Đóng vai trò là giao diện chính giữa thế giới bên trong và bên ngoài, da là cơ quan lớn nhất và quan trọng nhất của cơ thể con người. Nó thường xuyên phải đối mặt với nhiều loại chấn thương hoặc vết thương thực thể, bao gồm vết cắt, vết trầy xước, vết trầy xước, nhiễm trùng và vết loét.
Alginate là một chất tương thích sinh học và có khả năng phân hủy sinh học được tìm thấy trong rong biển. Giờ đây, các nhà nghiên cứu từ Đại học Khoa học Tokyo đã sử dụng alginate từ rong biển dạt vào bờ biển, CaCO3 và nước có ga để phát triển một loại hydrogel có độ bám dính trên da thấp hơn và sưng tấy. Những đặc tính này, mặc dù hoàn toàn trái ngược với các loại băng vết thương thông thường, nhưng có thể giúp ngăn ngừa sự giãn nở của vết thương trong quá trình phục hồi và hydrogel thu được có hiệu quả chữa lành vết thương cao. Nhà cung cấp hình ảnh: Ryota Teshima từ Đại học Khoa học Tokyo
Thật không may, khi có tuổi, làn da trở nên yếu ớt hơn và ít có khả năng tự chữa lành nếu không có sự trợ giúp. Với nhiều quốc gia có dân số già tăng nhanh, nhu cầu điều trị những vết thương trên da như vậy đã tạo ra nhu cầu lớn hơn về các sản phẩm chăm sóc vết thương hiệu quả và dễ tiếp cận.
Trong vài thập kỷ qua, hydrogel đã nhận được rất nhiều sự quan tâm trong việc điều trị vết thương trên da. Khi bôi lên vết thương, những loại gel đặc biệt này có thể thúc đẩy quá trình lành vết thương bằng cách hấp thụ chất lỏng thải ra (dịch tiết) và giữ cho vết thương được bảo vệ, đủ nước và oxy.
Tuy nhiên, hầu hết các hydrogel được phát triển đều có đặc tính kết dính với mô da để theo dõi chuyển động của da. Vì các hydrogel này dính và bám vào da cũng như vị trí vết thương, chúng sẽ tự căng ra và mở rộng vết thương khi chúng sưng lên sau khi hấp thụ dịch tiết.
Điều này không chỉ gây đau đớn cho người sử dụng mà còn khiến họ có nguy cơ nhiễm khuẩn cao hơn do diện tích vết thương ngày càng mở rộng. Do đó, để tạo ra hydrogel có thể điều trị vết thương hiệu quả mà không can thiệp vào quá trình chữa lành vết thương, cần phải thử nghiệm việc điều chế hydrogel dựa trên những ý tưởng mới trong khi tận dụng các đặc tính vật liệu hiện có.
Trong bối cảnh đó, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Khoa học Tokyo (TUS), Nhật Bản, hiện đã đề xuất một vật liệu y tế cải tiến và có giá trị gia tăng cao để điều trị vết thương ngoài da.
Như đã báo cáo trong nghiên cứu gần đây được công bố trên Tạp chí quốc tế về đại phân tử sinh học, họ đã phát triển một loại hydrogel mới, chi phí thấp sử dụng một thành phần được tìm thấy trong rong biển, đạt được các đặc tính vật lý hoàn toàn khác so với hydrogel thông thường.
Nghiên cứu được chủ trì bởi anh Ryota Teshima, sinh viên Thạc sĩ tại TUS. Trợ lý Giáo sư Shigehito Osawa, Bà Miki Yoshikawa, Phó Giáo sư Yayoi Kawano, Giáo sư Hidenori Otsuka và Giáo sư Takehisa Hanawa, tất cả đều đến từ các khoa và khoa khác nhau tại TUS, cũng tham gia vào nghiên cứu này.
Phương pháp điều chế hydrogel được đề xuất khá đơn giản. Nó được tạo ra bằng cách sử dụng alginate, canxi cacbonat và nước có ga. Alginate là một chất tương thích sinh học có thể được chiết xuất từ rong biển ở bãi biển.
Quan trọng nhất là nó không bám chặt vào tế bào hoặc mô da. Nhờ cấu trúc đặc biệt được hình thành bởi các ion alginate và canxi, ngoài tác dụng bảo vệ CO2 trong nước có ga chống lại quá trình axit hóa, hydrogel thu được không chỉ thể hiện điều kiện độ pH và độ ẩm lý tưởng để phục hồi vết thương nhưng cũng cho thấy độ bám dính và độ sưng tấy thấp hơn đáng kể so với các loại băng vết thương hydrogel thương mại khác.
Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm tính hiệu quả của hydrogel mới bằng cách nuôi cấy tế bào và mô hình chuột, cả hai đều mang lại kết quả tuyệt vời.
"Thông qua các thí nghiệm trên động vật, chúng tôi đã chứng minh rằng hydrogel của chúng tôi có hiệu quả điều trị cao, đồng thời có thể ngăn chặn sự giãn nở tạm thời của vùng vết thương do các chế phẩm lâm sàng thông thường gây ra" ông Teshima nói. "Điều này chứng minh giả thuyết ban đầu của chúng tôi rằng gel có độ bám dính trên da thấp và đặc tính ít sưng tấy là vật liệu tuyệt vời để băng bó vết thương, điều này hoàn toàn trái ngược với quan điểm thông thường."
Điều đáng chú ý là alginate có thể được chiết xuất từ rong biển mắc cạn trên bãi biển, một nguồn tài nguyên có thể tái tạo thường được coi là vật liệu thải ven biển. Vì hydrogel được đề xuất không chỉ rẻ tiền mà còn có khả năng phân hủy sinh học nên sự phát triển này đánh dấu một bước quan trọng hướng tới tiến bộ trong tương lai của y học bền vững.
"Vật liệu y tế vẫn thiếu quan điểm định hướng bền vững và chúng tôi tin rằng nghiên cứu này sẽ đóng vai trò là chuẩn mực cho việc thiết kế các vật liệu y tế trong tương lai và dẫn đến việc chăm sóc vết thương bền vững và chi phí thấp," ông Teshima nói. "Hơn nữa, những phát hiện của chúng tôi có thể giúp làm rõ các vấn đề với công thức hydrogel hiện đang được sử dụng lâm sàng và cung cấp hướng dẫn thiết kế mới cho gel điều trị vết thương thế hệ tiếp theo."
