NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU TỔ HỢP CHITOSAN/ALGINATE CHỨA CÁC POLYPHENOL TRONG TRÀ HOA VÀNG (CAMELLIA CHRYSANTHA)

• Tác giả: Lương Phú Hoàng
• Người hướng dẫn: GS. Thái Hoàng
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Hoá hữu cơ
• Đề tài: Nghiên cứu chế tạo và đặc trưng vật liệu tổ hợp chitosan/alginate chứa các polyphenol trong trà hoa vàng (Camellia chrysantha)
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Giới thiệu về chitosan
• 1.2. Cấu tạo của chitosan
• 1.3. Các đặc trưng, tính chất của chitosan
• 1.4. Ứng dụng của chitosan trong lĩnh vực y sinh
• 1.5. Giới thiệu về alginate
• 1.6. Cấu tạo và phân loại alginate
• 1.7. Các tính chất của alginate
• 1.8. Ứng dụng của alginate trong lĩnh vực y sinh
• 1.9. Vật liệu tổ hợp polymer thiên nhiên mang thuốc trên cơ sở alginate và chitosan
• 1.9.1. Vật liệu tổ hợp polymer thiên nhiên mang thuốc trên cơ sở alginate
• 1.9.2. Vật liệu tổ hợp polymer thiên nhiên mang thuốc trên cơ sở chitosan
• 1.9.3. Vật liệu tổ hợp polymer thiên nhiên mang thuốc trên cơ sở alginate/chitosan
• 1.10. Giới thiệu về trà hoa vàng và polyphenol trà
• 1.10.1. Giới thiệu về trà hoa vàng
• 1.10.2. Vật liệu tổ hợp polymer/polyphenol trà
• 1.11. Nguyên liệu, hóa chất và dụng cụ
• 1.11.1. Nguyên liệu và hóa chất
• 1.11.2. Dụng cụ và thiết bị
• 1.12. Quy trình tách chiết cao từ lá trà hoa vàng
• 1.12.1. Quy trình chiết tách cao từ lá trà hoa vàng
• 1.12.2. Quy trình chiết tách và làm giàu hàm lượng polyphenol tổng trong lá trà hoa vàng
• 1.13. Chế tạo vật liệu tổ hợp alginate/chitosan mang polyphenol từ cao chiết lá trà hoa vàng
• 1.13.1. Chế tạo màng tổ hợp alginate/chitosan/cao chiết từ lá trà hoa vàng bằng phương pháp dung dịch
• 1.13.2. Chế tạo tổ hợp hạt alginate/chitosan/cao tổng từ cao tổng trà hoa vàng bằng phương pháp vi nhũ
• 1.14. Các phương pháp nghiên cứu
• 1.14.1. Phương pháp khảo sát thành phần hóa học của cao tổng chiết tách từ lá trà hoa vàng. Phương pháp sắc ký bản mỏng (TLC)
• 1.14.2. Định lượng polyphenol tổng theo phương pháp Folin – Denis
• 1.14.3. Phương pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR)
• 1.14.4. Phương pháp xác định phân bố kích thước hạt
• 1.14.5. Phương pháp hiển vi điện tử quét
• 1.14.6. Phương pháp nhiệt lượng quét vi sai (DSC)
• 1.14.7. Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại - khả kiến (UV-Vis)
• 1.14.8. Các phương pháp phân tích định lượng
• 1.14.9. Đánh giá hoạt tính sinh học của cao tổng và tổ hợp AG/CS/CT
• 1.14.9.1. Phương pháp đánh giá hoạt tính ức chế tế bào ung thư
• 1.14.9.2. Phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxi hóa (phương pháp phản ứng thông qua quét/bắt gốc tự do DPPH)
• 1.14.9.3. Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng viêm (phương pháp xác định khả năng ức chế sản sinh NO)
• 2. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 2.1. Các đặc trưng, tính chất của cao chiết (CC) và cao tổng (CT) trà hoa vàng
• 2.2. Kết quả định tính một số hợp chất tự nhiên có trong cao chiết và cao tổng trà hoa vàng
• 2.3. Các đặc trưng hình thái, cấu trúc của CC và CT
• 2.4. Màng tổ hợp AG/CS mang CC
• 2.5. Phổ FTIR của màng tổ hợp AG, CS, AG/CS
• 2.6. Đặc trưng nhiệt của màng tổ hợp AG/CS mang CC
• 2.7. Ảnh FESEM màng tổ hợp AG/CS mang CC. Hiệu suất mang CC của các màng tổ hợp AG/CS
• 2.8. Nghiên cứu giải phóng CC từ màng tổ hợp AG/CS mang CC trong các dung dịch pH khác nhau
• 2.9. Động học giải phóng CC từ màng tổ hợp AG/CS mang CC
• 2.10. Tổ hợp hạt AG/CS mang CT trà hoa vàng
• 2.11. Phân bố kích thước hạt của hạt AG/CS mang CT
• 2.12. Phổ FTIR của tổ hợp hạt AG/CS mang CT
• 2.13. Hình thái cấu trúc của hạt tổ hợp AG/CS mang CT
• 2.14. Đặc trưng nhiệt của tổ hợp hạt AG/CS mang CT
• 2.15. Hiệu suất mang CT trong các hạt tổ hợp AG/CS mang CT
• 2.16. Nghiên cứu giải phóng CT từ tổ hợp hạt AG/CS mang CT trong các môi trường dung dịch pH khác nhau
• 2.17. Động học giải phóng CT từ AG/CS/CT
• 2.18. Kết quả đánh giá hoạt tính sinh học của CT và vật liệu hạt tổ hợp AG/CS/CT
• TÓM TẮT KẾT QUẢ MỤC 3
• NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

