1.3. Vật liệu nano trong y học
1.4.2. Khái quát về alginate
Alginate được phát hiện đầu tiên bởi nhà hóa học người anh ECC Stanford vào năm 1881. Alginate còn được gọi là acid alginic được chiết xuất từ tảo nâu (Phaeophyceae) bao gồm các loại vi khuẩn Laminaria hyperborea, Laminaria digitata,
Laminaria japonica, Ascophyllum nodosum và Macrocystis pyrifera
bằng cách cho xử
lý với các dung dịch kiềm, điển hình cho tác dụng với NaOH. Sau đó các chiết phẩm
được đem đi lọc, cho thêm natri hoặc canxi clorua để cho alginate được lắng.
Sau khi
tinh chế và chuyển hóa, các sản phẩm natri aginate có khả năng hòa tan
trong nước. Do
muối calcium và magnesium của alginic không tan trong nước.[26]
Alginate là copolymer tuyến tính gồm những dãy luân phiên nhau bởi liên kết 1,4 của a-L-guluronic acid và 0-D-mannuronic acid.[15]
Hình1.9. Cấu trúc hóa học của sodium alginate
Alginate là một polysaccharide anion tự nhiên thu được từ rong biển nâu, nó đã được nghiên cứu rộng rãi và sử dụng cho các ứng dụng sinh học do tính tương thích sinh học của alginate cao, chi phí tương đối rẻ, độc tính thấp và có thể tạo thành gel khi
bổ sung một cation hóa trị II như Ca2+.
❖ Tính chất và đặc điểm alginate
Alginate có khả năng tan trong nước và tạo thành dạng gel. Và đặc biệt với sự
có mặt của Ca2+ thì muối natri alginate tạo thành gel mà không cần gia nhiệt. Muối natri alginate không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ tuy nhiên khi có mặt ion canxi thì gel
© Na ©Na
cứng, giòn và không chịu được nhiệt, nồng độ ion canxi và alginate
càng cao thì quá
trình tạo gel càng khó. Ngoài ra độ gel còn phụ thuộc vào chiều dài phân tử alginate.
Alginate có tính kết dính nên có thể sử dụng để sản xuất những hạt gel bằng cách tập hợp những hạt keo rất nhỏ lại với nhau rồi đem đông đặc trước, sau đó thêm dung dịch polycationic để làm ra chất có trọng lượng phân tử cao, làm lớp vỏ phủ bên ngoài cho thuốc.[15]
❖ Ứng dụng alginate
Alginate được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Trong ngành công nghiệp kỹ thuật, alginate đóng vai trò là chất kết dính và sử dụng rộng rãi trong công nghiệp dệt may như dùng làm chất đặc trong thuốc nhuộm hoạt tính, sản xuất giày, in ấn. Đối với ngành thực phẩm, alginate dùng làm chất làm đặc trong nước sốt, kem và sữa chua; chất kết dính cho thức ăn vật nuôi, thức ăn cho cá; chất làm mềm bánh mì. Trong mỹ phẩm, alginate dùng trong các liệu trình chăm sóc da mặt tại spa, mặt nạ.
Và đặc biệt là alginate được ứng dụng rất nhiều trong y sinh học: Alginate đóng vai trò quan trọng trong các sản phẩm thuốc vì nó giúp ổn định và kiểm soát quá trình giải phóng thuốc. Alginate thường đươc sử dụng cho các loại thuốc uống. Gel alginate đã được thử nghiệm mang các loại thuốc có trọng lượng phân tử thấp, ứng dụng hữu ích nhất của liên kết đơn và đôi giữa gel alginate và thuốc được sử dụng để điều chỉnh khả năng giải phóng thuốc. Gel alginate thường có cấu trúc nano vì vậy các phân tử sẽ khuếch tán nhanh. Việc sử dụng gel alginate đã được oxi hóa có hiệu quả trong việc điều khiển và định vị khi mang các loại thuốc chống ung thư. Gel alginate có thể mang được nhiều loại thuốc khác nhau cùng 1 lúc hoặc mang riêng biệt, và cấu trúc hóa học
và dạng liên kết của thuốc sẽ có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng giải phóng thuốc sau
đó của gel. [29]
Alginate còn là một ứng cử viên tuyệt vời cho việc mang các loại protein, vì các protein có thể lồng vào alginate trong điều kiện tương đối nhẹ làm giảm tối đa sự biến tính của chúng, và các gel này có thể bảo vệ thuốc tránh bị biến chất cho đến khi thuốc được giải phóng. Ngoài ra nó còn được nghiên cứu dùng làm băng gạc vô trùng giúp vết thương mau lành hơn. [29]