm dò khả năng mang thuốc Quinin của vật liệu

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM<br /> HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ<br /> <br /> ……..….***…………<br /> <br /> NGUYỄN THỊ THU TRANG<br /> <br /> CHẾ TẠO, NGHIÊN CỨU MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA VẬT<br /> LIỆU TỔ HỢP POLYLACTIC AXIT /CHITOSAN VÀ THĂM<br /> DÕ KHẢ NĂNG MANG THUỐC QUININ CỦA VẬT LIỆU<br /> Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ<br /> Mã số: 62.44.01.14<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC<br /> <br /> HÀ NỘI, 2016<br /> 0<br /> <br /> CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI:<br /> Phòng Hóa lý vật liệu phi kim loại - Viện Kỹ thuật nhiệt đới Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam<br /> <br /> Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS. TS. Thái Hoàng<br /> <br /> Phản biện 1: …<br /> Phản biện 2: …<br /> Phản biện 3: ….<br /> <br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp<br /> tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và<br /> Công nghệ Việt Nam vào hồi … giờ ..’, ngày … tháng … năm<br /> 2015.<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại:<br /> - Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ<br /> - Thư viện Quốc gia Việt Nam<br /> <br /> 1<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> 1. Tính cấp thiết của luận án<br /> Trên thế giới, vật liệu polyme tự phân hủy và phân huỷ sinh học đã<br /> được nghiên cứu chế tạo để sử dụng trong các lĩnh vực như nông, lâm<br /> nghiệp, chế biến thực phẩm và y tế. Số lượng các công trình nghiên cứu<br /> cũng như sản lượng các polyme phân hủy sinh học tăng lên không ngừng.<br /> Trong số các polyme có khả năng phân hủy sinh học, poly(lactic axit)<br /> (PLA) được nghiên cứu nhiều nhất do có nhiều tính chất giống một số<br /> polyme nhiệt dẻo (polyetylen, polypropylen, polyvinyl clorua…) như độ<br /> bền kéo lớn, mođul đàn hồi lớn, bền nhiệt. Ngoài ra, PLA còn có khả năng<br /> chống cháy, chống bức xạ tử ngoại…, đặc biệt là khả năng phân hủy sinh<br /> học. Chitosan (CS) là một polyme có nguồn gốc thiên nhiên cũng đã được<br /> nghiên cứu rất rộng rãi do các tính năng ưu việt của nó như không độc,<br /> phân hủy sinh học và tương hợp sinh học, hơn nữa nó còn có khả năng<br /> cầm máu và kháng khuẩn cao. Do đó, nghiên cứu trộn hợp các polyme<br /> PLA và CS để tạo thành vật liệu tổ hợp mới kết hợp được các ưu điểm của<br /> 2 polyme này là rất cần thiết. Các kết quả nghiên cứu về vật liệu tổ hợp<br /> PLA/CS cho thấy do PLA khác với chitosan về bản chất, cấu tạo, cấu trúc,<br /> tỉ trọng, tính ưa nước… nên sự phân tán CS trong PLA bị hạn chế. Vì vậy,<br /> nghiên cứu sử dụng các chất có khả năng trợ tương hợp cho PLA và CS<br /> như polyetylen glycol (PEG), polycaprolacton (PCL), polyetylen oxit<br /> (PEO), poly(vinyl alcol) (PVA), poly(vinylpyrrolidon)… có thể giảm hiệu<br /> ứng tương tác giữa các đại phân tử CS, làm cho pha CS phân tán và trộn<br /> lẫn với pha PLA dễ dàng hơn, tăng cường tính chất và độ bền của vật liệu<br /> tổ hợp PLA/CS.