Trong bối cảnh các bệnh lý chuyển hóa, đặc biệt là đái tháo đường, đang gia tăng nhanh chóng, nhu cầu tìm kiếm các giải pháp hỗ trợ điều trị hiệu quả, an toàn và dễ tiếp cận ngày càng trở nên cấp thiết. Một hướng tiếp cận mới vừa được các nhà khoa học tại Viện Sinh học (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) công bố đã thu hút sự chú ý: sử dụng công nghệ nano để cải thiện khả năng hấp thu của các hoạt chất tự nhiên, cụ thể là vitexin một flavonoid có nhiều tiềm năng sinh học.

Đề tài “Nghiên cứu quy trình công nghệ chế tạo nanovitexin làm nguyên liệu sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khoẻ hỗ trợ trong phòng và điều trị bệnh tiểu đường” (mã số UDPTCN.03/22-24) do TS. Ngô Thị Hoài Thu và cộng sự triển khai từ năm 2022 đến 2025 đã cho thấy một cách tiếp cận mang tính hệ thống: kết hợp hóa học, khoa học vật liệu và công nghệ sinh học để giải quyết một “nút thắt” lâu nay trong việc sử dụng hoạt chất tự nhiên qua đường uống.

Sơ đồ cấu trúc của hệ nanovitecxin

Đái tháo đường là bệnh rối loạn chuyển hóa đặc trưng bởi tình trạng tăng đường huyết kéo dài, xuất phát từ sự suy giảm bài tiết insulin, tình trạng kháng insulin hoặc kết hợp cả hai. Dù y học hiện đại đã phát triển nhiều nhóm thuốc điều trị, cho đến nay vẫn chưa có thuốc đặc trị hoàn toàn căn bệnh này. Thực tế lâm sàng cho thấy, chi phí điều trị còn cao, trong khi nhiều loại thuốc đi kèm tác dụng phụ, đặc biệt là trên đường tiêu hóa.

Trong điều trị lâu dài, đường uống vẫn là lựa chọn tối ưu nhờ tính tiện lợi, không gây đau đớn và giúp người bệnh duy trì tuân thủ điều trị. Tuy nhiên, không phải hoạt chất nào cũng phát huy hiệu quả khi sử dụng theo cách này. Nhiều hợp chất có nguồn gốc thực vật dù giàu tiềm năng sinh học lại gặp hạn chế về độ hòa tan, tính ổn định trong môi trường dạ dày và khả năng hấp thu qua ruột.

Vitexin là một ví dụ điển hình. Đây là flavonoid tự nhiên đã được chứng minh có tác dụng hạ đường huyết thông qua cơ chế điều hòa các enzyme chuyển hóa. Tuy nhiên, đặc tính khó tan trong nước khiến vitexin khó hấp thu khi uống, dẫn đến hiệu quả dược lý bị hạn chế. Vấn đề đặt ra là làm thế nào để “đưa” được hoạt chất này vào cơ thể một cách hiệu quả hơn.

Giải pháp mà nhóm nghiên cứu lựa chọn là ứng dụng công nghệ nano một xu hướng đang được khai thác mạnh mẽ trong lĩnh vực y sinh học những năm gần đây. Thay vì sử dụng vitexin ở dạng tự do, nhóm đã tiến hành “nano hóa” hoạt chất này, đồng thời kết hợp với các polyme sinh học an toàn để tạo thành một hệ dẫn thuốc.

Nguồn nguyên liệu được lựa chọn là vỏ đỗ xanh một phụ phẩm nông nghiệp phổ biến tại Việt Nam nhưng ít được khai thác giá trị. Theo nhóm nghiên cứu, đây là nguồn chứa vitexin dồi dào, thậm chí vượt trội so với nhiều loại thực vật khác. Việc tận dụng nguồn nguyên liệu này không chỉ mang ý nghĩa khoa học mà còn góp phần thúc đẩy mô hình kinh tế tuần hoàn.

Trong quy trình công nghệ được xây dựng, vitexin được tách chiết từ vỏ đỗ xanh, sau đó được bao bọc trong ma trận polyme gồm alginate và carboxymethyl cellulose (CMC). Đây là hai loại polyme sinh học đã được chứng minh an toàn, thường được sử dụng làm chất mang thuốc.

Cấu trúc của hệ nanovitexin được hình thành thông qua các liên kết hóa học như liên kết hydro và liên kết cộng hóa trị giữa các nhóm chức của vitexin và chuỗi polyme. Nhờ đó, hoạt chất được “giam giữ” trong một mạng lưới ổn định, có khả năng tương tác linh hoạt với môi trường sinh học.

