Tìm kiếm tin tức

Chung nhan Tin Nhiem Mang

SẢN PHẨM “BÔNG GẠC ĐẮP VẾT THƯƠNG KHÁNG KHUẨN”
Lượt đọc 60581Ngày cập nhật 07/11/2014

1. Mở đầu

   Trong quá trình điều trị vết thương, người ta sử dụng các loại băng gạc y tế để che, giữ, cầm máu cho các vết thương trên da. Tuy nhiên, hầu hết các băng gạc y tế thông dụng hiện nay hoạt động theo cơ chế lọc cơ học. Băng gạc y tế loại này được làm từ vật liệu: vải lưới và bông gòn thấm nước có chứa các khe hở nhỏ chỉ cho không khí đi qua còn các vật thể có hại thì bị giữ lại. Các băng gạc đó chỉ có khả năng ngăn cản các vật thể có kích thước lớn hơn kích cỡ khe hở của vật liệu chế tạo băng gạc, mà không có khả năng tiêu diệt vi khuẩn và để hạn chế những vết thương bị nhiễm trùng.

   Ở Việt Nam với khí hậu thời tiết nóng ẩm, trên bề mặt da luôn ẩm và dễ phát sinh sự kí sinh của các vi sinh vật gây bệnh, đặc biệt với những bệnh nhân có xây xát hay sau khi phẫu thuật thường bị nhiễm trùng sưng tấy, làm mủ và đau đớn.   

   Vết thương bị nhiễm trùng sẽ làm tăng chi phí, kéo dài thời gian điều trị và thường để lại những vết sẹo không mong muốn. Ngoài ra, việc lạm dụng kháng sinh trông điều trị các vết thương nhiễm trùng sẽ làm tăng nguy cơ kháng kháng sinh, một vấn đề lớn cho y tế cộng đồng và điều trị lâm sàng trên toàn cầu.

   Xuất phát từ nhu cầu cấp thiết của thực tiễn sản xuất băng gạc Y tế của Tổng Công ty Cổ phần Y tế Danameco và sáng kiến của Giám đốc Trung tâm Ươm tạo và Chuyển giao Công nghệ - Đại học Huế về sự hợp tác và đầu tư phát triển công nghệ Nano ứng dụng vào các sản phẩm thiết bị y tế nâng cao sức khỏe và cải thiện điều trị vết thương cho bệnh nhân. Chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu ứng dụng khả năng diệt khuẩn của Nano Ag để chế tạo ra sản phẩm “bông gạc đắp vết thương kháng khuẩn” nhằm: (1) Phát triển băng gạc y tế có khả năng ngăn ngừa và tiêu diệt những loại vi khuẩn một cách hiệu quả; (2) đẩy nhanh quá trình lành các vết thương trên bề mặt da cho bệnh nhân; (3) giảm chi phí điều trị và tăng hiệu quả kinh tế trong việc sử dụng băng gạc do số lượng dùng ít hơn và ít thay băng làm giảm sự đau đớn cho bệnh nhân.

2. Cơ sở khoa học và thực tiễn

2.1. Cơ sở khoa học

   Phương pháp tổng hợp nano bạc

   Hiện nay, nano bạc được chế tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau. Trong nghiên cứu này, chúng tôi chọn phương pháp khử polyol có hỗ trợ nhiệt vi sóng, với chất khử là gycerol để tổng hợp nên dung dịch keo nano bạc. Ưu điểm của phương pháp này là không sử dụng các chất khử độc hại, đồng thời nhiệt vi sóng cho phản ứng nhanh, hạt nano tạo thành có kích thước nhỏ và đồng đều là một phương pháp tổng hợp xanh, thân thiện với môi trường.

   Khả năng diệt khuẩn của nano bạc

   Bạc và các hợp chất của bạc thể hiện tính độc đối với vi khuẩn, virus, tảo và nấm. Tuy nhiên, khác với các kim loại nặng khác (chì, thủy ngân…) bạc không ảnh hưởng đến môi trường, không độc đối cơ thể con người.

