Mở ra nhiều hướng ứng dụng đa dạng trong ngành dược phẩm

Hình ảnh các sản phẩm bột nano chứa astaxanthin và khả năng phân tán trong nước.

Khắc phục hạn chế

PGS.TS Hoàng Mai Hà - Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cho biết, Astaxanthin là một carotenoid được tìm thấy trong nhiều loại hải sản (cá hồi, tôm, cua, ghẹ), nấm men đỏ và đặc biệt là vi tảo lục.

Trong đó, vi tảo Haematococcus pluvialis được xem là nguồn sinh khối giàu astaxanthin nhất, với khả năng tích lũy hoạt chất này lên đến gần 4% sinh khối khô, gấp khoảng 5.000 lần so với cá hồi và gấp 20 - 50 lần so với nấm men đỏ.

Astaxanthin nổi bật nhờ khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ và tác dụng kháng viêm cao, góp phần ngăn ngừa ung thư, tiểu đường, thoái hóa thần kinh, tăng cường hệ miễn dịch, cải thiện sức khỏe tim mạch và bảo vệ cơ thể khỏi tác hại của bức xạ tia cực tím.

Tuy nhiên, việc ứng dụng astaxanthin trong dược phẩm, thực phẩm chức năng và mỹ phẩm gặp nhiều hạn chế do tính tan kém trong nước. Bên cạnh đó, hệ thống liên kết đôi liên hợp trong cấu trúc phân tử khiến astaxanthin dễ bị phân hủy bởi các tác nhân oxy hóa, ánh sáng và nhiệt độ, dẫn đến giảm hoạt tính sinh học.

Hiện nay, công nghệ nano là một giải pháp hữu hiệu trong việc nâng cao khả năng phân tán, cải thiện sự hấp thu, tăng cường dược tính và nâng cao độ bền cho astaxanthin. Đặc biệt, việc kết hợp astaxanthin với các hoạt chất tự nhiên khác thông qua công nghệ nano không chỉ giúp tăng cường tính ổn định mà còn mang lại hiệu quả hiệp đồng vượt trội so với việc sử dụng riêng lẻ từng hoạt chất.

Đây là hướng đi mà nhóm nghiên cứu lựa chọn để thực hiện đề tài “Chế tạo hệ nano chứa astaxanthin định hướng ứng dụng trong dược phẩm và mỹ phẩm”. Nhóm đã tập trung chế tạo các hệ nano chứa astaxanthin như: Nano astaxanthin, hệ nano astaxanthin/kaempferol, hệ nano astaxanthin/curcumin… với các đặc điểm nổi bật như khả năng phân tán tốt trong nước, kích thước hạt nhỏ (<100 nm), độ bền và hoạt tính sinh học cao. Những sản phẩm này hướng đến các ứng dụng tiềm năng trong lĩnh vực dược phẩm và mỹ phẩm.

PGS.TS Hoàng Mai Hà cho biết, các hệ nano được chế tạo bằng phương pháp sấy phun hoặc đông khô sử dụng các chất hoạt động bề mặt như tween 80, lecithin, cremophor RH40 và các chất bao bọc vi nang như β-Cyclodextrin hoặc 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin. Sản phẩm bột nano thu được có khả năng phân tán tốt trong nước, kích thước hạt nhỏ hơn 100 nm và độ bền cao, đảm bảo hiệu quả hấp thu tối ưu khi sử dụng.

Tác dụng chống oxy hóa

Astaxanthin là một chất chống oxy hóa, có thể bảo vệ các tế bào khỏi bị hư hại, cũng như cải thiện cách hoạt động của hệ miễn dịch. Cụ thể là giúp làn da khỏe mạnh hơn, tăng sức bền, sức khỏe tim mạch, giảm đau khớp và thậm chí có thể điều trị ung thư trong tương lai.

Chất bổ sung astaxanthin đường uống được dùng trong điều trị bệnh Alzheimer, Parkinson, đột quỵ, cholesterol cao, bệnh gan, thoái hóa điểm vàng do tuổi tác (mất thị lực do tuổi tác) và ngăn ngừa ung thư. Ngoài ra, thuốc còn được sử dụng cho hội chứng chuyển hóa - bao gồm các tình trạng làm tăng nguy cơ mắc bệnh tim, đột quỵ và tiểu đường.

Theo nhóm nghiên cứu, các phân tử oxy hóa có khả năng phản ứng rất cao, chẳng hạn như các gốc tự do và các loại oxy phản ứng (ROS), được tạo ra bởi quá trình trao đổi chất hiếu khí bình thường trong sinh vật để duy trì quá trình sống.

Với nhu cầu oxy lớn nhưng khả năng chống oxy hóa tương đối thấp, tế bào thần kinh có nguy cơ cao bị tổn thương do oxy hóa. Trong một nghiên cứu gần đây, các nhà nghiên cứu tuyên bố rằng nano astaxanthin trong chế độ ăn uống có thể vượt qua hàng rào máu não và tích tụ ở vùng hải mã và vỏ não của não chuột.

Phát hiện này cho thấy khả năng nano astaxanthin ngăn ngừa tổn thương chức năng thần kinh khi bị các gốc tự do tấn công. Trong một thử nghiệm trên động vật, người ta đã thiết lập mô hình giảm trọng lượng của chấn thương sọ não trong cơ thể bằng cách sử dụng chuột, phát hiện ra rằng nano astaxanthin làm giảm đáng kể sự tổn thương oxy hóa thông qua các con đường truyền tín hiệu khác nhau.

Nano astaxanthin có tác dụng chấm dứt tình trạng viêm trong hệ thống sinh học. Một thử nghiệm kéo dài 26 tuần trên chuột đã báo cáo rằng nano astaxanthin tự nhiên làm giảm tổn thương gan do asen gây ra, cũng như ức chế phản ứng viêm với asen.

Mới đây, Hội đồng nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã họp nghiệm thu nhiệm vụ và đánh giá đề tài xếp loại Xuất sắc. Với các kết quả đạt được, đề tài có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc phát triển sản phẩm nano chứa các hoạt chất sinh học tự nhiên. Các hệ nano dạng bột mịn không chỉ thuận lợi cho việc bào chế thuốc mà còn mở ra nhiều hướng ứng dụng đa dạng trong ngành dược phẩm và thực phẩm chức năng.

Nhật Phong