Việt Nam hoàn toàn có thể sản xuất băng gạc kháng khuẩn

Quy trình sản xuất vật liệu kháng khuẩn dạng màng ứng dụng chế tạo băng gạc ở quy mô pilot do PGS.TS Nguyễn Thị Hiệp và nhóm cộng sự tại Đại học Quốc tế (ĐHQG TP.HCM) hoàn thiện, đã sẵn sàng chuyển giao cho các đơn vị có nhu cầu sản xuất băng gạc y tế với khả năng kháng khuẩn, hỗ trợ lành nhanh vết thương.

Da là cơ quan có chức năng bảo vệ cơ thể khỏi sự tác động, sự ảnh hưởng không có lợi từ môi trường bên ngoài. Thông thường, khi da bị thương, vết thương sẽ tự lành theo cơ chế tự nhiên của cơ thể. Tuy nhiên, vùng da bị thương tổn dù nhẹ nhưng vẫn có nguy cơ lâu hồi phục, hoặc nhiễm trùng nếu vết thương không được điều trị và bảo vệ đúng cách. Quá trình lành thương da là một quá trình động và vô cùng phức tạp, đòi hỏi một môi trường thích hợp để đẩy nhanh tiến trình lành thương. Ngày nay, với sự phát triển khoa học - công nghệ, đã có hơn 3.000 sản phẩm đã được phát triển để điều trị các vết thương da khác nhau dựa trên loại tổn thương khác nhau và phụ thuộc giai đoạn lành thương khác nhau.

Tùy vào tình trang tổn thương da, người dùng (bác sĩ chỉ định hay bệnh nhân) sẽ chọn ra loại băng gạc phù hợp. Băng gạc thường được chế tạo từ nhiều vật liệu tự nhiên hoặc tổng hợp và có tính phân hủy sinh học hoặc không. Liên kết giữa các sợi trong băng gạc này có thể được dệt hoặc không dệt dưới dạng miếng dán, bọt xốp hoặc keo nước có sức bền cấu trúc tốt để giữ hình thái vật lý.

Nhiều băng gạc có cấu tạo đa lớp, mỗi lớp có tính chất khác nhau, ví dụ như một băng gạc bốn lớp gồm lớp dệt, lớp bọt xốp, lớp tạo nước và lớp dính hỗ trợ. Loại vật liệu dùng làm băng gạc rất đa dạng bao gồm polyester, poly(vinyl alcohol), alginate, collagen, poly(ethylene glycol) và poly(lactic-coglycolic acid). Thông thường những băng gạc này có chứa chất hỗ trợ kháng vi sinh vật như Ag, bitmut, chlorhexidine, polyhexamethylene biguanide...

Việc chọn lựa băng gạc thường được các cơ sở y tế cũng như đội ngũ y bác sỹ chú trọng theo các tiêu chí như: (1) cung cấp môi trường ẩm, (2) làm tăng quá trình hình thành lớp thượng bì, (3) giúp tăng sinh mạch máu và mô liên kết, (4) thoáng khí, (5) ổn định nhiệt, (6) chống khuẩn, (7) dễ tháo gỡ và (8) không độc hại.

Hiện nay, băng gạc được phân thành 5 loại chính: (1) dạng màng bán thấm, (2) dạng bọt bán thấm, (3) dạng hydrogel, (4) dạng hydrocolloid và (5) dạng alginate, các dạng này có tải Ag hay không tải Ag. Trong đó băng gạc chứa "Ag kháng khuẩn" là sản phẩm được quan tâm trên thị trường Việt Nam lẫn thế giới.

Tuy nhiên, các loại băng gạc hỗ trợ tích cực quá trình lành thương và kháng vi sinh vật vẫn chưa được phổ biến trong sản xuất công nghiệp ở Việt Nam và hầu hết được nhập khẩu. Hiện tại, các loại băng gạc sản xuất trong nước chủ yếu vẫn sử dụng kỹ thuật sợi không dệt và hạn chế trong việc kết hợp với các hoạt chất.

"Bởi vì không có các hoạt chất kháng khuẩn và các thành phần giúp hỗ trợ lành thương, nên các loại băng gạc thông thường chỉ được sử dụng với mục đích chính là cách ly vật lý vết thương và môi trường bên ngoài. Những sản phẩm này kém hiệu quả trong việc phòng chống với các tác nhân gây bệnh bên ngoài như vi khuẩn hoặc nấm", PGS.TS Nguyễn Thị Hiệp cho biết, "Tuy nhiên, bằng cách sử dụng phương pháp tạo sợi nano từ kỹ thuật electrospinning, sản phẩm băng gạc có thể được kết hợp với nhiều hoạt chất khác để tăng khả năng sinh học hỗ trợ lành thương".

