HỆ THỐNG KHỬ KHUẨN BỀ MẶT BẰNG CÔNG NGHỆ PLASMA CHỐNG LÂY NHIỄM CHÉO VÀ DIỆT CORONAVIRUS CHO CÁC BỆNH VIỆN

Bệnh viêm đường hô hấp cấp do COVID-19 là dịch bệnh rất nguy hiểm, có tốc độ lây lan nhanh chóng, phạm vi lây nhiễm rộng. Hiện nay, thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng vẫn chưa tìm ra được phương pháp hữu hiệu phòng chống dịch bệnh này. Vì vậy, nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống có khả năng khử khuẩn bề mặt và diệt coronavirus là vấn đề rất khẩn cấp và cần được thực hiện ngay để phòng chống lây nhiễm chéo, hạn chế sự bùng phát của dịch bệnh viêm đường hô hấp do COVID-19. Chủng mới của coronavirus nCoV có những đặc điểm dịch tễ: lây lan và nhân lên rất nhanh, phạm vi lây lan rộng; tồn tại lâu trên bề mặt các vật dụng và không khí, trong điều kiện bình thường mà không cần vật chủ; gây suy hô hấp trầm trọng và dẫn tới tử vong nhanh chóng nếu bệnh nhân không được cấp cứu kịp thời.

Các nhà khoa học của Viện Công nghệ VinIT đã nghiên cứu và chế tạo thành công Hệ thống thử nghiệm khử khuẩn bề mặt bằng công nghệ plasma cho các bệnh viện. Hệ thống ứng dụng công nghệ tiên tiến plasma lạnh cho phép tạo dòng plasma lạnh trong buồng xử lý với hiệu suất cao, dưới áp suất khí quyển. Dòng plasma lạnh có nhiệt độ nguyên tử và ion thấp khoảng vài chục ^oC, nhiệt độ electron lớn trên 10000 K, mật độ hạt electron 10¹² – 10¹³ cm^-3, các hạt tích điện và các ion do sự ion hóa không khí và khí Argon (Ar⁺, N₂⁺ , N₂^– ,O₂⁺ , O₂^– …), thành phần hoạt tính đa dạng O^–, OH^– , O*, O₂*, O₃*, NO_x, tia cực tím UV (bước sóng 180 – 400 nm) [1], có tác dụng diệt khuẩn, nấm và virus cao, ứng dụng rất tốt thay thế các loại kháng sinh, khử khuẩn, diệt virus trên bề mặt và trong không khí.

Công nghệ plasma trong khử khuẩn bề mặt và diệt virus tích hợp hệ thống tổng hợp 08 cơ chế diệt khuẩn bao gồm: nhiệt độ cao; tia UV; các hạt tích điện và electron; H₂O₂; O^–; OH^– ; O*, O₂*, O₃*, Ozone; NO_x.

So với các phương pháp khử khuẩn thông thường (dịch sát khuẩn), công nghệ plasma có các ưu điểm:

1. Phổ khuẩn và virus rộng chịu tác động của plasma;
2. Tác dụng nhanh, trong môi trường tự nhiên;
3. Không bị tác động bởi các yếu tố môi trường;
4. An toàn tuyệt đối, không dùng hóa chất, không độc hại, không gây cháy nổ;
5. Không tác hại tới các dụng cụ kim loại cũng như bằng cao su, nhựa;
6. Hiệu quả kéo dài trên bề mặt các dụng cụ được xử lý;
7. Dễ dàng sử dụng cho người và vật dụng dưới áp suất và nhiệt độ bình thường;
8. Không mùi hoặc không có mùi khó chịu;
9. Có khả năng làm sạch nhanh bề mặt dụng cụ y tế, vật tư và cả người;
10. Hiệu quả kinh tế cao.

Các nhà khoa học của Viện Công nghệ VinIT đã ứng dụng thành công công nghệ plasma trong một số lĩnh vực bao gồm:

– Lĩnh vực y tế: chữa trị các vết thương hở, các vết mổ, vết bỏng, các vết loét do đái tháo đường, loét do tì đè; sử dụng trong da liễu để trị nấm, chàm và ứng dụng trong thẩm mỹ làm liền sẹo vết thương;

– Lĩnh vực xử lý và bảo quản nông sản thực phẩm: diệt khuẩn, nấm và vi sinh vật cao, ứng dụng cho xử lý và bảo quản các loại nông sản, thực phẩm, trong đó có các loại rau, củ, quả vùng nhiệt đới, các loại hoa quả, thịt, cá và thực phẩm tươi sống từ sản phẩm của nông nghiệp và chăn nuôi;

– Lĩnh vực về bảo vệ môi trường bao gồm: xử lý các loại nước thải sinh hoạt, y tế, chăn nuôi, nước nuôi tôm, nước ao hồ ô nhiễm, các loại nước thải từ công nghệ in, nhuộm v.v.

