NGHIÊN cứu TÍNH CHẤT và KHẢ NĂNG PHÂN hủy IN VIVO của hệ LDHALGINATE HYDROGEL ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG MANG THUỐC INSULIN CHỮA BỆNH TIỂU ĐƯỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VÀ KHẢ
NĂNG PHÂN HỦY IN VIVO CỦA HỆ
LDH/ALGINATE HYDROGEL ĐỊNH
HƯỚNG ỨNG DỤNG MANG THUỐC
INSULIN CHỮA BỆNH TIỂU ĐƯỜNG


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BDT

Broadband Digital Terminal

FFT

Fast Fourier Transform

MIMO

Multi-Input Multi-Output


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 1/65

LỜI MỞ ĐẦU
Thuốc sinh học là một trong những phát minh vĩ đại mang tính chất cách mạng
trọng lĩnh vực Y khoa. Thuốc đã góp phần cái thiện đáng kể chất lượng cuộc sống
của hàng triệu bệnh nhân. Tại Việt Nam, thuốc sinh học ngày càng đóng vai trị

quan trọng và trong thực tế các sản phẩm này đã được ứng dụng rộng rãi trong việc
điều trị nhiều nhóm bệnh lý.
Insulin là một loại thuốc sinh học được sử dụng phổ biến trong đời sống để điều trị
bệnh tiểu đường. Dựa vào thời gian tác dụng, insulin được chia thành 3 loại: nhanh,
bán chậm và chậm. Insulin tác dụng nhanh trong suốt; khi tiêm dưới da, nó phát huy
tác dụng sau 30 phút, đạt tác dụng tối đa sau 2-4 giờ và kéo dài tác dụng khoảng 6-8
giờ. Loại này được dùng để tiêm tĩnh mạch, dưới da, tiêm bắp. Ưu điểm của nó là
thời gian tác dụng ngắn và mạnh, giúp giảm đường máu sau ăn; đặc biệt là những
trường hợp cấp cứu do tăng đường máu. Do thời gian tác dụng ngắn nên bệnh nhân
phải tiêm nhiều mũi trong ngày. Nhìn chung, insulin rất ít độc, nhưng cũng có thể
gây các tác dụng khơng mong muốn.
Vì thế để hạn chế các tác nhân gây hại mà insulin có thể gây ra
cho người cũng như làm giảm quá trình tiêm thuốc nhiều lần vào
cơ thể do hao hụt, các nhà khoa học đã phát minh một loại vật liệu
tương thích sinh học, trương nở trong nước nhưng không tan trong
nước, đặc biệt là khả năng chứa thuốc tuyệt vời. Đó là hydrogel.
Mục tiêu đề tài
Nghiên cứu tính chất và khả năng phân hủy in vivo của hệ LDH/Alginate hydrogel
định hướng ứng dụng mang thuốc insulin chữa bệnh tiểu đường.
Nội dung đề tài
Tổng hợp hạt nano LDH mang điện tích dương và khảo sát khả năng tạo complex
với Insulin protein.
Khảo sát các tính chất của hệ LDH/Alginate hydrogel bao gồm thời gian gel hóa, cơ
tính, độ ổn định trong dung dịch PBS và tốc độ phân hủy trong môi trường in vivo.


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 2/65

Khảo sát q trình giải phóng Insulin từ hệ hydrogel trong môi trường in vitro.

CHƯƠNG 1.
1.1 Hydrogel

TỔNG QUAN


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 3/65

Ngày nay, hydrogel thu hút được nhiều sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trong
các lĩnh vực nghiên cứu khác nhau. Hydrogel đóng vai một vai trò quan trọng trong
một loạt các ứng dụng như hệ thống phân phối thuốc, kỹ thuật mô, quang học, chẩn
đốn và v.v. Tìm kiếm từ "hydrogel" trong cơ sở dữ liệu PubMed cho thấy một xu
hướng ngày càng tăng về số lượng các bài báo được xuất bản, đặc biệt là sự gia tăng
nhanh chóng từ năm 1984 trở đi. Kết quả tìm kiếm là được mơ tả như sau.

Hình 1. Đường cong biểu thị sự gia tăng các ấn phẩm liên quan đến từ khóa
“hydrogel” trong suốt 66 năm qua [1].


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 4/65

Hình 2. Mẫu hydrogel sau khi chuẩn bị [2].
1.1.1 Khái niệm
Hydrogel là các mạng polymer ưa nước được hình thành thơng qua liên kết ngang
của các monome hoặc chuỗi polymer thơng qua liên kết cộng hóa trị hoặc tương tác
không gây cản trở như liên kết hydro, tương tác tĩnh điện và sự kết hợp của chúng.
Những cộng hóa trị và các tương tác khơng gây cản trở thường ổn định với khả

năng chống lại các cuộc tấn cơng mơi trường duy trì tính tồn vẹn cấu trúc hoặc
chức năng của hydrogel. Sự ổn định này rất quan trọng với nhiều vật liệu sinh học
(ví dụ, kính áp trịng) nên hydrogel thường được điều chỉnh để thay đổi chức năng
của chúng, đáp ứng nhu cầu đặc biệt [3].
1.1.2 Phân loại
Hydrogel có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau, tùy theo đặc điểm, theo
nguồn gốc (hydrogel tự nhiên, hydrogel tổng hợp hoặc hydrogel lai). Phân loại theo
phương pháp chuẩn bị, khả năng phân hủy, liên kết ngang, các đặc tính vật lý, điện
tích ion và phản ứng.