   Từ xa xưa, người ta đã sử dụng đặc tính này của bạc để phòng bệnh. Người cổ đại sử dụng các bình bằng bạc để lưu trữ nước, rượu . Trong thế kỷ XX, người ta thường đặt một đồng bạc trong chai sữa để kéo dài độ tươi của sữa. Bạc và các hợp chất của bạc được sử dụng rộng rãi từ đầu thế kỷ XIX đến giữa thế kỷ XX để điều trị các vết bỏng và khử trùng.

   Sau khi thuốc kháng sinh được phát minh và đưa vào ứng dụng với hiệu quả cao người ta không còn quan tâm đến tác dụng kháng khuẩn của bạc nữa. Tuy nhiên, những năm gần đây, do hiện tượng các chủng vi sinh ngày càng trở nên kháng thuốc, người ta lại quan tâm trở lại đối với việc ứng dụng khả năng diệt khuẩn và các ứng dụng khác của bạc, đặc biệt là dưới dạng hạt có kích thước nano.

   Theo nhiều tài liệu công bố, nano bạc có thể hạn chế sự phát triển của vi khuẩn, tấn công và phá vỡ thành tế bào của gần 650 loại vi khuẩn đơn bào gây hại. Nano bạc có đặc tính kháng khuẩn và ngăn ngừa vi khuẩn phát sinh tới 99,99%, ích lợi hơn gấp nhiều lần so với các chất kháng khuẩn khác. Khi cho tiếp xúc với Nano bạc trong vòng 5 phút thì hầu hết những vi khuẩn sống đều bị tiêu diệt.

   Các đặc tính kháng khuẩn của bạc bắt nguồn từ tính chất hóa học của các ion Ag+. Ion này có khả năng liên kết mạnh với peptidoglican, thành phần cấu tạo nên thành tế bào của vi khuẩn và ức chế khả năng vận chuyển oxy vào bên trong tế bào dẫn đến làm tê liệt vi khuẩn. Nếu các ion bạc được lấy ra khỏi tế bào ngay sau đó, khả năng hoạt động của vi khuẩn lại có thể được phục hồi. Do động vật không có thành tế bào nên chúng ta không bị tổn thương khi tiếp xúc với các ion này.

   Có một cơ chế tác động của các ion bạc lên vi khuẩn đáng chú ý được mô tả như sau: Sau khi Ag+ tác động lên lớp màng bảo vệ của tế bào vi khuẩn gây bệnh nó sẽ đi vào bên trong tế bào và phản ứng với nhóm sunfuahydrin-SH của phân tử enzym chuyển hóa oxy và vô hiệu hóa men này dẫn đến ức chế quá trình hô hấp của tế bào vi khuẩn.

   Ngoài ra các ion bạc còn có khả năng liên kết với các base của DNA và trung hòa điện tích của gốc phosphate do đó ngăn chặn quá trình sao chép DNA dẫn đến hạn chế sự phân chia và tăng trưởng của tế bào vi khuẩn và nấm gây bệnh. 

   Tính kích ứng da của dung dịch nano bạc

   Các kiểm tra kích ứng da của dung dịch keo nano bạc (với các nồng độ 50; 100; 150, 200ppm) được thực hiện trên thỏ trắng New Zealand. Chúng tôi quan sát thấy các điều kiện da của thỏ sau 24 và 72 giờ: các nồng độ nano bạc 50, 100, 150ppm không gây kích ứng da, ở nồng độ 200ppm ở thời điểm 24h có xuất hiện ban đỏ với mức độ rất nhẹ 0,5 đối với da bình thường và 0,67 đối với da bị trầy xước. Những kết quả này xác nhận rằng keo bạc hiếm khi gây kích thích da động vật khi kích thước hạt nano bạc 8-16nm ở các nồng độ 50, 100, 150ppm. Những kết quả này cho thấy rằng có thể sử dụng dung dịch keo nano bạc với kích thước hạt 8-16nm ở các nồng độ 50, 100, 150ppm để làm tác nhân kháng khuẩn trên vải tiếp xúc với da người.

