Nano bạc là vật liệu phổ biến trong đời sống và được ứng dụng ở nhiều lĩnh vực y học, công nghiệp và nông nghiệp. Tuy nhiên vẫn có không ít người lo ngại nano bạc có an toàn không? Có ảnh hưởng đến sức khỏe không? Bài viết dưới đây giải đáp ngay cho bạn.
Mục lục
Tổng quan về nano bạc
Trong những năm gần đây, vật liệu nano bạc đang ngày càng nhận được sự quan tâm đáng kể của các nhà khoa học và các nhà sản xuất bởi tính ứng dụng cao trong y học và đời sống.
Nano bạc là gì?
Nano bạc là vật liệu được chế tạo từ kim loại Bạc, có kích thước từ 10 – 100nm. Ở dạng nano bạc, diện tích bề mặt tiếp xúc tăng lên gấp nhiều lần làm thay đổi khả năng tiếp cận với môi trường xung quanh. Đặc tính này kết hợp với điện tích bề mặt của hạt tạo nên các đặc tính sinh học – bao gồm cả tác dụng và độc tính.
Phương pháp sản xuất nano bạc
Trong những năm qua, nhiều phương pháp sản xuất nano bạc đã được phát triển theo các con đường vật lý, hóa học và sinh học.
|
Phương pháp |
Vật lý | Hóa học |
Sinh học |
|
Cơ chế |
Dùng tia lửa điện, nhiệt phân, chiếu xạ laser, khử điện hóa,… | Khử hóa học bằng các chất khử hữu cơ và tổng hợp hóa lạnh | Sử dụng các hệ thống sinh học như vi sinh vật, chiết xuất thực vật và các phân tử sinh học như Enzym, Vitamin, Acid amin |
|
Quy trình |
Phức tạp | Đơn giản | Đơn giản |
|
Hiệu suất |
Thấp | Cao | Cao |
|
Chi phí |
Cao | Thấp |
Thấp |
|
Độ tinh khiết của nano bạc |
Thấp |
Thấp |
Cao |
| Ảnh hưởng tới môi trường | Không gây tồn dư hóa chất | Tồn dư sản phẩm phản ứng và tạp chất, gây nguy cơ độc tính trên sinh vật và ô nhiễm kim loại nặng |
Sản phẩm thân thiện với môi trường, có thể tái sử dụng |
Hiện nay, các phương pháp sinh học đang dần được áp dụng phổ biến nhất do nhiều ưu điểm về chi phí, quy trình, độ thân thiện với môi trường và khả năng tối ưu hóa kỹ thuật thông qua thay đổi các yếu tố pH, nhiệt độ, điều kiện oxy hóa khử, thời gian,…
Tác dụng của nano bạc
Nano bạc có tính ứng dụng cao trong đời sống và y học bởi khả năng kháng khuẩn, kháng virus, chống viêm và kích thích làm lành vết thương. Cụ thể:
Khả năng kháng khuẩn
Tác dụng được biết đến nhiều nhất của nano bạc là khả năng diệt các vi sinh vật như vi khuẩn, virus và nấm mạnh mẽ. Cơ chế của tác dụng này chưa được làm rõ, tuy nhiên các giả thuyết phổ biến bao gồm:
- Nano bạc bám dính vào thành vi khuẩn, xâm nhập và làm tổn thương màng tế bào, dẫn đến rò rỉ các thành phần tế bào và chết.
- Nano bạc tạo ra các loại gốc tự do và gốc oxy hóa, do đó phá hủy các bào quan của tế bào và thúc đẩy quá trình chết theo chương trình của tế bào vi khuẩn.
Khả năng chống viêm và làm lành vết thương
Các nghiên cứu đánh giá tác dụng chống viêm của nano bạc đã chỉ ra nano bạc có khả năng điều chỉnh các Cytokine tiền viêm và quá trình chết theo chương trình trong các tế bào viêm. Nhờ vậy, nano bạc có thể làm hạn chế tiến triển phản ứng viêm và giảm thiểu tác hại của viêm với tế bào.
Hơn nữa, nano bạc còn được chỉ ra có khả năng điều chỉnh các Cytokine liên quan đến quá trình chữa lành, tăng cường sự biệt hóa của nguyên bào sợi. Do vậy, nano bạc thúc đẩy hình thành collagen và phục hồi các tổn thương mô hiệu quả.
