Các loại Nano bạc ngày càng được ứng dụng nhiều trong đời sống và đặc biệt là ứng dụng trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe y tế. Tùy vào của mỗi phương pháp sản xuất mà các loại Nano bạc có đặc tính khác nhau. Vậy trong các sản phẩm y tế nên chọn loại Nano bạc nào để vừa có hoạt tính sinh học vượt trội vừa đảm bảo độ an toàn nhất?
Mục lục
Nano bạc là dạng tồn tại của các tinh thể bạc tinh khiết sắp xếp cạnh nhau. Kích thước của bạc ở dạng nano rất nhỏ nằm trong khoảng 1-100nm. Nhờ kích thước siêu nhỏ, Nano bạc giúp tăng diện tích tiếp xúc và khả năng xâm nhập để tăng hiệu quả diệt khuẩn, diệt virus, vi nấm so với dạng tinh thể thông thường.
Tiêu chuẩn lựa chọn các loại nano bạc sử dụng trong y tế
Nano bạc đang là hoạt chất tiềm năng được sử dụng nhiều trong các thiết bị y tế nhờ hoạt tính kháng khuẩn vượt trội như trong các loại băng vết thương, dung dịch sát khuẩn, các loại gel/kem bôi điều trị tổn thương trên da,…Nhưng không phải tất cả các loại Nano bạc đều có thể được sử dụng . Các loại Nano bạc nào đảm bảo các tiêu chí quy định như hoạt tính sinh học, không gây độc tính cũng như đảm bảo độ ổn định tốt nhất mới được sử dụng.
3 tiêu chí lựa chọn các loại Nano bạc tốt nhất
Hoạt tính kháng khuẩn của Nano
Khả năng diệt khuẩn của bạc phụ thuộc vào kích thước cũng như hình thái của hạt nano. Với dạng hình cầu diện tích mặt tiếp xúc của hạt với các bề mặt khác là tốt nhất. Kích thước cũng là một yếu tố quan trọng quyết định đến khả năng tiêu diệt vi khuẩn. Với kích thước hạt nano trong khoảng 10-30 nm cho hiệu quả diệt khuẩn tối ưu nhất. Hạt càng tăng kích thước thì hiệu quả diệt khuẩn của hạt Nano bạc càng giảm.
Độ an toàn của các loại Nano bạc
Độ tinh khiết là yếu tố quan trọng nhất quyết định độ an toàn của Nano bạc. Dạng Nano bạc được coi là tinh khiết nhất được sử dụng trong y tế khi hàm lượng Nano bạc trong thành phẩm đạt 99% tổng lượng bạc. Trong quá trình sản xuất các chất phụ gia cũng như muối bạc dễ lẫn vào trong thành phẩm sẽ làm giảm độ ổn định cũng như tiềm ẩn nguy cơ gây ra độc tính khi sử dụng. Tích tụ một lượng lớn muối bạc cũng là nguyên nhân dẫn đến bệnh da xanh (agryna) ở người.
Độ ổn định của các loại Nano bạc
Các hạt Nano bạc rất dễ bị kết tụ và sa lắng trong quá trình sử dụng và bảo quản. Các hạt Nano bạc trong dung dịch rất dễ gặp nhau tập hợp lại làm tăng kích thước của hạt. Hạt Nano bạc càng lớn khả năng tương tác của chúng càng giảm và dần dẫn đến mất hoạt tính.
Tiêu chí phân loại các loại Nano bạc
Kích thước, hình dạng cũng là một trong các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng sinh học của các loại Nano bạc cũng như độ ổn định của chúng trong chế phẩm. Với mỗi một phương pháp tổng hợp sẽ tạo ra các loại Nano bạc với các tính chất đặc trưng riêng cũng như khả năng ứng dụng trong từng lĩnh vực. Ở đây dựa vào đặc trưng tính chất mà phân chia thành 3 loại Nano bạc là các loại Nano bạc dạng ion Ag+, các loại Nano bạc dạng nguyên tử và các loại Nano bạc biến tính.
Các loại Nano bạc dạng ion Ag+
Trong phân loại các dạng của Nano bạc thì dạng Nano bạc từ ion Ag+ chiếm phần lớn nhất do phương pháp tổng hợp đơn giản và nguồn nguyên liệu dễ kiếm.