   Khả năng ngấm các hạt nano bạc vào băng gạc y tế

   Băng gạc y tế chứa nano bạc được chế tạo bằng cách ngâm vải không dệt trong dung dịch keo nano Ag với nồng độ và thời gian thích hợp, tiếp theo tiến hành đánh siêu âm và sấy khô ở nhiệt độ 60oC. Về mặt cảm quan, tấm băng gạc y tế sau khi ngâm tẩm có sự đồng đều về màu sắc, và từ các hình ảnh chụp từ kính hiển vi điện tử phát xạ trường cho thấy các hạt nano bạc phân bố tương đối đồng đều trên bề mặt sợi vải và hình dạng của sợi vải vẫn không thay đổi sau khi ngâm băng gạc, kết quả chụp phổ hấp thu nguyên tử (ICP-ASS) cho thấy hàm lượng hạt nano bạc bám trên bề mặt tấm băng gạc là 367mg/kg đến 785mg/kg khi ngâm tẩm với dung dịch keo nano bạc có nồng độ từ 50 đến 200ppm, thể tích dung dịch keo nano bạc giảm khoảng 2,9ml cho 1 mẫu băng gạc y tế với kích thước 8×15cm. Các kết quả trên chứng tỏ khả năng ngấm vào tấm băng gạc y tế của các các hạt keo nano bạc là khá cao và rất khả thi cho việc sản xuất băng gạc chứa nano bạc.

   Khả năng kháng khuẩn và nhanh lành vết thương của băng gạc y tế chứa nano bạc

   Trong nghiên cứu của chúng tôi (2013), đã tiến hành kiểm tra khả năng kháng khuẩn của băng gạc y tế sau khi ngâm tẩm các nồng độ keo nano bạc khác nhau (50, 100, 150, 200ppm) trên hai đối tượng vi khuẩn là E.coli S.aureus. Kết quả cho thấy hiệu suất kháng khuẩn của băng gạc chứa nano bạc ở các nồng độ đều rất cao (>96,15%). Hoạt tính kháng khuẩn của băng gạc y tế là kết quả do sự hiện diện các hạt nano bạc bám trên bề mặt tấm băng gạc y tế. Hiệu suất diệt khuẩn tăng lên khi tăng nồng độ dung dịch keo nano bạc và đồng thời hàm lượng hạt nano bạc bám trên tấm băng gạc y tế cũng tăng dần từ 367mg/kg đến 785mg/kg.

   Để cho quá trình phục hồi tổn thương có thể diễn ra một cách hoàn hảo, một số hợp chất hóa học đặc biệt-gọi là các chất kích thích phân bào (cytokin)-xuất hiện để gửi tín hiệu đến các tế bào. Có thể dẫn ra ở đây một số chất cytokin điển hình thường gặp trong điều trị vết thương như: TGF-β (yếu tố tăng trưởng biến đổi), VEGF (yếu tố tăng trưởng nội mạc huyết quản)...

   Khi sử dụng bông gạc đắp vết thương có chứa các hạt nano bạc sẽ xảy ra hiện tượng giải phóng từ từ các ion bạc vào dịch vết thương để điều tiết các cytokin như giảm yếu tố IL-6 kích thích viêm và yếu tố TGF-β hỗ trợ hình thành sẹo lồi, tăng cường yếu tố IL-10 hỗ trợ kháng viêm và VEGF hỗ trợ phát triển các mao quản nội mạc, giúp rút ngắn quá trình phục hồi tổn thương. Các cytokin nói trên còn có khả năng ức chế đáng kể lượng enzym MMP gây viêm mạnh thường được tìm thấy rất nhiều trên vết thương loét khó lành. Tác dụng đồng thời của các yếu tố này cho phép rút ngắn thời gian phục hồi tổn thương và không để lại sẹo.

2.2. Cơ sở thực tiễn

   Trong quá trình điều trị vết thương, người ta sử dụng các loại băng gạc y tế để che, giữ, cầm máu cho các vết thương trên da. Hầu hết các băng gạc y tế thông dụng hiện nay hoạt động theo cơ chế lọc cơ học. Theo cơ chế này, các băng gạc y tế này chỉ có khả năng ngăn cản các vật thể có kích thước lớn hơn kích cỡ khe hở của vật liệu chế tạo băng gạc, mà không có khả năng tiêu diệt vi khuẩn để hạn chế vết thương bị nhiễm trùng.