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 5/65

1.1.1.1 Phân loại dựa theo phản ứng
Hydrogel phản ứng thuận nghịch hoặc vật lý: sự vướng víu phân tử hoặc các lực thứ
cấp gây ra bởi các lực liên kết ion, liên kết hidro hoặc kỵ nước, đóng vai trị chính
trong việc hình thành nên mạng lưới. Các gel vật lý thường thuận nghịch và có thể
hịa tan chúng bằng cách thay đổi điều kiện mơi trường, chẳng hạn như pH và ion
cường độ của dung dịch hoặc nhiệt độ.
Hydrogel vĩnh cửu hoặc hóa học: mạng lưới liên kết cộng hóa trị tham gia các chuỗi
đa phân tử khác nhau có thể đạt được bằng các polyme liên kết ngang trong trạng
thái khô hoặc trong dung dịch. Những gel này có thể được tích điện hoặc khơng tích
điện tùy thuộc vào bản chất của các nhóm chức năng hiện diện trong cấu trúc của
chúng. Các hydrogel tích điện thường biểu hiện thơng qua những thay đổi về độ
trương khi thay đổi độ pH và được biết rằng chúng có thể thay đổi về hình dạng khi
tiếp xúc với điện trường. Hydrogel sinh hóa phản ứng với các kháng nguyên,
enzyme và một loạt các phối tử.
1.1.1.2 Phân loại dựa theo loại liên kết ngang
Hydrogel được phân thành hai loại khác nhau, theo hóa học hoặc bản chất vật lý của

các phản ứng liên kết ngang. Mạng liên kết ngang hóa học có nút giao vĩnh viễn.
Ngược lại, các mạng vật lý có các mối nối tạm thời phát sinh từ các vướng mắc
chuỗi polymer hoặc tương tác vật lý (ion hoặc liên kết hydro hoặc tương tác kỵ
nước).
1.1.1.3 Phân loại dựa theo phương pháp chuẩn bị
Các hydrogel homopolymeric: các mạng polymer thu được từ một monome, trong
đó đơn vị cấu trúc cơ bản là bất kỳ mạng polymer nào. Polymer đồng nhất có thể có
cấu trúc khung liên kết chéo, quy ước theo bản chất của monome và trùng hợp.
Các hydrogel copolymeric: là các mạng polymer được cấu trúc với hai hoặc nhiều
hơn các monome khác nhau, một trong số chúng nhất thiết phải ưa nước, được cấu
hình là ngẫu nhiên, khối, hoặc xen kẽ dọc theo chuỗi polymer.
Hydrogel đa phân tử xen kẽ đa sắc tố (IPN): bao gồm hai loại polymer độc lập liên
kết chéo và polyme tự nhiên trong hình dạng giống như mạng lưới. Trong hydrogel


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 6/65

bán IPN, một là polymer liên kết ngang và còn lại là thành phần khác - một polymer
không liên kết ngang [2],[3].
1.1.1.4 Phân loại dựa theo nguồn gốc
Hydrogel cũng có thể được phân loại thành hai nhóm, dựa trên nguồn gốc tự nhiện
hoặc tổng hợp của chúng. Trong những năm qua, hydrogel tổng hợp đã thay thế
hydrogel tự nhiên vì chúng có tuổi thọ cao, khả năng hấp thụ nước được cải thiện và
độ bền gel cao hơn. Polyme tổng hợp cũng có cấu trúc ổn định hơn để cải thiện khả
năng phân hủy và chức năng, theo cách sử dụng của chúng. Hydrogel có thể được
tổng hợp từ nhiều thành phần và chứng minh khả năng điều nhiệt của mình. Tuy
nhiên, có một loại thứ ba - hydrogel lai (được gọi là hydrogel nanocomposite). Điều
đó được mô tả như sau:
Hydrogel nanocomposite (NC) thể hiện các tính chất hữu cơ-vơ cơ và là điều

được quan tâm lớn nhất trong lĩnh vực vật liệu sinh học ba chiều nhân tạo cho
các ứng dụng y sinh. Các hydrogel nanocomposite được chuẩn bị trong nước
bằng các polyme hữu cơ liên kết hóa học hoặc vật lý với vật liệu nano (NMs).
Sự kết hợp của các NM vô cơ cứng vào ma trận polymer hữu cơ mềm giúp
tăng cường các tính chất của hydrogel NC. Chúng cũng là những ứng cử viên
đầy triển vọng cho vật liệu sinh học 3D nhân tạo, đặc biệt là trong mơ kỹ
thuật, trong đó họ có thể mơ phỏng các tính chất hóa học, cơ học, điện và sinh
học của các mô sinh học. Các hạt nano, chẳng hạn như vật liệu nano dựa trên
carbon (ống nano carbon (CNTs), graphene, nano kim cương), hạt nano
polymer, hạt nano vô cơ / gốm (hydroxyapatite, silica, silicate) kết hợp lại với
mạng lưới polymer để thu được hydrogel nanocomposite. Các hạt nano này
tương tác vật lý hoặc cộng hóa trị với các chuỗi polymer và dẫn đến tính chất
mới của mạng nanocomposite. Sự phát triển của hydrogel NC với chức năng
phù hợp đã mở ra những khả năng mới trong việc phát triển vật liệu sinh học
tiên tiến cho các ứng dụng khác nhau. Gồm có: hydrogel nanocomposite từ vật
liệu nano carbon, hydrogel nanocomposite từ các hạt nano phân tử, hydrogel


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 7/65

nanocomposite từ hạt nano vô cơ, hydrogel nanocomposite từ hạt nano kim
loại và oxit kim loại và thế hệ tiếp theo của hydrogel nanocomposite [3].
1.1.3 Tính chất
1.1.4 Ứng dụng
Hydrogels được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống phân phối thuốc, nơng nghiệp,
dược phẩm, chẩn đốn, thuốc sinh học, kỹ thuật mô, chữa lành vết thương, cảm biến
sinh học, công nghiệp thực phẩm, sản phẩm vệ sinh, tách các phân tử sinh học hoặc
tế bào, công nghiệp vi điện tử, sản xuất điện cực, thiết bị quang điện và quang điện,
khoa học môi trường, mỹ phẩm, vật liệu cơ bản để sản xuất các hạt kim loại và công

