Chitosan – Bước đột phá trong công nghệ sản xuất băng cầm máu

Chitosan là Polysaccharide thông thường với hàm lượng lớn thứ hai được tìm thấy trong tự nhiên, với đặc tính không độc, khả năng tự phân hủy sinh học cao, có nhiều tác dụng có lợi trên sức khỏe con người. Chitosan được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, và đặc biệt nhất là có thể ứng dụng trong lĩnh vực y tế mảng cầm máu cứu thương.

Chitosan là gì?

Chitosan là dẫn xuất N-deacetylated của Chitin – một Polysaccharid có nhiều trong nấm, nấm men, các động vật không xương sống ở biển và động vật chân đốt. Chất Chitin được dùng để sản xuất ra Chitosan.

Chitin là một Polysaccharide mạch thẳng, là một Polymer của nhiều đơn vị N-acetyl-glucosamine nối với nhau nhờ cầu β-1,4glucoside. Vì Chitin tự nhiên có trong vỏ tôm thường liên kết với Protein, Lipid, Canxi, sắc tố… nên thường phải làm sạch trước khi sử dụng để sản xuất Chitosan.

Hai bước chính để làm sạch Chitin gồm khử khoáng bằng Acid và khử Protein bằng kiềm hoặc một Enzyme protease. Chitosan liên quan chặt chẽ với Chitin, nung nóng Chitin trong dung dịch xút đậm đặc, các gốc Acetyl bị khử hết và Chitin chuyển thành Chitosan. 

Trong thiên nhiên, Chitin còn hiện diện dưới nhiều hình thức: Khá tinh khiết (sâu bướm), trong các lớp rất mỏng (cánh bướm, với hiệu ứng màu tuyệt vời), cùng với các protein tạo thành sclerotin (chất chính trong bộ xương ngoài của côn trùng)…

Nó có khả năng tạo thành màng mỏng, kết hợp với nước, chất béo, ion kim loại, có tính kháng khuẩn…, vì vậy được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong dược phẩm, mỹ phẩm.

Ứng dụng của Chitosan

• Sử dụng trong Y Dược

Chitosan có khả năng thúc đẩy quá trình đông máu. Các muối chitosan có được từ pha trộn chitosan với axit hữu cơ như axit succinic hoặc lactic sẽ tác dụng với màng tế bào hồng cầu, tiểu cầu khiến sự hình thành cục máu đông được nhanh chóng hơn. Thủy quân lục chiến Mỹ đã thử nghiệm chế phẩm trên lợn cho kết quả cầm máu và và phục hồi vết thương động mạch đến 100%. Hoa Kỳ và châu Âu cho phép sử dụng trong băng gạc cầm máu. Cả Hoa Kỳ và Anh đã sử dụng băng cầm máu có chitosan trên các chiến trường Iraq và Afghanistan.

+ Chitosan gần như không gây dị ứng và có tính chất kháng khuẩn tự nhiên. Theo El-Sharif và Hussain (2011), chitosan và các dẫn xuất có khả năng diệt khuẩn, nấm và ký sinh trùng. Các nhà nghiên cứu đã khảo sát thấy chitosan 87-kDa và chitosan 532-kDacó tác dụng với Pseudomonas aeruginosa và Staphylococcus aureus kháng thuốc. Nhũ tương của chitosans có tác dụng chống nấm candida albicans và aspergillus nige, ký sinh trùng Leishmania infantum. Do đó, chitosan được dùng ngoài da để phòng nhiễm trùng với vi khuẩn và nấm.

+ Tác dụng giảm đau do khả năng ngăn chặn xung động ở các mút tận cùng các dây thần kinh cảm giác.

+ Có tính nhầy dính (mucoadhesive) nên được sử dụng để đưa thuốc vào cơ thể qua da, như sử dụng với miếng dán insulin.

+ Có thể được kết hợp với các vật liệu khác thành những composite dùng trong y khoa, ví dụ như loại composite giữa chitosan với hydroxyapatit được các phẫu thuật viên sử dụng để làm chất làm đầy xương sau mổ (post-operation bone filler), để sau composite này phân hủy dần khi mô xương mới được tạo ra.

+ Là một tá dược quan trọng dùng để độn, dẫn thuốc, màng bao phim, viên nang mềm, nang cứng, làm chất mang thuốc giúp thuốc tác dụng chậm kéo dài..

+ Là nguyên liệu để làm vật liệu y sinh như da nhân tạo, màng sinh học, chất nền cho da nhân tạo, chỉ khâu phẫu thuật, mô cấy ghép, kem chống khô da, kem lột mặt để tăng độ bám dính, kem chống tia cực tím…

• Sử dụng làm Thực phẩm chức năng

* Hỗ trợ giảm cân

Lợi ích sức khỏe được quảng bá rộng rãi nhất của chitosan là tăng cường giảm béo. các nhà sản xuất thực phẩm chức năng thường cho rằng chitosan liên kết với chất béo trong cơ thể và cho phép bạn bài tiết nhiều chất béo hơn, do đó làm giảm lượng chất béo mà cơ thể bạn tích trữ.

