Vật liệu mới diệt 99% vi khuẩn gây bệnh

Một lớp phủ polymer mới do kỹ sư sinh học Mary Chan cùng các đồng nghiệp tại Đại học Công nghệ Nanyang của Singapore phát triển đang mở ra hướng tiếp cận đáng chú ý trong cuộc chiến chống vi khuẩn gây bệnh. Kết quả thử nghiệm cho thấy vật liệu này có khả năng tiêu diệt 99% vi khuẩn và nấm ngay khi chúng tiếp xúc với bề mặt được phủ, thay vì chỉ ngăn cản sự phát triển của chúng. Điểm đáng chú ý nằm ở khả năng ứng dụng rộng, từ kính áp tròng đến các thiết bị y tế như ống thông đường tiểu, mà không cần sử dụng thêm chất khử trùng hoặc thuốc kháng sinh. Dưới kính hiển vi, cấu trúc của lớp phủ polymer có hình dáng giống một miếng bọt biển với nhiều đặc điểm bề mặt hỗ trợ quá trình tiếp xúc giữa vật liệu và vi sinh vật. Bề mặt lớp phủ mang điện tích dương, trong khi bề mặt của nhiều vi khuẩn lại chứa điện tích âm, tạo ra lực hút khiến chúng bị kéo về phía vật liệu giống như nam châm hút vật thể. Khi vi khuẩn tiếp cận, các tương tác trên bề mặt lớp phủ làm phá vỡ tế bào của chúng, từ đó tiêu diệt vi khuẩn mà không gây tổn hại đến các tế bào của con người. Cơ chế này giúp vật liệu hoạt động trực tiếp tại nơi vi khuẩn bám vào, đồng thời giảm sự phụ thuộc vào những biện pháp xử lý hóa học hoặc thuốc kháng sinh trong một số ứng dụng. Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm lớp phủ với Staphylococcus aureus, còn gọi là khuẩn tụ cầu vàng, một loại vi khuẩn gây bệnh được quan tâm trong môi trường chăm sóc sức khỏe. Vật liệu cũng được kiểm tra với Pseudomonas aeruginosa, hay trực khuẩn mủ xanh, vi khuẩn có thể gây nhiễm trùng và được bài gốc mô tả là một loại vi khuẩn tiêu hóa giác mạc. Trong các thử nghiệm này, lớp phủ cho thấy hiệu quả tiêu diệt cao, đạt mức 99% đối với những vi khuẩn và nấm tiếp xúc với bề mặt vật liệu đã xử lý. Con số 99% không đồng nghĩa mọi nguy cơ nhiễm khuẩn biến mất hoàn toàn, nhưng vẫn cho thấy tiềm năng lớn của lớp phủ trong việc giảm lượng vi sinh vật hiện diện trên các bề mặt quan trọng. Với kính áp tròng, vật liệu có thể được nghiên cứu theo hướng hạn chế vi khuẩn bám trên bề mặt, nơi sự tích tụ vi sinh vật có thể gây nhiều vấn đề cho người sử dụng. Đối với ống thông đường tiểu, lớp phủ hướng tới việc giảm nguy cơ vi khuẩn bám vào thiết bị, qua đó hỗ trợ kiểm soát nhiễm khuẩn trong quá trình thiết bị tiếp xúc với cơ thể. Một ưu điểm khác là vật liệu không dựa trực tiếp vào kháng sinh để tiêu diệt vi khuẩn, yếu tố được xem là có ý nghĩa trong bối cảnh vi khuẩn kháng thuốc ngày càng được chú ý. Đại học Nanyang cho biết lớp phủ của Mary Chan có thể giúp ngăn ngừa sự lây lan của vi khuẩn gây bệnh trong bệnh viện và bếp nấu, hai môi trường thường được xem là điểm nóng của vi khuẩn kháng thuốc. Bệnh viện có nhiều bề mặt, dụng cụ và thiết bị thường xuyên tiếp xúc với con người, còn bếp nấu có thể phát sinh lây nhiễm chéo nếu vi khuẩn tồn tại trên các khu vực chế biến. Việc phủ một vật liệu có khả năng tiêu diệt vi khuẩn lên những vị trí phù hợp có thể bổ sung cho quy trình vệ sinh, thay vì thay thế hoàn toàn việc làm sạch và khử trùng thông thường. Cách tiếp cận này đặc biệt đáng chú ý vì lớp phủ tác động bằng đặc tính bề mặt, không cần đưa thêm chất khử trùng hoặc thuốc kháng sinh vào quá trình sử dụng. Dù vậy, thông tin hiện có chủ yếu tập trung vào kết quả thử nghiệm khả năng tiêu diệt vi khuẩn và nấm khi tiếp xúc, chưa cung cấp toàn bộ dữ liệu về độ bền hoặc thời gian sử dụng thực tế. Các ứng dụng như kính áp tròng và thiết bị y tế đòi hỏi nhiều đánh giá bổ sung, gồm mức độ an toàn, khả năng duy trì hiệu quả và sự phù hợp với những điều kiện sử dụng khác nhau. Việc vật liệu không làm tổn hại đến tế bào người trong thử nghiệm được nêu là tín hiệu tích cực, nhưng các ứng dụng trên cơ thể vẫn cần quy trình đánh giá nghiêm ngặt trước khi triển khai rộng rãi. Nếu vượt qua các bước kiểm tra cần thiết, lớp phủ polymer có thể trở thành một giải pháp hỗ trợ kiểm soát vi sinh vật trên những bề mặt dễ phát sinh nhiễm khuẩn. Công trình của Mary Chan và đồng nghiệp cho thấy thiết kế cấu trúc vật liệu cùng điều chỉnh điện tích bề mặt có thể tạo ra phương thức mới, đơn giản hơn trong việc chống vi khuẩn gây bệnh.