Nano bạc biến tính- cải tiến mới từ dạng Nano bạc thông thường

Nano bạc biến tính ra đời làm tăng thêm hoạt tính sinh học giúp kiểm soát tốt hơn các nhiễm trùng trên lâm sàng. Vậy Nano bạc biến tính có cải tiến gì so với Nano bạc truyền thống? Hiệu quả của nguyên liệu mới đem lại có tạo nên đột phá trong kiểm soát nhiễm khuẩn trên thế giới. 

Nano bạc biến tính là gì

Nano bạc biến tính là tên gọi để chỉ những phức hợp giữa Nano bạc cùng với hợp chất mang đặc tính sinh học khác như acid Tannic, Chitosan…

Cấu trúc của Nano bạc biến tính mang đặc trưng của hạt Nano bạc hình cầu kết hợp với lớp hợp chất sinh học bảo vệ bên ngoài. Các hoạt chất thêm vào bao phủ bên ngoài hạt Nano bạc thông thường tăng thêm độ ổn định cấu trúc. Ngoài ra các hoạt chất sinh học còn  cải thiện hoạt tính của Nano bạc như tăng dụng tốt hơn trên virus cũng như vi nấm… 

So với các loại Nano bạc truyền thông khác, các Nano bạc biến tính có thêm những ưu điểm vượt trội hơn trên cả tác dụng, độ an toàn và độ ổn định cũng như hiệu lực tác dụng.

• Tăng độ ổn định so với Nano bạc thường: Khi thêm chất có hoạt tính sinh học sẽ tăng thêm lớp bảo vệ giúp giữ trạng thái phân tán của hệ tránh các hạt Nano bạc, hạn chế sự va chạm các hạt khi chuyển động trên dung dịch. 
• Đảm bảo độ an toàn của Nano bạc : Các phức hợp Nano bạc biến tính được tăng cường tác dụng nhờ kết hợp với các thành phần tự nhiên mang hoạt tính sinh học như acid Tannic, Chitosan…Nhờ đó chỉ cần ở nồng độ nhỏ Nano bạc cho tác dụng tiêu diệt vi khuẩn, virus hay nấm. Ngoài da các hoạt chất như tannic còn hạn chế khả năng xâm nhập sâu của Nano bạc vào các mô cơ thể nên hạn chế cơ thể tích lũy độc tính do bạc.
• Tăng khả năng tiêu diệt virus, vi nấm: Hạn chế của Nano bạc thông thường là chỉ hiệu quả trên vi khuẩn nhưng có tác dụng yếu trên virus, vi nấm- những tác nhân gây bệnh nặng và khó kiểm soát hơn. Khắc phực yếu điểm đó đã cho ra đời dòng Nano bạc biến tính gắn Tannic acid hay Chitosan mở rộng tac động trên vi khuẩn đa kháng, virus hay vi nấm. 

Các phương pháp chế tạo Nano bạc biến tính

Để tổng hợp hạt Nano bạc biến tính có rất nhiều phương pháp. Có thể thông qua con đường tổng hợp sinh học hoặc nhờ công nghệ Plasma hóa. 

Phương pháp sinh học chế tạo Nano bạc biến tính

Phương pháp chế tạo Nano bạc biến tính bằng phương pháp sinh học là quá trình sử dụng vi sinh vật hoặc các dịch chiết tự nhiên từ thực vật để khử ion Ag+ thành hạt Nano bạc nguyên chất. 

Ở ngoài tự nhiên, các hợp chất mang tính chất riêng có trong các bộ phận như vỏ rễ, thân, lá, hoa của cây. Ngày nay vẫn còn rất nhiều hoạt chất mà con người chưa khám phá hết tác dụng của chúng có thể giúp điều trị bệnh. Như các hợp chất Tannin thuộc nhóm polyphenol có hoạt tính ức chế phát triển của virus, chống oxy  hóa, săn se giúp vết thương mau lành.  

