Các nhà nghiên cứu y sinh tại Đại học Chulalongkorn ở Bangkok mới đây đã tìm thấy một công dụng khác cho sợi tơ tằm ngoài việc sử dụng trong ngành thời trang, đó là làm vật liệu để đưa thuốc vào cơ thể.

Thuốc được đưa vào cơ thể dưới nhiều hình thức, từ viên nang, viên nén nuốt được cho đến các miếng dán vào da, thuốc bôi và tiêm.

Fibroin là một loại protein được tích xuất từ vỏ kén của con tằm

Theo bà Juthamas Ratanavaraporn, Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật y sinh của Đại học Chulalongkorn, fibroin tơ tằm - một trong những protein tự nhiên giúp tơ tằm có độ bền đáng kinh ngạc – có thể được dùng để tạo ra vỏ thuốc nhộng có thời gian phân hủy lâu hơn nhiều so với các protein tự nhiên khác như gelatin hoặc chitosan, từ từ giải phóng thuốc vào cơ thể.

"Thay vì cần dùng liều lượng lớn hay thường xuyên, viên nang protein có thể giải phóng thuốc dần dần, với lượng phù hợp mà cơ thể cần. Việc kiểm soát mức độ giải phóng thuốc này sẽ giúp giảm tổng liều lượng và nguy cơ tác dụng phụ", bà Ratanavaraporn cho biết.

Với hơn 17 năm nghiên cứu tơ tằm, bà Ratanavaraporn đã thành lập công ty khởi nghiệp EngineLife vào năm 2021 cùng với hai giáo sư khác. Công ty hiện đang thương mại hóa nghiên cứu này và đã ra mắt sản phẩm đầu tiên là một miếng dán trị mất ngủ làm từ fibroin. Sản phẩm được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm (FDA) Thái Lan phê duyệt vào đầu năm nay.

“Tắc kè hoa của thế giới vật liệu”

Fibroin tơ tằm đã được các nhà khoa học nghiên cứu rộng rãi trong ứng dụng y sinh suốt hơn một thế kỷ.

Theo Yajun Shuai, nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Sinh học Ứng dụng tại Đại học Chiết Giang ở Trung Quốc, cho biết fibroin có khả năng tương thích sinh học cao (không gây hại cho mô của cơ thể), bền vững và tiết kiệm chi phí hơn nhiều so với các vật liệu tự nhiên hay tổng hợp khác. “Nó giống như một vận động viên marathon – bền bỉ và hỗ trợ giải phóng thuốc trong thời gian dài”, ông nhận xét.

Nhà nghiên cứu Juthamas Ratanavaraporn (trái) đã thành lập Engine Life vào năm 2021.

Tốc độ phân hủy của fibroin tơ tằm, theo Shuai  giống như một chiếc công tắc. Chúng tôi có thể điều chỉnh nó để phù hợp với nhu cầu của thuốc, từ vài ngày đến vài tháng. Mức độ kiểm soát này rất khó tìm thấy ở các vật liệu làm vỏ thuốc khác. Ông Shuai mô tả fibroin là "tắc kè hoa của thế giới vật liệu" và có thể được ứng dụng đa dạng trong y học.

Fibroin tơ tằm từng được nghiên cứu cho nhiều ứng dụng, từ tái tạo mô xương đến ghép giác mạc. Tuy nhiên, rất ít sản phẩm đạt đến giai đoạn thương mại hóa. Một bài đánh giá khoa học thực hiện vào năm 2022 cho thấy chỉ 3% trong 697 nghiên cứu về fibroin đạt được bước thử nghiệm lâm sàng, và số lượng được đưa ra thị trường còn ít hơn.

Những thách thức

Một trở ngại lớn hiện nay là tính nhất quán trong sản xuất tơ tằm. Các yếu tố như khí hậu, thức ăn của tằm đều ảnh hưởng đến chất lượng fibroin. Điều này không ảnh hưởng nhiều trong ngành thời trang, nhưng lại là vấn đề quan trọng trong y học, nơi yêu cầu sự tinh khiết và độ ổn định cao của các nguyên liệu.

Để giải quyết vấn đề này, EngineLife đã áp dụng những tiêu chuẩn nghiêm ngặt, bao gồm kiểm soát môi trường nuôi tằm và cải tiến quy trình sản xuất. Công ty hiện có khả năng sản xuất khoảng 25-30 kg kén tằm mỗi năm, tương đương một triệu liều fibroin đạt chuẩn y tế.

Sản phẩm tơ tằm fibroin đầu tiên của EngineLife, miếng dán CBD trị chứng mất ngủ, đã được bán tại Thái Lan vào đầu năm nay.

Theo bà Juthamas Ratanavaraporn, nhà máy hiện tại mới chỉ đạt công suất tối đa là 30.000 liều dung dịch fibroin tơ tằm đạt chuẩn y học. Vì thế, công ty còn phải giải quyết nhiều vấn đề khác trước khi có thể mở rộng quy mô sản xuất.

EngineLife hiện đang tập trung vào hai sản phẩm chính: miếng dán qua da và hydrogel tiêm từ fibroin tơ tằm. Miếng dán trị mất ngủ đã được công ty bán ra thị trường, trong khi sản phẩm hydrogel đang được nghiên cứu để giảm số lần tiêm cho bệnh nhân bị thoái hóa khớp.

“Với nhiều tình trạng sức khỏe khác nhau, chúng ta cần giải pháp giải phóng thuốc lâu dài và bền vững,”

EngineLife hiện đang nghiên cứu sản phẩm thứ hai của mình, một loại hydrogel dạng tiêm cho bệnh viêm xương khớp

Bà kỳ vọng fibroin tơ tằm sẽ được ứng dụng rộng rãi, không chỉ hỗ trợ bệnh nhân mà còn mang lại nguồn thu nhập bổ sung cho nông dân làm tơ tằm ở Thái Lan.

“Tơ tằm vốn có giá trị cao trong thời trang, nhưng khi được ứng dụng trong y học, giá trị của nó có thể tăng gấp mười lần”, bà nói.