Ứng dụng của nano bạc trong đời sống
Với những tác dụng thiết thực kể trên, nano bạc đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là y học:
Ứng dụng trong y học:
- Sản xuất băng gạc, băng dính, đồ bảo hộ và khẩu trang y tế kháng khuẩn
- Làm thuốc bôi ngoài da trị viêm da bằng nano bạc và vết thương hở
- Làm nước súc miệng họng, dung dịch rửa mũi và các thuốc xịt mũi – họng
- Làm lớp phủ kháng khuẩn trong cấy ghép tim mạch, ống nội soi, ống thông, cảm biến sinh học
- Sử dụng trong chất kết dính nha khoa, làm lớp phủ dụng cụ chỉnh nha
- Ứng dụng nuôi cấy tế bào trong ống nghiệm
- Khử trùng khu vực buồng bệnh, phòng mổ,…
- Nghiên cứu trong điều trị ung thư và các bệnh chuyển hóa như đái tháo đường
Ứng dụng trong công nghiệp:
- Chế tạo bộ lọc nước, chất khử mùi
- Làm xà phòng, nước xịt phòng
- Làm bao bì thực phẩm
Ứng dụng trong nông nghiệp:
- Khử khuẩn hạt giống
- Làm thuốc bảo quản, thuốc bảo vệ thực vật sinh học
- Tưới tiêu phòng ngừa dịch bệnh trên cây trồng
- Khử khuẩn chuồng, trại chăn nuôi
- Điều trị vết thương hở cho vật nuôi
- Cải thiện nguồn nước chăn nuôi thủy hải sản và phòng ngừa bệnh cho vật nuôi
Những mối lo ngại về tính an toàn của nano bạc
Kích thước nhỏ của nano bạc làm dấy lên lo ngại về việc nano bạc có thể xâm nhập và gây tổn thương tế bào. Đồng thời, diện tích bề mặt tiếp xúc lớn của nano bạc đem lại hiệu quả sinh học cao hơn nhưng đồng thời cũng làm tăng nguy cơ độc tính.
Bên cạnh đó, đã có một số báo cáo từ những thí nghiệm trên tế bào và trên động vật về khả năng gây hại của nano bạc do làm biến đổi vật chất, chu trình sinh học tự nhiên của tế bào người. Cơ chế gây độc tính này được cho là tương tự như cơ chế kháng khuẩn của nano bạc: sản xuất các gốc tự do, gốc oxy hóa và gây độc gen.
Nano bạc có an toàn không?
Chưa có nhiều nghiên cứu xác minh nguy cơ độc tính của nano bạc. Tuy nhiên, nano bạc vẫn được đánh giá là một vật liệu an toàn khi được sử dụng hợp lý và có tiềm năng ứng dụng lớn.
Kết quả thử nghiệm độc tính và thực tế lâm sàng về độ an toàn của nano bạc
Để giải thích nano bạc có an toàn không, các yếu tố ảnh hưởng đến độc tính của vật liệu này cũng cần được phân tích. Theo các nhà khoa học, độc tính của nano bạc được quyết định bởi những yếu tố sau đây:
- Kích thước hạt nano
- Đường đưa vào cơ thể con người
- Nồng độ, thời gian tiếp xúc và sự phân bố, tích lũy trong cơ thể
- Hiệu lực sinh học của các hạt nano
- Sự hấp thụ nano bạc của tế bào
Hầu hết các thử nghiệm in vivo về độc tính trên chuột của nano bạc được thực hiện qua các đường tiêm tĩnh mạch, tiêm bắp, tiêm dưới da, tiêm màng bụng hay nhỏ vào khí quản. Trong các thử nghiệm này, chuột được tiếp xúc với nano bạc ở những hàm lượng đáng kể.
Kết quả thử nghiệm cho thấy, hàm lượng nano bạc đủ lớn có thể tích lũy, dẫn tới nguy cơ cao bị biến đổi trong môi trường sinh lý và gây ảnh hưởng bất lợi cho hệ tim mạch, hô hấp, gan và hệ thần kinh trung ương. Tuy nhiên, vật liệu này lại hầu như không gây ra nguy cơ độc tính nào ở những hàm lượng thấp.
Một giả thiết được đưa ra để giải thích cho kết quả này là do cấu tạo nhiều lớp lipoprotein dày của thành tế bào động vật có vú có khả năng ngăn cản sự xâm nhập của ion bạc từ hạt nano. Với nồng độ nano bạc cao hơn, lượng lớn ion bạc được giải phóng có thể làm biến đổi cấu trúc màng và xâm nhập vào trong bào tương.
Hiện nay chưa có thử nghiệm lâm sàng cụ thể nào về tác động này của nano bạc trên cơ thể người. Do vậy, việc hấp thu lượng nano bạc thấp vẫn được coi là an toàn, tuy nhiên không khuyến cáo sử dụng nano bạc đường toàn thân.
Có thể xác định lượng nano bạc an toàn dựa trên các khuyến cáo về lượng bạc tối đa con người có thể hấp thụ mà không bị ảnh hưởng. Theo tổ chức Y tế thế giới, lượng bạc an toàn đối với sức khỏe con người là 10g khi được hấp thụ từ từ. Liều này theo tiêu chuẩn của Cục Bảo vệ Môi sinh Hoa Kỳ EPA là 5mg/kg/ngày (tối đa 350 mg bạc/ngày ở người nặng 70kg).
