Các nhà khoa học Viện Sinh học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vừa ứng dụng thành công công nghệ nano kết hợp với các hợp chất thiên nhiên để chiết xuất vitexin từ vỏ đỗ xanh, tạo ra nguyên liệu nanovitexin. Hoạt chất này được kỳ vọng sẽ tạo đột phá trong lĩnh vực thực phẩm bảo vệ sức khỏe, hỗ trợ đắc lực cho việc phòng và điều trị bệnh tiểu đường nhờ khả năng thẩm thấu và hiệu quả vượt trội so với dạng chiết xuất thông thường.
 

Đái tháo đường là một bệnh rối loạn chuyển hóa được đặc trưng bởi sự tăng đường huyết trong một thời gian dài do ảnh hưởng của việc suy giảm bài tiết insulin, kháng insulin hoặc cả hai. Cho đến nay, vẫn chưa có loại thuốc đặc trị để chữa bệnh đái tháo đường mặc dù đã phát hiện và phát triển các tác nhân dược lý trị liệu từ nhiều năm trước. Giá thành của các loại thuốc này cũng khá cao và kèm theo tác dụng phụ là những yếu tố giới hạn trong việc sản xuất thuốc. Bên cạnh đó, đối với các bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường thì sử dụng thuốc theo đường uống luôn là cách dễ nhất và thuận tiện nhất cho người bệnh, lý do là việc uống thuốc điều trị cho thấy bệnh nhân tuân thủ tốt hơn mà không có bất kỳ đau đớn và giảm nguy cơ tổn thương trong quá trình điều trị. 

Hiện nay, một số các hoạt chất từ thực vật được bổ sung qua đường uống đã bộc lộ một số hạn chế như khả năng hòa tan kém, không ổn định trong dạ dày, tác dụng dược lý thấp và thời gian phân huỷ ngắn dẫn đến hạn chế sự tương tác của các hoạt tính sinh học của chúng. Do đó, việc tạo được các hệ dẫn thuốc theo đường uống giúp cho các bệnh nhân nói chung và bệnh nhân tiểu đường nói riêng tăng khả năng hấp thụ thuốc là rất cần thiết. 

Vitexin là một flavonoid tự nhiên đã được chứng minh có hoạt tính sinh học đa dạng, đặc biệt là tác dụng hạ đường huyết thông qua việc điều hòa các enzyme chuyển hóa. Bên cạnh đó, vitexin có đặc tính khó hòa tan trong nước nên dẫn đến khả năng hấp thụ kém và tác dụng dược lý thấp khi sử dụng qua đường uống. Đây được coi là một trong những rào cản lớn nhất làm hạn chế hiệu quả điều trị của vitexin. 

Trong những năm gần đây, xu hướng ứng dụng công nghệ nano kết hợp với các hợp chất thiên nhiên đang mở ra những hướng đi mới, hiệu quả trong việc hỗ trợ điều trị các bệnh lý mãn tính. Xuất phát từ thực tiễn đó và nhằm tận dụng nguồn phụ phẩm nông nghiệp dồi dào, nhiệm vụ phát triển công nghệ mã số UDPTCN.03/22-24 “Nghiên cứu quy trình công nghệ chế tạo nanovitexin làm nguyên liệu sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khoẻ hỗ trợ trong phòng và điều trị bệnh tiểu đường” đã được nhóm nghiên cứu của TS. Ngô Thị Hoài Thu thuộc Viện Sinh học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam triển khai. Nhiệm vụ nghiên cứu được thực hiện từ năm 2022-2025, có sự kết hợp của các liên ngành như hóa học, khoa học vật liệu và công nghệ sinh học nhằm triển khai mô hình từ nghiên cứu cơ bản tới định hướng ứng dụng. 

Vỏ đỗ xanh là nguồn cung cấp vitexin tiềm năng nhất so với các nguồn thực vật khác. Vì vậy để tận dụng nguồn phụ phẩm nông nghiệp này sau quá trình chế biến, nhóm nghiên cứu đã ứng dụng công nghệ nano để chế tạo vật liệu nanovitexin, định hướng làm nguyên liệu ứng dụng trong lĩnh vực y dược, giúp làm tăng giá trị của kinh tế tuần hoàn. Trong đó, hệ dẫn thuốc nano đóng vai trò như một chiếc “chìa khóa” giúp tăng độ tan, tăng khả năng hấp thu và tăng cường tác dụng dược lý của vitexin trong quá trình điều trị, góp phần định hướng phát triển các sản phẩm chăm sóc sức khỏe chất lượng cao cho người bệnh.

