Vết cắt, trầy xước, phồng rộp, bỏng, thủng rách - có rất nhiều cách khiến da chúng ta có thể bị tổn thương. Hầu hết các phương pháp điều trị vết thương ngoài da chỉ đơn giản là che phủ vết thương bằng một lớp vật liệu y tế.

Những vật liệu y tế này (thường là băng gạc dính) có thể giữ ẩm, giảm đau và khiến vết thương khó tiếp xúc với các vi khuẩn truyền nhiễm, nhưng những vật liệu y tế thông thường (bông, băng, gạc y tế) không hỗ trợ tích cực quá trình chữa lành vết thương.

Trong những năm gần đây, công nghiệp y tế phát triển một số băng vết thương phức tạp hơn, những băng này có thể kiểm soát một số tính đặc trưng chữa lành vết thương như độ pH và nhiệt độ, đưa trị liệu đến vị trí vết thương, nhưng những vật liệu y tế rất khó sản xuất, đắt tiền và khó điều chỉnh, hạn chế khả năng sử dụng rộng rãi trong cộng đồng.

 

Hiện nay các nhà khoa học để xuất một phương pháp mới, có thể sản xuất trên quy mô lớn nhằm tăng tốc độ chữa lành vết thương, vật liệu y tế mới được phát triển trên cơ sở hydrogel (chuỗi Polyme), có tính năng cơ học cao, co giãn, dẻo, độ bám dính cao và khả năng kháng khuẩn, được gọi là băng dính hoạt tính (AADs).

Vật liệu y tế được phát triển bởi các nhà nghiên cứu thuộc Viện nghiên cứu kỹ thuật sinh học Wyss thuộc Đại học Harvard, Trường kỹ thuật Khoa học ứng dụng Harvard mang tên John A. Paulson (SEAS) và Đại học McGill, sản phẩm AAD có thể khép miệng vết thương nhanh hơn đáng kể so với các phương pháp khác và ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn mà không cần cần cho bất kỳ thiết bị nào hoặc chất kích thích bổ sung. Bài Nghiên cứu được đăng tải trên trang Những thành tựu Khoa học (Science Advances).

Công nghệ mới có khả năng được sử dụng không chỉ cho các vết thương ngoài da, mà còn cho các vết thương mãn tính như loét do tiểu đường và loét do thường xuyên cọ sát với đồ vật (loét áp lực), đưa thuốc trị liệu trực tiếp đến vị trí tổn thương, hỗ trợ các liệu pháp điều trị bằng robot mềm (soft robotics), Ông David Mooney, giảng viên nòng cốt của Viện Wyss và Robert P. Pinkas, giáo sư sinh học cho Gia đình tại SEAS.

Vật liệu y tếAAD lấy ý tưởng từ quá trình phát triển phôi thai và trẻ em mới sinh, làn da có thể tự chữa lành các vết thương hoàn toàn mà không hình thành mô sẹo. Thực hiện quá trình này, các tế bào da phôi tại vị trí vết thương phát triển các sợi protein actin, có khả năng co các mép vết thương lại với nhau, giống như một túi dây rút kéo kín.

Các tế bào da dần mất khả năng này sau khi trẻ em phát triển qua một độ tuổi nhất định, bất kỳ tổn thương nào xảy ra sau thời điểm đó đều gây ra viêm loét và thành sẹo trong quá trình chữa lành.

Để mô phỏng các lực co bóp khiến cho vết thương trên da đóng lại, các nhà nghiên cứu mở rộng thiết kế các miếng hydrogel dai, dính đã phát triển trước đó, thêm vào một loại polymer chịu tác động nhiệt có tên là PNIPAm, cả hai loại polymer đều không thấm nước nước và sẽ co lại ở 90 độ F (32oC). Miếng Hydrogel lai sẽ co lại khi tiếp xúc với nhiệt độ cơ thể và truyền lực kéo của thành phần PNIPAm đến các mô da dính chặt bên dưới trong sự liên kết giữa hydrogel alginate và mô biểu bị. Các nhà khoa học cũng tăng cường các hạt nano bạc, tích hợp trong AAD nhằm tăng cường khả năng chống vi khuẩn.

