Tại Viện Khoa học Vật liệu (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam), nhóm nghiên cứu của PGS.TS. Hà Phương Thư đã hoàn thành đề tài khoa học "Nghiên cứu phát triển kháng sinh nano thực vật, kháng sinh nano và đánh giá hiệu quả của chúng nhằm ứng dụng trong chăn nuôi gia cầm" (mã số 06/2020/TN).
Đề tài do Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) tài trợ, đem lại nhiều kết quả nổi bật, mở ra một hướng đi mới cho ngành chăn nuôi an toàn và bền vững.
Trước đây, việc sử dụng kháng sinh trong chăn nuôi thường được coi là giải pháp tất yếu để phòng bệnh, tăng năng suất và rút ngắn thời gian nuôi. Tuy nhiên, tình trạng lạm dụng kéo dài dẫn đến hệ quả nghiêm trọng: Vi khuẩn kháng thuốc ngày càng khó kiểm soát, tồn dư kháng sinh trong thực phẩm ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người tiêu dùng, đồng thời tạo ra áp lực lớn đối với môi trường sinh thái.
Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã nhiều lần cảnh báo nguy cơ kháng kháng sinh trở thành "đại dịch thầm lặng" nếu các quốc gia không kiểm soát hiệu quả nguồn phát sinh từ nông nghiệp và y tế. Việt Nam cũng đã ban hành nhiều chính sách hạn chế kháng sinh trong chăn nuôi, song để thay thế một cách bền vững, cần có công nghệ thực sự khả thi và phù hợp với điều kiện sản xuất.
Nano hóa kháng sinh TV từ Tỏi/Diệp hạ châu + nano Ag.
Điểm đặc biệt trong nghiên cứu của nhóm chuyên gia là việc phát triển các hệ kháng sinh nano với kích thước siêu nhỏ dưới 100 nanomet, giúp hoạt chất kháng khuẩn thâm nhập sâu vào tế bào vi khuẩn, nâng cao hiệu quả tiêu diệt, giảm liều dùng và hạn chế tác dụng phụ. Hai nhóm sản phẩm được phát triển song song gồm: kháng sinh nano chiết xuất từ thảo dược (tỏi, diệp hạ châu) và hệ nano kết hợp kháng sinh tổng hợp như Doxycycline, Florfenicol với nano bạc.
Cơ chế tác động của nano bạc là một trong những điểm nổi bật. Nhờ khả năng bám dính bề mặt tế bào, nano bạc phá vỡ màng vi khuẩn và ức chế chức năng vận chuyển, từ đó khiến vi khuẩn suy yếu nhanh chóng. Khi kết hợp với kháng sinh truyền thống, nano bạc hoạt động như chất xúc tác, thúc đẩy quá trình tiêu diệt các chủng vi khuẩn kháng thuốc, đặc biệt là E. coli hay Salmonella, những mầm bệnh phổ biến trong chăn nuôi gia cầm. Song song đó, chiết xuất nano từ tỏi và diệp hạ châu hoạt động theo cơ chế sinh học tự nhiên, giúp nâng cao miễn dịch và giảm nguy cơ nhiễm bệnh, phù hợp với định hướng nông nghiệp hữu cơ.
Tại phòng thí nghiệm, các chế phẩm nano đã chứng minh hiệu lực vượt trội khi tiêu diệt các chủng vi khuẩn kháng kháng sinh thông thường. Nhóm nghiên cứu cũng ghi nhận khả năng giải phóng hoạt chất theo thời gian, giúp kiểm soát ổn định mật độ vi khuẩn trong đường ruột gia cầm mà không gây sốc sinh học. Đây là điều mà các kháng sinh phổ thông thường khó đáp ứng.
Giá trị khoa học chỉ thực sự có ý nghĩa khi bước ra khỏi phòng thí nghiệm và chứng minh được hiệu quả trong sản xuất. Mô hình thử nghiệm được triển khai tại một trang trại gà thịt ở huyện Hiệp Hòa (Bắc Giang). Tại đây, các chế phẩm nano được sử dụng thay thế một phần kháng sinh truyền thống trong giai đoạn nuôi. Kết quả thu được sau hơn 45 ngày nuôi cho thấy sự khác biệt rõ rệt: Lượng kháng sinh sử dụng giảm gấp 10 lần so với nhóm đối chứng, tỷ lệ sống đạt 98% (so với 94% của nhóm dùng kháng sinh thông thường) và chỉ số dư lượng kháng sinh trong thịt gà chỉ còn 35 µg/kg, thấp hơn rất nhiều so với mức 197 µg/kg ở nhóm đối chứng.
Các con số không chỉ phản ánh hiệu quả sinh học mà còn cho thấy khả năng đáp ứng tiêu chuẩn an toàn thực phẩm. Trong bối cảnh thị trường quốc tế ngày càng khắt khe với sản phẩm nông nghiệp có nguồn gốc kháng sinh, kết quả thử nghiệm là cơ sở quan trọng để các doanh nghiệp nông nghiệp Việt Nam từng bước nâng cao năng lực cạnh tranh.
Bên cạnh hiệu quả chuyên môn, đề tài còn đạt được những thành tựu đáng chú ý về công nghệ. Quy trình sản xuất chế phẩm nano đã được hoàn thiện ở quy mô pilot 100 lít/mẻ, tạo tiền đề cho thương mại hóa. Đáng chú ý, nhóm nghiên cứu đã được cấp hai bằng độc quyền sáng chế, vượt chỉ tiêu đặt ra trong hồ sơ phê duyệt. Kết quả cũng được công bố qua hai bài báo quốc tế uy tín và một báo cáo tại hội nghị chuyên ngành trong nước, đóng góp vào nền tảng khoa học vật liệu nano tại Việt Nam.
Nhìn rộng hơn, nghiên cứu của nhóm PGS.TS. Hà Phương Thư là minh chứng cho xu hướng phát triển các công nghệ sinh học - vật liệu nhằm thay thế kháng sinh truyền thống. Việc ứng dụng nano không chỉ giới hạn trong gia cầm, mà còn có khả năng mở rộng sang chăn nuôi lợn, thủy sản hoặc vaccine thú y. Trong dài hạn, nếu quy trình sản xuất được chuẩn hóa và chuyển giao, Việt Nam có thể từng bước xây dựng chuỗi giá trị chăn nuôi ít kháng sinh, đáp ứng yêu cầu của thị trường nội địa và xuất khẩu.
Nghiên cứu kháng sinh nano trong chăn nuôi gia cầm không chỉ góp phần giải quyết vấn đề tồn dư kháng sinh, mà còn đặt nền móng cho mô hình nông nghiệp bền vững dựa trên khoa học công nghệ.
Từ phòng thí nghiệm đến trang trại thực tế, kết quả cho thấy công nghệ nano đang trở thành giải pháp chiến lược, giúp bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng, giảm nguy cơ kháng kháng sinh và nâng cao chất lượng sản phẩm. Hướng đi này không chỉ là bước đột phá khoa học, mà còn là lời giải phù hợp cho bài toán phát triển nông nghiệp Việt Nam trong kỷ nguyên xanh và an toàn sinh học.