I. Vật liệu Tổ hợp Chitosan Alginate Tổng quan và Tiềm năng 58 ký tự

Vật liệu tổ hợp Chitosan/Alginate đang thu hút sự quan tâm lớn trong lĩnh vực ứng dụng y sinh nhờ những đặc tính ưu việt. Chitosan và Alginate là hai polymer tự nhiên có khả năng phân hủy sinh học và tương thích sinh học cao, an toàn khi sử dụng trong cơ thể. Sự kết hợp giữa hai vật liệu này tạo ra một nền tảng vững chắc cho việc phát triển các hệ thống vận chuyển thuốc, tái tạo mô và băng vết thương thế hệ mới. Nghiên cứu gần đây tập trung vào việc tăng cường tính chất và mở rộng ứng dụng của vật liệu này thông qua việc tích hợp thêm các hợp chất hoạt tính sinh học, ví dụ như Polyphenol trà hoa vàng.

1.1. Chitosan và Alginate Nguồn gốc Cấu trúc Tính chất

Chitosan là một polysaccharide tự nhiên, có nguồn gốc từ chitin, được tìm thấy nhiều trong vỏ giáp xác. Nó có tính kháng khuẩn, tương thích sinh học và khả năng phân hủy sinh học. Alginate, một polysaccharide khác, được chiết xuất từ tảo nâu và nổi tiếng với khả năng tạo gel. Cả hai vật liệu này đều không độc hại và nhạy pH, phù hợp cho nhiều ứng dụng trong dược phẩm và y sinh. Sự kết hợp của chúng tạo ra một vật liệu tổ hợp có nhiều ưu điểm vượt trội. Theo nghiên cứu của Hoàng (2024), Chitosan và Alginate rất thân thiện với môi trường do khả năng phân hủy sinh học của chúng.

1.2. Ứng dụng tiềm năng của Chitosan Alginate trong y sinh

Vật liệu tổ hợp Chitosan/Alginate hứa hẹn nhiều ứng dụng trong y sinh, bao gồm vận chuyển thuốc có kiểm soát, tái tạo mô, và băng vết thương. Khả năng điều chỉnh tính chất vật lý và hóa học của vật liệu cho phép thiết kế các hệ thống phù hợp với từng ứng dụng cụ thể. Ví dụ, việc tạo ra các màng mỏng hoặc vi hạt có khả năng giải phóng thuốc chậm giúp duy trì nồng độ thuốc ổn định trong cơ thể, tăng hiệu quả điều trị và giảm tác dụng phụ.

