Diệt khuẩn tụ cầu vàng bằng ánh sáng xanh

Hệ đèn Led phát ánh sáng 460nm

Sự nguy hiểm của vi khuẩn S. aureus đã trở thành mối quan tâm hàng đầu của các tổ chức nghiên cứu về bệnh dịch, đặc biệt là các chủng kháng kháng sinh methicilin hay MRSA (methicilin - resistant S. aureus). Dòng MRSA đặc biệt được quan tâm vì chúng dễ dàng phát triển thành dòng đa kháng thuốc. Việc lạm dụng kháng sinh trong điều trị các bệnh nhiễm trùng, sẽ tạo điều kiện cho các chủng S. aureus đa kháng hình thành và lan truyền trong cộng đồng.

Để hạn chế các chủng S. aureus kháng kháng sinh, các nghiên cứu đang chuyển hướng từ phát triển các loại kháng sinh mới sang phương pháp xử lý và diệt vi khuẩn bằng cách không sử dụng kháng sinh, trong đó có phương pháp sử dụng nguồn ánh sáng có mức năng lượng phù hợp để tiêu diệt các loại vi khuẩn khác nhau. Theo xu hướng đó, nhóm nghiên cứu tại Đại học Nguyễn Tất Thành đã chế tạo hệ đèn LED kết hợp dùng oxy già để diệt khuẩn tụ cầu vàng với chi phí thấp nhằm đánh giá tiềm năng của liệu pháp ánh sáng xanh kết hợp H2O2, trong điều trị vết thương nhiễm trùng do vi khuẩn S. aureus kháng kháng sinh gây ra.

Theo TS Nguyễn Minh Thiết, chủ nhiệm đề tài, chất khử trùng H2O2 (nước oxy già) được sử dụng rộng rãi để xử lý sát khuẩn vết thương và khử trùng các bề mặt và dụng cụ phẫu thuật. Khử trùng vết thương nhiễm S. aureus bằng H2O2 có ưu điểm là chi phí thấp, sẵn có và không gây hại cho sức khỏe con người ở nồng độ thấp (dưới 3%).

Tuy nhiên, hiện nay nhiều loại vi khuẩn, trong đó có S. aureus, có khả năng chống lại tác động của H2O2, khiến việc khử trùng vết thương nhiễm trùng bằng H2O2 kém hiệu quả hơn các phương pháp sử dụng kháng sinh. Sử dụng nồng độ H2O2 cao có thể mang lại hiệu quả diệt khuẩn tốt hơn, nhưng cũng tạo ra nhiều rủi ro hơn do các tổn thương khác gây ra bởi hoạt động của H2O2 lên phần mô bị tổn thương của bệnh nhân.

Trong nghiên cứu, các tác giả đã thiết kế thành công hệ thống đèn LED, có khả năng phát ra ánh sáng xanh liên tục ở bước sóng 460nm (BL 460nm), giúp hỗ trợ xử lý khuẩn S. aureus.

Hệ đèn LED có diện tích chiếu sáng tối đa 25cm2, ở khoảng cách 20cm. Công suất hoạt động trung bình của đèn khoảng 150mW, với bức xạ ánh sáng tối đa đạt được lên đến 820 mW/cm2, ở khoảng cách 1cm từ nguồn đèn. Bộ tản nhiệt gió và cánh tản nhiệt giữ nhiệt độ trung bình của đèn khi hoạt động trong khoảng 40 độ C, sau 1 giờ hoạt động liên tục và giữ nguyên ở mức nhiệt độ đó trong 24 giờ hoạt động ở điều kiện nhiệt độ phòng 25 độ C.

Thử nghiệm với ánh sáng 100nW/cm2, nồng độ dung dịch H2O2 0,75%, thời gian chiếu sáng 5 phút trên vết thương ở chuột nhiễm trùng MRSA. Kết quả là chuột được điều trị phục hồi nhanh hơn các nhóm đối chứng gần 20% trong 7 ngày điều trị đầu tiên. Trong đó, các nhóm đối chứng gồm chuột phục hồi vết thương tự nhiên, chiếu ánh sáng 460nm, chỉ rửa vết thương bằng dung dịch H2O2, xử lý bằng kháng sinh Fucidin.

Ngoài ra, ánh sáng 460nm không làm gia tăng tính kháng kháng sinh của vi khuẩn, đối với hầu hết các loại kháng sinh. Điều này chứng tỏ ánh sáng 460nm có thể được sử dụng an toàn, mà không gây ra các biến đổi bất lợi khi sử dụng kết hợp với đa số các loại kháng sinh.

Phát hiện này mở ra tiềm năng nghiên cứu và hiệu chỉnh liệu pháp thành một quy trình vệ sinh và tẩy rửa vết thương nhiễm trùng, hỗ trợ các liệu pháp điều trị bằng kháng sinh tại các cơ sở y tế.