Khi đi qua ruột, chitosan liên kết với một lượng nhỏ chất béo và đưa nó ra khỏi cơ thể, ngăn chặn chất béo này được hấp thụ.

Tuy nhiên, chitosan có thể không liên kết với đủ lượng chất béo để tạo ra tác dụng đáng kể. Do vậy cần có thêm các nghiên cứu khoa học để tìm ra thêm nhiều luận điểm củng cố cho nhận định này.

Ở một khía cạnh khác, hoạt động hấp thụ chất béo của chitosan cũng ngăn ngừa một số sự hấp thụ các vitamin tan trong chất béo như vitamin A, D, E và K, cũng như các chất phytochemical giúp ngăn ngừa bệnh tật.

Ngoài ra, một số loại thuốc như thuốc tránh thai có thể hòa tan trong chất béo và chitosan có thể ảnh hưởng đến sự hấp thụ của chúng.

* Hỗ trợ bệnh tiểu đường

Một nghiên cứu được công bố trên Journal of Medicinal Food đã cho thấy lợi ích của việc bổ sung chitosan cho những người mắc bệnh tiểu đường typ 2 và lượng lipid máu bất thường.

Những người tham gia đã ăn một lượng bánh mì có chứa 2% chitosan hoặc ăn bánh mì thông thường.

Kết quả cho thấy: những người tham gia ăn bánh mì có mức lipoprotein mật độ thấp (LDL), được gọi là cholesterol xấu và tăng đáng kể lipoprotein mật độ cao (HDL), cholesterol tốt. Nghiên cứu cũng cho thấy không có sự thay đổi về cân nặng (giảm cân) hoặc thay đổi về mức độ chất béo trung tính (triglyceride) xảy ra.

• Sử dụng trong bảo quản Thực Phẩm

Sử dụng chitosan trong công nghiệp thực phẩm là điều dễ thấy do một số hoạt động sinh học đặc biệt và tính chất chức năng tạo màng sinh học của chitosan.

Hoạt tính kháng khuẩn và đặc tính tạo màng của chitosan làm cho nó trở thành một nguồn tiềm năng của chất bảo quản thực phẩm hoặc vật liệu phủ có nguồn gốc tự nhiên.

Đã có nhiều công trình nghiên cứu tập trung vào các ứng dụng của nó để cải thiện chất lượng và thời hạn sử dụng của các loại thực phẩm khác nhau từ nông nghiệp, gia cầm và nguồn gốc hải sản.

• Sử dụng trong Nông Nghiệp

* Chitosan trong xử lý hạt giống

Chitosan có thể được dùng trong nông nghiệp với vai trò xử lý hạt giống

Các ứng dụng nông nghiệp của chitosan bao gồm: làm giảm căng thẳng môi trường do hạn hán và thiếu đất, tăng cường sức sống hạt giống, cải thiện chất lượng cây trồng, tăng năng suất và giảm sâu bệnh của rau, quả và cây có múi.

Trong lĩnh vực nuôi cấy mô, chitosan thúc đẩy quá trình nở hoa và kéo dài thời gian sống của các bông hoa đã bị cắt.

Cục Lâm nghiệp Hoa Kỳ đã tiến hành các nghiên cứu về chitosan để kiểm soát mầm bệnh trên cây thông và tăng dòng chảy nhựa cây chống lại sự phá hoại của bọ cánh cứng.

Từ những năm 1989, các dung dịch muối chitosan đã được áp dụng cho cây trồng để cải thiện khả năng chống đóng băng hoặc để gieo hạt giống cho mồi hạt giống.

* Chitosan sử dụng làm thuốc trừ sâu sinh học.

Chitosan và oligochitosan là tác nhân kiểm soát sinh học nổi tiếng với các đặc tính không độc hại, phân hủy sinh học và tương thích sinh học.

Chitosan được coi là polymer tự nhiên dồi dào nhất với tác dụng kép: Nó kiểm soát các vi sinh vật gây bệnh bằng cách ngăn chặn sự phát triển, bào tử, khả năng sinh bào tử, nảy mầm và phá vỡ tế bào và gây ra các phản ứng bảo vệ khác nhau trong cây chủ gây ra và / hoặc ức chế các hoạt động sinh hóa khác nhau trong quá trình tương tác giữa cây chủ và mầm bệnh.

Chitosan đã được thử nghiệm để kiểm soát nhiều bệnh trước và sau thu hoạch của nhiều loại cây trồng. Chitosan cũng có tác dụng tích cực trong việc làm phong phú đa dạng sinh học trong vùng rễ.

Hiệu ứng khí tượng trên chitosan ít được đánh giá. Để đạt được mục tiêu của nông nghiệp bền vững sẽ trở thành chất bảo vệ thực vật phổ biến.