Nghiên cứu chế tạo và phát triển ứng dụng một số vật liệu nano bạc để khử trùng trong y tế và sản xuất

B

KHOA H C VÀ CÔNG NGH
*************

BÁO CÁO K T QU TH C HI N NHI M V H P TÁC QU C T
(Theo Ngh đ nh th Khoa h c - Công ngh v i Liên bang Nga)
(2007 - 2009)

NGHIÊN C U CH T O VÀ PHÁT TRI N NG D NG
M T S V T LI U NANO B C Ě KH TRÙNG
TRONG Y T , Ě I S NG VÀ S N XU T
C quan ch trì : Vi n Công ngh môi tr ng, Vi n Khoa h c và Công ngh Vi t Nam
Ch nhi m Nhi m v : TS. Nguy n Vi t Dǜng
Th i gian th c hi n: 30 tháng (t tháng 01/2007 đ n tháng 6/2009)
Xác nh n c a c quan ch trì

Ch nhi m Nhi m v

TS. Nguy n Vi t Dǜng

7770
09/3/2010

Hà N i - 2009


BÁO CÁO K T QU TH C HI N NHI M V H P TÁC QU C T
(Theo Ngh đ nh th Khoa h c - Công ngh v i Liên bang Nga)
(2007 - 2009)

Thông tin chung v nhi m v :
Tên nhi m v : Nghiên c u ch t o và phát tri n ng d ng m t s v t li u nano b c đ
kh trùng trong y t , đ i s ng và s n xu t
Th i gian th c hi n: 30 tháng
T tháng 1 nĕm 2007 đ n tháng 6 nĕm 2009
H tên ch nhi m phía Vi t Nam: Nguy n Vi t Dǜng
H c hàm, h c v , chuyên môn:
Ti n s v t lý k thu t
Ch c danh khoa h c:
Nghiên c u viên chính
C quan ch trì Vi t nam : Vi n Cơng ngh môi tr ng, Vi n Khoa h c và Công ngh
Vi t Nam
H và tên ch nhi m đ i tác n c ngoài:
1) M. A. Ananhian
H c hàm, h c v , chuyên môn: GS. VS., v t lý
Ch c danh khoa h c: Giám đ c T p đồn Cơng nghi p nano
Ě a ch : 38 B. Tatarskaya, Moskva 113184, Liên bang Nga
2) O. V. Suvorova
H c hàm, h c v , chun mơn: TS Hóa h c
Ch c danh khoa h c: Giám đ c Công ty TNHH “LANACOM”, Liên bang Nga
Ě a ch : Ul. Malaia Dmitrovka, d. 15, Moskva
Xu t x th a thu n đã có v i đ i tác n

c ngoài:

Th i gian ký k t tho thu n:
Th a thu n v i T p đồn Cơng nghi p nano (Liên bang Nga) đ
2005

c ký tháng 8 nĕm

C p ký k t tho thu n:
- V phía đ i tác Nga do Giám đ c, Vi n s Vi n hàn lâm khoa h c t nhiên Nga,
Giáo s M.A. Ananhian ký.
- V phía Vi t Nam do Vi n tr ng, Ti n s Nguy n Th Ě ng ký.

2


DANH SÁCH CÁC CÁN B
STT

H và tên

1

TS. Nguy n Vi t Dǜng

2

PGS. TSKH. Ngô Qu c B u

3

TS. Nguy n Hoài Châu

4

ThS. Tr n Th Ng c Dung

5

CN. Nguy n Th Lý

6

KS. Lê Anh B ng

7

CN. Ěào Tr ng Hi n

8

KS. Nguy n Thúy Ph

9

CN. Ě ng Vi t Quang

10

THAM GIA NHI M V

Ě nv

N i dung công vi c

Vi n Cơng
ngh mơi

tr ng, Vi n
KH&CNVN

Ch trì nhi m v , ph trách m ng
nghiên c u ch t o nano b c và các
v t li u ch a, ph nano b c

ng

TS. HuǶnh Th Hà
Vi n Khoa
h c v t li u

- Ph i h p nghiên c u
s n xu t và tính ch t
đ c ch t o; Th c
ph ng pháp phân tích
nano b c trên các thi t b
vi đi n t TEM, SEM,
nguyên t .

quy trình
nano b c
hi n các
s n ph m
kính hi n
KHV l c

11

TS. Hoàng Anh S n

- Tham gia ch t o và nghiên c u
đánh giá ch t l ng các v t li u
ph compozit nano b c/polime.