Công nghệ Plasma chế tạo các dòng Nano bạc biến tính

Một phương pháp khác có thể tổng hợp các hạt Nano bạc biến tính là sử dụng dòng plasma hóa để tạo Nano bạc. Đây được coi là phương pháp tổng hợp hiện đại nhất cho độ tính khiết hạt Nano bạc cao nhất đạt > 99%. Các hợp chất bảo vệ này giảm hiện tượng sa lắng, kết tụ tạo hạt Nano bạc có đường kính tăng lên gây giảm tương tác với các tác nhân gây bệnh. 

Trong mô hình chế tạo, dòng plasma được tạo thành nhờ năng lượng điện có trong môi trường lỏng sẽ ăn mòn 1 bên điện cực bạc để tạo hạt Nano bạc. Trong quá trình tổng hợp các hợp chất sinh học như Tannic acid, Chitosan.… được thêm vào tại thời điểm nhất định bao bên ngoài hạt Nano bạc mới. 

 

Các loại Nano bạc biến tính hiện nay

Nano bạc có hoạt tính kháng khuẩn mạnh mẽ nhưng tác dụng trên virus và vi khuẩn còn yếu. Kế thừa đặc điểm của nano bạc, các hợp chất sinh học kết hợp giúp tăng cường hoạt tính trên virus như acid tannic hay chitosan giúp tăng khả năng tiêu diệt nấm gây bệnh trên da. 

Nano bạc biến tính gắn enzym

Nano bạc biến tính gắn enzym là phức hợp giữa hạt Nano bạc kết hợp với các enzym gắn trên bề mặt. Hoạt tính sinh học của enzyme được tăng cường nhờ hệ cố định Nano bạc.

Cấu trúc hạt Nano bạc biến tính: Cấu trúc của hạt Nano bạc biến tính gắn enzyme gồm có phần lõi là tinh thể Nano bạc có đường kính trong khoảng 10-40 nm. Các phân tử enzyme liên kết với các hạt nguyên tử bạc tạo lớp bảo vệ bên ngoài. 

Ảnh hưởng của chất phối hợp lên hiệu lực của Nano bạc biến tính: 

• Hạt Nano bạc được sử dụng như một hệ cố định gắn các enzym giúp tăng độ ổn định của enzym, tăng tác dụng của enzyme trong các xúc tác cho các phản ứng sinh hóa của cơ thể. Theo kết quả nghiên cứu của Lakshita Dewangan đăng trên tạp chí Royal Society of Chemistry, hạt Nano bạc cố định enzyme Cholesterol oxidase (ChOx) cho hiệu quả chọn lọc trong việc phát hiện các phân tử Cholesterol trong cơ thể.
• Phức hợp AgNPs-AiiA (Nano bạc biến tính gắn enzyme Lactonase) tăng hoạt tính kháng khuẩn hơn so với sử dụng Nano bạc thường. Theo nghiên cứu của Kshitiz Gupta và cộng sự cho thấy có sự giảm đáng kể sản xuất exopolysaccharide, hoạt động trao đổi chất, tính kỵ nước bề mặt tế bào của vi K. pneumoniae đa kháng thuốc so với điều trị riêng bằng Nano bạc thường.  Phức hợp AgNPs-AiiA thể hiện hoạt tính kháng sinh mạnh mẽ ở nồng độ dưới mức tối ưu 14,4 μg /mL mà không gây hại cho đại thực bào và các mô khác nhau bao gồm thận, gan, lá lách và phổi của chuột được thử nghiệm. 

Ứng dụng của Nano bạc biến tính gắn enzym: Nano biến tính gắn enzym được ứng dụng rất phổ biến trong các cảm biến sinh học cho thấy hiệu quả chọn lọc hơn so với các cảm biến thông thường. Ngoài ra có rất nhiều loại Nano bạc biến tính cho thấy hoạt tính mạnh trên các chủng vi khuẩn kháng thuốc có thể ứng dụng là giải pháp cho tình trạng kháng thuốc hiện nay.