Một trong những kết quả nổi bật của nhóm nghiên cứu là xây dựng được quy trình công nghệ chế tạo nanovitexin từ vitexin tự do được tách chiết từ vỏ đỗ xanh và định hướng ứng dụng trong lĩnh vực y dược. Công nghệ chế tạo nanovitexin nổi bật với sự kết hợp của Alginate và Carboxymethyl cellulose (CMC), là các polyme sinh học đã được nghiên cứu sử dụng làm chất mang thuốc an toàn. Phân tử vitexin được nano hóa và được bao bọc trong ma trận polyme alginate/cacboxymetyl cellulose thông qua các liên kết hydro liên phân tử và nội phân tử, liên kết cộng hóa trị giữa các nhóm -OH của phân tử vitexin với các nhóm -OH,-COO-… trên chuỗi polyme alginate và carboxymetyl cellulose. Nhờ đó, khi hệ chất mang này tiếp xúc với môi trường nước, vitexin sẽ được giải phóng dần dần cùng với quá trình trương nở của hệ chất mang polyme, giúp làm chậm sự giải phóng ồ ạt của vitexin so với các dạng bào chế thông thường, đồng thời cho phép duy trì lượng vitexin trong máu trong một thời gian nhất định và thực hiện chức năng điều trị. 

Nanovitexin1

Sơ đồ cấu trúc của hệ nanovitecxin

Nhờ kích thước nhỏ (50-70 nm), nanovitexin có khả năng hấp thu vào tế bào vượt trội hơn hẳn so với dạng tự do, đồng thời phát huy tác dụng thu dọn các gốc tự do mạnh mẽ, bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do bị stress oxy hóa. Đặc biệt, nanovitexin đã mang lại bước đột phá trong kiểm soát đường huyết nhờ khả năng ức chế các enzyme phân giải tinh bột (α-glucosidase và α-amylase), giúp hạn chế tối đa các tác dụng phụ trong đường tiêu hóa thường gặp ở thuốc tây y. Với những ưu điểm sinh học vượt trội đó, nanovitexin được định hướng trở thành nguồn nguyên liệu tiềm năng để sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe hỗ trợ phòng và điều trị đái tháo đường tuýp II. Bên cạnh đó, nguyên liệu này còn mở rộng khả năng ứng dụng sang các dòng sản phẩm giải độc gan và bảo vệ thần kinh, giúp kéo dài thời gian tác dụng của thuốc, qua đó giảm số lần sử dụng trong ngày, tăng sự tiện lợi và đảm bảo khả năng tuân thủ điều trị lâu dài cho người bệnh. 


Bằng độc quyền sáng chế của nhiệm vụ UDPTCN.03/22-24

Những kết quả thu được của nhiệm vụ đã được khẳng định tính mới và giá trị thực tiễn của công nghệ chế tạo vật liệu nanovitexin, “Phương pháp bào chế sản phẩm nanovitexin trên nền ma trận polyme Alginate/ Cacboxylmetyl xenluloza và sản phẩm nanovitexin thu được bằng phương pháp này” đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp Bằng độc quyền Sáng chế số 45556 theo Quyết định số 43567/QĐ-SHTT ngày 08/04/2025. Đồng thời, nhóm nghiên cứu đã chuẩn hóa và ban hành Tiêu chuẩn cơ sở cấp Viện Sinh học (TCCS 03:2025/SH) cho nguyên liệu nanovitexin, tạo cơ sở khoa học để tiếp tục hoàn thiện và sản xuất nguyên liệu này ở quy mô pilot. 

Trong bối cảnh tỷ lệ người mắc các bệnh lý chuyển hóa ngày càng gia tăng, những kết quả trên không chỉ mang ý nghĩa khoa học sâu sắc mà còn mở ra hướng đi đầy triển vọng trong việc tự chủ nguồn nguyên liệu dược phẩm công nghệ cao từ chính nguồn phụ phẩm nông nghiệp của Việt Nam, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế tuần hoàn.

Nguồn: Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Bài viết khác: