TS. Phạm Thị Bích Hạnh (Viện Hóa học), chủ nhiệm đề tài nghiên cứu cây sâm đại hành. Ảnh: Thanh An

Được dùng phổ biến trong các phương thuốc dân gian như một vị thuốc sắc bổ huyết, trợ tiêu hóa, cây sâm đại hành đã lọt vào “mắt xanh” của các nhà nghiên cứu dược học từ những năm 1970. Tuy nhiên những kết quả nghiên cứu ban đầu về sâm đại hành mới chỉ dừng lại ở dạng rất sơ khai với việc phát hiện một vài hợp chất đơn lẻ. Đây là lý do Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam quyết định đầu tư kinh phí vào nghiên cứu các loại cây thuốc cổ truyền, trong đó có sâm đại hành, cho các nhà nghiên cứu Viện Hóa học – một nơi có truyền thống khai thác những dược chất còn tiềm ẩn thông qua các công nghệ phân tích và bào chế hiện đại.

Tối ưu hóa quy trình tách chiết

Mối quan tâm của TS. Phạm Thị Bích Hạnh về cây sâm đại hành bắt đầu từ những ngày nhỏ, “khi đó chị đã thấy mẹ và bà hay làm các món ăn từ củ sâm đại hành”. Tuy nhiên mọi chuyện có lẽ sẽ chỉ dừng ở đấy nếu như chị không tình cờ tiếp nhận một đề tài nghiên cứu từ đồng nghiệp về cây sâm đại hành vào năm 2016. Ban đầu, đề tài “Nghiên cứu thành phần hóa học, hoạt tính sinh học từ hai cây Phụng vi và Sâm đại hành, tạo thực phẩm chức năng từ cây Sâm đại hành” (2016-2018) của Viện Hàn lâm do PGS.TS. Đỗ Trường Thiện (Viện Hóa học) chủ trì. “Mình nhận đề tài này một cách hết sức bất ngờ”, TS. Hạnh cho biết, “Lúc đầu anh Thiện làm nhưng vì lý do sức khỏe nên phải chuyển giao lại”.

Việc được lựa chọn làm chủ nhiệm đề tài đã phần nào thể hiện được niềm tin của lãnh đạo viện Hóa học đối với TS. Phạm Thị Bích Hạnh, một nhà nghiên cứu đã từng thực hiện khá nhiều thành công với nhiều đề tài khó trước đó. Tuy nhiên, tâm trạng lúc đó của chị lại “vô cùng do dự và không biết có nên nhận lời không” bởi chị vốn theo chuyên ngành polyme thiên nhiên, nghiên cứu về chitosan và chưa từng làm bất kỳ đề tài nào tương tự. “Sau khi cân nhắc kỹ, tôi thấy tiếc công sức của PGS.TS. Đỗ Trường Thiện đã bỏ ra trong giai đoạn đầu. Mặt khác, việc thực hiện một đề tài theo hướng mới cũng có nhiều điểm thú vị nên tôi đã quyết định nhận”. TS. Hạnh kể lại.

Nhận biết được hạn chế của mình là “tay ngang”, chưa có nhiều kinh nghiệm nên TS. Hạnh đã cẩn thận từ những bước đầu tiên, từ lúc chuẩn bị đề cương nghiên cứu. Mục tiêu ban đầu của đề tài là kết hợp các hoạt chất từ cây phụng vi và cây sâm đại hành để tạo ra thực phẩm chức năng. Tuy nhiên, khi nghe trình bày thuyết minh đề tài, GS.TS. Trần Văn Sung (nguyên Viện trưởng Viện Hóa học), chủ tịch hội đồng xét duyệt, đã góp ý nhóm nghiên cứu nên tập trung vào cây sâm đại hành bởi cây phụng vi vốn là cây phụ sinh (sống bám trên cây khác, tương tự cây tầm gửi) nên hàm lượng thu được sẽ rất ít, hơn nữa cây phụng vi chưa được nghiên cứu tầm soát trước đó nên khó thực hiện. Không chỉ có vậy, chị còn nhận được một lời khuyên quý báu từ nhà nghiên cứu giàu kinh nghiệm trong lĩnh vực hóa hữu cơ, “nên làm theo hai hướng: trước hết nghiên cứu sơ bộ về cây phụng vi, thứ hai là tập trung làm thực phẩm chức năng từ cây sâm đại hành – từng được nghiên cứu và sử dụng từ rất lâu rồi”, chị Hạnh cho biết. Đó là những gợi ý và định hướng quan trọng để TS. Hạnh và cộng sự bắt tay vào công việc nghiên cứu.