12

PGS. TS. Nguy n Gia Ti n

13

Nguy n Nh Lâm

Tham gia đánh giá tính nĕng kh
trùng c a các s n ph m nano b c
và v t li u ch a nano b c.

14

Tr n Ěình Hùng

15

Tr

Vi n B ng
Qu c gia

ng Thu Hi n

3


16

Nguy n Thành Trung

H c Vi n
Quân Y

17

Nguy n Vĕn Hùng

B nh vi n
103

18

TS. Nguy n Qu c Gia

19

VS. Ananhian M. A.

20

TS. Suvorova O. V.

21

GS. Egorova E. M.

22

GS. Revina A. A.

Vi n Quân y
quân đ i 108
TĚ
Th ng xuyên cung c p thông tin
Nanoindustry m i v công ngh nano, giúp đ
Cty
xác đ nh ph ng h ng nghiên
LANAKOM c u, t o đi u ki n cho các cán b
VN ti p xúc v i các c quan và các
nhà khoa h c Nga, cung c p nano
b c, h ng d n ph ng pháp
Vi n ĚH
nghiên c u tính ch t và đánh giá
Frumkin
ch t l ng s n ph m, gi ng bài và
tham d h i th o t i VN.

4


M CL C

CH

Trang

Thông tin chung v nhi m v

2

Danh sách cán b tham gia nhi m v

3

M cl c

5

Các t vi t t t

9

Danh m c b ng

10

Danh m c hình

12

Ě tv nđ

16

T NG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN C U CH
T O VÀ
NG D NG NANO B C Ě KH
TRÙNG TRONG Y T VÀ Ě I S NG

18

1.1

Nano b c và đ c tính kh trùng c a nó

18

1.2.

M t s ph ng pháp hóa h c đi u ch nano b c dùng 25
cho vi c ch t o các v t li u ch a nano b c kháng
khu n

1.3.

Ch t o nano b c b ng ph ng pháp mixen đ o và 34
ph ng pháp dung d ch n c.

NG I

1.4.
1.4.1

1.4.2
1.4.3.
1.4.4.

ng d ng nano b c trong kh trùng y t và đ i s ng

41

M t s ng d ng c a n c b c đi u ch b ng ph ng 41
pháp đi n phân t i các b nh vi n c a LB Nga
ng d ng nano b c ch t o v t li u kháng khu n và v t 44
li u ph v t th ng
48
ng d ng nano b c ch t o bình x t kh trùng
ng d ng nano b c làm v t li u nano compozit kháng 52
khu n

5


1.5.
CH

CH

NG II

Tình hình nghiên c u

trong n

56

c

Ě I T
NG NGHIÊN C U, PH
NG PHÁP 59
NGHIÊN C U VÀ QUY TRÌNH NGHIÊN C U

2.1

Ě it

2.2

Ph

2. 2.1

Nghiên c u ch t o nano b c b ng ph
đ o

ng pháp mixen 59

2.2.2

Nghiên c u ch t o nano b c b ng ph
d ch n c

ng pháp dung 63

2.2.3

Nghiên c u kh nĕng kh trùng c a dung d ch nano b c 66
và ch t o dung d ch nano b c kh trùng d i d ng bình
x t.

2.2.4

Ph

2.2.5

Nghiên c u ho t l c c a bĕng nano b c trên m t s 73
ch ng vi khu n qu c t và vi khu n th ng g p trong
b ng

2.2.6

Nghiên c u ti n lâm sàng tác d ng đi u tr t i ch v t 74
b ng c a bĕng nano b c trên v t b ng nơng th thí
nghi m

2.2.7

Nghiên c u lâm sàng kh nĕng đi u tr v t th ng, v t 77
loét c a bĕng nano b c trên b nh nhân t i Vi n T quân
đ i 108

2.2.8

Nghiên c u ti n lâm sàng tác d ng đi u tr c a bĕng 79
nano b c trên vùng l y da và b ng nông các b nh
nhân b ng

NG III
3.1.