Nano bạc biến tính gắn acid Tannic (TSN)

Acid Tannic kết hợp với hạt Nano bạc tạo bước đột phá cho hoạt tính kháng virus của Nano bạc. Acid Tannic là hợp chất quen thuộc trong tự nhiên được sử dụng trong y được từ lâu đời.

Cấu trúc hạt Nano bạc biến tính 

Cấu trúc điển hình của Nano bạc gắn acid tannic gồm có 3 phần lõi hạt ion bạc Ag+ với lớp bảo vệ thứ nhất là các phân tử acid tannic, và lớp bảo vệ thứ 2 là các electron tự do giúp tăng cường độ ổn định kích thước hạt nano (trong khoảng 10-40nm) tùy theo từng mục đích sử dụng sẽ hiệu chỉnh kích thước sao cho phù hợp nhất.

Ảnh hưởng của chất phối hợp lên hiệu lực của Nano bạc biến tính: 

• Acid Tannic có hoạt tính kháng khuẩn tự nhiên làm tăng cường khả năng diệt khuẩn của Nano bạc
• Nhờ có tính bám tốt lên bề mặt virus của Acid Tannic giúp nhiều hạt Nano bạc dễ dàng bám dính và kết tụ trên bề mặt virus hơn. Điều đó tăng hiệu quả kháng virus ngay ở giai đoạn đầu ngăn không cho virus bám lên tế bào vật chủ.
• Tác dụng săn se da, niêm mạc của acid Tannic làm tăng hiệu quả làm lành vết thương của Nano bạc.

Các tác dụng nổi bật của loại Nano bạc biến tính: TSN® thừa hưởng mọi tác dụng nổi tiếng của Nano bạc với bề mặt tiếp xúc lớn vì kích thước hạt chỉ cỡ nano. Tuy nhiên, TSN® còn mang những đặc tính riêng biệt mà không phải loại nano bạc nào cũng có.

Tăng cường hoạt tính kháng khuẩn:

• Acid tannic cũng có khả năng ức chế vi khuẩn giúp hiệu quả diệt khuẩn của Nano bạc nhanh, mạnh hơn. Dabbaghi ​​và cộng sự đã báo cáo hoạt động của acid tannic chống lại Staphylococcus aureus và Escherichia coli phụ thuộc vào hàm lượng các nhóm hydroxyl phenolic.Theo kết quả khảo nghiệm tại Việt Nam, hạt TSN có khả năng tiêu diệt  tới 100% sau thời gian 30s tiếp xúc với các loại vi khuẩn tụ cầu vàng, E. coli, Liên cầu khuẩn tan huyết nhóm A… đây là những loại vi khuẩn phổ biến gây ra nhiều vấn đề cho sức khỏe như bệnh nhiễm trùng ngoài da, mụn nhọt lở loét, viêm họng miệng, nhiễm trùng tiêu hóa… 
• Ngoài ra, nano bạc mà cụ thể là phức hệ Tannic – Nano bạc, đã được nghiên cứu trong nhiều công trình cho thấy khả năng kháng lại cả các chủng vi khuẩn đã kháng thuốc nhờ cơ chế tác động đa đích.

Tác dụng kháng virus của TSN

• Điểm yếu của Nano bạc thường và ion bạc là tác dụng hạn chế trên các chủng virus. Nguyên nhân là do tính tương tác yếu giữa các hạt Nano bạc trên bề mặt virus, giảm phát huy tác dụng của Nano bạc.  Acid tannic có tính bám đặc biệt giúp tăng khả năng bám dính của Nano bạc tích tụ trên bề mặt của virus. Nhiều hạt Nano bạc cùng tích tụ giúp tập trung cao nhất nồng độ Nano bạc để thể hiện hoạt tính diệt virus ở giai đoạn xâm nhập, nhân lên của virus. Chính vậy giúp tăng cường tác dụng diệt virus nhanh và mạnh hơn. 
• Phức hệ Tannic – Nano bạc được thử nghiệm trong nhiều nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam cho thấy khả năng kháng virus mạnh mẽ cả trên chủng virus có vỏ và không vỏ.  Các dòng virus mà Nano bạc biến tính TSN® có tác dụng có thể kể đến như các chủng virus Herpes như HSV-1, HSV-2, HCV Cúm, Bacteriophage phiX174… 

• Tác dụng làm lành niêm mạc: Acid Tannic với hoạt tính săn se da giúp vết thương mau lành tăng cường khả năng làm lành vết loét của Nano bạc. 