Các sản phẩm của của Viện Công nghệ VinIT có giá thành rẻ hơn so với các sản phẩm gần tương tự khác trên thế giới do đội ngũ cán bộ khoa học và chuyên gia trong và ngoài nước với nhiều năm kinh nghiệm trong các lĩnh vực khác nhau đã làm chủ hoàn toàn công nghệ plasma lạnh và có thể chủ động về thiết kế, gia công chế tạo.

Trên cơ sở các nghiên cứu của mình Viện Công nghệ VinIT đã xây dựng thiết kế Hệ thống khử khuẩn bề mặt và diệt coronavirus cho hệ thống tiếp nhận bệnh nhân đầu vào của các bệnh viện và các địa điểm tập trung đông người (Hình 2) và Hệ thống khử khuẩn bề mặt và diệt coronavirus trong các khu cách ly của bệnh viện (Hình 3).

Trên thế giới hiện nay cũng đã có nhiều sản phẩm ứng dụng công nghệ plasma lạnh trong nhiều lĩnh vực, chủ yếu là trong y sinh, điều trị các vết thương hở, các vết thương cấp tính, mãn tính, điều trị các bệnh da liễu, ứng dụng trong y khoa thẩm mỹ, xử lý nông sản, thực phẩm, ứng dụng trong diệt khuẩn, tiệt trùng cho các thiết bị y tế v.v. Nhiều kết quả thí nghiệm về hiệu quả ứng dụng công nghệ plasma lạnh diệt virus đã được công bố. Ví dụ như [2]:

– Noroviruses: giảm 3 log₁₀ (99.9%) sau 3 phút, giảm 7 log₁₀ sau 9 phút;

– Hepatitis A virus: giảm hơn 1 log₁₀ PFU/ml sau 5-20 phút;

– Hepatitis B virus:  giảm từ 1.33×10⁷ IU/ml xuống 0.74×10² IU/ml;

– Newcastle disease virus (NDV) and avian influenza virus (AIV): có thể bất hoạt hoàn toàn sau 2 phút xử lý; – Adenoviruses: làm bất hoạt đến 6 log₁₀ sau 240 giây;

-Herpes Simplex Virus: sự sao chép bộ gen bị ức chế hơn 90% sau 40 giây xử lý;

– Influenza and paramyxo viruses: hiệu quả chống lại các loại virus đường hô hấp trong không khí khác nhau, cụ thể là virus hợp bào hô hấp (RSV), virus parainfluenza ở người loại 3 (hPIV-3) và Cúm A (H5N2), đã được đánh giá, giảm 6,5, 3,8 và 4 log (10) TCID50/ml v.v.

Các kết quả nghiên cứu này chỉ rõ tác dụng diệt virut của plasma nhiệt độ thấp. Các nhà nghiên cứu cho đến nay đã tập trung vào các nghiên cứu sơ bộ về việc vô hiệu hóa virus bằng cách sử dụng plasma lạnh dựa trên chọn ngẫu nhiên các loại virus đặc trưng trong thử nghiệm lâm sàng. Tuy nhiên, cần có nhiều nghiên cứu có hệ thống hơn để đánh giá mức độ nhạy cảm tương đối của các nhóm virus khác nhau đối với plasma lạnh. Các nghiên cứu bất hoạt virus chỉ ra rằng mức độ bất hoạt của một loại virus cụ thể hoàn toàn phụ thuộc vào phương pháp tạo plasma lạnh được sử dụng, thời gian tiếp xúc với plasma và các điều kiện thí nghiệm khác. Ngoài ra, cơ chế bất hoạt của cùng một loại virus với các phương pháp tạo plasma lạnh khác nhau thay đổi theo thành phần hoạt tính tạo ra bởi dòng plasma lạnh. Do đó cần có các nghiên cứu mới trong thời gian tới để tìm hiểu sâu hơn các cơ chế bất hoạt virus, tập trung vào các chủng mới của nCoV-19 và các loại vi sinh vật do plasma lạnh gây ra.

Trích dẫn

[1] Shi Nguyen-Kuok. Theory of Low-Temperature Plasma Physics. // Atomic, Optical, and Plasma Physics — Springer International Publishing, 2017. — 513 p. ISBN 978-3-319-43719-4 (Hardcover) 978-3-319-82894-7 (Softcover) 978-3-319-43721-7 (eBook).

[2] M.J. Pavlovich; T. Ono; C. Galleher; B. Curtis; D, Air spark-like plasma source for antimicrobial NOx generation, 25 November 2014.