59

ng nghiên c u
ng pháp nghiên c u và quy trình nghiên c u

ng pháp nghiên c u ch t o bĕng g c nano b c

59

71

K T QU VÀ BÀN LU N

83

Nghiên c u ch t o nano b c

83

6

ng pháp mixen 83

3.1.1.

Nghiên c u ch t o nano b c b ng ph
đ o

3.1.2.

K t qu nghiên c u ch t o nano b c b ng ph
dung d ch n c.

3.2

Nghiên c u kh nĕng kh trùng c a dung d ch nano 101
b c và ch t o dung d ch nano b c kh trùng d i
d ng bình x t

3.2.1.

Ěánh giá ho t tính kháng khu n c a dung d ch nano b c 101
đ i v i m t s ch ng vi khu n gây b nh th ng xu t hi n
trong môi tr ng b nh vi n

3.2.2.

Nghiên c u tác d ng kh trùng c a các dung d ch nano 102
b c đ i v i m t s ch ng vi khu n th ng g p trong môi
tr ng sinh ho t

3.2.3.

Ěánh giá kh nĕng kh khu n c a dung d ch nano b c 105
đ i v i ph y khu n Vibrio cholerae gây b nh d ch t

3.3

Nghiên c u ch t o bĕng g c t m nano b c

109

3.3.1

Nghiên c u li u đ c tính c p c a dung d ch nano b c

109

3.3.2

Nghiên c u ch t o bĕng g c t m nano b c

111

3.3.3

Ěánh giá t c đ gi i phóng ion b c vào d ch v t th

3.4

Nghiên c u invitro ho t l c c a bĕng nano b c trên 114
m t s ch ng vi khu n th ng g p trong b ng

3.4.1

K t qu nghiên c u in-vitro ho t l c c a bĕng nano b c 114
trên các ch ng vi khu n qu c t
K t qu nghiên c u in-vitro ho t l c c a bĕng nano b c 115
trên các ch ng vi khu n phân l p t b nh nhân b ng

3.4.2

3.5

ng pháp 93

ng

114

Nghiên c u ti n lâm sàng tác d ng đi u tr t i ch v t 116
th ng b ng c a bĕng nano b c trên v t b ng nơng
th thí nghi m

7


3.6

Nghiên c u lâm sàng kh nĕng đi u tr v t th ng, 120

v t loét c a bĕng nano b c trên b nh nhân t i Vi n
T QĚ 108

3.7

Nghiên c u lâm sàng tác d ng đi u tr c a bĕng nano 128
b c trên vùng l y da và b ng nông các b nh nhân
b ng

3.7.1

K t qu nghiên c u trên vùng l y da

128

3.7.2

K t qu nghiên c u trên v t th

130

ng b ng nông

K T LU N

135

KI N NGH

137

TÀI LI U THAM KH O

138

PH L C

147

8


Á T

VI T T T

AOT: Bis-2-ethylhexyl sunfosuccinat natri
ATP: Adenosin triphosphat
Cit: Ion citrat
EEC: Kh i th nh v ng châu Âu
EPA: C c B o v môi tr ng M
DNA: Desoxyribonucleic axit
HAADF: Kính hi n vi đi n t tr ng t i (high angle angular dark field microscope)
HIV: Virut gi m kh nĕng mi n d ch c a ng i
MIC: N ng đ c ch t i thi u (minimum inhibition concentration)
MBC: N ng đ di t khu n t i thi u (minimum bactericidal concentration)
PHMG: Polyhexamethyl guanide
PP: Nh a polypropylen
PVP: Polyvinyl pirrolidon
RFD: Li u chi u chu n (reference dose)

RNA: Ribonucleic axit
SCMPD: y ban khoa h c v thu c và thi t b y t c a M (Sci. Committee on Med.
Products and Devices)
SDC: Sodium dihydrogen citrate
SDDS: Dodecyl sunfonat natrri
SDOSS: Dioctylsunfosuccinat natri
SEM: Kính hi n vi đi n t quét
SERS: Hi u ng tĕng c ng tán x Raman b m t
TEM: Kính hi n vi đi n t truy n qua
TLCT: Tr ng l ng c th
WHO: T ch c Y t th gi i

