Theo dòng sự kiện

Graphene liên kết với thuốc diệt vi khuẩn trên cấy ghép y học

10/08/2021, 11:56

TNNN - Các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc liên kết các phân tử kháng khuẩn không tan trong nước với graphene

Nhiễm trùng do vi khuẩn liên quan đến cấy ghép y khoa gây ra gánh nặng lớn cho việc chăm sóc sức khỏe và đau đớn vô cùng tận cho các bệnh nhân trên toàn thế giới.

Giờ đây, các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Công nghệ Chalmers, Thụy Điển, đã phát triển một phương pháp mới nhằm ngăn ngừa các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn gây ra, bằng cách phủ một vật liệu làm từ graphene bằng các phân tử diệt khuẩn.

Santosh Pandit, nhà nghiên cứu tại Khoa Sinh học và Kỹ thuật Sinh học tại Chalmers và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu được công bố trên tạp chí Scientific Reports gần đây cho biết: “Thông qua nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi đã thành công trong việc liên kết các phân tử kháng khuẩn không tan trong nước với graphene và để các phân tử giải phóng một cách liên tục, có kiểm soát từ vật liệu. Đây là yêu cầu thiết yếu để phương pháp phát huy tác dụng. Cách mà chúng tôi liên kết các phân tử hoạt động với graphene cũng rất đơn giản và có thể dễ dàng tích hợp vào các quy trình công nghiệp”.

Một số vi khuẩn nhất định có thể tạo thành các lớp bề mặt không thể xuyên thủng, hoặc “màng sinh học” trên các mô cấy phẫu thuật, chẳng hạn như cấy ghép nha khoa, chỉnh hình khác và là một vấn đề lớn đối với chăm sóc sức khỏe trên toàn cầu.

Màng sinh học có sức đề kháng cao hơn các vi khuẩn khác, do đó, nhiễm trùng thường khó điều trị, gây đau đớn tột cùng cho bệnh nhân và trong trường hợp xấu nhất, cần phải phẫu thuật loại bỏ hoặc thay thế các mô cấy đó.

Ngoài những ảnh hưởng đến bệnh nhân, điều này kéo theo chi phí lớn cho các cơ sở khám chữa bệnh.

Graphene thích hợp làm vật liệu gá lắp.

Có thể sử dụng nhiều loại thuốc và phân tử không tan trong nước hoặc kỵ nước để kháng khuẩn. Nhưng để sử dụng được trong cơ thể, phải gắn chúng vào một vật liệu, mà loại vật liệu này có thể khó và tốn nhiều công sức để sản xuất.

Pandit cho biết: “Graphene mang lại tiềm năng lớn để tương tác với các phân tử hoặc thuốc kỵ nước và khi chúng tôi tạo ra vật liệu mới, chúng tôi đã sử dụng những đặc tính này. Quá trình liên kết các phân tử kháng khuẩn diễn ra với sự trợ giúp của sóng siêu âm”.

Trong nghiên cứu này, chiết xuất axit usnic từ ​​địa y (ví dụ như địa y frenose - là một dạng nấm linh chi), sử dụng axit usnic này để bao phủ vật liệu graphene.

Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng, axit usnic có đặc tính diệt khuẩn tốt. Nó hoạt động bằng cách ngăn chặn vi khuẩn hình thành axit nucleic, đặc biệt là ức chế tổng hợp RNA, do đó ngăn chặn sản xuất protein trong tế bào.

Phương pháp đơn giản mở đường cho các loại thuốc trong tương lai

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm Axit usnic về khả năng chống lại vi khuẩn gây bệnh Staphylococcus aureus và Staphylococcus epidermidis, hai thủ phạm thông thường hình thành màng sinh học trên cấy ghép y khoa.

Vật liệu mới của các nhà nghiên cứu đã hiển thị một số đặc tính đầy hứa hẹn. Ngoài kết quả thành công trong việc tích hợp axit usnic vào bề mặt vật liệu graphene, họ cũng quan sát thấy rằng, giải phóng các phân tử axit usnic một cách có kiểm soát và liên tục, do đó ngăn ngừa sự hình thành màng sinh học trên bề mặt.

Pandit nói: “Quan trọng hơn nữa, kết quả của chúng tôi cho thấy rằng, phương pháp liên kết các phân tử kỵ nước với graphene rất đơn giản. Phương pháp này sẽ mở đường cho việc bảo vệ kháng khuẩn hiệu quả hơn của các sản phẩm y sinh trong tương lai. Hiện chúng tôi đang lên kế hoạch thử nghiệm nhằm khám phá liên kết các phân tử kỵ nước khác và các loại thuốc có tiềm năng lớn hơn nữa để điều trị hoặc ngăn ngừa các bệnh nhiễm trùng lâm sàng khác”.

Trường Đại học Công nghệ Chalmers, Thụy Điển

Đỗ Quyên dịch

Nguồn: Lab Manager- Hoa Kỳ

Bình luận