Vật liệu siêu chống dính: Ngay cả vi khuẩn kháng kháng sinh cũng không thể bám lên được

Trong một nghiên cứu mới đăng trên tạp chí ASC Nano, các nhà khoa học đến từ Đại học McMaster, Canada cho biết họ đã phát triển thành công một lớp phủ bề mặt siêu chống dính. Với tính chất tự làm sạch của nó, lớp phủ này sẽ không cho phép bất kỳ phân tử ngoại lai nào bám dính được trên đó, nhất là vi khuẩn.

Các nhà khoa học hi vọng có thể bọc nó lên mọi bề mặt trong bệnh viện, từ tay nắm cửa, thành giường bệnh, lan can cho tới giá treo túi truyền dịch. Nó sẽ giúp ngăn chặn các siêu vi khuẩn kháng kháng sinh như MRSA và C. difficile đang lây lan mạnh trong môi trường y tế.

Bên cạnh đó, vật liệu tự làm sạch mới này cũng có thể được sử dụng để làm bao bì thực phẩm, nơi nó có thể ngăn chặn sự lây lan của các mầm bệnh như E. coli, Salmonella và listeria từ thịt gà sống, thịt lợn và các thực phẩm khác.

Trên thực tế, có khoảng 20% số ca nhiễm trùng kháng kháng sinh được bắt nguồn từ thực phẩm chúng ta ăn.

Vật liệu siêu chống dính: Ngay cả vi khuẩn kháng kháng sinh cũng không thể bám lên được

Chúng ta biết rằng, mọi bề mặt từ nắm đấm cửa, mặt bàn, thành bồn rửa tay cho đến toilet đều có chứa vi khuẩn. Chúng mặc dù nhìn trơn nhẵn dưới mắt thường, nhưng nếu được phóng to dưới kính hiển vi, mọi bề mặt từ kim loại cho đến gỗ hay sứ đều để lộ những hốc lồi lõm, nơi vi khuẩn có thể trú ngụ và "làm tổ".

Điều đó khiến các bề mặt trong bệnh viện, nắm đấm cửa, thành giường bệnh hay lan can mới là địa điểm trung gian lây truyền mầm bệnh chứ không phải không khí. Trên thực tế, tính riêng trong năm 2014 tại Mỹ có khoảng 722.000 người bị nhiễm khuẩn chéo trong bệnh viện, khoảng 75.000 bệnh nhân trong số đó tử vong.

Vì vậy, một nguyên tắc an toàn tối quan trọng trong mọi bệnh viện là mọi bác sĩ, bệnh nhân và cả người thăm nuôi đều phải rửa tay thường xuyên, nhất là sau khi tiếp xúc với bệnh nhân hay bất kỳ bề mặt khả nghi nào trong bệnh viện.

Lật ngược lại vấn đề, hai kỹ sư Leyla Soleymani và Tohid Didar đến từ Viện nghiên cứu bệnh truyền nhiễm McMaster và Trung tâm kính hiển vi điện tử Canada đã đặt ra một câu hỏi: Sẽ ra sao nếu chúng ta chế tạo ra những bề mặt tự làm sạch? Nghĩa là khi vi khuẩn rơi trên đó, chúng đơn giản sẽ bị trượt đi mà không thể bám dính lại được.

Lấy cảm hứng từ bề mặt lá sen không thấm nước, Soleymani và Didar đã cùng chế tạo ra một bề mặt nhựa với những nếp nhăn nano được xử lý hóa học để chặn tất cả các phân tử bên ngoài, không cho phép chúng bám dính lên đó.

Điều đó có nghĩa là một giọt nước, máu hoặc bất kỳ dịch nhờn nào của cơ thể bệnh nhân khi rơi xuống bề mặt này đều sẽ bị bật nảy ra ngoài. Điều tương tự cũng đúng với vi khuẩn.

Dưới đây là ảnh chụp hiển vi điện tử cho thấy kết quả thử nghiệm khi các nhà khoa học nhỏ những giọt nước chứa vi khuẩn MRSA (phía trên màu xanh) và Pseudomonas (phía dưới màu tím) lên bề mặt vật liệu thường (phía bên trái) và vật liệu nano tự làm sạch của Soleymani và Didar (phía bên phải):

Các nhà khoa học cho biết độ tự làm sạch của vật liệu nano có thể lên tới 84-87% so với vật liệu thường. Trong đó, chỉ một lượng nhỏ vi khuẩn MRSA bám lại được trên đó. Gần như toàn bộ vi khuẩn Pseudomonas đã được làm sạch. Thử nghiệm với vi khuẩn E. coli cũng cho kết quả tương tự.

MRSA hay còn gọi là tụ cầu vàng kháng kháng sinh methicillin là một siêu vi khuẩn có thể gây ra nhiễm trùng máu nghiêm trọng, đe dọa đến sự sống còn của bệnh nhân mắc phải nó. Trong khi đó Pseudomonas còn gọi là trực khuẩn mủ xanh cũng là một vi khuẩn gram âm hiếu khí nằm trong top 3 vi khuẩn nguy hiểm nhất được xếp hạng bởi Tổ chức Y tế Thế giới (WHO).

"Chúng tôi đã phát triển các bề mặt này để nhằm giúp giải quyết mối đe dọa lớn do vi khuẩn đa kháng thuốc đang gây ra hiện nay", Leyla Soleymani cho biết. "Trong khi rất ít kháng sinh bây giờ có thể điều trị các ca nhiễm khuẩn này, đây [vật liệu nano tự làm sạch] sẽ là chiếc chìa khóa giúp giảm sự lây lan vi khuẩn từ người sang người".

Điều tuyệt vời mà Soleymani cho biết, đó là bề mặt nhựa tự làm sạch này có thể được sản xuất đơn giản mà không hề tốn kém. "Vật liệu này cung cấp cho chúng tôi một thứ gì đó có thể ứng dụng vào mọi lĩnh vực", cô nói.

Đó là một bề mặt chống thấm linh hoạt và bền vững. Soleymani nói nó có thể được sử dụng để làm giấy gói thực phẩm, để có thể ngăn chặn sự lây lan của cả các vi khuẩn như E. coli, salmonella và khuẩn tả từ thịt thay thực phẩm sống.

Trên thực tế, khoảng 20% tất cả các bệnh nhiễm trùng kháng thuốc đều bắt nguồn từ thực phẩm chúng ta ăn. Số liệu được công bố bởi Trung tâm Phòng ngừa và Kiểm soát Dịch bệnh Hoa Kỳ (CDC).

"Chúng ta sẽ chứng kiến công nghệ này được sử dụng trong mọi lĩnh vực", Tohid Didar cho biết thêm. "Khi cả thế giới đang phải đối mặt với cuộc khủng hoảng kháng kháng sinh, chúng tôi hy vọng nó sẽ trở thành một phần quan trọng trong hộp công cụ [của loài người giúp] chống lại vi khuẩn".

Hiện tại, các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm một đối tác doanh nghiệp sẵn sàng thương mại hóa phát minh của họ. Hi vọng, chúng ta sẽ sớm được thấy những nắm đấm cửa và thành lan can phủ nano trong các bệnh viện trong tương lai, và cả những màng gói thực phẩm có thể ngăn chặn vi khuẩn tả và salmonella gây bệnh.

Tham khảo ASC, Mcmaster