Hydrogel mới – Vũ khí chống lại siêu vi khuẩn kháng thuốc
Một loại gel sinh học mới vừa được phát triển có thể trở thành giải pháp đột phá trong điều trị nhiễm khuẩn kháng thuốc tại vết thương và khu vực quanh các thiết bị cấy ghép. Không chỉ tiêu diệt vi khuẩn, hydrogel này còn hỗ trợ quá trình hồi phục mô, mở ra hy vọng cho hàng triệu bệnh nhân trên toàn cầu.
Vấn nạn siêu vi khuẩn kháng thuốc
Mỗi năm, nhiễm khuẩn gây ra khoảng 7,7 triệu ca tử vong trên thế giới. Tình trạng kháng kháng sinh ngày càng gia tăng khiến việc điều trị vết thương trở nên khó khăn, đồng thời làm chậm quá trình hồi phục. Nguyên nhân là phản ứng viêm kéo dài, hệ miễn dịch liên tục bị kích hoạt, gây tổn thương mô khỏe mạnh và cản trở quá trình tái tạo.
Lấy cảm hứng từ “lưới protein” của hệ miễn dịch
Nhóm nghiên cứu của Giáo sư Raffaele Mezzenga (ETH Zurich) phối hợp cùng Đại học Thượng Hải đã phát triển hydrogel dựa trên cơ chế tự nhiên của hệ miễn dịch. Trong cơ thể, các tế bào bạch cầu có thể tạo ra “lưới protein” (NETs) để bẫy và vô hiệu hóa vi khuẩn. Hydrogel mới mô phỏng cơ chế này bằng cách sử dụng lysozyme – một enzyme kháng khuẩn có sẵn trong lòng trắng trứng gà.
Kích hoạt bằng ánh sáng hồng ngoại
Điểm đặc biệt của hydrogel là khả năng kích hoạt enzyme bằng ánh sáng hồng ngoại gần. Khi chiếu sáng, một phân tử nhạy nhiệt trong gel sẽ làm mạng lưới protein tạm thời tách ra, giải phóng lysozyme ở dạng hoạt động. Enzyme này tấn công trực tiếp vào thành tế bào vi khuẩn, tiêu diệt chúng. Đồng thời, gel cũng giải phóng ion magie giúp điều hòa miễn dịch, chuyển phản ứng viêm sang trạng thái hỗ trợ tái tạo mô.
Kết quả thử nghiệm đầy hứa hẹn
- Trong mô hình chuột, hydrogel giảm 95% vi khuẩn MRSA kháng thuốc tại vết thương.
- Vết thương được điều trị gần như liền lại hoàn toàn sau 15 ngày, nhanh hơn nhiều so với nhóm đối chứng.
- Thử nghiệm trên lợn cũng cho thấy tốc độ hồi phục nhanh hơn và giảm đáng kể sự xâm nhập của vi khuẩn.
- Gel còn tạo môi trường thuận lợi cho sự hình thành mô mềm và xương mới.
Hydrogel được bôi trực tiếp lên vết thương, bám cố định trong suốt quá trình hồi phục và dần phân hủy sinh học khi mô tái tạo.
Hướng tới ứng dụng lâm sàng
Dù kết quả tiền lâm sàng rất khả quan, hydrogel vẫn cần trải qua các thử nghiệm lâm sàng trước khi đến tay bệnh nhân. Giáo sư Mezzenga cho biết: “Chúng tôi đang tìm kiếm đối tác công nghiệp và bệnh viện để triển khai thử nghiệm. Đây là quá trình tốn kém và phức tạp, nhưng tiềm năng ứng dụng là vô cùng lớn.”
https://www.technology.org (ntbtra)