Chiết xuất và bào chế nanocellulose có nguồn gốc từ thân cây tía tô (Perilla frutescens (L.) Britt.) tải acid ferulic ứng dụng giải phóng qua da.

Abstract

Nghiên cứu tập trung vào quy trình chiết xuất và bào chế nanocellulose có nguồn gốc từ thân cây tía tô (Perilla frutescens (L.) Britt.) và ứng dụng vật liệu này làm hệ mang tải acid ferulic ứng dụng giải phóng qua da. Nanocellulose được điều chế thông qua quá trình xử lý kiềm NaOH 10%, tẩy trắng bằng NaClO và đạt hiệu suất thu hồi cellulose là 35,4%. Nanocellulose được bào chế bằng phương pháp thủy phân bằng acid H2SO4 65% và tỷ lệ giữa khối lượng vật liệu và thể tích acid là 1:200 (w/v) có kích thước hạt trung bình là 0,506 μm được đánh giá bằng phương pháp DLS. Hạt nanocellulose cấu trúc ổn định và độ bền nhiệt cao qua phân tích TGA. Đặc biệt, độ bền của vật liệu được đánh giá thông qua thí nghiệm mô phỏng môi trường da pH 5,5 đạt chỉ số ổn định là 93,1 ± 0,84%, đồng thời duy trì cấu trúc của các nhóm chức đặc trưng qua kết quả phổ FT – IR. Acid ferulic được tải vào vật liệu bằng phương pháp hấp phụ, đạt hiệu suất tối ưu 32,38 ± 1,38% và dung lượng hấp phụ là 10,79 ± 0,46 mg/g tại nồng độ 20 μg/mL, điều kiện ở 35oC sau 5 giờ tiếp xúc. Quá trình hấp phụ được xác định tuân theo mô hình động học bậc 1 và tương thích với mô hình đẳng nhiệt Freundlich. Phổ hồng ngoại biến đổi FT – IR xác nhận sự hiện diện của các nhóm chức đặc trưng và tương tác giữa nanocellulose và acid ferulic. Kết quả khảo sát giải phóng in vitro trong môi trường đệm PBS pH 5,5 cho thấy hệ dẫn truyền thể hiện khả năng giải phóng hoạt chất khá tốt qua ba giai đoạn và đạt hiệu suất cao nhất là 22,41 ± 0,28% tại thời điểm 240 phút. Thử nghiệm tính an toàn bằng mô hình HET-CAM khẳng định nanocellulose, acid ferulic và nanocellulose tải acid ferulic đều hoàn toàn không gây kích ứng hay tổn thương mạch máu. Khảo sát qua màng thẩm thấu bằng ngăn khuếch tán Franz ghi nhận hiệu suất hoạt chất thẩm thấu trong da là 3,36 ± 0,92% và thẩm thấu qua da đạt 4,80 ± 0,56% sau 6 giờ khảo sát. Nghiên cứu này góp phần thấy được tiềm năng của nanocellulose từ thân cây tía tô trong việc xây dựng hệ dẫn truyền hoạt chất qua da an toàn và hiệu quả.