Lớp phủ có độ dày nano từ tinh dầu bạc hà có khả năng hạn chế tình trạng viêm nhiễm của mô người khi tiếp xúc với bề mặt thiết bị y tế. Ảnh: Đại học Flinders

Nghiên cứu bắt đầu từ một trải nghiệm tình cờ. GS Krasimir Vasilev - Giám đốc Phòng thí nghiệm Kỹ thuật Nano Sinh học, Đại học Flinders, Úc - kể rằng, trong một lần bị đau họng, ông đã nhai vài lá bạc hà trong ly đồ uống. Cảm giác rát họng nhanh chóng dịu đi. Khoảnh khắc ấy khiến ông nảy ra một câu hỏi: tinh dầu bạc hà vốn có hoạt tính sinh học, vậy liệu có thể "đóng gói" những hoạt tính đó thành một lớp phủ bền chắc trên thiết bị y tế bằng công nghệ plasma hay không?

Công nghệ plasma sử dụng plasma (trạng thái thứ tư của vật chất, bên cạnh rắn - lỏng - khí) để xử lý, biến đổi hoặc phủ lên bề mặt vật liệu mà không làm thay đổi cấu trúc bên trong của vật liệu; và đây cũng là lĩnh vực mà GS Vasilev theo đuổi trong suốt hơn 20 năm qua.

Băn khoăn của GS Vasilev xuất phát từ một thực tế lâu nay trong y học. Nhiều thiết bị y tế khi đưa vào cơ thể, đặc biệt là các thiết bị dùng lâu dài, có thể kích thích phản ứng viêm của mô và trở thành điểm bám cho vi khuẩn, dẫn đến nhiễm trùng. Làm cho bề mặt của thiết bị y tế an toàn hơn khi tiếp xúc với cơ thể người vì vậy là một thách thức lớn.

Từ ý tưởng đó, GS Vasilev cùng các cộng sự - gồm PGS Trương Vĩ Khánh, TS Andrew Hayes và các nghiên cứu sinh tiến sĩ Lưu Trọng Quân và Phạm Tuyết - đã sử dụng một kỹ thuật tiên tiến gọi là plasma áp suất khí quyển để biến tinh dầu bạc hà thành một lớp màng siêu mỏng, có độ dày nano, và có khả năng bám chặt lên nhiều loại vật liệu y tế khác nhau.

Quá trình polymer hóa do plasma kích hoạt đóng vai trò then chốt trong việc tạo ra lớp phủ. Nhờ đó, nhóm nghiên cứu tránh được việc phải dùng nhiệt độ cao hay hóa chất độc hại - những hạn chế thường gặp ở các phương pháp phủ bề mặt truyền thống.

"Plasma tái sắp xếp các phân tử tinh dầu thành một cấu trúc liên kết chéo bền vững, giúp lớp phủ khó bị phân hủy và duy trì độ ổn định lâu dài," nhóm nghiên cứu cho biết.

bệnh viện. Theo đồng tác giả, PGS Trương Vĩ Khánh, tình trạng nhiễm trùng này không chỉ gây khổ sở cho người bệnh mà còn làm tăng đáng kể chi phí y tế.

Kết quả, lớp phủ từ tinh dầu bạc hà loại bỏ tới 90% các gốc có oxy hoạt động (ROS) gây hại, nhờ đó giúp mô người hạn chế tổn thương (trầy xước) và kích ứng (đau rát, tấy đỏ hoặc ngứa) - hai tình trạng thường dẫn đến phản ứng viêm.

Từ trái sang - TS Andrew Hayes, nghiên cứu sinh tiến sĩ Lưu Trọng Quân và GS Krasimir Vasilev trong phòng thí nghiệm cùng cây bạc hà. Ảnh: Đại học Flinders

"Chúng tôi nhận thấy lớp phủ này làm dịu phản ứng viêm, đồng thời thúc đẩy các tín hiệu có lợi cho quá trình chống viêm. Nhờ đó, tế bào miễn dịch chuyển sang trạng thái hỗ trợ chữa lành thay vì phản ứng quá mạnh," TS Andrew Hayes cho biết. "Điều này có thể giúp cơ thể thích ứng và chấp nhận các thiết bị y tế tốt hơn."

Đặc biệt, "lớp phủ thể hiện khả năng kháng khuẩn mạnh đối với các tác nhân gây bệnh phổ biến như E. coli và Pseudomonas aeruginosa. Vi khuẩn bị tiêu diệt ngay khi tiếp xúc với lớp phủ, thay vì lớp phủ phải giải phóng thuốc kháng sinh vào cơ thể," PGS Trương Vĩ Khánh giải thích.

Nghiên cứu cũng phát hiện lớp phủ tinh dầu bạc hà khiến vi khuẩn trở nên nhạy cảm hơn với một số kháng sinh phổ biến như colistin và levofloxacin - đồng nghĩa với việc điều trị hiệu quả hơn, người bệnh hạn chế phải dùng thuốc, từ đó giúp làm chậm sự phát triển của vi khuẩn kháng thuốc.

Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cũng xác nhận rằng tế bào người vẫn phát triển bình thường trên lớp phủ và duy trì hoạt động chuyển hóa khỏe mạnh, cho thấy lớp màng từ tinh dầu bạc hà an toàn khi tiếp xúc với mô người.

Ngoài ống thông tiểu, lớp phủ này còn có tiềm năng ứng dụng trên nhiều loại thiết bị y tế khác, bao gồm các thiết bị dùng trong phẫu thuật chỉnh hình và chăm sóc lâm sàng dài hạn.

Anh Thư