II. Giải pháp từ Polyphenol Trà Hoa Vàng Thêm tính năng 59 ký tự

Một trong những hướng đi đầy hứa hẹn là bổ sung Polyphenol trà hoa vàng vào vật liệu tổ hợp Chitosan/Alginate. Trà hoa vàng (Camellia chrysantha) chứa hàm lượng cao Polyphenol, các hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa, kháng khuẩn và chống viêm mạnh mẽ. Việc kết hợp Polyphenol từ trà hoa vàng vào vật liệu tổ hợp không chỉ tăng cường các đặc tính sinh học của vật liệu mà còn mở ra tiềm năng ứng dụng trong điều trị các bệnh lý liên quan đến oxy hóa, viêm nhiễm và ung thư. Điều này tạo ra một vật liệu sinh học đa chức năng, có giá trị cao trong y sinh.

2.1. Polyphenol Trà Hoa Vàng Thành phần và Tác dụng sinh học

Trà hoa vàng (Camellia chrysantha) là một kho tàng các hợp chất Polyphenol, bao gồm catechin, epicatechin gallate (ECG), và epigallocatechin gallate (EGCG). Các Polyphenol này có khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ, giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do các gốc tự do. Ngoài ra, chúng còn có tác dụng kháng khuẩn, chống viêm và có tiềm năng chống ung thư. Việc chiết xuất và đưa các Polyphenol này vào vật liệu tổ hợp là một thách thức nhưng đồng thời cũng là cơ hội lớn.

2.2. Kết hợp Polyphenol vào vật liệu tổ hợp Chitosan Alginate

Việc tích hợp Polyphenol trà hoa vàng vào vật liệu tổ hợp Chitosan/Alginate có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm trộn trực tiếp, kỹ thuật đóng gói và sử dụng nano vật liệu. Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng, ảnh hưởng đến tính chất và khả năng giải phóng Polyphenol của vật liệu tổ hợp. Nghiên cứu cần tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình để đảm bảo Polyphenol giữ được hoạt tính sinh học và được giải phóng một cách hiệu quả.

III. Cách chế tạo vật liệu Chitosan Alginate Polyphenol tối ưu 60 ký tự

Chế tạo vật liệu tổ hợp Chitosan/Alginate chứa Polyphenol trà hoa vàng đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ các yếu tố như tỷ lệ thành phần, phương pháp điều chế và điều kiện môi trường. Các phương pháp phổ biến bao gồm phương pháp dung dịch, kỹ thuật tạo hạt, và sử dụng vi nhũ tương. Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng, ảnh hưởng đến tính chất vật lý, hóa học và khả năng giải phóng Polyphenol của vật liệu. Mục tiêu là tạo ra vật liệu có độ tương thích sinh học cao, khả năng phân hủy sinh học tốt và kiểm soát được tốc độ giải phóng Polyphenol.

3.1. Phương pháp dung dịch và tạo màng mỏng Chitosan Alginate

Phương pháp dung dịch là một trong những phương pháp đơn giản nhất để điều chế vật liệu tổ hợp Chitosan/Alginate. Chitosan và Alginate được hòa tan trong dung môi thích hợp, sau đó trộn đều với dịch chiết trà hoa vàng. Dung dịch này sau đó được đổ lên bề mặt phẳng và làm khô để tạo thành màng mỏng. Tỷ lệ Chitosan/Alginate và nồng độ Polyphenol có ảnh hưởng lớn đến tính chất của màng, bao gồm độ bền cơ học, độ xốp và khả năng giải phóng thuốc.

3.2. Kỹ thuật vi nhũ tương và tạo hạt Chitosan Alginate

Kỹ thuật vi nhũ tương là một phương pháp hiệu quả để tạo ra các hạt nano hoặc vi hạt chứa Polyphenol trà hoa vàng. Trong phương pháp này, Chitosan và Alginate được hòa tan trong hai pha khác nhau (ví dụ, nước và dầu) và nhũ hóa để tạo thành các giọt nhỏ. Polyphenol được hòa tan trong một trong hai pha, sau đó các giọt này được làm cứng lại để tạo thành các hạt. Kích thước hạt và khả năng giải phóng Polyphenol có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh các thông số như tỷ lệ pha, chất nhũ hóa và nhiệt độ.