nghệ sinh học. Một số ứng dụng cụ thể cũng có đã được báo cáo cho hydrogel, đáng
chú ý nhất là bộ truyền động điện cơ để mô phỏng hành vi của cơ bắp, Microvalves
và Micropumps, các sản phẩm kháng vi khuẩn và kháng sinh vật (ví dụ: màng tổng
hợp chitosan-tinh bột benzoate) [3].
1.1.1.5 Hệ thống phân phối thuốc
Hệ thống phân phối thuốc là phương pháp mà thuốc sẽ được sử dụng cho động vật
hoặc con người. Phương pháp này sẽ làm tăng được hiệu quả của thuốc cũng như
đem lại sự an tồn trong q trình sử dụng. Đường uống và tiêm tĩnh mạch là những
hệ thống thường xuyên nhất được sử dụng cho liệu pháp dược lý. Việc sử dụng
công nghệ nano khi vận chuyển thuốc đang trở thành một lĩnh vực nghiên cứu đang
dần phát triển do nó mang lại hiệu quả cao [2].
Ứng dụng phân phối thuốc của hydrogel được sử dụng phổ biến rộng rãi trong việc
phát triển các hệ thống thông minh để phân phối thuốc [4]. Rất nhiều hydrogel, đặc
biệt là hydrogel thông minh hoặc thông minh đã được nghiên cứu để sử dụng trong
các hệ thống phân phối thuốc để phân phối các loại thuốc khác nhau, từ thuốc trọng
lượng phân tử thấp đến thuốc cao phân tử như peptide, insulin [5]. Ngoài ra, trong
những năm gần đây, các nhà khoa học đã nỗ lực phát triển hệ thống phân phối thuốc
mới [6],[7]. Hydrogel có thể bẫy thuốc và bảo vệ nó chống lại mơi trường đối lập để
làm chậm q trình giải phóng thơng qua khuếch tán hoặc xói mịn,tùy thuộc vào
trạng thái hydrat hóa. Họ cũng có thể kiểm sốt tốc độ vận chuyển thuốc thơng qua


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 8/65

thay đổi cấu trúc để đáp ứng với các xúc tác của môi trường như nhiệt độ, pH, điện
trường và từ trường, thành phần dung môi, ánh sáng, các ion, v.v ...[8].

Hình 3. Hành vi phân phối thuốc của một hydrogel điển hình thơng qua sự thay đổi
độ pH và nhiệt độ [3].

Nghiên cứu về hệ thống phân phối thuốc chủ yếu tập trung vào hydrogel vì
hydrogel khơng chỉ làm giảm vấn đề liên quan đến liều lượng thuốc nhưng cũng
cung cấp ổn định và phát hành thuốc tương thích. Hydrogel ít có khả năng hấp thụ
protein từ chất lỏng cơ thể vì sức căng liên vùng thấp. Bất kỳ chất nào có liên quan
đến khả năng tiếp nhận, truyền tải và phản hồi của nó đều kích thích bằng cách tạo
ra một hiệu ứng có lợi. Hydrogel thơng minh từ khía cạnh này mà chúng có biểu
hiện vật lý tương ứng và hành vi hóa học dưới ảnh hưởng của các kích thích khác
nhau mà dẫn đến phát hành thuốc có kiểm sốt [9]. Trong hầu hết các trường hợp,
hydrogel cho giao thuốc đúng nơi và đúng thời điểm được thiết kế tùy theo về
trương phồng hoặc co rút do ảnh hưởng của pH và nhiệt độ [10].
1.1.1.6 Mô kỹ thuật
Thuật ngữ “ kỹ thuật mô” ban đầu được định nghĩa vào năm 1988, áp dụng các
nguyên tắc và kỹ thuật về khoa học để hướng tới sự hiểu biết cơ bản về mối quan hệ


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 9/65

giữa các cấu trúc chức năng trong các mơ của bệnh lý và động vật có vú bình
thường, đồng thời sản xuất thay thế bằng cơng nghệ sinh học để sửa chữa hoặc tái
tạo mô hoặc cơ quan chức năng [11]. Nó cải thiện hoặc thay thế các mô hoặc cơ
quan cụ thể bằng vật liệu kỹ thuật và kỹ thuật tổng hợp. Khung hydrogel cũng đã
được áp dụng cho cấy ghép tế bào và kỹ thuật mơ bao gồm sụn, xương và mịn cơ
[12]. Ví dụ, trong lĩnh vực sửa chữa khiếm khuyết xương và tái sinh xương, hạt gel
keo nano hydroxyapatite / PLGA vô cơ đã được giới thiệu là xương loại tiêm chất
độn. Những vật liệu này có thể được sử dụng như là một vật liệu thay thế dùng
trong các phương pháp điều trị phẫu thuật xâm lấn phổ biến [13]. Nó quan trọng
trong việc chế tạo khung sinh học tương thích bắt chước các đặc điểm vốn có của
mơ cụ thể, vận chuyển tế bào và phát triển các yếu tố cho các mô bị hỏng, và cung
cấp hỗ trợ cho các mơ mới hình thành cho đến khi nó trưởng thành [14].

Vật liệu tổng hợp cho mô kỹ thuật chủ yếu bao gồm poly (ethylene oxide), poly
(vinyl alcohol), poly (acrylic acid), poly (propylene fumarate), và polypeptide. Ứng
dụng trong trường hợp có polymer nguồn gốc tự thì agarose, alginate, chitosan,
collagen, fibrin, gelatin, và axit hyaluronic đã tìm thấy rất nhiều ứng dụng [15],[16].
Khung hydrogel được sử dụng để sản xuất màng tế bào. Gần đây, một phương pháp
sản xuất hydrogel poly (vinyl alcohol) phân hủy sinh học với các polyme có chứa
phenyl boronate có thể kích thích sự phát triển của các mô và tế bào đã được đề
xuất [17]. Một trong những thách thức lớn trong tương lai đối với các nhà khoa học
trong kỹ thuật mô là làm thế nào để các polyme có thể được sử dụng cho việc kích
thích sự hình thành mạng lưới mạch máu trong các mô đang [18].


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 10/65

Hình 4. Lược đồ mơ tả sử dụng việc sử dụng hydrogel bằng cách tiêm để ứng dụng
trong kỹ thuật mô sụn và xương [14].
1.1.1.7 Chẩn đoán và tạo ảnh
Đặc điểm cấu trúc tuyệt vời của hydrogel là có chứa hàm lượng nước cao với tính
chất vận chuyển chất lỏng và tính đồng nhất sinh học đã làm cho chúng thích hợp
với các đầu dị hình ảnh khác nhau và các chất phản ứng. Các nhóm đa chức năng ở
trong hoặc trên bề mặt của hydrogel có khả năng kết hợp hoặc liên kết các thuốc
nhuộm khác nhau. Nhúng các hạt từ tính như oxit sắt vào các nanogel liên kết
ngang đã chỉ ra rằng cả độ ổn định và độ nhạy của chất keo đều tốt hơn so với khi
các chất này được sử dụng như các thực thể không kèm theo [19]. Hydrogel gồm
PMA liên kết chéo có thể được được sử dụng làm cảm biến pH trong hình ảnh cộng
hưởng từ (MRI) mà không cần bất kỳ vật liệu thuận từ vô cơ nào [20]. Các hạt
micro hydrogel dựa trên polyacrylamide có thể phục vụ cho việc theo dõi glucose
liên tục in vivo với truyền qua và hoạt động lâu dài. Trong những hạt micro này, ba

