I. Phát triển hydrogel nhạy nhiệt
Hydrogel nhạy nhiệt là một loại vật liệu polymer có khả năng thay đổi trạng thái vật lý dưới tác động của nhiệt độ. Trong nghiên cứu này, hydrogel nhạy nhiệt được phát triển từ hai thành phần chính là chitosan và gelatin. Chitosan là một polymer sinh học có nguồn gốc từ vỏ giáp xác, có tính tương thích sinh học cao, khả năng kháng khuẩn và phân hủy sinh học. Gelatin là một protein có nguồn gốc từ collagen, giúp tăng cường tính đàn hồi và độ bền cơ học của hydrogel. Sự kết hợp này tạo ra một hệ thống hydrogel có khả năng chuyển pha sol-gel nhanh chóng ở nhiệt độ sinh lý, phù hợp cho ứng dụng trong y học, đặc biệt là trong việc điều trị vết thương.
1.1. Tính chất của hydrogel
Tính chất của hydrogel được đánh giá qua các yếu tố như thời gian chuyển pha, độ bền cơ học và khả năng trương nở. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hydrogel tổng hợp từ 2% chitosan, 0.25% gelatin và 6% β-glycerophosphate có thời gian chuyển pha từ 5.29 phút ở nhiệt độ sinh lý. Việc bổ sung natri bicarbonate làm tác nhân đồng liên kết ngang giúp tăng cường độ bền cơ học của hệ hydrogel, với khả năng chịu nén lên đến 0.049N và mô đun đàn hồi là 3 kPa. Đây là những đặc tính quan trọng để hydrogel có thể ứng dụng trong việc băng bó vết thương.
1.2. Ứng dụng hydrogel trong y học
Ứng dụng hydrogel trong y học tập trung vào việc sử dụng như một hệ thống dẫn truyền thuốc có kiểm soát. Hydrogel nhạy nhiệt từ chitosan và gelatin có khả năng giải phóng các hợp chất hoạt tính một cách từ từ, giúp tăng hiệu quả điều trị và giảm tác dụng phụ. Nghiên cứu này đã chứng minh rằng hydrogel có thể giải phóng khoảng 60% flavonoid từ chiết xuất lá trầu sau 3 giờ, phù hợp cho việc điều trị vết thương và giảm viêm.
II. Chiết xuất kháng viêm tự nhiên
Chiết xuất kháng viêm tự nhiên từ lá trầu không (Betel leaf extract - BLE) được sử dụng trong nghiên cứu này nhờ vào các hợp chất hoạt tính như flavonoid và phenolic. Các hợp chất này có khả năng kháng viêm, kháng khuẩn và thúc đẩy quá trình lành vết thương. Phương pháp chiết xuất hỗ trợ siêu âm được áp dụng để thu được chiết xuất ethanol từ lá trầu không, với tổng hàm lượng flavonoid là 1463.09 mg RE/g và tổng hàm lượng phenolic là 232.53 mg GAE/g.
2.1. Phương pháp chiết xuất tự nhiên
Phương pháp chiết xuất tự nhiên được sử dụng trong nghiên cứu là chiết xuất hỗ trợ siêu âm, giúp tăng hiệu suất thu hồi các hợp chất hoạt tính từ lá trầu không. Kết quả cho thấy, chiết xuất ethanol thu được có hàm lượng flavonoid và phenolic cao, đảm bảo hiệu quả kháng viêm và kháng khuẩn. Đây là một phương pháp hiệu quả và thân thiện với môi trường, phù hợp cho việc sản xuất quy mô lớn.
2.2. Kháng viêm tự nhiên
Kháng viêm tự nhiên từ chiết xuất lá trầu không đã được chứng minh qua các thử nghiệm in vitro. Chiết xuất này có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn và giảm các phản ứng viêm, nhờ vào các hợp chất như hydroxychavicol và eugenol. Điều này làm cho chiết xuất lá trầu không trở thành một ứng cử viên tiềm năng trong việc điều trị các vết thương nhiễm trùng và viêm nhiễm.
III. Kỹ thuật hóa học trong phát triển hydrogel
Kỹ thuật hóa học đóng vai trò quan trọng trong việc tổng hợp và tối ưu hóa các tính chất của hydrogel nhạy nhiệt. Quá trình tổng hợp hydrogel bao gồm việc kết hợp chitosan và gelatin với các tác nhân liên kết ngang như β-glycerophosphate và natri bicarbonate. Các phương pháp phân tích như SEM, FTIR và DLS được sử dụng để đánh giá cấu trúc và tính chất của hydrogel và các hạt nano chitosan.
3.1. Hóa học polymer
Hóa học polymer là nền tảng cho việc phát triển hydrogel nhạy nhiệt. Chitosan và gelatin là hai polymer chính được sử dụng trong nghiên cứu này. Chitosan có tính kháng khuẩn và khả năng phân hủy sinh học, trong khi gelatin giúp tăng cường tính đàn hồi và độ bền cơ học của hydrogel. Sự kết hợp này tạo ra một hệ thống hydrogel có tính chất vật lý và hóa học phù hợp cho ứng dụng y học.
3.2. Công nghệ hydrogel
Công nghệ hydrogel trong nghiên cứu này tập trung vào việc tối ưu hóa các thông số tổng hợp để đạt được các tính chất mong muốn. Các yếu tố như nồng độ chitosan, gelatin và β-glycerophosphate được điều chỉnh để đạt được thời gian chuyển pha và độ bền cơ học tối ưu. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hydrogel tổng hợp từ 2% chitosan, 0.25% gelatin và 6% β-glycerophosphate có các tính chất phù hợp nhất cho ứng dụng trong điều trị vết thương.
