Nanocarriers Dựa Trên Zein: Tiến bộ trong công nghệ vận chuyển thuốc đường uống sử dụng Zein làm vật liệu nền

1. Giới thiệu

Cung cấp thuốc qua đường uống là phương pháp điều trị phổ biến nhất nhờ tính tiện dụng và mức độ chấp nhận cao từ bệnh nhân. Tuy nhiên, nhiều dược chất có sinh khả dụng thấp do hòa tan kém, dễ bị phân hủy bởi môi trường axit hoặc enzyme tiêu hóa, khiến hiệu quả điều trị suy giảm đáng kể. Do đó, việc phát triển các hệ dẫn thuốc (nanocarriers) có khả năng bảo vệ và cải thiện hấp thu qua đường tiêu hóa trở thành một hướng đi quan trọng trong bào chế hiện đại.

Trong bối cảnh đó, Zein - một protein kỵ nước có nguồn gốc từ ngô - đã được chú ý như một vật liệu tiềm năng để phát triển các hệ mang thuốc nano đường uống, nhờ đặc tính tạo màng tốt, tính ổn định cao trong môi trường dạ dày và khả năng phân hủy sinh học.

2. Zein - Vật liệu tiềm năng cho hệ nanocarrier đường uống

Zein sở hữu nhiều đặc tính lý tưởng cho việc thiết kế các hệ dẫn thuốc nano:

• Tương thích sinh học và phân hủy tự nhiên, an toàn với cơ thể.

• Kháng axit và enzym dạ dày, giúp bảo vệ hoạt chất đến ruột non.

• Dễ dàng hình thành các hạt nano với kích thước nhỏ và bề mặt điều chỉnh được.

• Có khả năng tương tác với nhiều loại dược chất, từ hợp chất kỵ nước như polyphenol đến peptide dễ phân hủy.

3. Các chiến lược phát triển hệ Zein - nano

Sơ đồ các phương pháp chế tạo nanocarrier gốc zein: (a) tách pha, (b) phân tán lỏng-lỏng, (c) kết tủa nano nhanh, (d) quy trình thẩm tách siêu âm tích hợp, (e) kết tủa nguyên tử hóa/chống dung môi, (f) sấy phun, (g) phun điện, (h) công nghệ chống dung môi siêu tới hạn và (i) liên hợp hóa học.

3.1. Hệ Zein đơn thành phần (pure zein nanoparticles)

Là hệ cơ bản nhất, chỉ sử dụng zein làm vật liệu chính để bao gói dược chất. Các kỹ thuật thường dùng như nanoprecipitation, spray-drying hoặc emulsion–solvent evaporation. Dù có quy trình đơn giản, hệ này thường gặp vấn đề về tái kết tụ và giải phóng không kiểm soát.

3.2. Hệ zein kết hợp polymer (hybrid systems)

Để khắc phục hạn chế trên, zein thường được kết hợp với các polymer thân nước như chitosan, alginate, pectin, PEG… nhằm:

• Cải thiện tính ổn định trong đường tiêu hóa.
• Điều chỉnh tốc độ giải phóng thuốc theo pH ruột.
• Tạo ra các hệ phóng thích kéo dài hoặc phóng thích mục tiêu.

3.3. Hệ zein trong vi nhũ tương hoặc liposome

Zein cũng có thể được tích hợp vào các hệ nanoemulsion hoặc liposome, kết hợp với lipid để:

• Tăng độ hòa tan của dược chất kém tan trong nước.
• Tăng hấp thu thông qua hệ bạch huyết đường ruột.

4. Ứng dụng tiêu biểu trong bào chế thuốc uống

5. Tiềm năng và thách thức

5.1. Tiềm năng

• Tương thích sinh học cao, có thể sử dụng lâu dài mà không gây độc tính.
• Quy trình sản xuất phù hợp với yêu cầu công nghiệp, có thể mở rộng quy mô.
• Hướng tới phát triển các thuốc cá thể hóa, giải phóng theo yêu cầu điều trị.

5.2. Thách thức

• Cần kiểm soát độ kết tụ và tái phân bố dược chất.
• Các nghiên cứu in vivo và thử nghiệm lâm sàng còn hạn chế.
• Hiệu quả hấp thu ở người cần tiếp tục được chứng minh qua các mô hình thực nghiệm.

6. Kết luận

Zein là một vật liệu sinh học đầy triển vọng trong phát triển các hệ nanocarriers đường uống. Với khả năng bảo vệ dược chất, điều chỉnh giải phóng và cải thiện hấp thu, zein có thể trở thành một nền tảng quan trọng trong bào chế thuốc uống thế hệ mới. Tuy nhiên, để đưa vào ứng dụng thực tế, cần thêm nhiều nghiên cứu chuyên sâu về cơ chế hấp thu, dược động học và tính ổn định lâu dài.

Tài liệu tham khảo:

[1] Liu Y., et al. (2025). Zein-based nanocarriers: Advances in oral drug delivery. Pharmaceutics, 17(7), 944. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics17070944.

[2] Zhang Q., et al. (2023). Zein nanocarriers: An emerging platform for bioactive compound delivery. Pharmaceutics, 15(4), 1234.

[3] Chen Y., et al. (2022). Design of zein nanoparticles for oral delivery of poorly soluble drugs. International Journal of Pharmaceutics, 611, 121296.