Bước đầu nghiên cứu thành công Keo Dán Vết Thương từ Vật liệu Nano tại Việt Nam

1. Vết thương hở và cơ chế làm lành vết thương

Khi mô hoặc cơ quan bị thương, đa phần là vết thương hở, thì việc khép miệng vết thương ngay ngay lập tức là rất cần thiết nhằm làm hạn chế sự mất máu ngăn vi khuẩn xâm nhập. Các phương pháp hiện tại như khâu bằng chỉ, dán bằng keo dán phẫu thuật… chưa mang lại hiệu quả như mong muốn do độ dính chưa cao, dễ xô lệch, viêm nhiễm.

Nguyên nhân vết thương chậm lành:

– Không được làm sạch đúng cách

– Nhiễm trùng

– Vết thương không được tưới máu đầy đủ (Bishop, 2008).

Tốc độ lành nhanh chóng và phục hồi của mô là một trong những yếu tố quan trọng góp phần vào sự thành công của ca phẫu thuật.

Để giải quyết vấn đề này đã có nhiều giải pháp được đưa ra như: cải tiến về kỹ thuật mổ, lựa chọn đường mổ thích hợp, kỹ thuật đóng da, cải tiến chất lượng chỉ khâu thích hợp, sử dụng kháng sinh thế hệ mới, tuy nhiên vẫn chưa giải quyết triệt để được vấn đề. Nếu không được xử lý và điều trị đúng cách, vết thương rất khó lành lại.

Khâu vết thương hiện nay là phương pháp được lựa chọn chủ yếu và hiệu quả. Khâu chỉ dùng ở các vết thương có mô mềm như gan, lách, thận, phổi hoặc da… tuy nhiên nó cũng có những hạn chế như kỹ thuật phức tạp, cố định hai mép gây đau đớn, không hoàn toàn tiệt trùng dễ viêm nhiễm.

Ngành y học còn có nhiều biện pháp cầm máu, như dùng băng gạc, dùng chất đông máu.. để cố định thành mạch máu. Như trong tiểu phẫu, sau giai đoạn xử lý vết thương sẽ tiến hành khâu bằng chỉ tan hoặc không tan, làm vết thương khép miệng.

Tuy nhiên các biện pháp này rất khó duy trì lâu dài.

Những năm gần đây ngành hóa sinh học đã có bước đột phá lớn về sản  phẩm y học đó là keo dán da sinh học. Đây là bước tiến mới trong y học đã được ứng dụng ở nhiều nước nhằm hạn chế tối đa sự nhiễm khuẩn và mang lại sự tiện lợi cho người bệnh. Keo dán da là một phương pháp đóng  kín vết hở da, cho phép nó gắn vào đường mổ và khép dính hai mép vết mổ lại. Đồng thời tạo ra một lớp màng bảo vệ cho vết thương và giữ ẩm vùng này, tạo ra hàng rào ngăn cản nguồn nhiễm từ bên  ngoài và tạo ra hiệu quả kháng khuẩn. Nó đảm bảo phù hợp mô về mặt sinh học và cơ học ở da người, chịu được lực căng của mô. Từ đó kiểm soát vết mổ tốt hơn trong thời  kỳ hậu phẫu. Thao tác kỹ thuật sử dụng keo dán da đơn giản và nhanh chóng ngay cả trong những trường hợp vết thương dài

2. Một số dòng sản phẩm keo dán vết thương trên thị trường

Thrombin
Hiện nay trên thị trường có một số sản phẩm được sử dụng như chất cầm máu cũng giải quyết được một phần vấn đề trong lành vết thương. Các chất cầm máu sinh học như Thrombin khi tương tác với fibrinogen trong máu sẽ thúc đẩy sự hình thành cục máu đông  fibrinThrombin là một loại enzyme tinh chiết từ động vật hoặc có nguồn gốc tái tổ hợp, như thrombin- JMI, Evithrom và Recothrom, hay kết hợp với gelatin (như Floseal). Khi gặp máu, gelatin sẽ nở ra, ngăn chảy máu trong khi thrombin thì làm tăng tốc độ hình thành cục máu đông. Tuy nhiên hợp chất này có thể gây ra các biến chứng nghiêm trọng.

