Microgel tạo thành lớp vỏ bảo vệ mỏng xung quanh giọt nước cho đến khi nhiệt độ tăng lên trên 32 độ. Sau đó, các microgel co lại và giọt nước hòa tan trong chất lỏng xung quanh. Một nghiên cứu hiện đã tiết lộ cơ chế cơ bản đằng sau quá trình này.
Một nghiên cứu của các nhà nghiên cứu từ Đại học Gothenburg hiện đã tiết lộ cơ chế cơ bản đằng sau quá trình này. Khám phá này có thể cách mạng hóa các phương pháp nhắm mục tiêu thuốc đến các vị trí cụ thể trong cơ thể.
Nhũ tương bao gồm nhiều giọt có trong chất lỏng mà không hòa tan và trộn với chất lỏng.
Ví dụ, sữa bao gồm các giọt chất béo được ổn định bởi protein sữa và được phân tán trong nước.
Trong nhiều ứng dụng như phân phối thuốc, điều quan trọng không chỉ là duy trì cấu trúc giọt mà còn có thể kiểm soát thời điểm các giọt tan.
Điều này là do các hoạt chất được bao bọc trong giọt chỉ nên được giải phóng khi thuốc đã vào cơ thể.
Nhũ tương nhạy cảm với nhiệt độ
Các nhà nghiên cứu từ một số trường đại học, trong đó có Đại học Gothenburg, đã đưa ra khái niệm về nhũ tương phản ứng để kiểm soát thời điểm các giọt tan.
Marcel Rey, một nhà nghiên cứu ở Đại học California, giải thích: “Ý tưởng là ổn định nhũ tương bằng cách sử dụng các hạt microgel nhạy cảm với nhiệt độ để điều chỉnh hình dạng của chúng theo nhiệt độ môi trường. Ở nhiệt độ phòng, chúng trương nở trong nước, nhưng trên 32°C, chúng co lại và co lại”. Vật lý tại Đại học Gothenburg và là tác giả chính của nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications .
Điều xảy ra khi nhiệt độ tăng lên trên 32°C là các giọt hòa tan trong chất lỏng xung quanh vì chúng không còn đủ ổn định bởi lớp vỏ microgel bảo vệ.
Mặc dù hiện tượng này đã được khoa học biết đến từ lâu nhưng các nhà nghiên cứu hiện đã phát hiện ra rằng cơ chế cơ bản thúc đẩy nhũ tương phản ứng với kích thích liên quan đến những thay đổi về hình thái trong các microgel ổn định.
"Những thay đổi về hình thái trong các microgel ổn định, được kích hoạt bởi các kích thích bên ngoài, đóng một vai trò quan trọng trong việc ảnh hưởng đến sự ổn định của các nhũ tương liên quan. Sự hiểu biết này là nền tảng cho việc thiết kế các microgel có khả năng ổn định nhũ tương ở nhiệt độ phòng đồng thời tạo điều kiện cho sự hòa tan ở nhiệt độ cơ thể, " Marcel Rey giải thích.
Các microgel ổn định có thể được coi là cả hạt và polyme.
Đặc tính hạt dẫn đến tính ổn định cao của nhũ tương, trong khi đặc tính polymer làm cho microgel phản ứng với các tác động bên ngoài dẫn đến sự hòa tan của các giọt.
Để đạt được nhũ tương nhạy cảm với nhiệt độ cần có sự cân bằng tinh tế, đòi hỏi đặc tính hạt tối thiểu để ổn định và đặc tính polymer đáng kể để hòa tan nhanh chóng và đáng tin cậy các giọt.
(adv)
Nhũ tương có thể được điều chỉnh
"Bây giờ chúng tôi đã hiểu cách thức hoạt động của nhũ tương đáp ứng, chúng tôi có thể tùy chỉnh chúng theo các yêu cầu cụ thể. Trong khi những nỗ lực hiện tại của chúng tôi chỉ giới hạn ở các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm với sự phụ thuộc vào nhiệt độ, chúng tôi đang tích cực khám phá sự phát triển của nhũ tương ổn định microgel phản ứng với độ pH của chất lỏng xung quanh,” Marcel Rey giải thích.
Nghiên cứu dược phẩm tập trung vào các loại thuốc nhắm mục tiêu là rất quan trọng.
Mục đích là đưa thuốc ở nồng độ cao hơn đến các vùng bị bệnh cụ thể trên cơ thể thay vì ảnh hưởng đến toàn bộ cơ thể.
Marcel Rey cho biết: "Nhũ tương phản ứng có tiềm năng lớn như một công cụ chính xác để đưa thuốc đến các khu vực cụ thể trong cơ thể. Mặc dù cần nghiên cứu thêm nhưng tương lai có vẻ đầy hứa hẹn và những tiến bộ có thể được mong đợi trong 10 năm tới".
Nguồn Đại học Gothenburg
