Nghiên cứu thành công màng hydrogel cho bệnh nhân tiểu đường

Các nhà khoa học Việt Nam lần đầu tiên nghiên cứu thành công mang hydrogel có tác dụng làm lành vùng da bị tổn thương cho những bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường. Trải qua nhiều quá trình thử nghiệm trên động vật đến con người, Phòng Vật liệu Sinh Dược đã nghiên cứu thành công loại màng này. Điều này cho thấy một bước tiến vượt bậc trong ngành y học Việt Nam. Màng hydrogel này không gây kích ứng da và ngăn ngừa sự xâm nhập của vi khuẩn. Giúp cho da của những bệnh nhân nhanh lành vết thương.

Nghiên cứu hệ hydrogel nhạy cảm nhiệt

Nhóm nghiên cứu đã chọn được hệ hydrogel nhạy cảm nhiệt, khi tiếp xúc với nhiệt độ cơ thể (35-37 độ C); các chuỗi polymer ghép pluronic sẽ tạo thành lớp màng tiếp xúc tốt với bề mặt vết thương. Hệ hydrogel có cấu trúc xốp nên có thể hấp thu dịch vết thương và phân hủy sinh học. Khi bôi lên vết thương, vết loét; màng sẽ bị các vi sinh vật tại chỗ phân hủy sau 12 ngày.

Để tăng hiệu quả trong điều trị vết thương; nhóm nghiên cứu còn kết hợp thêm các các hoạt chất tự nhiên có tính năng kháng oxy hóa, kháng khuẩn; điều hòa hoạt động viêm, kích hoạt tăng sinh mạch máu và tăng tái tạo collagen. Sự kết hợp này tạo thành hệ hydrogel đa chức năng hỗ trợ phục hồi vùng da tổn thương.

Thử nghiệm điều trị vết thương trên mô hình chuột nhắt bị tiểu đường cho thấy; hệ hydrogel không gây kích ứng da, điều hòa kháng viêm, chống khuẩn xâm nhập, làm cho vết loét lành nhanh hơn. Hiệu quả chữa lành của màng hydrogel tương đương với sản phẩm thương mại gel Regranex (được FDA phê duyệt vào năm 1997) sau 14 ngày điều trị. Đây là sản phẩm được bán trên thị trường với giá rất đắt (gần 40 triệu đồng/tuýp 15 gram).

Đặc tính của hệ hydrogel

PGS.TS Trần Ngọc Quyển, Viện trưởng Khoa học vật liệu ứng dụng cho biết; đặc tính chung của hydrogel là khả năng tạo lớp màng gel; cách ly sự tiếp xúc của vùng bị thương với môi trường bên ngoài, ngăn ngừa khả năng nhiễm khuẩn hay nấm. Hydrogel còn có khả năng giữ lượng nước lên đến 200% so với trọng lượng của nó. Tính năng này giúp cung cấp môi trường ẩm, thấm hút dịch, đồng thời tạo áp lực lên bề mặt; kích thích sự tăng sinh của nguyên bào sợi, thúc đẩy quá trình tái tạo collagen và hình thành mao mạch mới ở vết thương giúp mau lành.

“Ở Việt Nam chưa có sản phẩm được phát triển trong nước; để đặc trị vết loét cho bệnh nhân tiểu đường”, PGS Quyển cho biết.

Nghiên cứu thử nghiệm trên chuột nhắt

Hiện nhóm nghiên cứu đã hoàn thành thử nghiệm trên chuột nhắt; giai đoạn tới sẽ thử nghiệm trên chuột cống được gây tiểu đường. Nếu kết quả tích cực, nhóm sẽ kêu gọi hợp tác với các công ty và bệnh viện; để đánh giá hiệu quả trên vết thương loét trên bệnh nhân đái tháo đường. Do sử dụng nguyên liệu có sẵn trong nước nên sản phẩm nếu được thương mại sẽ có giá thành thấp.

Quy trình và sản phẩm đã được đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp; do Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ Khoa học và Công nghệ) cấp ngày 28/5/2021. Kết quả bước đầu của đề tài đã được đăng trên tạp chí quốc tế International Journal of Biological Macromolecules.

Hydrogel nhạy nhiệt từ gelatin-pluronic F127 được tổng hợp thông qua việc ghép pluronic F127 đã được hoạt hóa và gelatin. Curcumin được điều chế dạng nano trong môi trường phân tán là hydrogel gelatin-pluronic F127 dưới tác dụng của sóng siêu âm để cải thiện tính tan tốt trong nước của curcumin và tạo ra hiệu quả cộng hợp dẫn truyền curcumin, góp phần tăng nhanh quá trình chữa lành vết thương.

Cấu trúc của màng hydrogel

Cấu trúc của hydrogel được xác định bằng phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR; đặc tính nhạy nhiệt của hydrogel được xác định bằng phương pháp đảo ngược ống nghiệm (inversion tube); và nhiệt quét vi sai (DSC). Hydrogel tổng hợp có khả năng chuyển đổi trạng thái sol-gel theo nhiệt độ; khi ở nhiệt độ thấp hydrogel gelatin–pluronic F127 sẽ tồn tại ở trạng thái lỏng; khi nâng nhiệt độ lên 35 oC (gần nhiệt độ cơ thể) sẽ chuyển thành màng gel.

Kích thước hạt nanocurcumin trong hydrogel được xác định bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM); và tán xạ ánh sáng động học (DLS) cho thấy hạt nano phân bố từ 7 đến 285 nm; tùy hàm lượng curcumin sử dụng. Khả năng mang nhả chậm nanocurcumin được xác định bằng phương pháp quang phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis; kết quả cho thấy hệ gel có khả mang nhả chậm nanocurcumin hiệu quả. Tính chất nhạy nhiệt của hydrogel gelatin-pluronic F127 không thay đổi; khi tải thêm hạt nanocurcumin.

Trong nghiên cứu in vitro cho thấy rằng ở khoảng nồng độ nanocurcumin thích hợp; hệ gel composite hỗ trợ tốt cho sự tăng sinh nguyên bào sợi. Có thể kết luận rằng hydrogel gelatin-pluronic F127; nhạy nhiệt có khả năng mang nhả chậm nanocurcumin và có tiềm năng ứng dụng trong việc chữa lành vết thương.