Keo fibrin

Một sản phẩm khác sử dụng rộng rãi, là keo fibrin. Keo fibrin thường bao gồm hai thành phần chính là thrombinfibrinogen, tạo thành một chất gel dính hình thành các crosslinked khi trộn. Bovine collagen, Porcine gelatin, Oxidized regenerated cellulose hay Polysaccharide spheres là các chất cầm máu có bán sẵn trên thị trường.

Keo dán Dermabonds

Bên cạnh đó các chất kết dính mô cũng rất phát triển. Chất bịt kín và dán mô là một hỗn hợp các chất lỏng hoặc bán lỏng sử dụng trên vết rạch mô nhằm giúp vết thương khép miệng, cầm máu. Chúng bao gồm các chất tự nhiên hoặc hóa chất tổng hợp, hoặc kết hợp cả hai. Thông thường chúng ở dạng monome, tiền polyme, hoặc các polyme không có liên kết ngang, mà trải qua trùng hợp hay crosslinking phản ứng để tạo thành mạng lưới kết dính không hòa tan, khi sử dụng trên mô. Một ví dụ về loại keo dán này là keo dán Dermabonds (Bruns TBWorthington JM, 2000). Là chất lỏng dính da tại chỗ được thiết kế để chữa vết rách và để đóng vết mổ phẫu thuật. Bản chất Dermabonds là monomeric (2-octyl cyanoacrylate) Đây là hợp chất mạnh được sử dụng linh hoạt để thay thế kim trong lựa chọn để làm lành vết thương. Loại keo này cho kết quả tốt như mong đợi về sự liền sẹo tốt, vững, không có trường hợp nào toác vết mổ, không có trường hợp nào nhiễm trùng vết mổ. Bệnh nhân vận động dễ dàng sau mổ, rửa được vết mổ ngay ngày hôm sau mổ, tắm được sau 1 tuần. Không phải thay băng hàng ngày, không có cảm giác đau tại vết mổ. Kết quả sau sử dụng là vết mổ dính lành tốt và sẹo mổ nhỏ đẹp, mang tính thẩm mỹ cao. Giảm thiểu tối đa sẹo trong phẫu thuật và sự bất tiện của quá trình hậu phẫu như tắm rửa ,thay băng chăm sóc vết thương như khi khâu bẳng chỉ.

3. Các nghiên cứu hiện đại về keo dán sử dụng vật liệu nano trên thế giới

Các loại keo dán sinh học cũng như vật liệu thay thế cho khoảng mô bị khuyết đã được nghiên cứu và ứng dụng rất nhiều tuy nhiên việc sử dụng các vật liệu kích thước nano thì chỉ mới được nghiên cứu gần đây.Tháng 12 năm 2011, Akhilesh K. Gaharwar & cs, đưa ra kết quả nghiên cứu nanosilica tăng cường các hoạt tính sinh học và kết dính của hydrogel đối với mô mềm cũng như các bề mặt cứng với các đặc tính thích hợp cho các ứng dụng chỉnh hình, sọ và răng. Năm 2014, các nhà khoa học từ trường đại học Sorbonne Pháp đã thành công trong việc tổng hợp nên dung dịch hạt nano silica và dung dịch hạt nano sắt từ chứa nước làm cầu nối để kết dính các vết thương sâu trong da và gan một cách nhanh chóng và hiệu quả (Meddahi-Pellé & cs 2014)

Các nghiên cứu cũng cho thấy khả năng kết dính của nano oxit sắt từ Fe3O4, ZnO , nano bạc dựa vào khả năng hấp phụ, khả năng kháng khuẩn, chất kết dính, đóng vết thương, cầm máu.