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 11/65

loại tồn tại trong monome huỳnh quang bao gồm mạng lưới nhận biết glucose,
mạng lưới fluorogen và mạng lưới trùng hợp. Ngoài ra, các miếng đệm được thiết
kế dài và ưa nước để tăng cơ hội liên kết các phân tử glucose; do đó, các monome
huỳnh quang cho phép cường độ cao đáp ứng với glucose. Biến động nồng độ
glucose trong máu được theo dõi bởi cường độ huỳnh quang [21].
Nhiều kỹ thuật hình ảnh có thể được áp dụng để có được chi tiết thơng tin từ các cơ
quan và mô của cơ thể. Tuy nhiên, chất lượng hình ảnh của các kỹ thuật này có
những hạn chế liên quan đến độ nhạy hoặc độ phân giải. Do đó, tích hợp các tác
nhân hình ảnh với các tính chất khác nhau thành các hạt nano đa chức năng có thể
cung cấp thơng tin chi tiết về các điều kiện bệnh lý có sẵn thơng qua hình ảnh đa
phương thức [22]. Một số hình ảnh quang học sự phức tạp liên quan đến độ phân
giải không gian kém và thiếu tham chiếu giải phẫu có thể có thể được giảm khi kết
hợp với hình ảnh giải phẫu có độ phân giải cao khác như MRI [23]. Gần đây, một
đầu dò dựa trên nanogel đa chức năng được phát triển cho hình ảnh siêu âm MR và
bệnh lý đáp ứng siêu âm. Nó đã được tìm thấy thông qua đồng tải Enzym catalase
và superoxide disutase cùng với SPIO các hạt nano trong các hạt nano dựa trên
glycol chitosan nhạy cảm với pH [24].
1.1.1.8 Kính áp trịng
Kính áp tròng làm từ các monomer khác nhau kết hợp với Hema hoặc NVP đủ lớn
để bao phủ toàn bộ giác mạc và có tính thấm oxy, thích hợp cho phép người dùng
thuận tiện hơn [25]. Kính áp trịng pHEMA (poly hydroxyethyl methacrylate) chứa
khoảng 38-40% nước ở dạng ngậm nước hoàn tồn. Đây là một loại hydrogel sở
hữu một số tính chất vật lý nổi bật, được sử dụng như một vật liệu sinh học để sản
xuất kính áp trịng [26]. Các tính năng lý tưởng bao gồm độ truyền sáng [27], chiết
suất
[28], độ thẩm thấu đủ của oxy [29], độ ẩm [30] ổn định [31], tính chất cơ học vượt

trội [32], và tương thích sinh học [33]. Việc sử dụng hydrogel silicone nhiệt dẻo đã
được đề xuất để sản xuất kính áp trịng [34]. Ngày nay, ống kính hydrogel silicon


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 12/65

phổ biến trên thị trường do tính thấm oxy cao hơn, thoải mái trong khi sử dụng [35].
Một trong những sản phẩm kính áp trịng gần đây nhất
ở Anh đã được chế tạo từ hydrogel axit acrylic-co-acrylamide có đặc tính kéo tốt,
đặc tính giữ ẩm và tương hợp rất thoải mái [36].

Hình 5. Cách chế tạo điển hình của kính áp trịng hydrogel [37].
1.1.1.9 Sản phẩm vệ sinh
Polyme siêu thấm đã được đưa vào nông nghiệp và tã cơng nghiệp khoảng 30 năm
trước. Kể từ đó, việc sử dụng chúng đã được mở rộng đến một số ứng dụng khác,
do khả năng giữ nước tuyệt vời của chúng. Polyme siêu hấp phụ lần đầu tiên được
sản xuất thương mại tại Nhật Bản vào năm 1978 để sử dụng trong khăn ăn, và vật
liệu ban đầu này được sản xuất từ tinh bột-g-polyacryit liên kết chéo. Vào cuối
những năm 1990, hydrogel siêu lớn đã được giới thiệu như một loại hệ thống
polymer hấp thụ nước khác nhau. Là các polyme siêu hấp phụ, hydrogel siêu rắn
(SPH) được hình thành bởi các polyme ưa nước liên kết ngang hóa trị nhưng khơng
giống như các polyme siêu hấp phụ, chúng cho thấy sự trương nở nhanh kích thước
đặc biệt. Thế hệ đầu tiên của hydrogel siêu mịn thường được làm từ acrylamide rất
ưa nước, muối axit acrylic và sulfopropyl acryit. Thế hệ SPH sau này được đại diện
bằng hydrogel lai tổng hợp, được sản xuất bằng cách thêm một chất gọi là tác nhân
lai (polymer tự nhiên hoặc tổng hợp hịa tan trong nước hoặc tổng hợp có khả năng
hóa học hoặc liên kết ngang vật lý) với hydrogel thực hiện trước đó. Hydrogel siêu

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 13/65

hấp phụ, đặc biệt là các vật liệu dựa trên acryit, được sử dụng rộng rãi trong các sản
phẩm vệ sinh để hấp thụ chất lỏng. Họ có thể giữ độ ẩm tránh xa da, tăng cường sức
khỏe cho da, ngăn ngừa hăm tã và cung cấp sử dụng thoải mái [3],[4].
1.2 Alginate
Alginate là một vật liệu sinh học đã tìm thấy với nhiều ứng dụng trong khoa học y
sinh và kỹ thuật do các đặc tính thuận lợi của nó, bao gồm tính tương thích sinh học
và dễ dàng tạo gel. Alginate hydrogel đặc biệt hấp dẫn trong việc chữa lành vết
thương, vận chuyển thuốc, và các ứng dụng kỹ thuật mô cho đến nay, vì các gel này
giữ được sự tương đồng về cấu trúc với ma trận ngoại bào trong các mô và có thể
được điều khiển để đóng một số vai trị quan trọng. Điều này sẽ cung cấp một cái
nhìn tổng quan tồn diện về các đặc tính chung của alginate và hydrogel, ứng dụng
y sinh của chúng, và đề xuất những quan điểm mới cho các nghiên cứu trong tương
lai
với các polyme này [38].