Vật liệu y tế (miếng dán) AAD khi dán trên da lợn có lực kết dính gấp 10 lần lực dính của Band-Aid, ngăn vi khuẩn phát triển. Rõ ràng công nghệ băng dính này tốt hơn rất nhiều so với hầu hết các sản phẩm bảo vệ vết thương được sử dụng phổ biến hiện nay, ngay cả không đề cập đến khả năng khép miệng vết thương của miếng dán, Benjamin Freedman, tiến sĩ của Trường đại học Nghệ thuật và Khoa học, nghiên cứu viên sau Tiến sĩ tại phòng thí nghiệm Mooney, chủ nhiệm dự án nhận xét.

Để kiểm tra khả năng khép miệng vết thương của AAD, các nhà nghiên cứu thử nghiệm dán trên da chuột, kết quả cho thấy miếng dán làm giảm kích thước của vùng vết thương khoảng 45%, trong khi các miếng dán y tế khác hầu như không thay đổi diện tích, vết thương kín miệng nhanh hơn phương pháp điều trị có sử dụng microgels, chitosan, gelatin và các loại hydrogel khác. AAD cũng không gây ra phản ứng viêm nhiễm hoặc dị ứng, cho thấy vật liệu y tế hoàn toàn an toàn khi sử dụng đối với các mô tế bào sống.

Jianyu Li, cựu nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Viện Wyss, đồng tác giả dự án nghiên cứu, hiện đang là trợ lý giáo sư tại Đại học McGill cho biết: “Hơn nữa, các nhà nghiên cứu đã có thể điều chỉnh lượng đóng vết thương do AAD thực hiện bằng cách thêm các lượng monome acrylamide khác nhau trong quá trình sản xuất. Tính chất kết dính tăng cường này sẽ rất hiệu quả khi dán miếng băng dính lên vết thương trên khớp như khuỷu tay. Đây là điểm cử động rất nhiều và có thể sẽ có hiệu quả hơn từ một liên kết linh hoạt, so với một khu vực tĩnh hơn cơ thể như ống chân”.

Nhóm nghiên cứu cũng xây dụng một mô phỏng trên máy tính về khả năng khép miệng vết thương với sự hỗ trợ của AAD, dự đoán rằng AAD có thể khiến da người khép lại nhanh với tốc độ tương đương da chuột. Hiệu quả điều trị vết thương của bệnh nhân sẽ cao hơn rất nhiều.

Ông Freedman cho biết: “Chúng tôi đang tiếp tục nghiên cứu này để tìm hiểu thêm về cách các tín hiệu cơ học của AAD, tác động đến quá trình sinh học chữa lành vết thương, những diễn biến của miếng dán AAD với các nhiệt độ khác nhau, vì nhiệt độ cơ thể có thể thay đổi ở các vị trí khác nhau. Chúng tôi sẽ theo đuổi các nghiên cứu tiền lâm sàng (trước khi thử nghiệm vật phẩm y tế) bổ sung để chứng minh tiềm năng của vật liệu AAD là một sản phẩm y tế thực sự, sau đó hướng tới việc thương mại hóa sản phẩm.

Các tác giả khác tham gia nghiên cứu này bao gồm đồng tác giả đầu tiên của dự án Serena Blacklow, cựu nhân viên phòng thí nghiệm Mooney, hiện là sinh viên tốt nghiệp trường Đại học California, San Francisco. Mahdi Zeidi, sinh viên tốt nghiệp Đại học Toronto. Chao Chen, cựu sinh viên tốt nghiệp SEAS, hiện đang nghiên cứu sinh Tiến sĩ tại UMass Amherst.

Nghiên cứu AAD được tài trợ bởi Viện sức khỏe quốc gia, Viện nghiên cứu kỹ thuật Sinh học Wyss thuộc Đại học Harvard, Hội đồng nghiên cứu khoa học và kỹ thuật quốc gia Canada, Quỹ đầu tư đối mới và phát triển Canada, Trung tâm nghiên cứu khoa học và kỹ thuật vật liệu thuộc Đại học Harvard.

Trịnh Thái Bằng
   0   Tổng số:
  Gửi ý kiến phản hồi
434