Nghiên cứu mới về áo choàng bảo hộ bằng giấy hỗ trợ cuộc chiến chống COVID-19

Vật liệu thay thế rẻ và hiệu quả để kịp thời ứng phó đại dịch

Đại dịch COVID-19 bùng phát trên toàn cầu khiến hầu hết các nước phải đối mặt với tình trạng khan hiếm trên diện rộng, các thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE) chất lượng kém và bị lạm dụng tiếp tục gây ảnh hưởng đến nhiều quốc gia trong cuộc chiến chống lại COVID-19.

Trong trường hợp không có PPE chất lượng và phù hợp, nhiều công nhân đã áp dụng các giải pháp tạm thời như mặc túi đựng rác bằng nhựa làm áo choàng, nhưng chúng không những không bảo vệ mà còn làm lây lan COVID-19. Áo choàng y tế phải đáp ứng một số yêu cầu về độ co giãn, độ bền của đường may, khả năng thấm nước, áp suất thủy tĩnh và khả năng bảo vệ khỏi vi-rút. Mặc dù giấy không phải là vật liệu thông thường để sản xuất áo choàng, nhưng nó có thể dễ dàng tiếp cận và sản xuất ở hầu hết các quốc gia.

Các phát hiện cho thấy giấy có thể là yếu tố còn thiếu trong việc tạo ra các vật liệu thay thế cho PPE để giảm sự lây lan của COVID-19 và giữ an toàn cho mọi người. "Đại dịch toàn cầu, nhu cầu tăng đột biến và sự thiếu hụt vật liệu PPE truyền thống phù hợp để bảo vệ khỏi sự lây lan của vi-rút đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu, nhà vi-rút học và chuyên gia y sinh hợp tác, khám phá các vật liệu thay thế có chi phí thấp cho áo choàng y tế và các PPE khác", GS. Gil Garnier, tác giả chính và là Giám đốc BioPRIA tại Đại học (ĐH) Monash, cho biết.

Mẫu áo choàng giấy phủ polyetylen sử dụng trong y tế

Các nhà nghiên cứu từ ĐH Monash đã đưa ra một giải pháp đơn giản, hiệu quả về chi phí và có thể sản xuất đại trà công nghiệp để đảm bảo an toàn cho nhân viên y tế và bệnh nhân - đó là áo choàng y tế sử dụng giấy được dát mỏng với lớp phủ polyetylen - một loại nhựa nhiệt dẻo nhẹ. Sản phẩm được tạo ra bởi các nhà nghiên cứu tại BioPRIA thuộc ĐH Monash, Khoa Kỹ thuật Hóa học và Trường Khoa học Sinh học.

Đáp ứng tiêu chuẩn khắt khe của ngành y tế

GS. Mark Banaszak Holl, đồng tác giả và Trưởng khoa Kỹ thuật Hóa học của ĐH Monash, cho biết: Giấy có vẻ không phải là một lựa chọn khôn ngoan vì những điểm yếu của nó là độ xốp và khả năng bám cao. Tuy nhiên, có hai dẫn chứng đã dẫn tới những nghi ngờ về kết luận này.

Đầu tiên là cuộc khủng hoảng COVID-19 đã hạn chế đáng kể khả năng tiếp cận các vật liệu không dệt polyolefin thông thường hiện được sản xuất hầu hết ở châu Á. Trong đó, giấy được sản xuất ở tất cả các lục địa có người sinh sống và hầu hết các quốc gia. Thứ hai là sự phát triển của giấy như một vật liệu chế tạo đã đạt được tiến bộ đáng kể về hiệu suất trong suốt thập kỷ qua.

"Giấy nhiều lớp là một vật liệu không dệt có tiềm năng đáng kể để sử dụng sản xuất áo choàng y tế. Các đặc tính vốn có, tính khả dụng phổ biến, chi phí thấp, quy trình sản xuất và ép giấy nhanh chóng làm cho vật liệu này được phổ biến rộng rãi, đáp ứng các tiêu chí chăm sóc sức khỏe và thích ứng với những thay đổi nhanh chóng về nhu cầu trong trường hợp của đại dịch hoặc các trường hợp khẩn cấp khác dẫn đến tình huống thiếu PPE nghiêm trọng", GS. Mark Banaszak Holl nói.

Các loại giấy in báo và giấy được tẩy trắng tráng men bằng máy sẽ được dát mỏng với các lớp phủ polyetylen có độ dày khác nhau trước khi được sử dụng như áo choàng y tế cho nhân viên y tế và bệnh nhân COVID-19.

Từ trái qua: GS. Gil Garnier, TS. Joanne Tanner, GS. Mark Banaszak Holl, Laila Hossain, Ruth Barajas Ledesma và Maisha Maliha.

Sử dụng phương pháp nhuộm huỳnh quang, các nhà nghiên cứu có thể kiểm tra sự xâm nhập của vi khuẩn Phi-X174 trên áo choàng giấy. Nếu vi-rút có thể xâm nhập vào lớp phủ polyetylen, tạo ra lỗ thủng và làm lộ giấy, thuốc nhuộm huỳnh quang sẽ giúp đánh dấu các khiếm khuyết. Các nhà nghiên cứu đã xác định việc kết hợp giấy Kraft được tẩy trắng 49 GSM với lớp phủ polyetylen 16 GSM cho đường may chắc chắn và độ co giãn cao, tốc độ thoát hơi nước thấp và có thể cản trở sự xâm nhập của vi-rút.

Từ trước tới nay giấy chưa bao giờ được sử dụng để sản xuất áo choàng y tế với khả năng bảo vệ vi-rút. Tuy nhiên, nghiên cứu mới này giúp triển khai hàng loạt PPE chất lượng cao cho toàn thế giới, hỗ trợ kịp thời các bác sỹ bệnh nhân và cả người dân chống lại đại dịch COVID – 19.

Dự án này được hỗ trợ bởi Trung tâm Nghiên cứu ARC về Chế biến Lignocellulosic thành Sản phẩm Giá trị cao (PALS) và Hiệp hội Kỹ thuật Giấy và Bột giấy Úc (APPITA). Polyetylen được thu thập từ Qenos Pty Ltd. Giấy bạch đàn tẩy trắng tráng men bằng máy được thu thập từ Opal, Maryvale, Vic, Úc (trước đây gọi là Giấy Úc) và giấy in báo được thu thập từ Norske Skog Boyer, Úc.