4. Nghiên cứu về keo dán vết thương tại Đại học Thủ Dầu Một

Đầu tháng 8 năm 2016, nhóm các nhà nghiên cứu của phòng thí nghiệm Y sinh, Khoa Công Nghệ Sinh Học, Đại học Thủ Dầu Một đã công bố bước đầu nghiên cứu thành công keo dán vết thương từ vật liệu nano-silica. Keo dán vết thương này có thành phần chính là các nano-silica có kích thước 20-20 nanomet và các chiết xuất dược liệu.  Kết quả nghiên cứu ban đầu trên mô hình động vật cho thấy keo dán có độ kết dính tốt đối với vết thương trên da, giảm thời gian lành vết thương và đặc biệt làm giảm hơn 80% kích thước sẹo. Các kết quả này rất khả quan và làm tiền đề cho các nghiên cứu sâu hơn để đưa đến khả năng ứng dụng trong y học. Sắp tới, ĐH Thủ Dầu Một sẽ tiếp tục cộng tác với các trường ĐH và viện nghiên cứu khác như ĐH Y Dược, ĐH Khoa học Tự nhiên để triển khai các nghiên cứu sâu hơn về cơ chế và lâm sàng với sản phẩm keo dán nano trên vết thương.

Tuy ở bước đầu nhưng việc thành công của nghiên cứu này cũng cho thấy khả năng phát triển về mảng vật liệu nano trong y học tại Việt Nam.

Nhóm tác giả: 

Nguyễn Thị Liên Thương1*, Đặng Huỳnh Thanh Tâm2, PGS. TS. Phan Bách Thắng3

1Đại học Thủ Dầu Một, 2Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm, 3Đại học Khoa Học Tự Nhiên Tp. Hồ Chí Minh

Tài liệu tham khảo:

  1. Abdel-Misih, Sherif R. Z.; Bloomston, Mark (2010),“Liver Anatomy”Surgical Clinics of North America 90 (4): 643–53.
  2. Aggarwal BB, Shishodia S, Takada Y, et al (2005), “Curcumin suppresses phorbol ester-induced matrix metalloproteinase-9 expression by inhibiting the PKC to MAPK signaling pathways in human astroglioma cells”, Biochemical and Biophysical Research Communications . 1017–1025
  3. Ahmad Bitar, Nasir M. Ahmad, Hatem Fessi, Abdelhamid Elaissari, Silica-based nanoparticles for biomedical applications (2012).”Drug Discovery” Today, Volume 17, Issues19–20, p 1147-1154.
  4. Akhilesh K. Gaharwar, Christian P. Rivera, Chia-Jung Wu, Gudrun Schmidt,(2011),” Transparent, elastomeric and tough hydrogels from poly(ethylene glycol) and silicate nanoparticles”,Acta Biomaterialia, Volume 7, Issue 12, p 4139-4148.
  5. B Shokri, M. Abbasi Firouzjah, S. Hosseini (2009),” FTIR analysis of silicon dioxide thin film deposited by Metal organic-based PECVD”, Shahid Beheshti university, Tehran, IR.
  6. Bruns TB,Worthington JM (2000), Using tissue adhesive for wound repair: a practical guide to dermabond. Am Fam Physician.  Mar 1;61(5):1383
  7. Chattopadhyay I, Biswas K, Bandyopadhyay U, Banerjee RK (2004),”Turmeric and curcuminBiological actions and medicinal applications”, Current Science . P.87 :44–50.
  8. Cheppudira B, Fowler M, McGhee L, Greer A, Mares A, Petz L, Devore D, Loyd DR, Clifford JL(2013),”Curcumin: a novel therapeutic for burn pain and wound healing”.Expert Opin Investig Drugs. 1295-303.
  9. Clark, R.A.F., 1996.“Wound Repair: Overview and General Considerations. In: Molecular and Cellular Biology of Wound Repair”, Plenum Press, New York, p3-50.
  10. Coulombe, P.A., (1997),”Towards a molecular definition of keratinocyte activation after acute injury to the stratified epithelia”. Biochem. Biophys. Res. Commun., p236: 231-238.