Tính an toàn của nano bạc sử dụng trong điều trị bệnh tật
Trong điều trị bệnh tật, nano bạc thường có trong các chế phẩm dùng ngoài (trên da và niêm mạc) và ít được sử dụng theo đường uống.
- Tính an toàn của nano bạc sử dụng ngoài da và niêm mạc
Theo nghiên cứu in vivo về sự hấp thụ qua da của nano bạc từ Đại học Da liễu Úc năm 2013 , các hạt nano bạc từ băng gạc có thể xuyên qua da người nguyên vẹn hoặc đang bị tổn thương. Tuy nhiên, khả năng xâm nhập vào tuần hoàn máu của chúng rất hạn chế và ít có nguy cơ gây độc tính.
Riêng với niêm mạc, các hạt nano bạc có thể xuyên qua bề mặt này xuống tuần hoàn, lắng đọng trong cơ thể và gây bệnh Argyria với biểu hiện da màu xám xanh. Tuy nhiên, bệnh này chỉ xảy ra khi cơ thể tích lũy bạc với nồng độ rất lớn từ 70 – 1500mg bạc/kg trọng lượng cơ thể.
Các chế phẩm dùng trên da và niêm mạc thường có hàm lượng nhỏ chỉ vài đến vài chục mg. Vì vậy, nano bạc dùng ngoài được coi là an toàn cho cơ thể người. Đặc biệt, nano bạc có dùng được cho trẻ sơ sinh, trẻ nhỏ và phụ nữ có thai.
- Tính an toàn của nano bạc sử dụng đường uống
Theo nghiên cứu năm 2013 từ Đại học Kỹ thuật Đan Mạch, nano bạc dùng đường uống có thể hấp thụ lên tới 18% ở người và gây độc tính phụ thuộc vào liều lượng. Do vậy, ứng dụng đường uống của nano bạc hiện nay là rất hạn chế do khó khăn trong việc tính toán lượng nano bạc để uống.
Tiêu chuẩn nồng độ bạc tối đa trong nước uống là 100mg/l theo Cục bảo vệ môi sinh Hoa Kỳ và 0.05mg/l theo tiêu chuẩn Châu Âu.
Tiềm năng ứng dụng của nano bạc trong y học
Tuy có nhiều lo ngại liên quan đến độ an toàn nhưng nano bạc vẫn có tiềm năng ứng dụng rất lớn, đặc biệt là trong kiểm soát nhiễm khuẩn và điều trị ung thư.
- Tiềm năng thay thế kháng sinh của nano bạc trong kiểm soát nhiễm khuẩn và phòng ngừa bệnh tật: Hiện nay, tình trạng vi khuẩn kháng kháng sinh đang trở nên báo động tại Việt Nam. Đặc điểm tác dụng của nano bạc khiến vi khuẩn khó hình thành cơ chế kháng lại, do vậy có hiệu quả ngay cả trên vi khuẩn kháng thuốc.
- Tiềm năng phát triển các phương pháp điều trị ung thư: Nano bạc đã được phát hiện có thể tiêu diệt tế bào ung thư biểu mô tuyến ruột kết ở người trong ống nghiệm.
Nhiều biện pháp hạn chế độc tính đã và đang được phát triển để có thể tận dụng tối đa và an toàn những lợi ích của nano bạc. Hiện nay, biến đổi bề mặt hạt nano đang là cách thức hiệu quả nhất do làm giảm độc tính mà không ảnh hưởng đến đặc tính sinh học có lợi của nano bạc.
Tại Việt Nam, các nhà khoa học đã phát triển phức hệ Nano bạc TSN – nano bạc plasma bọc Acid Tannic. Phức hệ giúp cải tiến tác dụng của nano bạc trên virus tốt hơn nhưng vẫn đảm bảo độ an toàn tuyệt đối.
Innocare Pharma đang là đơn vị tiên phong trong ứng dụng phức hệ Nano bạc TSN đã chuẩn hóa vào các sản phẩm chăm sóc sức khỏe. Các sản phẩm chứa phức hệ này như Súc họng miệng PlasmaKare, Xịt họng PlasmaKare H-Spray và gel bôi da PlasmaKare No5 đã được đưa ra thị trường và cho thấy hiệu quả vượt trội trong điều trị các bệnh ngoài da và bệnh đường hô hấp trên.
Nano bạc với những tác dụng tuyệt vời đang được phát triển như một xu hướng mới trong y học. Tuy nhiên, nano bạc có an toàn không còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như hàm lượng, kích thước, hiệu lực sinh học,… Do vậy, cần có thêm những nghiên cứu và thử nghiệm lâm sàng để xác định chính xác nguy cơ độc tính trên người và tìm cách phòng ngừa sao cho hiệu quả.