Sẵn sàng triển khai ở quy mô công nghiệp

PGS.TS Nguyễn Thị Hiệp, chủ nhiệm triển khai nhiệm vụ khoa học - công nghệ " Nghiên cứu quy trình sản xuất vật liệu kháng khuẩn dạng màng ứng dụng chế tạo băng gạc ở quy mô pilot " cho biết, nhóm các nhà khoa học tại Trường Đại học Quốc tế (ĐHQG TP.HCM) đã tiến hành khảo sát quy trình sản xuất băng gạc kháng khuẩn từ polycaprolactone (PCL), nano bạc (Ag) kết hợp oligomer chitosan (Cs).

Thành phẩm băng gạc kháng chuẩn được sản xuất thử nghiệm theo quy trình do nhóm các nhà khoa học tại Trường Đại học Quốc tế (ĐHQG TP.HCM) đề xuất

Cụ thể, nhóm triển khai nhiệm vụ đã chế tạo dung dịch PCL chứa nano Ag để tạo màng PCL tải nano Ag, chế tạo màng phun Oligomer Chitosan. Từ những nguồn nguyên liệu này, nhóm chế tạo sản phẩm băng gạc từ màng PCL-Ag-Cs, gồm 2 lớp: màng PCL chứa các hạt nano Ag (được tổng hợp bằng phương pháp electrospinning), lớp phủ hỗn hợp gồm oligomer chitosan (Cs) và polyvinylpyrrolidone (PVP).

"Kết quả khảo sát các tính chất màng PCL-Ag-Cs chế tạo quy mô pilot cho kết quả tương đồng với các màng chế tạo ở quy mô phòng thí nghiệm", PGS.TS Nguyễn Thị Hiệp khẳng định.

Sơ đồ khối quy trình tạo màng PCL-Ag-Cs quy mô pilot

Trong các loại vật liệu đã được sử dụng chế tạo màng thì PCL được chú trọng nhờ vào tính chất cơ lý tốt, tính tương hợp sinh học cao và màng PCL làm từ phương pháp electrospinning rất khó biến dạng trong điều kiện nhiệt độ cơ thể và nhiệt độ phòng. Công nghệ màng electrospinning là công nghệ đơn giản nhưng có khả năng mang lại hiệu quả kinh tế cao vì khả năng tạo màng mỏng dẫn đến tiết kiệm nhiên liệu trong quá trình sản xuất. Hơn nữa, công nghệ này đang dần được ưa chuộng trong ngành y học do tính đa năng (có khả năng ứng dụng cho mọi loại vật liệu). Ngoài việc có khả năng tạo ra màng có tính chất giống băng gạc truyền thống, băng gạc làm từ phương pháp electrospinning còn có nhiều ưu điểm, như thoáng khí, dễ tổng hợp và đặc biệt hơn là rất dễ thêm các chất khác nhằm tăng kháng khuẩn như Ag, gentamicin, hay hỗ trợ lành thương như protein, các hoạt chất tăng sinh tế bào.

Công nghệ electrospinning là công nghệ sử dụng máy electrospinner, trong đó cấu tạo máy bao gồm: bộ nguồn cao áp một chiều; hệ thống khối thu sợi; và hệ thống bơm tiêm điện chứa polymer. Electrospinning có thể tạo ra các sợi nano nhờ việc ứng dụng tính chất của điện trường cao. Khi một điện áp đủ cao được đặt vào một giọt chất lỏng, thì phần chất lỏng sẽ tích điện, và lực đẩy tĩnh điện chống lại sức căng bề mặt, từ đó giọt chất lỏng bị kéo căng tạo thành tia phun đến khối thu màng (collector). Điểm phun này được gọi là hình nón Taylor (Taylor  cone). Nhìn chung, electrospinning là một bộ điện trường điều khiển các tia phun polymer đến khối thu màng tạo thành sản phẩm định dạng thành màng không dệt. Các sản phẩm electrospinning thu được có cấu trúc vi mô là vô số các sợi polymer đan xen, những sợi này có đường kính từ vài trăm nano đến vài micro mét.

