Mặt nạ gel trong mũi ngăn chặn vi rút xâm nhập đường hô hấp

Khi hàng triệu người trên toàn thế giới đang vật lộn với đợt bùng phát theo mùa do các bệnh về đường hô hấp gây ra, các nhà nghiên cứu ở Trung Quốc có thể đã tìm ra cách để vô hiệu hóa đáng kể các loại vi rút gây ra những bệnh như vậy.

Một nhóm các nhà khoa học cho biết đã phát triển loại thuốc xịt mũi biến thành gel khi tiếp xúc với nhiệt độ cơ thể, tạo ra một lá chắn vô hình bên trong mũi có thể được điều chỉnh để bắt giữ các loại vi rút cụ thể trước khi chúng xâm nhập đường hô hấp.

Các nhà nghiên cứu đã báo cáo trong một bài viết đăng trên tạp chí Nature Communications rằng những thụ thể vi rút có trong gel, đóng vai trò vô hiệu hóa vi rút, có thể hoạt động tối đa 8 giờ.

Mặt nạ trong mũi, đã được thử nghiệm trên chuột và mô hình đường hô hấp của con người, “làm giảm đáng kể khả năng nhiễm vi rút đường hô hấp”, theo bài viết.

Nhiều bệnh truyền nhiễm phát triển mạnh qua đường lây truyền trong không khí dưới dạng những giọt nhỏ, có thể dễ dàng xâm nhập vào đường hô hấp.

Trong bài viết, các nhà khoa học cho biết đặt mục tiêu tạo ra một phương pháp điều trị phòng ngừa có khả năng ngăn chặn và vô hiệu hóa các hạt vi rút tại thời điểm chúng xâm nhập. Mặt nạ dạng xịt mũi bao gồm một hydrogel nhạy với nhiệt độ và tích điện dương, ngăn chặn các giọt vi rút tích điện âm khi được hít vào qua mũi.

Một khi các aerosol của vi rút bị giữ lại trong gel, vi rút sẽ bị bất hoạt bởi các túi siêu nhỏ (những cấu trúc cực nhỏ có nguồn gốc từ tế bào nhưng không có cơ quan tế bào hoặc DNA).

Bài viết cho biết những túi siêu nhỏ này có các thụ thể trên bề mặt nhận biết được các aerosol của vi rút mà chúng được thiết kế để phản ứng. Một khi gặp các thụ thể tương ứng, vi rút sẽ bị mắc kẹt trong các túi và không thể sao chép được nữa vì các túi không chứa các thành phần tế bào cần thiết để nó thực hiện điều đó. Kết quả là một loại vi rút không còn khả năng lây nhiễm vào tế bào vật chủ.

Với quá trình mô phỏng, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng nếu không dùng mặt nạ gel trong mũi, khoảng 55% hạt vi rút được hít vào đã xâm nhập khí quản, so với chỉ khoảng 7% khi đã xịt.

Wang Limin, tác giả chính và là giáo sư tại Viện Kỹ thuật Quy trình của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), cho biết: “Mặt nạ gel trong mũi có thể chặn 93,2% các aerosol chứa vi rút trong khoang mũi, ngăn không cho chúng đi vào phổi”.

“

Aerosol là từ được sử dụng để mô tả một hệ thống các hạt nhỏ của chất lỏng, chất rắn hoặc cả hai, được phân tán trong không khí. Trong ngữ cảnh của y học hoặc y tế, aerosol thường được sử dụng để chỉ các hạt nhỏ chứa vi khuẩn, vi rút, hoặc các chất lỏng có thể chứa các yếu tố gây bệnh và có khả năng lây truyền qua không khí. Chẳng hạn, khi một người hơi thở hoặc ho, aerosol có thể chứa các giọt nhỏ màu nước, vi khuẩn hoặc vi rút và có thể lưu trong không khí một khoảng thời gian. Trong ngữ cảnh hóa học và vật lý, aerosol là các hạt nhỏ được phân tán trong không khí, chẳng hạn như hạt bụi.

Thông qua thử nghiệm trên chuột, các nhà nghiên cứu nói có thể chứng minh rằng hệ thống mặt nạ gel của họ có thể cung cấp “sự bảo vệ mạnh mẽ cho khoang mũi và phổi phía dưới trước khi nhiễm vi rút qua aerosol”.

Để tìm hiểu xem mặt nạ gel bên trong mũi hoạt động như thế nào trên giải phẫu con người, các nhà nghiên cứu đã quét và in 3D khoang mũi với mục đích mô hình hóa đường hô hấp của con người.

Bài viết cho biết mô hình khoang mũi sau đó được nối với một mô phổi có nguồn gốc từ mô phổi con người, cùng với một máy bơm phỏng dòng chảy hô hấp.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng mặt nạ gel trong mũi có thể bảo vệ chống nhiễm trùng bằng cách ngăn chặn các aerosol của vi rút tiếp cận mô phổi.

Theo bài báo, mặt nạ trong mũi có thể bảo vệ con người khỏi vi rút trong không khí, kể cả những người “không thể đeo khẩu trang một cách thuận tiện, chẳng hạn như bệnh nhân mắc bệnh hen suyễn”.

Các nhà nghiên cứu nói những người ở trong tình huống có nguy cơ cao hơn, chẳng hạn như chuyên gia y tế, có thể sử dụng mặt nạ gel trong mũi và khẩu trang thông thường để “giảm hơn nữa nguy cơ lây nhiễm từ aerosol có chứa vi rút đe dọa”.

Các thử nghiệm cho thấy mặt nạ gel trong mũi có khả năng bảo vệ đồng thời chống lại nhiều biến thể đột biến của cùng một loại vi rút, chẳng hạn như cúm A và SARS-CoV-2, vì sự liên kết của biến thể vi rút với các thụ thể vi rút trong gel là “không phụ thuộc vào đột biến”, Wei Wei, tác giả chính và là giáo sư Viện Kỹ thuật Quy trình của Học viện Khoa học Trung Quốc, nêu trong một thông cáo báo chí.

Bài viết cho biết hệ thống mặt nạ gel trong mũi cũng có thể được áp dụng với các bệnh nhiễm vi rút khác và thậm chí được thiết kế để vô hiệu hóa “nhiều loại vi rút cùng lúc”.

Theo bài viết, mặt nạ gel trong mũi vẫn duy trì đặc tính bảo vệ sau khi được làm lạnh trong ba tháng. Các vật liệu trong nó có thể được bảo quản riêng và trộn trước khi sử dụng.

Nhóm khoa học cho biết đang nghiên cứu hydrogel có thể biến đổi từ dạng lỏng sang dạng gel bất kể nhiệt độ, để giải quyết độ nhạy của hydrogel, vốn có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của nó trong điều kiện rất lạnh hoặc rất nóng.

Theo các nhà nghiên cứu, các thử nghiệm tiếp theo với mặt nạ gel bên trong mũi sẽ là trên chuột hamster và khỉ, những “mô hình thích hợp hơn” so với chuột.