Polyethylene glycol

Polyethylene Glycol (PEG) – Hoạt Chất Đa Năng Trong Y Tế, Mỹ Phẩm Và Công Nghiệp
*Tác giả: [Bs Trần Thị Liên] | Ngày cập nhật: 05/05/2025*

Mở Đầu: Polyethylene Glycol – “Cánh Tay Phải” Của Công Nghệ Hiện Đại

Polyethylene Glycol (PEG) là một polymer tổng hợp linh hoạt, xuất hiện trong hầu hết lĩnh vực đời sống – từ viên thuốc bạn uống mỗi ngày đến kem dưỡng da cao cấp. Với khả năng hòa tan, ổn định cấu trúc và độ an toàn được FDA công nhận, PEG đã trở thành nguyên liệu không thể thiếu trong ngành dược, mỹ phẩm và công nghiệp thực phẩm. Bài viết này sẽ khám phá cấu trúc, ứng dụng đa ngành, tranh cãi về an toàn và xu hướng phát triển của PEG trong tương lai.

1. Polyethylene Glycol Là Gì?

1.1. Định Nghĩa Và Cấu Trúc Hóa Học

• Công thức: HO(CH₂CH₂O)ₙH – Polymer của ethylene oxide, n biểu thị số đơn vị oxyethylene.

• Phân loại theo khối lượng phân tử:

  • PEG 200–600: Dạng lỏng, dùng làm dung môi.

  • PEG 1000–20,000: Dạng rắn (sáp hoặc bột), ứng dụng trong tá dược và mỹ phẩm.

• Độ HLB (Hydrophilic-Lipophilic Balance): 8–20, phù hợp tạo nhũ tương dầu/nước .

1.2. Lịch Sử Và Quy Trình Sản Xuất

• Ra đời năm 1859: Tổng hợp lần đầu bởi nhà hóa học Charles Adolphe Wurtz.

• Quy trình hiện đại: Trùng hợp ethylene oxide với nước hoặc alcohol dưới xúc tác base, kiểm soát nhiệt độ 120–150°C .

2. Ứng Dụng Đa Ngành Của PEG

2.1. Trong Dược Phẩm

• Chất mang thuốc: Tăng độ tan của hoạt chất khó tan (ví dụ: Paclitaxel trong điều trị ung thư).

• Tá dược viên nén: PEG 6000 giúp viên thuốc cứng, chống ẩm.

• Thuốc nhuận tràng: PEG 3350 (MiraLAX) làm mềm phân, điều trị táo bón.

• Vaccine: PEG hóa lipid nanoparticle (LNP) trong vaccine mRNA COVID-19 (Pfizer, Moderna) .

2.2. Trong Mỹ Phẩm

• Chất làm mềm: PEG-8 trong kem dưỡng Cetaphil giữ ẩm da.

• Dung môi hương liệu: Hòa tan tinh dầu trong nước hoa.

• Chất nhũ hóa: PEG-40 Hydrogenated Castor Oil trong serum vitamin C ổn định công thức .

2.3. Công Nghiệp Thực Phẩm

• Phụ gia E1521: Chống vón cục trong bột gia vị, ổn định kem.

• Chất tạo bọt: Dùng trong bia và nước ngọt.

2.4. Ứng Dụng Công Nghiệp Khác

• Chất bôi trơn: Trong dầu máy công nghiệp.

• Chất chống tạo bọt: Xử lý nước thải.

• Chất tẩy rửa: Thành phần trong nước rửa chén .

3. 5 Lợi Ích Vượt Trội Của PEG

3.1. Tính Linh Hoạt Cao

• Hòa tan cả chất kỵ nước và ưa nước: Nhờ cấu trúc amphiphilic.

• Tương thích với nhiều pH: Ổn định từ pH 4–9.

3.2. An Toàn Sinh Học

• Độc tính thấp: LD50 trên chuột >50g/kg.

• Đào thải nhanh: Thận loại bỏ PEG <10,000 Da trong 48 giờ .

3.3. Ổn Định Nhiệt Và Hóa Học

• Chịu nhiệt đến 200°C: Lý tưởng cho quy trình tiệt trùng.

• Không oxy hóa: Bền trong điều kiện có oxy.

