Nhóm nghiên cứu do giáo sư Anita Shukla tại Trường Kỹ thuật Brown University dẫn đầu đã phát triển một hydrogel thông minh để đặt dưới băng vết thương, mục tiêu là giải phóng kháng sinh một cách có chọn lọc khi xuất hiện nhiễm trùng. Hydrogel này được cấu tạo từ nước và các phân tử polymer dài, được giữ bởi các chất nối chéo (crosslinker) phân hủy khi gặp enzym beta-lactamase — một enzym mà nhiều vi khuẩn gây bệnh sản xuất.
Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy tính chọn lọc cao: trên đĩa petri, vật liệu chỉ phân hủy khi có vi khuẩn sản xuất beta-lactamase và vẫn nguyên vẹn khi gặp vi khuẩn không tạo enzym. Vật liệu giữ kháng sinh chặt cho đến khi quá trình phân hủy được kích hoạt, nhờ đó giảm rò rỉ thuốc và không khuyến khích kháng kháng sinh trong tiếp xúc lâu dài.
Trong mô hình chuột, một lần dùng đã tiêu diệt hoàn toàn nhiễm khuẩn ở vết xước, và hydrogel thể hiện hiệu quả tốt hơn các băng kháng khuẩn thông thường cả về khả năng tiêu diệt vi khuẩn lẫn thúc đẩy lành vết thương. Nhóm đã cấp bằng sáng chế cho vật liệu và đang phát triển tiếp nhằm hướng tới thương mại hóa; công trình được công bố trên Science Advances và được hỗ trợ bởi Dr. Ralph and Marian Falk Medical Research Trust.
Nhóm nghiên cứu cho rằng cách tiếp cận này có thể bảo tồn các kháng sinh quan trọng và cung cấp kiểm soát nhiễm trùng theo yêu cầu, có mục tiêu, đồng thời giảm tối đa phơi nhiễm không cần thiết. Họ cũng lưu ý rằng hơn 1 triệu người trên toàn thế giới tử vong mỗi năm do các nhiễm trùng kháng kháng sinh thông thường, và con số đó có thể gần 10 triệu vào năm 2050 nếu tình trạng lạm dụng kháng sinh tiếp tục.
- Thử nghiệm đĩa petri xác nhận phân hủy đặc hiệu với enzym.
- Ở chuột, một lần dùng tiêu diệt hoàn toàn nhiễm khuẩn.
- Hydrogel vượt trội so với băng kháng khuẩn thường dùng.
Từ khó
- phân hủy — quá trình vật chất bị hư và tan ra
- chất nối chéo — phân tử liên kết các sợi polymer với nhaucác chất nối chéo
- beta-lactamase — enzym do nhiều vi khuẩn tạo ra
- rò rỉ — chảy hoặc lan ra ngoài một cách không mong muốn
- kháng kháng sinh — khi vi khuẩn không bị tiêu diệt bởi thuốc
- thương mại hóa — biến sản phẩm thành hàng bán được
- bằng sáng chế — giấy tờ pháp lý cho quyền phát minh
- mô hình chuột — thí nghiệm dùng chuột để nghiên cứu bệnh
Mẹo: di chuột, dùng phím Tab hoặc chạm vào các từ được tô sáng trong bài để xem định nghĩa nhanh ngay khi bạn đọc hoặc nghe.
Câu hỏi thảo luận
- Tính chọn lọc của hydrogel (giải phóng thuốc chỉ khi có enzym) có thể mang lại lợi ích và rủi ro gì trong điều trị vết thương? Hãy nêu vài lý do.
- Khi phát triển hướng tới thương mại hóa, những yếu tố khoa học hoặc xã hội nào bạn cho là quan trọng cần xem xét?
- Nhóm nghiên cứu nhắc tới nguy cơ tăng tử vong do nhiễm trùng kháng thuốc. Bạn nghĩ hydrogel mô tả trong bài có thể góp phần giảm vấn đề này như thế nào?