Ứng dụng của Nano bạc biến tính gắn acid Tannic

TSN giúp nâng cao hiệu quả diệt virus hiệu quả hơn so với Nano bạc thông thường. Hơn nữa acid tannic hiệp đồng tăng cường tác dụng của Nano bạc biến tính gắn acid tannic. 

Do có tác dụng vượt trội như vậy mà TSN có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế:

• TSN ứng dụng trong các chế phẩm dùng ngoài phòng chống các tác nhân gây nhiễm trùng tại da và niêm mạc.
• Phức hợp TSN có thể điều trị, kết hợp trong điều trị các bệnh lý do virus gây ra vùng hô hấp trên , mụn rộp, loét trên da, niêm mạc do virus Herpes…
• TSN làm mở rộng tác dụng các phẩm điều trị các các vấn đề về bỏng, vết loét trên da do nhiễm trùng nhờ khả năng kháng khuẩn làm lành niêm mạc. 

Nano bạc biến tính gắn Chitosan (CSN)

Kết hợp giữa Nano bạc truyền thống với hoạt chất Chitosan tạo ra dòng nguyên liệu Nano bạc biến tính mới giúp làm tăng tác dụng tiêu diệt các chủng vi nấm gây bệnh thường gặp nhờ tăng khả năng thâm nhập sâu vào thành tế bào nấm của Chitosan.

Cấu trúc hạt Nano bạc biến tính gắn Chitosan: 

• Cũng giống như hạt TSN, phức hợp Nano bạc- Chitosan gồm có phần lõi là cấu trúc tinh thể của Nano bạc hình cầu (đường kính khoảng 10-40 nm).  Bên ngoài hạt Nano bạc là lớp bảo vệ được tạo thành từ các phân tử chitosan liên kết với nhau. 
• Chitosan có nguồn gốc từ quá trình khử oxy hóa kiềm của chitin tạo thành các đơn vị 2-amino-2-decoxide-glucoza và 2-acetamino-deoxy-d-glucose liên kết với liên kết b- (1 → 4). Chitosan mang nhiều hoạt tính sinh học khác nhau như hoạt tính kháng khuẩn, chống viêm, chống oxi hóa, ứng dụng nhiều trong y tế và đời sống. 

Ảnh hưởng của chất phối hợp lên hiệu lực của Nano bạc biến tính:  

• Chitosan có hoạt tính kháng khuẩn giúp tăng hiệu quả kháng khuẩn của Nano bạc.
• Chitosan có khả năng ức chế phản ứng viêm do làm giảm hoạt độ các chất trung gian tiền viêm và tăng các chất chống viêm, nâng cao hiệu lực chống viêm của Nano bạc biến tính so với nano bạc thường.
• Chitosan giúp tăng khả năng tác dụng trên vi nấm của Nano bạc nhờ khả năng thấm qua màng tế bào nấm nhờ khả năng tương thích sinh học.

Các tác dụng nổi bật của Nano bạc biến tính gắn Chitosan

Tăng hiệu lực kháng khuẩn của hạt Nano bạc biến tính:

• Chitosan tương tác với bề mặt tế bào vi khuẩn làm ức chế sự phát triển của vi khuẩn. Mật độ điện tích dương cao trên cấu trúc của chitosan tạo ra tương tác tĩnh điện mạnh điện mạnh liên kết với DDA cho thấy chitosan có triển vọng ức chế vi khuẩn. Như vậy Chitosan làm tăng tác dụng kháng khuẩn của Nano bạc chống lại các chủng vi khuẩn gây bệnh.
• Jung và cộng sự. trong thử nghiệm của mình cho thấy khi DDA gần 100% (99%), chitosan ức chế hầu hết các loại vi khuẩn được thử nghiệm ở nồng độ ức chế tối thiểu (MIC). Jeon và các đồng nghiệp của ông đã trình bày tiềm năng kháng khuẩn của chitosan chống lại Escherichia coli , Salmonella enterica , Klebsiella pneumonia và Streptococcus uberis… 

