Công nghệ sấy thăng hoa là gì?
Sấy thăng hoa là quá trình làm bay hơi sâu hơi nước tồn tại trong hoạt chất được đông lạnh trong môi trường chân không, được gọi tên tiếng anh là lyophilization hoặc freeze drying. Nước được loại bỏ bằng cách thăng hoa tạo ra thành phẩm “khô”, không chứa nước và có thể bảo quản lâu hơn. Công nghệ sấy thăng hoa (lyophilization) được ứng dụng để lưu trữ protein, mô và thậm chí thực phẩm.
Quá trình thăng hoa có thể làm mất cấu trúc protein, khiến protein không còn giữ được tính vẹn toàn về chức năng. Exosome được sấy thăng hoa mà không làm vỡ chất bảo vệ đông lạnh (cryoprotectant), hao hụt dưỡng chất, mất đi dạng hình cầu 3D hay mất đi chức năng của exosome. Để làm được điều này, sử dụng chất bảo vệ đông lạnh như đường trehalose có thể bảo toàn cấu trúc và sự tồn tại của exosome trong suốt quá trình sấy thăng hoa. Trehalose là một phân tử đường được cấu tạo từ hai phân tử glucose, giúp ổn định cấu trúc 3D của exosome. Nhiều nghiên cứu khoa học đã chứng minh những hiệu quả đáng kể của việc ứng dụng trehalose và quy trình sấy thăng hoa, exosome được bảo quản trong thời gian dài vẫn giữ được cấu trúc và chức năng sau khi kết thúc quá trình.
Ưu điểm của công nghệ sấy thăng hoa
Thăng hoa hơi nước khỏi dung dịch exosome giúp gia tăng đáng kể thời gian sử dụng và tính ổn định. Các phương pháp lưu trữ exosome khác như đông lạnh ở -80°C, kết quả kỳ vọng nhưng lại yêu cầu thiết bị chuyên nghiệp và vận chuyển bằng băng khô, điều này lại không khả thi với ngành mỹ phẩm. Hay phương pháp đông lạnh dung dịch ở -20°C với thiết bị chuyên nghiệp nhưng khi rã đông (REF) không thể bảo toàn exosome. Vì vậy, các phương pháp này không lý tưởng để lưu trữ exosome trong quần thể thể tiết ngoại bào (EV). Phương pháp bảo quản exosome trong tủ lạnh 4°C có tính khả thi cao, nhưng nghiên cứu cho thấy exosome dễ dàng mất mát và hoạt tính theo thời gian. Do đó, 10 tỷ exosome trong mỗi lọ dung dịch sẽ giảm đi nhanh chóng, nên kết quả cuối cùng khi ứng dụng vào điều trị, nồng độ exosome sẽ giảm đáng kể.
Sấy thăng hoa khắc phục tất cả những hạn chế của các phương pháp trên, cho phép có thể bảo quản exosome trong thời gian dài, lên đến 9 tháng, nhưng vẫn đảm bảo nồng độ hoạt tính exosome hao hụt thấp. Bảo quản dung dịch exosome sấy thăng hoa trong tủ lạnh ở nhiệt độ 4°C tăng khả năng kiểm soát về sự thay đổi nhiệt độ có thể dẫn đến hao hụt exosome.