VINIF.2023.DA046 – Phát triển các hệ hydrogel tiên tiến trên nền polysacaride mang các liệu pháp sinh học, ứng dụng làm mực in 3D và vật liệu khung sinh học dạng tiêm trong điều trị vết thương mãn tính

Chủ nhiệm dự án
PGS.TS. Trần Ngọc Quyển
Tổ chức chủ trì
Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Mục tiêu của dự án

Vết thương mãn tính là dạng vết thương không thể tự lành theo cơ chế tự nhiên hay rất chậm lành mà cần có các liệu pháp kết hợp để can thiệp và hỗ trợ trong điều trị như xử lý mô hoại tử, sử dụng thuốc kháng sinh, băng gạt siêu thấm, xử lý khôi phục mạch tại vết thương để tăng cung cấp máu để hỗ trợ quá trình tái tạo mô mới,…do đó vẫn đề điều trị thường kéo dài và rất phức tạp. Trong những năm gần đây hydrogel đa chức năng dạng tiêm đã và đang được nghiên cứu nhiều cho mục đích hỗ trợ điều trị trên. Loại vật liệu này trải qua quá trình chuyển pha nhanh từ dung dịch sang gel của khi tiếp xúc với nhiệt độ cơ thể mà trong đó dẫn truyền tế bào tái tạo hay các hoạt chất hỗ trợ điều trị giúp kết dính và thúc đẩy nhanh quá trình lành vết thương. Hydrogel dạng tiêm cũng được xem là phương pháp điều trị ít xâm lấn và đã được FDA chấp thuận sử dụng trên nhiều bệnh lý. Mục tiêu Dự án hướng đến phát triển các hệ vật liệu hydrogel dạng tiêm trên cơ sở các dẫn xuất polysacharide nhạy cảm nhiệt được nang hóa hoạt chất phóng thích nitric oxide (có vai trò tăng sinh mạch máu và kháng khuẩn), thành phần tăng sinh collagen từ tế bào tái tạo, hoạt chất tự nhiên điều hóa kháng viêm hay tế bào gốc để tạo ra vật liệu đa chức năng có hiệu quả cao trong điều trị các loại vết thương loét mãn tính với chi phí thấp so với các sản phẩm thương mại đặc trị hiện nay. Kết quả đạt được từ dự án sẽ là tiền đề tạo ra sản phẩm chăm sóc vết thương tiên tiến cho người dân với giá thành hợp lý cũng như góp phần giảm tải áp lực cho hệ thống y tế quốc gia.

Nội dung chính của dự án

Tổng hợp các hydrogel nhạy nhiệt dựa trên sự liên hợp của các polysacaride (fucoidan, acid hyaluronic (HA), alginate) Các hydrogel tổng họp được cần đáp ứng được các yêu cầu lý tưởng đối với vật liệu băng bó vết thương tiên tiến, bao gồm: (i) có thể sử dụng bằng cách tiêm để dễ thao tác và ít xâm lấn đến da và các mô xung quanh, (ii) sản phẩm ở dạng dung dịch ở nhiệt độ thấp (<15oC) và hóa gel nhanh khi tiếp xúc với nhiệt độ cơ thể (37 oC), để lấp đầy vết thương không đều hoặc vết thương sâu mà không bị nhăn nheo, (iii) có khả năng tương thích tế bào đối với tế bào động vật có vú; (iv) khả năng phân hủy sinh học để loại bỏ sự cần thiết của quy trình loại bỏ thứ cấp

Tác động của dự án

Kết quả đạt được từ dự án sẽ là tiền đề tạo ra sản phẩm chăm sóc vết thương tiên tiến cho người dân với giá thành hợp lý cũng như góp phần giảm tải áp lực cho hệ thống y tế quốc gia.

  • Nghiên cứu Cải thiện chức năng của hydrogel dạng tiêm bằng cách kết hợp nhiều loại tác nhân trị liệu sinh học khác nhau (như curcumin, reversatrol, axit amin thiết yếu, chất làm sạch/tạo ROS, tế bào gốc) vào hydrogel, do đó đẩy nhanh quá trình chữa lành vết thương.
  • Đánh giá hiệu quả in vivo của hydrogel đa chức năng thúc đẩy nhanh tốc độ đóng vết thương và cải thiện chất lượng của mô da được chữa lành, trong các điều kiện bệnh lý đi kèm hoặc kích thích liên tục của các mô hình vết thương mãn tính (chẳng hạn như bệnh tiểu đường, phản ứng viêm tăng cao và kéo dài do sản sinh của các loại gốc oxy hóa, nhiễm trùng do vi khuẩn, v.v.)
Chủ nhiệm dự án
PGS.TS. Trần Ngọc Quyển
Tổ chức chủ trì
Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Tags

Tiến độ dự kiến
01/12/2023
30/11/2024
Giai đoạn 1

– Tổng hợp và phân tích thành phần, cấu trúc hóa học của các dẫn xuất polysacarit (alginate/fucoidan/HA) chứa L-arginine
– Tổng hợp và xác định thành phần, cấu trúc hóa học của các copolymer nhạy nhiệt trên nền polysacarit (fucoidan/alginate/HA) và polyme phản ứng nhiệt (Pluronic F127/P123/Brij)
– Khảo sát, tối ưu hóa đặc tính nhạy nhiệt của các copolymer tổng hợp được
– Điều chế và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng (nồng độ, thành phần copolymer) lên sự tạo thành các hydrogel tiêm nhạy nhiệt
– Xác định các tính chất cơ lý và tốc độ phân hủy của hydrogel tiêm nhạy nhiệt trong điều kiện sinh lý
– Đánh giá khả năng tương thích sinh học của hydrogel
– Đăng ký bằng sở hữu trí tuệ cho vật liệu hydrogel tiêm nhạy nhiệt trên nền polysacarit và polymer nhạy nhiệt
– Trình bày các kết quả nghiên cứu của dự án tại hội nghị uy tín trong nước (Hội nghị Khoa học vật liệu tiên tiến và công nghệ nano IWAMSN)

01/03/2026
Giai đoạn 2

– Điều chế, đánh giá khả năng nang hóa và nhả chậm các tác nhân trị liệu khác nhau của các hydrogel nhạy nhiệt (12/2024-8/2025)
– Thiết kế mô hình vết loét tiểu đường trên mô hình chuột đái tháo đường
– Đánh giá khả năng chữa lành vết loét tiểu đường của các hydrogel đa chức năng đã được tối ưu hóa
– Đánh giá khả năng ứng dụng của các hydrogel tiêm nhạy nhiệt trong in sinh học 3D
– Công bố 2 bài báo khoa học liên quan đến kết quả nghiên cứu của dự án
– Trình bày các kết quả nghiên cứu của dự án tại hội nghị khoa học uy tín quốc tế

01/12/2026
Giai đoạn 3

– Chế tạo các cấu trúc 3D của vật liệu khung hydrogel bao gói tế bào gốc
– Đánh giá khả năng tồn tại của tế bào, sự tăng sinh và sự biệt hóa trong các cấu trúc được in
– Công bố 1 bài báo khoa học liên quan đến kết quả nghiên cứu của dự án
– Báo cáo tổng kết đề tài
– Báo cáo luận văn Thạc sĩ với nội dung đề tài phù hợp với nội dung nghiên cứu của dự án
– Báo cáo chuyên đề luận án Tiến sĩ với nội dung chuyên đề phù hợp với nội dung nghiên cứu của dự án