Nhà khoa học Việt tại Mỹ nổi bật với nghiên cứu miếng dán vắc xin

Lọc tốt và tự phân hủy

Năm 2020, trước ảnh hưởng của đại dịch COVID- 19, PGS.TS. Nguyễn Đức Thành (sinh năm 1984) và nhóm nghiên cứu Nguyen Lab tại Đaị học Connecticut (Mỹ) đã ra ý tưởng thiết kế khẩu trang sinh học đặc biệt.

Nhà khoa học trẻ cho biết, các loại khẩu trang y tế hiện nay đa phần làm từ polymer tổng hợp tương tự như những bao nylon, theo thời gian, sẽ tạo ra hàng tỉ tấn chất thải không phân hủy và gây ra hiểm họa lớn cho môi trường.

Hơn nữa, khẩu trang y tế mặc dù giúp ích được phần nào nhưng không thể có khả năng cản vi khuẩn, virus và các bụi mịn đủ tốt như những loại khẩu trang cao cấp kiểu KN95 hay N95 (lọc ít nhất 95% số hạt trong không khí).

Trong khi đó, khẩu trang N95 lại rất đắt đỏ chỉ có thể dùng một lần duy nhất rồi vứt bỏ, và cũng không thể tự phân hủy.

Vì vậy, ý tưởng của nhóm là sử dụng tấm màng polymer tự tiêu để sản xuất loại khẩu trang có khả năng lọc hiệu quả gần như N95, nhưng có thể tái sử dụng sau khi được khử trùng bằng những biện pháp đơn giản. Và đặc biệt, nó có thể tự phân hủy sau khoảng vài năm sử dụng.

PGS.TS. Nguyễn Đức Thành cho biết, sự khác biệt của khẩu trang sinh học tự hủy nằm ở tính áp điện (piezoelectric effect) của tấm màng nano. Tấm màng này có thể tạo ra một lớp điện áp nhỏ khi có một dòng không khí tương tác (ví dụ từ hơi thở, khi hắt hơi hoặc ho).

Lớp điện áp này sẽ tạo nên một lớp bảo vệ vô hình ngăn chặn sự xâm nhập của các hạt nước nhỏ tích điện mang theo virus và vi khuẩn.

Hiện sản phẩm đang trong giai đoạn nghiên cứu và đóng gói sản phẩm, và cũng đồng thời chuẩn bị để thiết lập một startup cho việc thương mại hóa sản phẩm. Trong 1-2 năm nữa, khẩu trang này có thể được sử dụng trên thị trường.

Cùng với thành công của khẩu trang sinh học đặc biệt, hiện nhóm nghiên cứu của PGS.TS. Nguyễn Đức Thành và cộng sự còn đang tập trung tạo ra những miếng dán (tương tự như miếng dán vết thương) để đưa vắc xin vào cơ thể người một cách dễ dàng mà không cần đến mũi tiêm.

Việc phát triển miếng dán này có ý nghĩa lớn cho việc phổ cập vắc xin toàn cầu, đặc biệt là người dân vùng sâu, vùng xa không thể ghi nhớ lịch tiêm nhắc lại, trong khi cách cơ sở y tế vài chục km.

Miếng dán được nhóm phát triển dựa trên phương pháp sản xuất SEAL (StampEd Asembly of Polymer Layer) và công nghệ sản xuất chip máy tính. Phương pháp này giúp tạo ra những vi hạt nhỏ được điều chỉnh sẵn, có tác dụng nhả vắc xin vào những thời điểm khác nhau và mô phỏng quá trình đưa thuốc vào cơ thể.

Với kích thước bằng đầu ngón tay cái, miếng dán được đặt trực tiếp lên da, vắc xin được vào cơ thể người qua lớp biểu bì mỏng, không gây đau buốt như mũi tiêm. Vì thao tác đơn giản nên có thể sử dụng tại nhà để hạn chế lây nhiễm chéo tại cơ sở y tế nguy cơ truyền nhiễm cao.

Nghiên cứu về miếng dán vắc xin này đã được đăng trên tạp chí chuyên ngành nổi tiếng về công nghệ y sinh Nature Biomedical Engineering và thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trên thế giới.

Nhìn vào những sẩm phẩm như khẩu trang sinh học đặc biệt hay miếng dán đưa vắc xin vào cơ thể, có thể thấy những nghiên cứu của PGS.TS. Nguyễn Đức Thành thường tập trung về công nghệ chuyển đổi vật liệu y khoa thành vật liệu “thông minh” và mang cấu trúc đặc biệt ở kích thước vi mô (nano và micro) cho những ứng dụng khác nhau trong y học và sinh học.

Điều đáng nói khẩu trang sinh học đặc biệt hay miếng dán đưa vắc xin chỉ là hai trong số rất nhiều sản phẩm khoa học được PGS.TS. Nguyễn Đức Thành và các cộng sự nghiên cứu thành công.

Các công trình của nhà khoa học này khi được đăng tải trên các tạp chí uy tín thường thu hút được sự quan tâm của đông đảo các nhà nghiên cứu trong và ngoài Mỹ, giới công nghiệp cũng như nhiều hãng tin lớn như The Guardian, The Independence, Foxnews… đưa tin về sản phẩm nghiên cứu.

Với thành tựu này, nhà khoa học trẻ đã được nhận nhiều giải thưởng danh giá, trong đó có Giải thưởng dành cho nhà sáng chế trẻ tiên phong của Viện Y học quốc gia Mỹ (NIH Trailblazer Award for Young and Early Investigator 2017), Giải thưởng dành cho 1 trong 18 kỹ sư chế tạo trẻ xuất sắc nhất trên thế giới do Hiệp hội các nhà sản xuất Mỹ (SME) trao tặng năm 2018 (2018 SME Outstanding Young Manufacturing Engineer Award).