Quy trình tổng hợp chất đồng trùng hợp PPLG–g–Man/HPPA

Hydrogel dạng tiêm dựa trên glycopolypeptide được phát triển thông qua phản ứng liên kết ngang của enzyme với sự hiện diện của enzyme HRP và H2O2. Sơ đồ minh họa cho sự hình thành mạng lưới liên kết ngang của các hydrogel PPLG–g– Man/HPPA được thể hiện ở Hình 1.20. Các đặc tính hóa lý của hydrogel, chẳng hạn như thời gian gel hóa, thời gian trương nở và phân hủy, có thể được kiểm sốt bằng cách thay đổi nồng độ của HRP và H2O2. Chất đồng trùng hợp glycopolypetide cũng như các chiết xuất của hydrogel glycopolypetide cho thấy khả năng tương thích tế bào tốt trong ống nghiệm. Sau khi tiêm dưới da vào chuột, các hydrogel glycopolypeptide nhanh chóng được hình thành in situ, và thể hiện tính tương hợp

sinh học có thể chấp nhận được cùng với sự phân hủy hydrogel in vivo. Các tế bào chondrocytes của thỏ bên trong hydrogel glycopolypeptide cho thấy hình thái hình cầu với khả năng sống cao trong thời gian ủ bệnh 3 tuần trong ống nghiệm và thể hiện tỷ lệ tăng sinh cao hơn so với các hydrogel của PPLG được ghép với 2– (2– (2 methoxyethoxy) ethoxy) ethane (MEO3) và HPPA. Phân tích sinh hóa đã chứng minh rằng việc sản xuất glycosaminoglycans (GAG) và collagen loại II được tăng cường đáng kể sau khi ủ trong ống nghiệm 2 và 3 tuần. Hơn nữa, các hydrogel glycopolypeptide chứa chondrocyte trong mô hình dưới da của chuột duy trì kiểu hình chondrocyte và tạo ra chất nền đặc hiệu sụn. Những kết quả này chỉ ra rằng hydrogel dựa trên glycopolypeptide mơ phỏng sinh học có tiềm năng như những scaffold ba chiều cho kỹ thuật mô sụn [19].

Hình 1.21. (A) Sơ đờ minh họa cho sự hình thành mạng lưới liên kết ngang của các

hydrogel PPLG–g–Man / HPPA; (B) Ảnh chụp tiền chất PPLG–g–Man/HPPA và hydrogel (6% (w/v)) được tạo thành với 1,0 đơn vị/mL HRP và 2,4 mM H2O2; (C)

Hình ảnh SEM của hydrogel PPLG–g–Man/HPPA đông khô được liên kết ngang với 1,0 đơn vị/mL HRP và H2O2 1,6 mM [19]

1.2.2. Hemin

He là hợp chất được hình thành từ việc oxy hóa heme. Heme là một sắc tố đỏ có trong thành phần chính của hemoglobin là hợp chất chính có trong máu người. Một heme được bao quanh bởi một chuổi polypeptide là một bán đơn vị để tạo nên hemoglobin, mỗi hemoglobin gồm bốn đơn vị heme. Một đơn vị heme chứa một vịng porphyrin và một tâm Fe ở chính giữa liên kết bằng hai cộng hóa trị và hai liên kết phối trí. He có cấu trúc tương tự enzyme HRP nên cũng có khả năng xúc tác phản ứng vòng với sự hiện diện của H2O2 [20].

Cơ chế xúc tác vòng của He cũng tương tự cơ chế xúc tác của enzyme HRP. Tâm Fe là tác nhân xúc tác chính với sự hiện diện của H2O2. Đầu tiên H2O2 oxy hóa hợp chất Fe (III) thành hợp chất Fe (IV+) là hợp chất có khả năng oxy hóa cao nhất. Sau đó, hợp chất Fe (IV+) nhận e– từ vòng polymer để trở về trạng thái nghỉ ban đầu và bắt đầu một chuỗi xúc tác mới. Polymer vịng mất 1e– trở thành R có khả năng kết hợp với một gốc R khác tạo thành chuỗi polymer [21].

Enzyme HRP là một chất xúc tác phổ biến và đóng vai trò quan trọng trong thực tế mặc dù vẫn còn rất nhiều nhược điểm làm giảm khả năng ứng dụng trong mảng

hydrogel. Do đó, hàng loạt các nghiên cứu đã được tiến hành nhằm giải quyết các nhược điểm trên bằng cách sử dụng enzyme nhân tạo trên cơ sở He.