   Vết thương bị nhiễm trùng sẽ làm tăng chi phí, kéo dài thời gian điều trị và thường để lại những vết sẹo không mong muốn. Ngoài ra, việc lạm dụng kháng sinh trong điều trị các vết thương nhiễm trùng sẽ làm tăng nguy cơ kháng kháng sinh, một vấn đề lớn cho y tế cộng đồng và điều trị lâm sàng trên toàn cầu.

   Đã từ lâu bạc được biết đến như một nguyên tố có khả năng khử trùng mạnh nhất tồn tại trong tự nhiên. Cách đây khoảng 200 năm các nhà khoa học đã xem huyết thanh người như là một dịch keo, vì vậy keo bạc đã được sử dụng làm chất kháng khuẩn ngay trong cơ thể con người. Kể từ đó keo bạc được sử dụng rộng rãi để chữa các bệnh nấm trên da, điều trị các vết thương, vết bỏng, các bệnh răng miệng, làm thuốc nhỏ mắt. Ngày nay, việc chế tạo ra các vật liệu với kích thước nano đã trở nên phổ biến, ở kích thước này các hạt vật chất thể hiện nhiều tính chất lý, hóa khác thường so với khi vật chất đó ở trạng thái khối. Các hạt nano bạc với năng lượng bề mặt lớn có khả năng giải phóng từ từ các ion bạc vào dung dịch, nhờ vậy nano bạc có hiệu lực khử khuẩn mạnh hơn rất nhiều lần và kéo dài hơn so với bạc ở dạng keo, dạng ion hay dạng khối. Với tính chất kháng khuẩn hiệu quả, nano bạc được ứng dụng trong nhiều lãnh vực khác nhau như điện tử, thực phẩm, y tế, mỹ phẩm…

   Qua tìm hiểu cũng như khảo sát thực tế trên thị trường trong và ngoài nước, một trong những giải pháp để hạn chế nhiễm trùng vết thương là sử dụng băng gạc y tế có chứa nano bạc. Tuy nhiên, băng gạc có nano bạc đang được sử dụng chủ yếu là của nước ngoài nên giá thành tương đối đắt so với thu nhập của người Việt Nam nên mới được sử dụng tại bệnh viện cho những trường hợp bệnh nhân có điều kiện.

   Vì vậy, vấn đề đặt ra là phải sản xuất được bông gạc đắp vết thương kháng khuẩn tại Việt Nam có giá thành rẽ hơn so với sản phẩm ngoại nhập, tạo điều kiện cho tất cả mọi người dân được tiếp cận và sử dụng, và trở thành một vũ khí chống hiện tượng nhiễm trùng cho các tổn thương da.

3. Đặc tính của sản phẩm bông gạc đắp vết thương kháng khuẩn

   Các nghiên cứu của chúng tôi bước đầu thành công trong việc chế tạo ra dung dịch keo nano Ag với kích thước từ 8-16nm và đã nghiên cứu chế tạo được bông gạc đắp vết thương kháng khuẩn chứa nano bạc. Kết quả kiểm tra chất lượng và khả năng kháng khuẩn cho thấy bông gạc này có khả năng vượt trội so với các bông gạc hiện có. Bông gạc kháng khuẩn chứa nano bạc vừa có tác dụng che, giữ, cầm máu cho các vết thương trên da như băng gạc thông thường, vừa có khả năng giúp cho vết thương lành lại và tiêu diệt vi khuẩn. Cấu tạo của bông gạc đắp vết thương kháng khuẩn chứa nano bạc có ba lớp: hai lớp có mắc lưới bên ngoài và một lớp bông gòn thấm nước bên trong. Các lớp bên ngoài được phủ bằng nano bạc và giúp ngăn ngừa, tiêu diệt vi khuẩn xâm nhập vào vết thương.