Để có được nguyên liệu bào chế thực phẩm chức năng dạng viên nang, nhóm nghiên cứu phải bắt đầu từ những bước đầu tiên: thu mua, tách chiết, tinh chế các hợp chất naphtoquinon: eleutherin và isoeleutherin – có tác dụng kháng viêm, giảm đau từ củ sâm đại hành. Mặc dù phổ biến và dễ tìm hơn cây phụng vi nhưng quá trình thu mua củ sâm đại hành lại gặp áp lực do vấn đề tài chính. “Kinh phí thu mua chỉ cấp trong một đợt nên phải nhanh chóng mua số lượng lớn cùng lúc, khi mua xong cũng phải cấp tập làm rất nhanh nếu không để lâu sẽ ảnh hưởng đến chất lượng củ sâm đại hành”, TS. Hạnh cho biết.

Mặc dù việc trích xuất các hợp chất từ thực vật đều có quy trình chung: từ thu mua củ sâm đại hành để tách chiết (bằng kỹ thuật cổ điển hoặc sử dụng thiết bị chiết); phân lập bằng sắc ký cho tới bước tinh chế (chưng cất, thăng hoa, thẩm tích, điện di hoặc kết tinh), TS. Hạnh cho biết, nhóm nghiên cứu vẫn phải thử nghiệm rất nhiều lần để tìm ra quy trình tối ưu, đạt hiệu suất cao và phù hợp với mục tiêu sản xuất trên quy mô lớn nhằm tạo ra thực phẩm chức năng viên nang cứng có tác dụng kháng viêm, giảm đau chứa dược chất naphtoquinon chiết tách từ củ sâm đại hành.

Chẳng hạn, khi tham khảo quy trình tách chiết chế phẩm EB (hỗn hợp naphtoquinon với tổng hàm lượng eleutherin và isoeleutherin đạt 95,5% từ cây sâm đại hành và thử nghiệm để trị bỏng của Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên (Viện Hàn lâm KH&CN) từ năm 2013, TS. Hạnh nhận thấy mặc dù chế phẩm chứa hàm lượng naphtoquinon rất cao nhưng quy trình phức tạp, tốn nhiều thời gian chiết tách và tinh chế chế phẩm. Vì liều dùng hàng ngày cho người lớn theo y học cổ truyền 10-14g sâm đại hành khô tương đương 100 mg chế phẩm naphtoquinon với tổng hàm lượng eleutherin và isoeleutherin đạt ~42% nên mục tiêu đề tài là tách chiết chế phẩm naphtoquinon chứa tổng hàm lượng eleutherin và isoeleutherin đạt 40-50% để đơn giản hóa quy trình.

Để sản xuất trên quy mô lớn, nhóm nghiên cứu đã sử dụng thiết bị Aspek kết nối bơm chân không nhằm tối ưu hóa quy trình chiết. Ngoài ra, với mục tiêu hướng đến người dùng, nhóm nghiên cứu đã sử dụng etanol thay cho metanol để làm dung môi chiết vì “tuy metanol hiệu quả hơn chút ít nhưng lại độc, nếu dùng chiết thì có nguy cơ sẽ bị tồn dư trong cơ thể cũng như ảnh hưởng tới sức khỏe của những người thực hiện”, TS. Hạnh cho biết.