<br /> Trên thế giới, vật liệu tổ hợp mang thuốc trên cơ sở PLA và CS đã và<br /> đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Hiện nay, trên thế giới<br /> chưa có công trình công bố về vật liệu tổ hợp PLA/CS mang thuốc chống<br /> sốt rét như quinin. Vì vậy, luận án này tập trung nghiên cứu chế tạo vật<br /> liệu tổ hợp PLA/CS có các chất trợ tương hợp và ứng dụng vật liệu tổ hợp<br /> PLA/CS này mang thuốc quinin phục vụ thử nghiệm điều trị bệnh sốt rét<br /> trong thời gian tới.<br /> 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án<br /> - Xác định hàm lượng chất tương hợp để chế tạo màng tổ hợp PLA/CS bằng<br /> phương pháp dung dịch.<br /> - Nghiên cứu tính chất, hình thái cấu trúc của màng tổ hợp PLA/CS và sự<br /> phân hủy của màng tổ hợp PLA/CS trong các môi trường NaOH 0,1N, HCl<br /> 0,1N, đệm photphat (pH=7,4), dung dịch mô phỏng cơ thể người (SBF) và<br /> môi trường có tác nhân vi sinh.<br /> 1<br /> <br /> - Xác định điều kiện thích hợp để chế tạo hạt tổ hợp PLA/CS không và<br /> có mang thuốc quinin bằng phương pháp vi nhũ. Nghiên cứu một số tính<br /> chất và hình thái cấu trúc của hạt tổ hợp PLA/CS.<br /> - Xác định hiệu suất mang thuốc quinin của hạt tổ hợp PLA/CS/quinin<br /> (PCQ) và lựa chọn mô hình thích hợp phản ánh giải phóng thuốc quinin từ<br /> hạt tổ hợp PCQ trong các dung dịch có pH khác nhau.<br /> 3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án<br /> - Chế tạo màng tổ hợp PLA/CS với các chất tương hợp khác nhau (PEG,<br /> PEO, PCL với hàm lượng từ 2-10% so với PLA) bằng phương pháp dung<br /> dịch.<br /> - Xác định tính chất, hình thái cấu trúc của màng tổ hợp PLA/CS và sự<br /> phân hủy của màng tổ hợp PLA/CS trong các môi trường NaOH 0,1N,<br /> HCl 0,1N, đệm photphat (pH=7,4), dung dịch SBF và môi trường có tác<br /> nhân vi sinh.<br /> - Chế tạo hạt tổ hợp PLA/CS không và có mang thuốc quinin bằng<br /> phương pháp vi nhũ.<br /> - Nghiên cứu một số tính chất và hình thái cấu trúc của hạt tổ hợp<br /> PLA/CS không và có mang thuốc quinin.<br /> - Nghiên cứu giải phóng thuốc quinine từ hạt tổ hợp trong một số môi<br /> trường pH khác nhau.<br /> 4. Cấu trúc của luận án<br /> Luận án bao gồm 138 trang. Phần mở đầu: 2 trang, Chương 1. Tổng<br /> quan: 38 trang; Chương 2. Thực nghiệm: 11 trang; Chương 3. Kết quả và<br /> thảo luận: 65 trang, trong đó có 27 bảng, 46 hình; Phần kết luận: 1 trang;<br /> Những đóng góp mới cho luận án: 1 trang; Danh mục các công trình công<br /> bố của tác giả: 1 trang, với 3 công trình trong nước và 2 công trình quốc tế<br /> (SCI) được công bố; Tài liệu tham khảo: 12 trang với 116 tài liệu; Phụ lục:<br /> 7 trang với hình, ảnh kết quả thực nghệm.<br /> CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN<br /> Chương 1 trình bày tổng quan những vấn đề sau:<br /> 1. Poly(lactic axit) (PLA): Tổng hợp, cấu tạo, cấu trúc, tính chất, ứng dụng<br /> và một số sản phẩm PLA tiêu biểu.