Hình 6. Bột Sodium Alginate [39].
1.1.5 Khái niệm
Theo truyền thống, vật liệu sinh học được thiết kế để trở nên trơ và không tương tác
với các hệ thống sinh học trong vật chủ. Vật liệu có nguồn gốc tự nhiên (ví dụ: gỗ)
thường được sử dụng để thay thế các mô bị mất do bệnh hoặc chấn thương (ví dụ:
chân tay giả). Tuy nhiên, từ đầu thế kỷ XX, những vật liệu này bắt đầu được thay
thế bằng polymer tổng hợp, gốm sứ và hợp kim kim loại, do hiệu suất tốt hơn và
nhiều đặc tính tái sản xuất so với các vật liệu có nguồn gốc tự nhiên [40]. Sự phát
triển gần đây trong lĩnh vực này hiện đã dẫn đến định nghĩa về vật liệu sinh học là


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Trang 14/65

vật liệu gắn kết với các hệ thống sinh học để đánh giá, điều trị, tăng cường hoặc
thay thế bất kỳ mô, cơ quan hoặc chức năng nào của cơ thể và khả năng cho việc sử
dụng vật liệu sinh học vẫn đang mở rộng [41].
Alginate là một polymer anion xuất hiện tự nhiên thường thu được từ rong biển nâu,
và đã được nghiên cứu rộng rãi và sử dụng cho nhiều ứng dụng hy sinh do tính
tương thích sinh học, độc tính thấp, chi phí tương đối thấp và gel hóa nhẹ bằng cách
thêm hóa trị hai là các cation như Ca2 + [42]. Hydrogel Alginate có thể được chuẩn bị
bằng nhiều phương pháp liên kết chéo khác nhau, và sự tương đồng về cấu trúc của
chúng với ma trận ngoại bào của các mô sống cho phép ứng dụng rộng rãi trong
chữa lành vết thương, cung cấp hoạt tính sinh học, các tác nhân như thuốc hóa học
nhỏ và protein, và ghép tế bào. Băng vết thương Alginate duy trì một mơi trường vi
mơ ẩm sinh lý, giảm thiểu nhiễm trùng vi khuẩn tại vị trí vết thương và tạo điều
kiện cho vết thương tự chữa lành. Phân tử thuốc, từ thuốc hóa học nhỏ đến protein
cao phân tử, có thể được giải phóng từ alginate gel theo cách được kiểm soát, tùy
thuộc vào liên kết chéo các loại và phương pháp liên kết chéo. Ngồi ra, gel alginate
có thể dùng với đường uống hoặc tiêm vào cơ thể, cho phép ứng dụng rộng rãi trong
lĩnh vực dược phẩm. Gel Alginate sử dụng cho cấy ghép tế bào trong kỹ thuật mô.
Kỹ thuật mô nhằm mục đích cung cấp mơ nhân tạo và thay thế nội tạng cho bệnh
nhân bị mất hoặc thất bại của một cơ quan hoặc mô [43]. Trong phương pháp này,
hydrogel được sử dụng để phân phối các tế bào đến mạng lưới mong muốn, cung
cấp không gian cho sự hình thành mơ mới, kiểm sốt cấu trúc và chức năng của mơ
được thiết kế [44].
1.1.6 Tính chất
1.1.1.10 Cấu trúc và đặc điểm
Fischer và Dörfel xác định l-guluronate dư lượng [45], d-mannuronate được coi là
chính thành phần của alginate. Kết tủa phân số với muối mangan và canxi được
chứng minh sau đó là alginate thực sự là các copolyme khối, và tỷ lệ đó guluronate
thành mannuronate thay đổi tùy theo nguồn tự nhiên [46]. Alginate hiện được biết

đến là toàn bộ hệ thống của copolyme tuyến tính chứa các khối (1,4) liên kết -d-


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 15/65

mannuronate (M) và -l-guluronate (G) dư lượng. Các các khối được tạo thành từ các
dư lượng G liên tiếp (GGGGGG), dư lượng M liên tiếp (MMMMMM) và M xen kẽ
và dư lượng G (GMGMGM) (Hình 7). Chiết xuất Alginate từ các nguồn khác nhau
khác nhau về M và G cũng như độ dài của mỗi khối và hơn 200 alginate khác nhau
hiện đang được sản xuất [14]. Chỉ các khối G của alginate được cho là tham gia
trong liên kết ngang liên phân tử với các cation hóa trị hai (ví dụ: Ca 2 +) để tạo thành
hydrogel. Thành phần (tức là tỷ lệ M / G). Do đó, chiều dài khối G và trọng lượng
phân tử là các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất vật lý của alginate và
hydrogel [47]. Các tính chất cơ học của gel alginate là làm tăng chiều dài khối G và
trọng lượng phân tử. Điều quan trọng cần lưu ý là alginate khác nhau về nguồn cung
cấp cho các polyme cấu trúc hóa học (ví dụ: alginate của vi khuẩn được sản xuất từ
Azotobacter có nồng độ cao của khối G và gel của nó có độ cứng tương đối cao
[48]). Các tính chất vật lý kiểm soát đáng kể sự ổn định của gel, tỷ lệ thuốc phát
hành từ gel, hình dáng và chức năng của tế bào gói gọn trong gel alginate.

Hình 7. Cấu trúc hóa học của khối G, khối M và khối xen kẽ trong alginate [49].


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 16/65

1.1.1.11 Trọng lượng phân tử và độ hòa tan
Trọng lượng phân tử alginate natri trên thị trường nằm trong khoảng từ 32.000 đến
400.000 g / mol. Các tham số của mối quan hệ Mark Gian Houwink ([] = KMva)

