Resilin là một loại protein siêu đàn hồi, được sản sinh ở nhiều loài côn trùng, cho phép chúng bật nhảy linh hoạt. Một số loài bọ chét có thể nhảy xa gấp 200 lần chiều dài cơ thể nhờ vào loại protein đặc biệt này.
Lớp phủ lấy cảm hứng từ resilin có khả năng đánh bật 100% vi khuẩn khỏi bề mặt (nguồn: DALL-E).
Nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học đến từ Đại học RMIT Úc đã chứng minh một hợp chất mô phỏng resilin có thể được sử dụng để tạo ra lớp phủ kháng khuẩn trên các loại bề mặt giúp ngăn chặn hoàn toàn vi khuẩn bám vào.
GS Namita Roy Choudhury - Đại học RMIT Úc, tác giả chính của nghiên cứu cho biết, lớp phủ có thể được điều chỉnh để chống lại vi khuẩn hiệu quả trong thời gian dài. Các protein mô phỏng resilin là những protein được thiết kế để tái tạo đặc tính của resilin tự nhiên, nổi bật ở tính đàn hồi vượt trội và khả năng tương thích sinh học. Vì là protein nhân tạo nên chúng có thể được tùy biến để phù hợp với các mục đích sử dụng khác nhau. Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã tận dụng các đặc điểm đó để tạo nên một loại lớp phủ kháng khuẩn hoàn toàn mới.
Những đặc tính nổi bật cùng với sự an toàn sinh học khiến resilin và các protein mô phỏng resilin trở nên lý tưởng cho nhiều ứng dụng đòi hỏi vật liệu và lớp phủ linh hoạt, bền bỉ. Những protein này có thể được ứng dụng từ kỹ thuật mô, vận chuyển thuốc, đến thiết bị điện tử dẻo và dụng cụ thể thao - nhưng đây là nghiên cứu đầu tiên được công bố về khả năng kháng khuẩn của loại lớp phủ này.
Nhóm nghiên cứu đã chế tạo 4 loại lớp phủ bề mặt khác nhau dựa trên resilin, sau đó kiểm tra đặc tính cơ học và khả năng chống lại sự phát triển của vi khuẩn. Các lớp phủ này được tiếp xúc với vi khuẩn E. coli - một tác nhân phổ biến gây nhiễm khuẩn trong bệnh viện và được ủ trong vòng 24 giờ. Kết quả cho thấy, một trong các lớp phủ, có cấu trúc dạng coacervate, đã đẩy lùi 100% vi khuẩn, ngăn chặn hoàn toàn sự bám dính mà không gây độc cho tế bào người. Coacervate là những giọt cầu mềm, kích thước nano, hình thành từ protein (trong trường hợp này là resilin), kết tụ lại trong nước tạo thành một pha riêng biệt giống như các hạt nhỏ phủ lên bề mặt, từ đó ảnh hưởng đến cách tế bào hoặc vi khuẩn tương tác với chúng.
TS Nisal Wanasingha - thành viên nhóm nghiên cứu cho biết, không giống như thuốc kháng sinh, có thể dẫn đến hiện tượng kháng thuốc, sự gián đoạn cơ học do lớp phủ resilin gây ra có thể ngăn vi khuẩn phát triển cơ chế kháng lại. Bên cạnh đó, nguồn gốc tự nhiên và tính tương thích sinh học của resilin giúp giảm nguy cơ phản ứng bất lợi trong mô người và vì là protein nên loại vật liệu này thân thiện với môi trường hơn nhiều so với các lựa chọn thay thế như nano bạc.
GS Naba Dutta - đồng tác giả của nghiên cứu chia sẻ, những kết quả bước đầu khả quan mở ra hướng tiếp cận mới trong việc tăng cường kiểm soát nhiễm khuẩn tại bệnh viện và các cơ sở y tế khác. Tuy nhiên, cần tiến hành thêm nhiều thử nghiệm để đánh giá hiệu quả của lớp phủ này với nhiều loại vi khuẩn gây bệnh khác nhau. Khi lớp phủ chứng minh được khả năng tiêu diệt vi khuẩn trên diện rộng, các nhà nghiên cứu sẽ tiến hành chuyển giao từ phòng thí nghiệm sang ứng dụng trong y tế. Giai đoạn này sẽ đòi hỏi việc ổn định công thức lớp phủ, đảm bảo khả năng sản xuất quy mô lớn, và cuối cùng là thử nghiệm về độ an toàn và hiệu quả trên người.
TXB (theo Đại học RMIT Úc)