<br /> 2. Chitosan (CS): cấu trúc, tính chất hóa học và ứng dụng của CS và dẫn xuất.<br /> 3. Vật liêu tổ hợp trên cơ sở PLA và CS: Vật liệu polyme blend, vật liệu tổ<br /> hợp PLA với polyme không phân hủy sinh học, vật liệu tổ hợp PLA với<br /> polyme phân hủy sinh học, vật liệu tổ hợp PLA và chitosan.<br /> 4. Vật liệu tổ hợp trên cơ sở PLA, CS mang thuốc và quinin: Vật liệu tổ<br /> hợp PLA/CS mang thuốc, vật liệu tổ hợp mang thuốc quinin trên cơ sở<br /> PLA, CS.<br /> 2<br /> <br /> Từ nghiên cứu tổng quan có thể thấy, những vấn đề liên quan tới vật<br /> liệu tổ hợp PLA/CS sử dụng các chất tương hợp chưa được tập trung<br /> nghiên cứu trên thế giới và trong nước. Chưa có công trình công bố nào về<br /> vật liệu tổ hợp PLA/CS mang quinin với mục đích giải phóng nhanh có<br /> kiểm soát trong điều trị bệnh sốt rét, góp phần giảm số lần và liều sử dụng<br /> quinin.<br /> CHƢƠNG 2. ĐIỀU KIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM<br /> 2.1. Nguyên liệu và hóa chất<br /> - Polylactic axit (PLA) (độ nhớt ~2,0dL/g, Mw ~260,000 g/mol, Mw/Mn<br /> ~1.5) ở dạng hạt do hãng Sigma-Aldrich (Mỹ) sản xuất.<br /> - Chitosan (CS) (độ deaxetyl hoá 75 – 85%, 1,61 x 105 Da) ở dạng bột do<br /> hãng Sigma-Aldrich (Mỹ) sản xuất.<br /> - Polyetylen oxit (PEO, khối lượng phân tử trung bình Mv 200,000, nhiệt<br /> độ nóng chảy Tm 65 °C) ở dạng bột do hãng Sigma-Aldrich (Mỹ) sản xuất.<br /> - Polycaprolacton (PCL) ở dạng hạt do hãng Sigma-Aldrich (Mỹ) sản<br /> xuất, chỉ số chảy 1.8 g/10 min, khối lượng phân tử trung bình Mn 45,000,<br /> nhiệt độ chảy mềm 56-64 °C.<br /> - Axit axetic: nồng độ 99,5%, khối lượng riêng 1,049g/cm3, tinh khiết do<br /> Trung Quốc sản xuất.<br /> - NaCl; NaHCO3; KCl; Na2HPO4.2H2O; MgCl2.6H2O; CaCl2; KH2PO4;<br /> MgSO4.7H2O, MgSO4: tinh khiết do hãng Sigma-Aldrich (Mỹ) sản xuất.<br /> - Quinin ở dạng bột khô, nhiệt độ chảy mềm 173-175 °C, tinh khiết<br /> ≥98.0% do hãng Aldrich sản xuất.<br /> - Cloroform, diclometan: tinh khiết do Trung Quốc sản xuất.<br /> - Glucozơ ở dạng bột do Pháp sản xuất.<br /> - Môi trường AM, glucozơ, pepton; cao men; dịch hoạt hóa nuôi vi<br /> khuẩn, chủng Bacillus subtilis W2 do Phòng Công nghệ lên men, Viện<br /> Công nghệ Sinh học cung cấp.<br /> 2.2. Chế tạo vật liệu tổ hợp PLA/CS<br /> 2.2.1. Chế tạo màng tổ hợp PLA/CS bằng phương pháp dung dịch<br /> Hòa tan PLA trong dung môi cloroform. Lấy CS hòa tan trong dung<br /> môi axit axetic 1%. PCL, PEG, PEO đóng vai trò là chất trợ tương hợp<br /> được thêm vào dung dịch PLA với các tỉ lệ khác nhau (0, 2, 4, 6, 8, 10<br /> %kl. so với PLA). Sau đó, cả hai dung dịch chứa PLA và CS (tỷ lệ 80/20)<br /> được trộn lẫn với nhau trong 5 phút bằng máy khuấy siêu âm để thu được<br /> dung dịch đồng nhất. Đổ dung dịch lên đĩa petri và sấy ở 30-35oC trong 2<br /> ngày thu được màng tổ hợp PLA/CS có và không có các chất tương hợp<br /> với hàm lượng thay đổi từ 0 - 10%kl.<br /> 3<br /> <br />