IV. Ứng dụng Y Sinh Tái tạo Mô Vết thương Vận chuyển Thuốc 58 ký tự

Vật liệu tổ hợp Chitosan/Alginate chứa Polyphenol trà hoa vàng có tiềm năng lớn trong nhiều ứng dụng y sinh. Khả năng tái tạo mô của Chitosan kết hợp với tính chống viêm và chống oxy hóa của Polyphenol tạo ra một vật liệu lý tưởng cho tái tạo da và điều trị vết thương. Ngoài ra, vật liệu này còn có thể được sử dụng làm hệ thống vận chuyển thuốc hiệu quả, giúp đưa thuốc đến đúng vị trí cần thiết và giảm tác dụng phụ. Các nghiên cứu in vitro và in vivo đang được tiến hành để đánh giá hiệu quả và độ an toàn của vật liệu trong các ứng dụng dược phẩm khác nhau.

4.1. Ứng dụng trong băng vết thương và tái tạo da

Nhờ tính tương thích sinh học và khả năng thúc đẩy quá trình tái tạo mô, vật liệu tổ hợp Chitosan/Alginate chứa Polyphenol trà hoa vàng có thể được sử dụng để tạo ra các loại băng vết thương tiên tiến. Polyphenol giúp giảm viêm nhiễm và oxy hóa tại vết thương, trong khi Chitosan thúc đẩy quá trình hình thành mô mới. Các băng vết thương này có thể được thiết kế để giải phóng thuốc chậm, giúp duy trì nồng độ thuốc ổn định tại vết thương và tăng hiệu quả điều trị.

4.2. Hệ thống vận chuyển thuốc và ứng dụng dược phẩm

Vật liệu tổ hợp Chitosan/Alginate có thể được sử dụng làm hệ thống vận chuyển thuốc hiệu quả, đặc biệt là đối với các loại thuốc khó tan hoặc dễ bị phân hủy trong môi trường cơ thể. Polyphenol cũng có thể đóng vai trò là chất mang thuốc, tăng cường khả năng hấp thụ thuốc và giảm tác dụng phụ. Hệ thống này có thể được thiết kế để giải phóng thuốc theo cơ chế kiểm soát, giúp duy trì nồng độ thuốc ổn định trong máu và tăng hiệu quả điều trị. Các nghiên cứu của Hoàng (2024) cũng tập trung vào vấn đề kiểm soát và giải phóng thuốc một cách hiệu quả.

V. Đánh giá và Triển vọng Vật liệu Chitosan Alginate Polyphenol 57 ký tự

Việc đánh giá tính chất và hiệu quả của vật liệu tổ hợp Chitosan/Alginate chứa Polyphenol trà hoa vàng là rất quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong ứng dụng y sinh. Các phương pháp phân tích FTIR, SEM, XRD được sử dụng để xác định cấu trúc và tính chất của vật liệu. Các thử nghiệm in vitro và in vivo được thực hiện để đánh giá độ tương thích sinh học, khả năng phân hủy sinh học và hiệu quả điều trị. Triển vọng trong tương lai là tiếp tục tối ưu hóa vật liệu và mở rộng ứng dụng dược phẩm trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

5.1. Các phương pháp đánh giá tính chất vật liệu tổ hợp

Nhiều phương pháp phân tích được sử dụng để đánh giá tính chất của vật liệu tổ hợp Chitosan/Alginate chứa Polyphenol trà hoa vàng, bao gồm FTIR (để xác định các nhóm chức), SEM (để quan sát cấu trúc bề mặt), XRD (để xác định cấu trúc tinh thể), và DSC (để đánh giá tính chất nhiệt). Các phương pháp này cung cấp thông tin quan trọng về cấu trúc, tính chất và khả năng tương tác giữa các thành phần trong vật liệu.

5.2. Hướng nghiên cứu và ứng dụng trong tương lai

Hướng nghiên cứu trong tương lai tập trung vào việc tối ưu hóa vật liệu tổ hợp Chitosan/Alginate chứa Polyphenol trà hoa vàng để tăng cường tính tương thích sinh học, khả năng phân hủy sinh học và hiệu quả điều trị. Các ứng dụng tiềm năng bao gồm điều trị ung thư, tái tạo mô, và vận chuyển thuốc trúng đích. Nghiên cứu cũng cần tập trung vào việc giảm chi phí sản xuất và mở rộng quy mô để đáp ứng nhu cầu thị trường.