Nhà khoa học Việt nghiên cứu công nghệ diệt khuẩn từ nano vàng

Nhóm nghiên cứu tại SHTP - Labs phát triển công nghệ nano vàng cấu trúc ngôi sao (goldstar) tiêu diệt hơn 90% vi khuẩn, ứng dụng vào sản phẩm chăm sóc sức khỏe.

Sản phẩm do thạc sĩ Huỳnh Trọng Phát (37 tuổi, trưởng nhóm) cùng 8 cộng sự tại Trung tâm nghiên cứu triển khai, Khu công nghệ cao TP HCM (SHTP - Labs) nghiên cứu từ năm 2018 với mục tiêu tạo ra loại vật liệu mới có khả năng diệt khuẩn cao, an toàn với người sử dụng.

Anh Phát cho biết, các nghiên cứu gần đây về nano vàng chủ yếu ở dạng cầu, phục vụ phát triển các sản phẩm chống lão hóa, chống oxy hóa, dưỡng da... Nhưng tính năng kháng khuẩn lại cho hiệu quả rất thấp. Nano vàng cấu trúc ngôi sao cho hiệu quả kháng khuẩn cao hơn. Bởi vì cấu trúc này là một dạng nano dị hướng, khi tiếp xúc vi khuẩn sẽ tiêu diệt theo ba cơ chế chính gồm phá thành tế bào vi khuẩn, xâm nhập kết cụm tế bào vi khuẩn, ức chế quá trình sinh trưởng vi khuẩn, giúp điều trị một số bệnh về da như mụn, tổn thương da mức độ từ nhẹ đến trung bình.

Nhà khoa học tại SHTP - Labs nghiên cứu tạo nano vàng cấu trúc ngôi sao. Ảnh: Hà An

Để tạo nano vàng cấu trúc ngôi sao, nhóm sử dụng các chất tương thích sinh học có chiết xuất thiên nhiên như chitosan từ vỏ cua, sử dụng chất khử vitamin C... Cùng với muối vàng HAuCl4, polymer sinh học và vitamin C, nhóm nghiên cứu đã dùng các phản ứng hóa học để tạo nano vàng cấu trúc ngôi sao.

Theo nhóm nghiên cứu, sự khác biệt giữa tạo nano vàng hạt cầu và cấu trúc ngôi sao chính là sử dụng nhiệt độ trong quá trình phản ứng. Nhóm đã thử nghiệm và lựa chọn được nhiệt độ thích hợp.

Việc sử dụng các chất thiên nhiên giúp an toàn với người sử dụng, tuy nhiên nhóm đánh giá hiệu suất thu được không quá cao. "Đây được coi là một hạn chế của phương pháp này. Để khắc phục một phần, nhóm sử dụng sóng siêu âm giúp cung cấp năng lượng làm tăng hiệu suất thu được hạt nano goldstar có kích thước vài chục nanomet nằm trong dung môi nước.

Thành phẩm nano vàng trong dung môi nước. Ảnh: Hà An

Theo anh Phát, công đoạn khó nhất trong việc tạo hạt nano goldstar là việc kiểm soát hình dạng mong muốn về kích thước, độ dài vật liệu theo dạng cấu trúc ngôi sao để đạt hiệu suất cao nhất. Khối lượng vàng để tạo ra dạng nano được sử dụng với lượng sử dụng rất nhỏ, chỉ vài chục microgram trên mỗi ml dung môi. Điều này khiến chi phí giá thành khi thương mại hóa không quá cao. "Vàng vốn thân thiện con người, tính tương thích sinh học cao. Phương pháp nghiên cứu của nhóm theo nguyên tắc xanh nên đây là cơ sở để sản phẩm khả thi trong việc thương mại hóa". Hạt nano goldstar có thể gắn lên các bề mặt vật liệu khác như vải làm băng gạc giúp hỗ trợ nhanh lành vết thương hay làm nguyên liệu chính sản xuất các dạng gel trị mụn.

Sản phẩm nano goldstar được nhóm hợp tác với công ty Mediworld cùng một số đơn vị khác tiến hành các bước thử nghiệm cấp độ tế bào, trên động vật và trên người theo quy chuẩn về trang thiết bị y tế loại A (mức độ rủi ro thấp) của Bộ Y tế. Kết quả thử nghiệm cho thấy, với sản phẩm gel trị mụn hiệu quả từ sau 1 - 6 tháng sử dụng tùy mức độ bệnh.

Hình ảnh nano có cấu trúc hình ngôi sao trên kính hiển vi điện tử. Ảnh: NVCC

Theo TS Ngô Võ Kế Thành, Giám đốc SHTP - Labs vật liệu nano goldstar là một hướng nghiên cứu được giới khoa học quốc tế quan tâm trong vài năm trở lại đây và có nhiều công bố khoa học. Trong nước hiện không có nhiều nhóm nghiên cứu theo hướng này.

Theo ông, công nghệ này có thể phát triển thành nhiều loại sản phẩm trong lĩnh vực y sinh giúp điều trị ung thư, làm các cảm biến sinh học giúp phát hiện bệnh... "Hiện sản phẩm được nhóm nghiên cứu phối hợp doanh nghiệp thương mại hóa với sản phẩm gel trị mụn và có doanh thu bước đầu hàng trăm triệu đồng. Chúng tôi sẽ tiếp tục tham gia cùng nhóm tìm kiếm các đơn vị sản xuất băng gạc được cấp phép để ứng dụng trong việc phát triển sản phẩm khử trùng cho bệnh nhân", TS Thành nói.

Hà An