Silicone không chỉ tên một chất hay hợp chất cụ thể, Silicone là một tên gọi chung cho các Polymer với thành phần cấu tạo cơ bản nhất là các liên kết xen kẽ giữa silic và oxy. Silicone có vai trò rất quan trọng trong đời sống con người, có tới 150.000 ứng dụng trải rộng khắp các lĩnh vực: Dược phẩm, Vật tư y tế, Mỹ phẩm, Thức ăn….
Hiện nay có tới hơn 50% mỹ phẩm trên thị trường có chứa ít nhất 1 loại silicone. Ước tính ngành công nghiệp silicone toàn cầu trị giá tới 19 tỷ dollar năm 2017. Với sự khác biệt về cấu trúc, trọng lượng phân tử các nhà khoa học tạo ra hàng trăm loại silicone khác nhau với các đặc tính hóa lý và sinh học khác nhau. Vì thế không phải loại silicone nào cũng an toàn như nhau. Thậm chí khi dùng sai mục đích silicone gây ra những thảm họa không tưởng.
Cấu trúc hóa học
Silicone là polymer vô cơ (Mạch chính không chứa cacbon) với sự lặp lại của các nhóm Siloxanes (Si-O). Các nhóm R1, R2 liên kết với Silic trong phân tử có thể là các nhóm chức khác nhau nhưng nhóm chức phổ biến nhất là Methyl – CH3 vì thế Silicone phổ biến nhất được sử dụng là Polydimethylsiloxane hay còn được viết tắt: PDMS. Đây cũng là silicone được sử dụng chế tạo túi ngực và hầu hết các chế phẩm silicone y tế.
Các dạng cấu tạo Silicone
Trong cấu tạo của Silicone các nguyên tử Si được phân chia làm 4 loại, mỗi loại có chức năng và tỷ lệ rất khác nhau trong phân tử PDMS.
- Si 1 nhóm chức (monofunctional – M): Nguyên tử Silic này chỉ liên kết với 1 nguyên tử oxy và 3 nhóm Methyl-CH3, và Silic M chỉ xuất hiện ở các đầu mút tận cùng của chuỗi polymer. Phân tử này có chức năng kết thúc chuỗi Polymer
- Si 2 nhóm chức (Difunctional – D): Si loại này kết hợp với 2 nguyên tử oxy, có chức năng kéo dài chuỗi, chiếm tỷ lệ lớn nhất trong chuỗi Polymer
- Si 3 nhóm chức (Trifunctional – T): Si loại này kết hợp với 3 nguyên tử oxy trong chuỗi. Si loại này có chức năng phân nhánh chuỗi Polymer, kết nối các chuỗi Polymer thẳng với nhau.
- Si 4 nhóm chức (Quadrifunctional – Q): Si loại này tạo liên kết với 4 oxy trong chuỗi Polymer có thể tạo nhánh trong chuổi Polymer.
Tùy thuộc vào trọng lượng phân tử, tỷ lệ M,D,T,Q mà tạo nên các loại Silicone khác nhau về hình dạng và khối lượng phân tử từ đó có tính chất hóa lý, sinh học hoàn toàn khác nhau. Cơ thể tiếp xúc với các loại silicone khác nhau cũng sẽ có những phản ứng khác nhau vì thế cũng có độ an toàn khác nhau.
Tính chất các dạng cấu trúc Silicone
Cấu trúc phân tử dạng vòng: Là dạng cấu trúc đơn giản và có trọng lượng phân tử thấp nhất. Trong điều kiện thường silicone dạng vòng thường ở dạng lỏng dễ bay hơi. Ví dụ: Cyclomethicone có vai trò làm chất tạo màng trong gôm xịt tóc, Methyl tetramer D4 được sử dụng để điều chế PDMS trọng lượng phân tử lớn.
Cấu trúc mạch thẳng: Tùy thuộc vào số lượng nhóm siloxan lặp lại trong phân tử mà dạng Silicone mạch thẳng có thể ở dạng dung dịch dễ bay hơi, dung dịch dạng nước, dạng dầu, hoặc chất lỏng không bay hơi có độ nhớt cao như mật ong hoặc nhựa đường nóng. Số lượng nhóm siloxan càng lớn độ nhớt của chất lỏng càng cao.
Cấu trúc mạch nhánh: Ở điều kiện thường ở dạng cao su có độ đàn hồi thấp, thường sử dụng kết hợp với Polyurethane chế tạo các chế phẩm băng vết thương silicone.
Cấu trúc liên kết chéo đơn giản: Dạng liên kết chéo giống như đan lưới, xuất hiện các chuỗi Polymer liên kết các mạch polymer thẳng với nhau qua phân Silic nhóm T hoặc Q. Các mạch polymer dàn trải trên một mặt phẳng giống như 1 tấm lưới. Ở điều kiện thường silicone dạng này thường ở dạng chất dẻo, thường được ứng dụng trong miếng dán điều trị sẹo lồi.