Tạo ra viên uống thay cho bài thuốc dân gian

TS. Hạnh cho biết, các hợp chất đã được tìm thấy trong cây sâm đại hành từ các nghiên cứu đi trước như eleutherin, isoeleutherin, eleutherol,… đều có tác dụng kháng khuẩn, kháng viêm, giảm đau và tăng lưu lượng tuần hoàn máu, nhưng cho đến nay, chưa có bất kỳ sản phẩm viên nang cứng nào được tạo ra từ naphtoquinon chiết tách từ củ sâm đại hành. Hiện nay, củ sâm đại hành vẫn chủ yếu được sấy khô sử dụng trực tiếp làm thuốc đông y nên mất nhiều thời gian và khó phát huy tác dụng. Trước thực tế này, việc nghiên cứu tạo ra sản phẩm viên nang từ cây sâm đại hành là điều cần thiết: vừa thay thế cách làm truyền thống, vừa tận dụng được hiệu quả từ những hợp chất trên.

Sau hơn 1 năm nghiên cứu, TS. Hạnh và các cộng sự đã tối ưu được quy trình chiết tách chế phẩm naphtoquinon với tổng hàm lượng eleutherin và isoeleutherin khoảng 40-50% (hiệu suất quy trình đạt 75,96%) dạng bột – nguyên liệu để bào chế viên nang sâm đại hành. Công đoạn ép nén viên nang cứng được Liên hiệp Khoa học công nghệ hoá học và Môi trường (do PGS. TS. Dương Anh Tuấn trực tiếp điều hành)– một địa chỉ đã có nhiều kinh nghiệm trong sản xuất dược phẩm thực hiện nên không gặp nhiều vướng mắc. Tuy nhiên, TS. Hạnh cho biết chị vẫn muốn thay đổi kích cỡ viên nén nhỏ hơn cho phù hợp với người dùng, “do bên công ty sản xuất chỉ có một loại khuôn nên không thay đổi được”.

Để được công nhận, sản phẩm cần trải qua rất nhiều quá trình đánh giá về độ an toàn (độc tính cấp và bán trường diễn), độ ổn định, tác dụng kháng viêm và giảm đau,… do trường Đại học Dược Hà Nội đảm nhiệm. Mặc dù rất phức tạp và tốn kém nhưng “điều thuận lợi là các bạn bên trường Dược rất nhiệt tình, lại có nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực này”, TS. Hạnh cho biết. Đại học Dược Hà Nội cũng là đối tác lâu năm với Viện Hóa học, theo đánh giá của PGS.TS. Phạm Hữu Lý (Viện Hóa học), “đây là nơi thực hiện thử nghiệm tiền lâm sàng và cận lâm sàng tốt nhất hiện nay, họ vừa có nhân lực với chuyên môn cao, lại vừa có đầy đủ trang thiết bị”.

Những cố gắng của TS. Phạm Thị Bích Hạnh và nhóm nghiên cứu đã mang lại thành quả xứng đáng sau 2 năm nghiên cứu: một một bài báo ISI về độc tính và tác dụng chống viêm của hợp chất eleutherin và 5000 viên nang cứng từ chế phẩm naphtoquinon có tác dụng kháng viêm và giảm đau được chiết xuất từ cây sâm đại hành. Mặc dù được hội đồng nghiệm thu đánh giá rất tốt và đề nghị TS. Hạnh tiếp tục triển khai các đề tài tiếp theo để đăng ký bảo hộ sáng chế cho sản phẩm này nhưng chị muốn để cơ hội này cho các bạn trẻ. “Đây không phải lĩnh vực của mình nên muốn để các bạn có chuyên môn làm, hơn nữa mình đã có tuổi nên sức khỏe cũng không đủ đảm bảo”, TS. Hạnh cho biết.