Tăng cường hoạt tính kháng nấm của Nano bạc biến tính:

Hoạt tính kháng nấm của Nano bạc hiệp đồng tác dụng với Chitosan mở rộng khả năng tiêu diệt các chủng nấm hay gây bệnh trên lâm sàng. Theo nghiên cứu của Ling Yien Ing và cộng sự, Chitosan cho thấy hoạt tính kháng nấm hiệu quả trên các chủng nấm thử nghiệm Candida albicans, Fusarium solani và Aspergillus niger.

Cơ chế của Chitosan tác dụng trên nấm được đề xuất là:

• Chitosan thâm nhập của thành tế bào nấm
• Chitosan can thiệp vào quá trình phiên mã DNA và tổng hợp protein của tế bào nấm.
• Chitosan còn ức chế con đường nảy chồi của nấm nên làm giảm đáng kể độc lực cũng như khả năng gây bệnh của nấm. 

Như vậy Nano bạc biến tính gắn Chitosan cho hiệu lực kháng nấm cao hơn so với các hạt nano bạc thường. Hơn nữa khi được bao xung quanh bởi các phân tử Chitosan đã làm giảm lo ngại về độc tính của Nano bạc khi tiếp xúc với các tế bào. 

Ứng dụng của Nano bạc biến tính gắn Chitosan

Chitosan cho thấy hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm và hoạt tính chống viêm mạnh mẽ… cho thấy tiềm năng ứng dụng trong điều trị các tổn thương trên da do vi nấm gây ra. Ứng dụng Nano bạc biến tính gắn Chitosan trong các sản phẩm kem bôi da điều trị các bệnh viêm da, vảy nến, á sừng, ghẻ lở…đang được nghiên cứu rộng rãi với kết quả khả quan. 

 

Những lưu ý khi sử dụng Nano bạc biến tính

Nano bạc hay các loại Nano bạc biến tính khác vẫn còn là nguồn nguyên liệu mới nên có rất nhiều đặc tính chưa được khám phá. Có rất nhiều thắc mắc được đặt ra về tác dụng cũng như lo lắng về ảnh hưởng của chúng tới cơ thể con người khi sử dụng.

Độ an toàn của Nano bạc biến tính 

Có rất nhiều người khi nghe thấy từ “biến tính” sẽ có cảm giác e ngại khi sử dụng vì lo ngại những đột biến tạo ra trong quá trình sử dụng. Nhưng không phải vậy, từ “biến tính” chỉ để gọi tên cho các phức hợp của Nano bạc khi kết hợp thêm với các thành phần mang hoạt tính sinh học bổ trợ khác.

• Qua nghiên cứu, các lớp màng bao quanh hạt Nano bạc giúp tăng tính ổn định cho cấu trúc. Các hạt Nano bạc trần rất dễ tương tác với nhau gây hiện tượng kết tụ giảm khả năng tương tác của chúng với vi sinh vật gây bệnh. Nano bạc biến tính ổn định cấu trúc nhờ tương tác đẩy nhau giữa các hạt trong dung dịch, tránh hiện tượng sa lắng, kết tụ. Nhờ đó mà Nano bạc biến tính  an toàn khi sử dụng. 
• Acid Tannic trong hạt TSN tạo lớp màng, làm giảm tính thâm nhập của hạt Nano bạc xâm nhập sâu hơn vào các tế bào người. Nhờ đó hạn chế tác dụng không mong muốn của Nano bạc, an toàn sử dụng trên các vết thương hở so với Nano bạc truyền thống.   

