NTTU nhận Bằng độc quyền sáng chế cho công nghệ ánh sáng xanh hỗ trợ diệt tụ cầu vàng kháng thuốc

NTTU – Trong công tác y tế và điều trị nhiễm trùng lâm sàng, vi khuẩn tụ cầu vàng (Staphylococcus aureus) – đặc biệt là chủng siêu kháng thuốc MRSA – từ lâu đã trở thành mối đe dọa lớn đối với sức khỏe cộng đồng và gây áp lực nghiêm trọng lên hệ thống chăm sóc sức khỏe. Từ thực tiễn đó, nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Nguyễn Tất Thành đã phát triển thành công giải pháp diệt vi khuẩn tụ cầu vàng dựa trên cơ chế kết hợp ánh sáng xanh 460 nm và dung dịch Hydrogen Peroxide (H₂O₂) nồng độ thấp. Nhóm tác giả gồm TS. Vũ Minh Thiết, ThS. Ngô Nguyên Vũ, ThS. Trần Trung Tín và Vòng Trôi Chi thuộc Viện Kỹ thuật công nghệ cao NTTU thực hiện

Sáng chế “Thiết bị và phương pháp diệt vi khuẩn tụ cầu vàng (Staphylococcus aureus)” của nhóm đã được Cục Sở hữu trí tuệ chính thức cấp Bằng độc quyền sáng chế số 52720 theo Quyết định số 217286/QĐ-SHTT ngày 25/9/2025.

Từ thách thức vi khuẩn siêu kháng thuốc đến yêu cầu tìm kiếm giải pháp không phụ thuộc kháng sinh

Tụ cầu vàng S. aureus là tác nhân hàng đầu gây ra các nhiễm trùng da, mô mềm, nhiễm khuẩn huyết và nhiễm trùng vết thương phẫu thuật. Sự xuất hiện và lan rộng của các chủng tụ cầu vàng kháng methicillin (MRSA) khiến các phác đồ điều trị bằng kháng sinh truyền thống ngày càng gặp nhiều thách thức, làm kéo dài thời gian nằm viện và tăng chi phí điều trị cho bệnh nhân.

Trong công tác sát khuẩn vết thương, việc sử dụng các chất oxy hóa mạnh như H₂O₂ ở nồng độ cao tuy mang lại hiệu quả diệt khuẩn nhưng lại dễ gây kích ứng, tổn thương mô và hoại tử các tế bào lành xung quanh vết thương. Ngược lại, nếu hạ nồng độ hóa chất để đảm bảo an toàn sinh học thì hiệu quả diệt khuẩn lại không đạt yêu cầu do lớp sắc tố bảo vệ tự nhiên của loài vi khuẩn này. Thực tế này đòi hỏi một hướng tiếp cận mới: làm suy giảm khả năng tự vệ của vi khuẩn trước khi tác động bằng chất sát khuẩn nồng độ nhẹ.

Cơ chế tác động kép: Tước bỏ “lá chắn” sắc tố bằng ánh sáng xanh 460 nm

Sắc tố vàng staphyloxanthin trên bề mặt vi khuẩn S. aureus đóng vai trò như một “lá chắn” chống oxy hóa, giúp vi khuẩn chống lại phản ứng miễn dịch của cơ thể và các chất diệt khuẩn. Nghiên cứu của nhóm tác giả NTTU đã phát hiện ra rằng việc chiếu ánh sáng LED xanh ở bước sóng 460 nm trong thời gian ngắn (khoảng 5 phút với mật độ công suất 100 mW/cm²) có khả năng làm phân hủy sắc tố này mà không gây tổn thương nhiệt cho tế bào chủ.

Khi lớp lá chắn staphyloxanthin bị vô hiệu hóa, vi khuẩn rơi vào trạng thái cực kỳ nhạy cảm với stress oxy hóa. Lúc này, chỉ cần kết hợp với dung dịch H₂O₂ ở nồng độ rất thấp (0,75%) – mức an toàn cho mô người, hệ thống đã có thể tiêu diệt triệt để cả chủng tụ cầu vàng thông thường lẫn chủng siêu kháng thuốc MRSA.

Chứng minh hiệu quả của phương pháp trên mô hình thực nghiệm

Để đưa nguyên lý sinh học thành giải pháp có khả năng ứng dụng thực tế, nhóm nghiên cứu đã tự thiết kế, chế tạo và chuẩn hóa hệ thống chiếu sáng LED 460 nm chuyên dụng. Hệ thống cho phép kiểm soát chính.

Thông số đèn LED đỉnh phổ 460nm dùng cho việc chiếu trị nhiễm khuẩn MRSA

Không dừng lại ở các thử nghiệm in vitro, công nghệ đã được đánh giá thực nghiệm trên mô hình vết thương da nhiễm MRSA ở chuột. Kết quả ghi nhận:

Tốc độ phục hồi vượt trội: Trong 7 ngày điều trị đầu tiên, nhóm được xử lý bằng ánh sáng 460 nm kết hợp H₂O₂ 0,75% có tốc độ lành vết thương tăng gần 20% so với nhóm đối chứng.

Hiệu quả tương đương thuốc chuẩn: Nghiên cứu cho thấy khả năng phục hồi mô tương đương với việc sử dụng thuốc bôi kháng sinh chuyên dụng (Fucidin).

An toàn sinh học: Công nghệ không gây kích ứng da, kéo dài pha tiềm phát của vi khuẩn và hạn chế nguy cơ tái phát triển mà không tạo ra áp lực tiến hóa sinh ra dòng vi khuẩn kháng thuốc mới.

Chiếu đèn Led trên chuột thí nghiệm – Ảnh: NNC

Hiệu quả xử lý vết thương da chuột nhiễm trùng MRSA bởi nhiều phương pháp, trong đó có phương pháp phối hợp sử dụng ánh sáng đèn LED 460nm và dung dịch H2O2

TS. Vũ Minh Thiết – Phó Viện trưởng Viện Kỹ thuật CNC trình bày kết quả nghiên cứu

“Kết quả nghiên cứu của nhiệm vụ khoa học đã được công bố trên tạp chí Microorganisms (SCIE, Q1), 10.3390/microorganisms11122946”, TS. Vũ Minh Thiết thông tin thêm.

Mở ra triển vọng ứng dụng rộng rãi và hợp tác chuyển giao công nghệ

Việc được cấp Bằng độc quyền sáng chế không chỉ khẳng định năng lực nghiên cứu khoa học ứng dụng của đội ngũ giảng viên, nhà khoa học tại Trường Đại học Nguyễn Tất Thành mà còn mở ra cơ hội phát triển các thiết bị y tế khử khuẩn tại chỗ tiên tiến. Giải pháp này đặc biệt có ý nghĩa trong việc hỗ trợ điều trị các vết thương mãn tính, loét do tiểu đường, vết thương phẫu thuật nhiễm trùng tại các cơ sở y tế.

Sản phẩm đã nhận được Bằng độc quyền sáng chế 

Trong thời gian tới, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành sẵn sàng đẩy mạnh hợp tác với các bệnh viện, viện nghiên cứu và doanh nghiệp sản xuất thiết bị y tế để tiếp tục tối ưu hóa sản phẩm, tiến tới thử nghiệm lâm sàng và thương mại hóa công nghệ, góp phần mang lại những giải pháp chăm sóc sức khỏe an toàn, hiệu quả cho cộng đồng.

Viện KTCNCNTT