Dạng tồn tại của các loại Nano bạc dạng ion Ag+
Các loại Nano bạc Ion Ag+ được tổng hợp bằng cách khử ion Ag+ có trong dung dịch. Các chất khử này làm giảm Ag + và dẫn đến sự hình thành bạc kim loại (Ag 0 ) tạo thành nguyên tử bạc. Có rất nhiều phương pháp tiến hành với việc sử dụng tác nhân khử thuộc các nhóm khác nhau: tác nhân hóa học ( như natri citrat, ascorbate, natri borohydride (NaBH4), tác nhân vật lý (như ánh sáng, chiếu xạ, tia sóng…), tác nhân sinh học,…
Tính chất của các loại Nano bạc dạng ion Ag+: Với việc được tạo thành từ ion Ag+ tạo ra các loại Nano bạc có kích thước và hình thái đa dạng tùy thuộc vào mục đích muốn tạo thành. Khi được sinh ra trong dung dịch các hạt Nano bạc rất dễ kết tụ lại với nhau nên trong quá trình tổng hợp thường được bổ sung thêm chất bảo vệ để giảm thiểu tình trạng này.
Ưu nhược điểm của loại nano bạc dạng ion Ag+
Ưu điểm:
- Phương pháp sản xuất phổ biến nhất do phương pháp sản xuất đơn giản không tốn kém nhiều về chi phí máy móc vận hành cũng như nguyên liệu.
- Hình dạng và kích thước của các loại Nano bạc dễ tạo ra theo nhu cầu sử dụng.
Nhược điểm:
- Độ tinh khiết của Nano bạc thấp do trong quá trình sản xuất có thể tồn dư các chất phụ gia khác do rất khó để tinh chế hết.
- Trong dung dịch các loại Nano bạc dạng ion , vẫn có nồng độ muối bạc do hiệu suất của quá trình khử thấp không thể đạt 100%. Tồn dư nhiều muỗi bạc làm cho giảm hoạt tính sinh học của Nano bạc đi nhiều lần do khả năng tương tác của muối bạc với các tác nhân sinh học thấp hơn nhiều so với bạc dạng nano.
- Kích thước của hạt Nano không đồng đều với dải phân bố kích thước trải rộng.
Ứng dụng của loại Nano bạc dạng ion Ag+ trong y dược: Các loại Nano bạc dạng ion Ag+ vẫn được áp dụng để sản xuất các trang thiết bị y tế trong các sản phẩm khử khuẩn khác nhau. Tuy nhiên hiệu quả không cao mà cần phải sử dụng ở nồng độ cao mới cho tác dụng tối ưu nhất.
Các loại Nano bạc dạng nguyên tử
Khác với các loại Nano bạc được tạo thành từ sự khử ion Ag+ trong dung dịch, các loại Nano bạc ở dạng nguyên tử được tạo từ việc sử dụng các tác nhân vật lý như tia lazer, dòng plasma hóa…
Dạng tồn tại của Nano bạc dạng nguyên tử: Phương pháp được sử dụng để tổng hợp các loại Nano bạc dạng nguyên tử là biến đổi nguyên tử bạc dạng nguyên chất thành dạng tồn tại ở kích thước nano. Có thể sử dụng phương pháp cắt bằng tia laser hoặc sử dụng phương pháp Plasma hóa.
- Phương pháp cắt tia laze sử dụng chùm tia laser với bước sóng ngắn bắn lên vật liệu khối bạc đặt trong dung dịch có chứa chất hoạt hóa bề mặt. Các hạt nano được tạo thành với kích thước khoảng 10 nm và được bao phủ bởi chất hoạt hóa bề mặt.
- Phương pháp Plasma sử dụng dòng plasma hóa tạo ra giữa 2 điện cực, trong đó có 1 điện cực là bạc để tạo ra các hạt Nano bạc.
Tính chất của loại Nano bạc dạng nguyên tử: Cũng giống như phương pháp tổng hợp từ ion bạc, kích thước hạt và hình thái của hạt Nano đa dạng điều chỉnh dễ dàng trong quá trình sản xuất. Các chất bảo vệ cũng được thêm vào trong quá trình để đảm bảo độ ổn định của dược chất.