Khi đi vào môi trường nước, đặc biệt là trong đường tiêu hóa, hệ polyme này sẽ trương nở dần, cho phép vitexin được giải phóng một cách có kiểm soát. Cơ chế này giúp tránh hiện tượng giải phóng ồ ạt như ở các dạng bào chế thông thường, đồng thời duy trì nồng độ hoạt chất trong máu ở mức ổn định trong một khoảng thời gian nhất định.

Một trong những ưu điểm đáng chú ý của nanovitexin là kích thước siêu nhỏ, chỉ khoảng 50–70 nanomet. Kích thước này cho phép các hạt dễ dàng vượt qua màng sinh học và đi vào tế bào, từ đó nâng cao đáng kể khả năng hấp thu so với dạng vitexin tự do.

Các thử nghiệm bước đầu cho thấy, nanovitexin không chỉ cải thiện độ tan mà còn tăng cường hoạt tính sinh học. Đặc biệt, hoạt chất này thể hiện khả năng ức chế các enzyme tiêu hóa tinh bột như α-glucosidase và α-amylase những enzyme đóng vai trò quan trọng trong việc làm tăng đường huyết sau ăn.

Việc kiểm soát hoạt động của các enzyme này giúp làm chậm quá trình chuyển hóa tinh bột thành đường, từ đó góp phần ổn định đường huyết. Đây là cơ chế tương tự một số thuốc điều trị tiểu đường hiện nay, nhưng với ưu điểm là giảm thiểu các tác dụng phụ trên đường tiêu hóa.

Không dừng lại ở đó, nanovitexin còn cho thấy khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ, giúp “dọn dẹp” các gốc tự do một trong những nguyên nhân gây tổn thương tế bào trong nhiều bệnh lý mạn tính. Điều này mở rộng tiềm năng ứng dụng của hoạt chất không chỉ trong hỗ trợ điều trị đái tháo đường mà còn trong bảo vệ gan và hệ thần kinh.

Sau ba năm triển khai, nhóm nghiên cứu đã xây dựng thành công quy trình công nghệ chế tạo nanovitexin ở quy mô phòng thí nghiệm, đồng thời định hướng mở rộng sang quy mô pilot. Kết quả nghiên cứu không chỉ dừng lại ở mức độ học thuật mà đã được bảo hộ quyền sở hữu trí tuệ.

Cụ thể, “Phương pháp bào chế sản phẩm nanovitexin trên nền ma trận polyme alginate/carboxymethyl cellulose và sản phẩm nanovitexin thu được bằng phương pháp này” đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp Bằng độc quyền sáng chế số 45556 theo Quyết định số 43567/QĐ-SHTT ngày 8/4/2025.

Phương pháp bào chế sản phẩm nanovitecxin được cấp bằng độc quyền sáng chế

Song song với đó, nhóm cũng đã xây dựng và ban hành Tiêu chuẩn cơ sở cấp Viện Sinh học (TCCS 03:2025/SH) cho nguyên liệu nanovitexin. Đây được xem là bước đi quan trọng nhằm chuẩn hóa chất lượng sản phẩm, tạo nền tảng cho quá trình thương mại hóa trong tương lai.

Theo đánh giá của các chuyên gia, việc phát triển thành công một hệ dẫn thuốc nano từ nguồn nguyên liệu trong nước có ý nghĩa đặc biệt trong bối cảnh Việt Nam đang nỗ lực nâng cao năng lực tự chủ công nghệ và nguyên liệu dược phẩm.

Không chỉ giải quyết một bài toán kỹ thuật, nghiên cứu về nanovitexin còn gợi mở một hướng đi mới cho ngành y dược: khai thác giá trị từ phụ phẩm nông nghiệp thông qua công nghệ cao.

Vỏ đỗ xanh vốn bị xem là phế phẩm sau chế biến nay trở thành nguồn nguyên liệu đầu vào cho một sản phẩm có giá trị gia tăng cao. Điều này không chỉ giúp giảm lãng phí mà còn tạo ra chuỗi giá trị mới, kết nối nông nghiệp với công nghiệp dược phẩm.

Trong bối cảnh tỷ lệ mắc các bệnh mạn tính ngày càng tăng, những giải pháp như nanovitexin cho thấy tiềm năng kết hợp giữa tri thức khoa học và nguồn tài nguyên bản địa. Nếu được tiếp tục hoàn thiện và thương mại hóa, đây có thể là một trong những sản phẩm tiêu biểu cho xu hướng “y dược xanh” nơi công nghệ hiện đại phục vụ cho các giải pháp bền vững và thân thiện với người bệnh.

Từ một hoạt chất tự nhiên khó hấp thu, vitexin đã được “tái sinh” dưới dạng nano với những đặc tính vượt trội. Câu chuyện này không chỉ là một thành tựu khoa học, mà còn là minh chứng cho khả năng đổi mới sáng tạo của các nhà khoa học Việt Nam trong việc giải quyết những vấn đề thực tiễn, hướng tới một nền y học hiệu quả và bền vững hơn.