Mô hình mô tả thiết bị electrospiner công nghiệp

Với những tiến bộ khoa học kỹ thuật, phương pháp electrospinning cũng đã có những đóng góp to lớn cho hướng nghiên cứu y sinh trong việc chế tạo các thiết bị y tế, y sinh và chăm sóc sức khỏe. Rất nhiều nhà khoa học trên thế giới đã và đang vận dụng phương  pháp này trong các nghiên cứu nhằm tìm ra các giải pháp mới cho điều trị trong y học.

Theo PGS.TS Nguyễn Thị Hiệp, nhờ được bổ sung lớp phủ oligomer chitosan nên sản phẩm băng gạc từ màng PCL-Ag-Cs không chỉ có công dụng kháng khuẩn, mà còn có tác dụng giữ vết thương thông thoáng và hút dịch dư của vết thương, giúp quá trình làm lành vết thương đạt hiệu quả tốt hơn.

Thử nghiệm trên thỏ, sau 30 ngày, vết thương đắp băng gạc PCL-Ag-Cs cho kết quả lành thương tốt hơn đắp gạc cotton. Ngoài ra, sản phẩm cũng có thể dùng cho vết thương bỏng.

PGS.TS Nguyễn Thị Hiệp cũng thông tin thêm rằng, băng gạc 2 lớp được sản xuất ở quy mô  công nghiệp bao gồm: (1) màng polycaprolactone (PCL) chứa các hạt nano bạc được tổng hợp bằng phương pháp chiếu xạ gamma được tạo thành bằng phương pháp electrospinnning và (2) lớp phủ hỗn hợp oligomer chitosan (Cs) và polyvinylpyrrolidone (PVP).

Thành phần kháng khuẩn của băng gạc là nano bạc và Cs. Lớp phủ có tác dụng giữ vết thương thông thoáng và hút dịch dư của vết thương giúp cho quá trình lành thương đạt hiệu quả hơn.

"Sau khi hoàn thiện quy trình tạo màng kháng khuẩn trên quy mô công nghiệp, nhóm đã tiến hành sản xuất thử nghiệm băng gạc kháng khuẩn nhằm đảm bảo chất lượng, số lượng và ghi nhận ở mức cơ bản các chi phí cần thiết để sản xuất", PGS.TS Nguyễn Thị Hiệp cho biết, "Hơn thế nữa, thành công của nhiệm vụ tạo ra quy mô pilot, để từ đó có thể dùng chế tạo nhiều loại băng gạc khác nhau".

Được biết, các lô (sản phẩm) băng gạc được sản xuất thử nghiệm từ quy trình nói trên cũng đã được các cơ quan chức năng, cơ quan hữu quan ngành y đánh giá, xác nhận là đạt các tiêu chuẩn về khả năng kháng khuẩn theo quy định trong nước và quốc tế.

Các thành viên Hội đồng nghiệm thu nhiệm vụ khoa học - công nghệ do Sở KH&CN TP.HCM tổ chức đã có buổi tham quan, trực tiếp ghi nhận quy trình và máy móc sản xuất thử nghiệm sản phẩm băng gạc kháng khuẩn

Nhận định về tiềm năng cho quy trình sản xuất băng gạc kháng khuẩn ở quy mô pilot vừa hoàn thiện, PGS.TS Nguyễn Thị Hiệp cho biết, băng gạc kháng chuẩn được sản xuất trong nước trước tiên mang đến cơ hội sử dụng các sản phẩm y tế chất lượng cao ở mức giá thành hợp lý cho mọi người dân, và sau nữa tạo cơ hội để các nhà sản xuất, các đơn vị chế tạo cùng cộng tác, cùng tham gia vào việc sản xuất ra các thiết bị của quy trình sản xuất loại băng gạc này, chẳng hạn như thiết bị cho công đoạn phủ và công đoạn sấy.

Hay nói cách khác, cũng theo lời PGS.TS Nguyễn Thị Hiệp, thành công của nhiệm vụ khoa học - công nghệ mà nhóm các nhà khoa học Trường Đại học Quốc tế (ĐHQG TP.HCM) đã hoàn thành một lần nữa khẳng định trình độ, năng lực của ngành y sinh Việt Nam trong công tác nghiên cứu, phát triển các giải pháp, sản phẩm y tế đạt tiêu chuẩn, phục vụ tối đa nhu cầu chăm sóc sức khỏe của người dân.