Nano bạc biến tính có uống được không

Nano bạc biến tính được ứng dụng nhiều trong các sản phẩm súc họng, súc miệng phòng ngừa và điều trị các bệnh đường hô hấp. Lo ngại liệu Nano bạc biến tính có uống được không, có độc tính gì không nếu trong quá trình sử dụng vô tình nuốt phải?

• Hiện nay những báo cáo về khả năng gây ra độc tính với cơ thể người của Nano bạc biến tính rất ít. Theo một nghiên cứu “Đánh giá độc tính trong tiêm phúc mạc dưới mãn tính của các hạt nano bạc đã biến tính gắn Tannic từ Myrtus trong mô hình chuột” của Shirin Tavakoli và cộng sự, hạt Nano bạc biên tính có thể an toàn ngay cả khi sử dụng lâu dài trong thời gian điều trị khi kết hợp với các phân tử sinh học. 
• Để hiểu rõ hơn về tác động của Nano bạc biến tính đến cơ thể người cần tiến hành thêm nhiều nghiên cứu hơn nữa, phòng tránh các nguy cơ tiềm ẩn có thể xảy ra.

Nên sử dụng Nano bạc biến tính cho vết thương hở

Như đã nêu ở trên Nano bạc biến tính giúp tăng tái tạo da, niêm mạc tốt hơn so với Nano bạc thông thường, giúp điều trị hiệu quả trên các tổn thương hở có nguy cơ nhiễm trùng.

• Nano bạc được ứng dụng trong các loại băng gạc trong điều trị các vết bỏng , loét ngoài da.  Nano bạc thúc đẩy các quá trình hình thành các tế bào hạt, collagen, các quá trình biểu mô hóa để làm lành da. Các hạt Nano bạc biến tính kết hợp thêm với các hợp chất sinh học có tác dụng tốt trên vết thương nhờ tăng cường hoạt tính kháng khuẩn cũng như tăng tái tạo vết thương.
• Loại Nano bạc biến tính gắn acid Tannic cho thấy tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các vết thương trên da và niêm mạc như các tổn thương, mụn mủ do virus Herpes HSV-2 gây ra theo nghiên cứu của Piotr Orłowski thực hiện trên các mô am đạo chuột bị viêm loét. Cả Nano bạc và acid Tannic ức chế và tiêu diệt các vi khuẩn gây nhiễm trùng thứ cấp như Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus và Escherichia coli và kích thích sự di chuyển của tế bào sừng để tái tạo da. Hơn nữa Nano bạc biến tính gắn acid Tannic còn điều biến các phản ứng viêm ở mức phù hợp không cản trở quá trình liền vết thương.

Nano bạc biến tính có thấm qua da, niêm mạc không

Theo các nghiên cứu được công bố Nano bạc có khả năng thấm qua da và niêm mạc. Do đó gây ra lo ngại về tính thấm của Nano bạc biến tính mặc dù chưa có kết luận chính thức nào về độc tính có thể có được chỉ ra. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng của Nano bạc biến tính mà khả năng thấm được điều chỉnh phù hợp. 

• Nano bạc biến tính gắn Chitosan cho khả năng thấm qua da tốt hơn so với các Nano bạc thường, có thể vào sâu lớp sừng của da, tăng tác dụng điều trị cho các bệnh vẩy nến, á sừng…
• Nano bạc biến tính gắn Acid Tannic giảm tính thấm qua da, niêm mạc của Nano bạc thường. Acid tannic tạo lớp màng hạn chế tiếp xúc của Nano bạc với tế bào người, giảm độc tính có thể có của Nano bạc. 

Nano bạc biến tính cho thấy hiệu quả diệt khuẩn mạnh hơn cũng như tăng khả năng tác dụng trên virus và vi nấm so với Nano bạc thường. Chính nhờ tác dụng vượt trội hơn nên Nano bạc biến tính được coi như lĩnh vực mới đầy tiềm năng để nghiên cứu và phát triển các chế phẩm đột phá trong lĩnh vực y tế.