cho natri alginate trong dung dịch NaCl 0,1 M tại 25 C là K = 2 × 10−3 và a = 0,97,
trong đó [] là nội tại Độ nhớt (mL / g) và Mv là khối lượng phân tử trung bình độ
nhớt (g / mol) [50]. Độ nhớt của dung dịch alginate tăng khi pH giảm và đạt tối đa
xung quanh
pH 3-3,5, như các nhóm carboxylate trong xương sống alginate trở thành proton và
tạo thành liên kết hydro. Tăng trọng lượng phân tử của alginate có thể cải thiện các
tính chất vật lý của kết quả gel. Tuy nhiên, một dung dịch hình thành alginate từ
polymer có trọng lượng phân tử cao trở nên rất nhớt, thường không mong muốn
trong điều chế [51]. Ví dụ, protein hoặc tế bào trộn với một dung dịch alginate thiệt
hại rủi ro độ nhớt cao từ lực cắt cao được tạo ra trong quá trình trộn và tiêm vào cơ
thể [52]. Thao tác trọng lượng phân tử và phân phối của nó có thể kiểm sốt độc lập
độ nhớt của dung dịch pregel và độ cứng sau gelling. Mô đun đàn hồi của gel có thể
được tăng lên đáng kể, trong khi độ nhớt của dung dịch tăng tối thiểu, bằng cách sử
dụng kết hợp các polyme alginate trọng lượng phân tử cao và thấp [53].
1.1.1.12 Tương thích sinh học
Mặc dù tính tương thích sinh học của alginate đã được đánh giá rộng rãi in vitro
cũng như in vivo nhưng vẫn còn tranh luận về tác động của thành phần alginate.
Tuy nhiên, phần lớn sự nhầm lẫn này có khả năng liên quan đến mức độ tinh khiết
khác nhau trong alginate được nghiên cứu ở nhiều báo cáo. Vì alginate được lấy từ
các nguồn tự nhiên nên các tạp chất khác nhau như kim loại nặng, nội độc tố,
protein và các hợp chất polyphenolic có thể có khả năng xuất hiện. Điều quan trọng,
alginate được tinh chế bằng nhiều bước nên quy trình chiết xuất đến độ tinh khiết
rất cao khơng gây ra
bất kỳ phản ứng ngoại lai đáng kể nào khi cấy vào động vật [54]. Tương tự, khơng
có viêm đáng kể phản ứng đã được quan sát thấy khi gel hình thành từ thương mại
có sẵn, alginate tinh khiết cao đã được tiêm dưới da của chuột [55].


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 17/65

1.1.7 Sự hình thành hydrogel và tính chất của nó
1.1.1.13 Phương pháp tạo gel
Alginate thường được sử dụng ở dạng hydrogel trong y sinh, bao gồm chữa lành vết
thương, cung cấp thuốc và các ứng dụng kỹ thuật mô. Hydrogel là mạng lưới liên
kết ba chiều bao gồm polyme ưa nước có hàm lượng nước cao. Hydrogel thường
tương thích sinh học, vì chúng có cấu trúc tương tự như các thành phần dựa trên đại
phân tử trong cơ thể, và thường có thể được đưa vào cơ thể thông qua quản trị xâm
lấn tối thiểu [56]. Hóa chất hoặc liên kết ngang vật lý của polyme ưa nước là
phương pháp điển hình tiếp cận để hình thành hydrogel và tính chất hóa lý của
chúng phụ thuộc nhiều vào liên kết chéo loại và mật độ liên kết chéo, các trọng
lượng phân tử và thành phần hóa học của các polyme [57].
Phương pháp phổ biến nhất để điều chế hydrogel từ một dung dịch alginate nước là
kết hợp các dung dịch với các ion tác nhân liên kết ngang , chẳng hạn như các
cation hóa trị hai (vd: Ca 2 +). Các cation hóa trị được cho là chỉ liên kết để
guluronate khối của chuỗi alginate bởi vì cấu trúc của các khối guluronate cho phép
mức độ phối hợp cao của các ion hóa trị hai. Các khối guluronate của một polymer
sau đó hình thành các mối nối với các khối guluronate của các chuỗi polymer liền
kề trong cái được gọi là mơ hình hộp trứng liên kết ngang, dẫn đến cấu trúc gel
(Hình 8) [58]. Canxi clorua (CaCl2) là một trong những loại tác nhân được sử dụng
thường xuyên nhất để alginate liên kết ngang ion. Tuy nhiên, nó thường dẫn đến
việc gel hóa nhanh và kém kiểm sốt do độ hịa tan cao của nó trong dung dịch
nước. Một cách tiếp cận để làm chậm và kiểm sốt q trình tạo gel là sử dụng một
bộ đệm có chứa phốt phát (ví dụ, natri hexametaphosphate), như nhóm phốt phát
trong đệm cạnh tranh với carboxylate
các nhóm alginate trong phản ứng với các ion canxi và hãm gel hóa. Canxi sulfate
(CaSO4) và canxi cacbonat (CaCO 3), do độ hịa tan thấp hơn, cũng có thể làm chậm
tốc độ gel hóa và mở rộng thời gian làm việc cho gel alginate.

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 18/65

Hình 8. Các hydrogel alginate được điều chế bằng liên kết ngang ion (mơ hình hộp
trứng) [58].
Liên kết ngang hóa trị đã được nghiên cứu rộng rãi để cải thiện các tính chất vật lý
của gel cho nhiều ứng dụng, bao gồm cả kỹ thuật mô. Sự áp dụng đặc biệt cho một
gel alginate liên kết ngang ion làm nới lỏng các liên kết chéo phân tách và sửa đổi ở
nơi khác, và nước bị mất từ gel, dẫn đến biến dạng dẻo. Trong khi di chuyển của
nước cũng xảy ra trong gel liên kết cộng hóa trị, dẫn đến nới lỏng, khơng có khả
năng phân tách liên kết dẫn đến biến dạng đàn hồi đáng kể [59]. Tuy nhiên, thuốc
thử liên kết cộng hóa trị có thể độc hại và các hóa chất khơng phản ứng có thể cần
phải được loại bỏ triệt để khỏi gel. Liên kết cộng hóa trị của alginate với poly
(ethylene glycol) là diamines có trọng lượng phân tử khác nhau là được kiểm tra để
chuẩn bị gel với phạm vi rộng của các tính chất cơ học. Trong khi mơ đun đàn hồi
ban đầu tăng dần với sự gia tăng mật độ liên kết chéo hoặc phần trọng lượng của
poly (ethylene glycol) (PEG) trong gel, sau đó nó giảm khi trọng lượng phân tử
giữa các liên kết chéo (Mc) trở nên nhỏ hơn trọng lượng phân tử của PEG mềm hơn
[60]. Sau đó, nó đã được chứng minh rằng các tính chất cơ học và trương phồng
hydrogel alginate có thể được xác định chặt chẽ bằng cách sử dụng các loại phân tử
liên kết chéo khác nhau và bằng cách kiểm sốt mật độ liên kết ngang. Hóa học của
các phân tử liên kết ngang cũng ảnh hưởng đáng kể đến mức độ trương của
hydrogel.
Hydrogel nhạy cảm với nhiệt đã được sử dụng rộng rãi cho đến nay với nhiều ứng
dụng phân phối thuốc, do đặc tính trương có thể điều chỉnh của chúng để đáp ứng
với sự thay đổi nhiệt độ, dẫn đến điều chế thuốc theo yêu cầu vận chuyển từ các gel