   Sự phân bố hạt nano bạc trên bề mặt bông gạc đắp vết thương kháng khuẩn: Về mặt cảm quan, tấm băng gạc y tế sau khi ngâm tẩm có sự đồng đều về màu sắc. Từ các hình ảnh chụp từ kính hiển vi điện tử phát xạ trường cho thấy các hạt nano bạc phân bố tương đối đồng đều trên bề mặt sợi vải và hình dạng của sợi vải vẫn không thay đổi sau khi ngâm băng gạc ở các nồng độ khác nhau. Bên cạnh đó, kết quả chụp phổ hấp thu nguyên tử (ICP-ASS) cho thấy hàm lượng hạt nano bạc bám trên bề mặt tấm băng gạc là 367mg/kg. Khả năng diệt khuẩn của mẫu bông gạc đắp vết thương kháng khuẩn: Hiệu suất kháng khuẩn đối với E.coliS.Aureus lần lượt là 97,21% và 96,15%.

   Khả năng đẩy nhanh quá trình lành của vết thương: Khi sử dụng bông gạc đắp vết thương có chứa các hạt nano bạc sẽ xảy ra hiện tượng giải phóng từ từ các ion bạc vào dịch vết thương từ đó kích thích các cytokin hỗ trợ điều trị hoặc ức chế các cytokin hỗ trợ viêm trong quá trình điều trị vết thương. Điều này dẫn đến quá trình hồi phục vết thương hoàn thiện hơn và không để lại sẹo.

   Ngoài ra sản phẩm này không gây phản ứng phụ, biến chứng hay di chứng nào cho người bệnh.

4. Hiệu quả của việc sử dụng bông gạc đắp vết thương kháng khuẩn

4.1. Về điều trị vết thương

- Băng gạc chứa nano bạc được chế tạo giống như một chiếc băng gạc y tế bình thường nên rất dễ sử dụng. Diện tích của nó có thể thay đổi rộng, hẹp khác nhau nên được dùng đối với mọi tổn thương da từ nhỏ đến lớn: các tổn thương da do bỏng, do tai nạn hay các nguyên nhân khác, nhằm che, giữ, cầm máu, diệt khuẩn…

- Băng gạc chứa nano bạc có thể giúp người bệnh sơ cứu vết thương trước khi được đưa đến cơ sở y tế, giảm khả năng nhiễm khuẩn cũng như làm giảm mức độ nặng của vết thương.

- Băng gạc y tế có chứa nano bạc với cơ chế phóng thích nano bạc từ từ và liên tục sẽ có tác dụng kháng khuẩn tốt trong quá trình điều trị vết thương.

- Băng gạc y tế có chứa nano bạc có khả năng điều tiết quá trình chữa trị vết thương bằng cách phát triển các cytokin chuyên hỗ trợ điều trị, hoặc ức chế các cytokin chuyên hỗ trợ viêm, cho phép rút ngắn thời gian điều trị, đồng thời làm cho vết thương sau điều trị đạt giá trị thẩm mỹ cao, không để lại di chứng (sẹo).

- Điều trị vết thương hiệu quả cao, không nhiễm trùng, giảm đau cho bệnh nhân trong khi tháo băng.

4.2. Về kinh tế

- Hiệu quả điều trị vết thương của băng nano bạc cho phép giảm thời gian điều trị, giảm chi phí điều trị.

- Giá thành băng gạc nano bạc tự chế tạo thấp hơn 30 lần so với băng của nước ngoài (hãng Acticoat).

- Mở ra một hướng mới ứng dụng công nghệ nano trong điều trị vết thương vết loét khó lành với chi phí phù hợp điều kiện kinh tế của nước ta.

   Như vậy, kết quả nghiên cứu cho thấy triển vọng ứng dụng trong việc ứng dụng công nghệ nano bạc để sản xuất thương mại băng gạc y tế kháng khuẩn. Tuy nhiên, cần có những nghiên cứu bổ sung sâu hơn để có thể xin phép Bộ Y tế đưa vào sản xuất thương mại sản phẩm này. 

Nguyễn Văn Khanh, Phan Văn Cư, Trần Quang Khánh Vân

(Trung tâm Ươm tạo và Chuyển giao Công nghệ-Đại học Huế)

    gửi mail   in
Các tin khác
Xem tin theo ngày