3.4. Tiết Kiệm Chi Phí

• Giá thành thấp: ~5–20 USD/kg tùy phân tử lượng.

• Giảm phế phẩm: Tăng hiệu suất sản xuất thuốc 15–20% .

3.5. Thân Thiện Với Công Nghệ Sinh Học

• PEG hóa protein: Kéo dài thời gian bán thải của interferon, erythropoietin .

4. Tranh Cãi Về An Toàn Và Tác Dụng Phụ

4.1. Dị Ứng Và Kích Ứng

• Nguyên nhân: Dư lượng ethylene oxide hoặc peroxide trong PEG kém chất lượng.

• Biểu hiện: Ngứa da, nổi mề đay (0.1–2% người dùng) .

4.2. Nguy Cơ Với Bệnh Thận

• PEG phân tử lượng cao (>10,000 Da): Tích tụ ở bệnh nhân suy thận, gây phù nề.

• Khuyến cáo: Tránh dùng PEG 3350 ở người eGFR <30 mL/phút .

4.3. Tranh Cãi Về PEG Trong Vaccine mRNA

• Hiểu lầm: PEG gây phản ứng phản vệ – Thực tế, tỷ lệ chỉ 2–5 ca/triệu liều.

• Giải pháp: Sàng lọc tiền sử dị ứng trước tiêm .

5. Hướng Dẫn Sử Dụng An Toàn

5.1. Trong Dược Phẩm

• Thuốc nhuận tràng: 17g PEG 3350/ngày pha với 240ml nước.

• Thuốc tiêm: Liều PEG hóa protein ≤40mg/kg/tuần.

5.2. Trong Mỹ Phẩm

• Nồng độ tối ưu: 1–5% cho kem dưỡng, ≤10% cho sản phẩm tẩy rửa.

• Test patch: Thử trên da cổ tay 24h trước khi dùng toàn thân.

6. Nghiên Cứu Mới Và Xu Hướng Tương Lai

6.1. Ứng Dụng Trong Liệu Pháp Gen

• Vận chuyển CRISPR-Cas9: PEG hóa lipid nanoparticle tăng hiệu quả chỉnh sửa gen.

• Thử nghiệm lâm sàng: Điều trị bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm (2024) .

6.2. PEG Sinh Học

• Sản xuất từ nguồn tái tạo: Lên men vi khuẩn E. coli biến đổi gen tạo ethylene oxide.

• Giảm phụ thuộc dầu mỏ: Dự án EU Horizon 2030 .

6.3. Vật Liệu Y Sinh Thế Hệ Mới

• PEG hydrogel: Tái tạo sụn khớp, đang thử nghiệm trên khỉ (2025).

• Cảm biến PEG co giãn: Theo dõi glucose qua mồ hôi .

7. So Sánh PEG Với Các Polymer Khác

Kết Luận: PEG – Nền Tảng Của Công Nghệ Tương Lai

Với tính linh hoạt và độ an toàn được kiểm chứng, Polyethylene Glycol tiếp tục đóng vai trò then chốt trong y học, làm đẹp và công nghiệp. Để tối ưu hóa lợi ích, cần tuân thủ hướng dẫn sử dụng, lựa chọn nhà cung cấp uy tín và theo dõi nghiên cứu mới. Xu hướng phát triển PEG sinh học và ứng dụng công nghệ cao hứa hẹn mở ra kỷ nguyên mới cho vật liệu đa năng này.

Phụ Lục: Câu Hỏi Thường Gặp (FAQ)

Q1: PEG có gây ung thư không?

• Không, PEG được FDA xếp vào nhóm GRAS (Generally Recognized As Safe). Dư lượng ethylene oxide trong PEG dược dụng được kiểm soát <0.1 ppm.

Q2: Tại sao PEG được dùng trong vaccine mRNA?

• PEG giúp ổn định lớp lipid bao bọc mRNA, tăng hiệu quả vận chuyển vào tế bào.

Q3: Có thể thay thế PEG bằng chất nào trong mỹ phẩm?

• Có thể dùng Glycerin hoặc Propylene Glycol, nhưng hiệu quả giữ ẩm và ổn định công thức thường kém hơn.