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 19/65

[61]. Poly (N-isopropylacrylamide) Hydrogel (PNIPAAm) được khai thác rộng rãi
nhất gel nhạy cảm với nhiệt và chúng trải qua quá trình đảo ngược chuyển pha gần
nhiệt độ cơ thể trong môi trường nước (nhiệt độ dung dịch tới hạn thấp hơn gần 32
C). Các nhiệt độ chuyển tiếp có thể được thay đổi bằng cách đồng trùng hợp với
các monome ưa nước như axit acrylic và acrylamide [62]. Mặc dù hydrogel nhạy
cảm với nhiệt được ứng dụng trong y sinh, một số hệ thống sử dụng alginate đã
được báo cáo rằng alginate vốn không nhạy cảm với nhiệt. Mạng polymer bán xen
kẽ (semi IPN)
cấu trúc đã được chuẩn bị thơng qua q trình đồng trùng hợp tại chỗ của
N-isopropylacrylamide (NIPAAm) với poly (ethyleneglycol) -co-poly
( - caprolactone) (PEG-co-PCL) với sự hiện diện của natri alginate bằng chiếu xạ
UV (Hình 9). Tỷ lệ trương nở của gel tăng theo nồng độ natri alginate ở nhiệt độ
không đổi, và giảm khi tăng nhiệt độ. Việc sử dụng natri alginate trong cấu trúc bán
IPN cũng cải thiện độ bền cơ học và giải phóng tích lũy của BSA từ các gel, cho
thấy tiềm năng trong các ứng dụng phân phối thuốc [63]. Ghép đồng trùng hợp của
NIPAAm lên trục chính alginate sau khi phản ứng với các ion ceric cũng cung cấp
một phương tiện hữu ích để chuẩn bị phản ứng nhiệt độ gel alginate, với độ nhạy
gần nhiệt độ cơ.

Hình 9. Sơ đồ mơ tả alginate bán IPN nhạy cảm với nhiệt


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 20/65

hydrogel [63].
Trong khi một số phương pháp hóa học và vật lý đã được báo cáo để hình thành gel
alginate, khả năng của các tế bào góp phần hình thành gel đã bị bỏ qua phần lớn.
Khi nào alginate được biến đổi với các phối tử bám dính tế bào, khả năng các tế bào

liên kết nhiều chuỗi polymer có thể dẫn đến hình thành mạng lưới đường dài, đảo
ngược ngay cả trong khơng có các tác nhân liên kết ngang hóa học. Các tế bào được
thêm vào một dung dịch alginate được sửa đổi RGD tạo thành sự phân tán đồng đều
trong dung dịch và hệ thống này sau đó tạo cấu trúc mạng liên kết chéo thông qua
cụ thể tương tác thụ thể-phối tử mà không sử dụng bất kỳ bổ sung các phân tử liên
kết ngang [64]. Ngược lại, các tế bào được thêm vào để tổng hợp các dung dịch
alginate và tạo thành một cấu trúc không đồng nhất, do sự thống trị của tế bào tương
tác trong hệ thống đó. Trạng thái tạo gel này là dịch chuyển đảo ngược và có thể
được lặp đi lặp lại nhiều lần. Khi gel cấu trúc bị phá vỡ bằng cách áp dụng lực cắt,
các cấu trúc liên kết ngang được phục hồi trong vòng vài phút. Trạng thái này bị chi
phối bởi các tương tác thụ thể phối tử yếu và có thể đảo ngược trong hệ thống. Hệ
thống này có thể là lý tưởng cho việc cung cấp tế bào trong kỹ thuật mơ vì một gel
có thể chảy như chất lỏng trong q trình tiêm vào cơ thể, nhưng đơng đặc lại một
khi nó được đặt trong cơ thể [65].
1.1.1.14 Phân hủy sinh học của alginate và hydrogel của nó
Alginate vốn khơng thể phân hủy ở động vật có vú bởi vì chúng thiếu enzyme (tức
là alginase) có thể phân cắt chuỗi polymer, nhưng gel alginate ion liên kết ngang có
thể được hịa tan bằng cách giải phóng các ion hóa trị hai liên kết ngang với gel vào
môi trường xung quanh do trao đổi phản ứng với các cation đơn trị như ion natri.
Tuy nhiên, ngay cả khi gel hòa tan, trọng lượng phân tử trung bình của nhiều
alginate cao và có khả năng sẽ khơng được loại bỏ hồn toàn khỏi cơ thể [66]. Cách
tiếp cận dễ dàng để làm cho alginate phân hủy trong điều kiện sinh lý là oxy hóa
một phần chuỗi alginate. Alginate bị oxy hóa nhẹ có thể làm suy giảm phương tiện
truyền thơng nước, và những tài liệu này đã chứng minh tiềm năng như một phương
tiện vận chuyển thuốc và tế bào cho các ứng dụng khác nhau. Alginate thường được