Ưu điểm của loại nano bạc dạng nguyên tử:
- Với phương pháp sản xuất này độ tinh khiết của dung dịch Nano bạc thu được lên đến 99%, khử gần như triệt để, ion Ag+ tự do dư rất ít nên đảm bảo dung dịch ổn định lâu dài, an toàn.
- Bên cạnh tác dụng khử ion Ag+, phương pháp Plasma còn giải phóng electron tích điện âm xung quanh các hạt Nano bạc khiến cho chúng đẩy nhau, không kết đám, tăng độ ổn định lâu dài cho chế phẩm
- Phương pháp này tạo ra các hạt Nano bạc với hình dạng và kích thước đồng đều nhất tăng thêm độ ổn định cho chế phẩm
Nhược điểm: Chi phí sản xuất cao do đầu tư trang thiết bị. Tổng lượng thành phẩm thu được không cao nên phương pháp khó mở rộng ở quy mô công nghiệp.
Ứng dụng của loại Nano bạc dạng nguyên tử trong y dược: Với độ tinh khiết Nano bạc gần như tuyệt đối, các loại Nano bạc này được coi là dạng an toàn nhất, hiệu lực mạnh sử dụng tốt nhất trong lĩnh vực y tế với mục đích điều trị các nhiễm trùng do vi khuẩn, virus hay các vi sinh khác gây ra.
Các loại Nano bạc biến tính
Để tăng thêm hoạt tính kháng khuẩn của Nano bạc trong quá trình phát triển đã tạo ra thêm các loại Nano bạc biến tính nhờ thêm vào các chất kháng khuẩn tự nhiên như Tannic, Chitosan…
Dạng tồn tại của các loại Nano bạc biến tính: Trong cấu trúc của các hạt Nano bạc biến tính ngoài các tinh thể nguyên tử bạc liên kết chặt chẽ với nhau, bao phủ lớp bên ngoài là lớp bảo vệ có mang hoạt tính sinh học. Một số loại Nano bạc biến tính phổ biến như Nano bạc chitosan hay Nano bạc phủ acid Tannic,…
Tính chất của loại Nano bạc biến tính: Các loại Nano bạc biến tính vừa mang đầy đủ tính chất của hạt Nano. Thêm nữa các hoạt chất thêm vào đóng vai trò như chất bảo vệ khắc phục tình trạng dễ kết tụ của hạt vừa hiệp đồng hiệu quả điều trị với Nano bạc.
Ưu điểm của loại nano bạc biến tính: Đây được coi là dạng Nano bạc có tính ứng dụng cao nhất của Nano bạc trong các chế phẩm y tế. Hiệu quả diệt khuẩn, tăng khả năng làm lành vết thương của Nano bạc được phát huy một cách hiệu quả nhất.
Ứng dụng của Nano bạc biến tính trong y dược: Có rất nhiều chế phẩm sử dụng các loại Nano bạc biến tính được sử dụng trong y dược. Có thể kể đến các nước súc họng chứa Nano bạc /acid Tannic hay các loại gel bôi vết thương Nano bạc kết hợp với chitosan.
- Các nước súc họng chứa thành phần Nano bạc /acid Tannic đã chứng minh hiệu quả của mình vượt trội hơn so với các dạng Nano bạc thường. Acid Tannic như chất chống khuẩn, chống oxy hóa tự nhiên gia tăng tác dụng diệt khuẩn, diệt virus của bạc. Hơn nữa các loại Nano bạc biến tính bằng acid Tannic còn tăng khả năng chống viêm và lành vết loét.
- Chitosan/ Nano bạc cũng là dạng Nano bạc được nghiên cứu trong những năm gần đây. Chitosan làm tăng khả năng thấm của Nano bạc nên tăng hiệu quả giảm viêm, đau ngứa của Nano bạc trên các bệnh viêm da hay gặp.
Các loại Nano bạc hiện nay đều rất đa dạng về kích thước cũng như hình dạng, thành phần cũng như ứng dụng của nó trong lĩnh vực y tế. Với các sản phẩm chăm sóc sức khỏe nên chọn lựa các loại Nano bạc cân bằng các yếu tố an toàn nhất, ít gây ra độc tính, hiệu quả điều trị bệnh và tiết kiệm chi phí sản xuất.