Cấu trúc liên kết chéo phức tạp: Cấu trúc dạng này giống như các tấm lưới xếp chồng lên nhau và có liên kết chéo giữa các tấm lưới, liên kết chéo ở dạng cấu trúc phân tử này dày đặc hơn, cấu trúc phân tử ổn định hơn.
Cấu trúc phân tử càng phức tạp, khối lượng phân tử càng lớn, thì càng an toàn hơn với con người. Ngược lại với những PDMS trọng lượng phân tử càng nhỏ thì càng kém an toàn. Các PDMS có trọng lượng phân tử nhỏ (3-20 silanxe) dạng mạch thẳng hay mạch vòng với tính chất kỵ nước có thể xuyên qua các màng sinh học và lưu hành, tích tụ trong cơ thể, hơn nữa những PDMS này có thể mô phỏng tác dụng của các hormone trong cơ thể hoặc mô phỏng tác dụng của các chất dẫn truyền thần kinh gây ra hậu quả khó lường.
Các loại Silicone hầu hết khó có thể thâm nhập qua da và niêm mạc vì vậy ở điều kiện bình thường các loại silicone hầu hết an toàn khi tiếp xúc. Nhưng khi đưa vào trong cơ thể như tiêm hoặc đặt túi ngực thì cơ thể lại phản ứng hoàn toàn khác.
Chất độn Silicone và lưu hóa Silicone
Với các cấu trúc ở trên hầu hết ở dạng lỏng hoặc dạng chất dẻo kém đàn hồi ít ứng dụng được. Lưu hóa và sử dụng chất độn làm tăng cường các đặc tính hóa lý của silicone tăng ứng dụng của nó trong cuộc sống.
Như túi ngực được làm bằng PDMS nhưng PDMS vỏ và PDMS đổ đầy bên trong có quy trình độn và lưu hóa khác nhau, từ đó tạo nên vỏ túi có tính đàn hồi, dẻo dai khác hoàn toàn với trạng thái gel được đổ đầy bên trong. Có rất nhiều chất độn khác nhau cho nhiều mục đích khác nhau, các nhà phát minh vẫn đang tìm ra những chất độn và các chất phụ gia mới để cải thiện đặc tính lý hóa của Silicone. Trong lĩnh vực y tế chất độn thường được sử dụng là Silica (SiO2) và một số chất độn khác. Thường công thức phụ gia và chất độn là độc quyền giữa các công ty sản xuất
Sự khác biệt giữa Silicone công nghiệp và Silicone y tế
Trong quá trình điều chế, tất cả các PDMS trọng lượng phân tử cao đều được điều chế từ các PDMS có trọng lượng phân tử thấp. Sau các phản ứng trùng hợp polymer, sản phẩm thu được là hỗn hợp các PDMS có trọng lượng phân tử tử thấp đến cao. Hỗn hợp này cần được chưng cất và phân tách để đạt độ tinh khiết nhất định. Các chất phụ gia và các chất xúc tác phản ứng cũng có hàm lượng trong hỗn hợp sản phẩm.
Silicone y tế cần phải đạt được các tiêu chí:
- Có sự tinh khiết nhất định
- Loại bỏ được các PDMS trọng lượng phân tử thấp (Là nguyên liệu thừa sau phản ứng trùng hợp)
- Loại bỏ hoàn toàn các chất phụ gia và chất xúc tác còn thừa
- Các chất độn phải là các chất trơ sinh học, không gây độc và không gây phản ứng viêm
- Quy trình sản xuất phải hoàn toàn vô khuẩn
Trong khi đó Silicone công nghiệp không đạt được các tiêu chuẩn cần thiết, các chất độn được chọn lựa tự cho chủ yếu nhằm mục đích cải thiện tính chất hóa lý. Vì vậy Silicone công nghiệp không được sử dụng cho các mục đích y tế.
Kết Luận
Silicone là an toàn nếu được sử dụng đúng cách. Tiêm Silicone lỏng vào cơ thể bất kể là silicone công nghiệp hay silicone y tế đã bị cấm nhiều năm nay, hành động này là vi phạm pháp luật
Silicone lỏng có thể được các spa, các địa chỉ làm đẹp không chính thống quảng cáo dưới một dạng filler. Bạn cần tìm hiểu cơ sở và bác sỹ thẩm mỹ uy tín để tránh bị lừa.
Tài Liệu tham khảo
- Daniels, A. U. “Silicone breast implant materials.” Swiss medical weekly 142.2930 (2012).
- Herdman, Roger, Virginia Ernster, and Stuart Bondurant, eds. “Safety of silicone breast implants.” (2000).
- Flassbeck D, Pfleiderer B, Klemens P, Heumann KG, Eltze E, Hirner AV. Determination of siloxanes, silicon, and platinum in tissues of women with silicone gel-filled implants. Anal Bioanal Chem. 2003;375:356–62
Nguồn: Dr. MD