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 21/65

oxy hóa bằng natri eriodate. Quá trình oxy hóa định kỳ cắt liên kết carbon-carbon
của nhóm cis-diol trong uronate dư lượng và thay đổi cấu trúc ghế thành một chuỗi
mở bổ sung, cho phép suy thoái của trục chính alginate. Giảm nhẹ trọng lượng phân
tử trong q trình oxy hóa được mong đợi. Tuy nhiên, q trình oxy hóa một phần
của alginate khơng can thiệp đáng kể vào khả năng hình thành gel của nó với sự có
mặt của các cation hóa trị hai. Kết quả tốc độ xuống cấp của gel phụ thuộc rất nhiều
vào mức độ oxy hóa, cũng như độ pH và nhiệt độ của mơi trường [67].
Ngồi ra, tốc độ phân hủy và tính chất cơ học của gel alginate có thể được tách rời
bằng cách điều chỉnh trọng lượng phân tử của alginate. Alginate gel nhị phân đã
được hình thành từ alginate oxy hóa một phần với trọng lượng phân tử thấp và cao
bằng ion hoặc liên kết cộng hóa trị. Trọng lượng phân tử (MW) của alginate được
biến đổi thông qua -irradiation; chiều dài của Gblocks gần như không thay đổi bởi
phương pháp xử lý này. Tăng tỷ lệ alginate MW thấp đến 0,5 duy trì độ cứng cơ học
của gel so với các gel alginate cao của MW, nhưng dẫn đến sự xuống cấp nhanh
hơn, không phân biệt của hệ thống liên kết ngang [68]. Ngoài ra, gel được điều chế
từ hai loại alginate có kích thước khơng khớp trong thì chiều dài khối G thể hiện sự
trao đổi ion nhanh hơn và hòa tan gel tổng hợp [69].
1.1.8 Ứng dụng
1.1.1.15 Ứng dụng dược phẩm
Vai trị thơng thường của alginate trong dược phẩm bao gồm phục vụ như làm dày,
tạo gel và ổn định các tác nhân, vì alginate có thể đóng một vai trị quan trọng trong
các sản phẩm thuốc được kiểm soát. Dạng bào chế uống hiện nay là sử dụng
alginate thường xuyên nhất trong các ứng dụng dược phẩm, nhưng việc sử dụng
alginate hydrogel làm kho chứa mô phân phối thuốc đang phát triển.
Gel alginate đã được nghiên cứu để phân phối các loại thuốc trọng lượng phân tử
thấp và có ích khi liên kết chính hoặc phụ giữa thuốc và alginate có thể được kết
hợp để điều tiết động học của vận chuyển thuốc. Gel alginate thường có kích thước
lỗ khoảng 5nm [70], dẫn đến sự khuếch tán nhanh chóng các phân tử nhỏ qua gel.
Ví dụ, sự giải phóng flurbiprofen từ các gel alginate liên kết ngang, bị oxy hóa một

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 22/65

phần gần như hoàn tất trong 1,5 giờ. Tuy nhiên, việc kết hợp các hạt hình thành từ
một phần alginate bị oxy hóa với sự có mặt của cả các ion canxi và adipic acid
dihydrazide (sự kết hợp giữa liên kết ngang ion và cộng hóa trị) dẫn đến sự giải
phóng kéo dài do số lượng liên kết chéo tăng lên và giảm trương [71]. Việc cung
cấp có kiểm sốt và cục bộ các chất chống ung thư cũng đã đạt được bằng cách sử
dụng một phần gel alginate oxy hóa. Nhiều loại thuốc có thể được nạp vào gel dựa
trên alginate để phân phối đồng thời hoặc tuần tự, như cấu trúc hóa học của thuốc
và chế độ của kết hợp sẽ thay đổi đáng kể động học phát hành. Ví dụ: methotrexate
(khơng tương tác với alginate) đã được giải phóng nhanh chóng bằng cách khuếch
tán, trong khi doxorubicin, liên kết cộng hóa trị với alginate, được giải phóng qua
hóa chất thủy phân của liên kết ngang. Mitoxantrone, phức tạp về mặt ion với
alginate, chỉ được giải phóng sau khi phân ly
của gel [72].
Thị trường thuốc protein đang phát triển nhanh chóng và các loại thuốc protein
khác nhau hiện đang có sẵn do sự phát triển của công nghệ DNA tái tổ hợp.
Alginate là một ứng cử viên tuyệt vời để cung cấp thuốc protein, vì protein có thể
được kết hợp vào các cơng thức dựa trên alginate theo điều kiện tương đối nhẹ làm
giảm thiểu sự biến tính của chúng và gel có thể bảo vệ chúng khỏi sự xuống cấp cho
đến khi vận chuyển chúng. Một loạt các thí nghiệm đã được thực hiện để kiểm sốt
tốc độ giải phóng protein từ gel alginate. Nói chung, tốc độ giải phóng protein từ
gel alginate là nhanh chóng, do độ xốp và bản chất ưa nước vốn có của gel. Việc
giải phóng này có thể dễ dàng thao tác bằng cách thay đổi tốc độ xuống cấp củacác
gel (ví dụ: sử dụng alginate bị oxy hóa một phần), theo thứ tự để giải phóng protein
ít nhất một phần phụ thuộc vào phản ứng phân hủy [73]. Các microspher alginate
liên kết ngang đóng gói protein một cách hiệu quả có pI cao như lysozyme và
chymotrypsin; những protein này xuất hiện liên kết ngang vật lý và natri alginate,

cho phép giải phóng bền vững hơn [74]. Các gel axit-labile bảo vệ các protein như
insulin từ sự biến tính trong mơi trường dạ dày (pH 1,2), trong khi giải phóng
protein được nạp ở động học gần như khơng có thứ tự trong pH trung tính [75].


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trang 23/65

Hình 10. Thuốc thảo dược Algin [76].
1.1.1.16 Băng vết thương
Điều trị các vết thương cấp tính và mãn tính là một nhu cầu cấp thiết trong nhiều
khía cạnh của y học và băng vết thương alginate cung cấp nhiều tính năng lợi thế.
Băng vết thương truyền thống (ví dụ, gạc) cung cấp chủ yếu một rào cản - giữ cho
vết thương khô bằng cách cho phép bay hơi của vết thương tiết ra trong khi ngăn
chặn sự xâm nhập của mầm bệnh vào vết thương [77]. Ngược lại, băng gạc hiện đại
(ví dụ, băng alginate) cung cấp môi trường vết thương ẩm và tạo điều kiện chữa
lành vết thương [78]. Băng alginate thường được sản xuất bởi liên kết ngang ion của
dung dịch alginate với các ion canxi để tạo thành một gel, sau đó xử lý để tạo thành
các tấm xốp đông khô (tức là bọt) và băng không dệt sợi. Băng alginate ở dạng khô
hấp thụ chất lỏng vết thương để gel lại, và các gel sau đó có thể cung cấp nước cho
vết thương khơ, duy trì mơi trường vi mơ ẩm sinh lý và giảm thiểu nhiễm trùng vi
khuẩn tại vị trí vết thương. Những chức năng cũng có thể thúc đẩy sự hình thành
mơ hạt,
biểu mơ hóa nhanh chóng, và chữa lành. Các loại băng alginate khác nhau hiện
đang có trên thị trường bao gồm AlgicellTM (Khoa học Derma), AlgiSite MTM