9


DANH M C B NG
STT
1
2
3
4

S b ng
Tên b ng
1.4.1
Kh nĕng gi i phóng ion Ag+ c a các h ch a b c
1.4.2
N ng đ c ch t i thi u MIC và n ng đ di t khu n t i
thi u MBC c a các h gi i phóng ion b c
1.4.3

Ch s kinh t c a bĕng g c nano b c trong đi u tr b ng
so v i bĕng sulfadiazin b c, tính cho 1 tu n đi u tr
Hi u qu kh trùng c a bình x t
1.4.4

5

1.4.5

6

1.4.6

7

3.1.1

8

Trang
47
47
48
52

Tác d ng di t khu n c a màng s n nhǜ t ng n c
VDVA-224 ch a nano b c đ i v i E. Coli, Salmonella,
Staphylococca, Enterococca, Legionella, Pseudomonas
Tác d ng kh trùng c a s n nhǜ t ng n c VD-BIO
ch a 1% dung d ch nano b c do hãng Lakma-Kolor ch

t o
N i dung và k t qu th c nghi m ch t o nano b c b ng
ph ng pháp mixen đ o

54

3.2.1

Tác d ng c a dung d ch nano b c lên tr c khu n m
xanh P. aeruginosa

101

9

3.2.2

Tác d ng c a dung d ch nano b c lên vi khu n E.coli
ph thu c th i gian ti p xúc.

101

10

3.2.3

Tác d ng c a dung d ch nano b c lên vi khu n t c u
vàng Staphylococcus aureus ATCC ph thu c th i gian
ti p xúc.

102

11

3.2.4

102

12

3.2.5

13

3.2.6

14

3.2.7

15

3.3.1

16

3.3.2

Hi u qu di t khu n c a dung d ch nano b c v i các
n ng đ khác nhau đ i v i vi sinh v t trong dung d ch

Hi u qu di t khu n c a dung d ch nano b c v i các
n ng đ khác nhau
Hi u qu di t khu n c a dung d ch nano b c v i các
n ng đ khác nhau đ i v i vi sinh v t trên 3 b m t
Kh nĕng di t khu n c a dung d ch nano b c do Vi n
Công ngh môi tr ng ch t o đ i v i 3 ch ng vi khu n
Vibrio cholerae đ c phân l p t i Vi n các b nh truy n
nhi m và nhi t đ i Qu c gia.
K t qu nghiên c u li u đ c c p tính trên chu t nh t
tr ng
Kh nĕng gi i phóng ion b c t bĕng g c vào d ch v t
th ng

17

3.4.1

18

3.4.2

Ě ng kính vịng kháng khu n trên nhóm ch ng vi
khu n qu c t
Vịng kháng khu n trên ch ng vi khu n phân l p t

54

84

103

105
106

109
114
114
115

10


19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29

3.5.1
3.5.2
3.5.3
3.5.4
3.6.1
3.6.2
3.6.3

3.6.4
3.6.5
3.6.6
3.6.7

30

3.6.8

31
32
33
34
35
36

3.6.9
3.6.10
3.6.11
3.6.12
3.6.13
3.6.14

37
38
39
40
41

3.7.1

3.7.2
3.7.3
3.7.4
3.7.5

42
43

3.7.6
3.7.7

44
45

3.7.8
3.7.9

b nh nhân b ng
So sánh di n bi n t i ch v t b ng trên th th c nghi m
Thay đ i tr ng l ng trung bình c a th
S thu h p v t b ng nghiên c u
Thay đ i mô h c v t b ng nghiên c u
Gi i tính b nh nhân
L a tu i
Phân lo i theo t n th ng
Nh ng b nh kèm theo
Nh ng th thu t xâm l n
Tìm vi sinh v t có trong d ch v t th ng
K t qu xét nghi m B ch c u c a b nh nhân tr c và
sau dùng bĕng- dung d ch Nano b c.

K t qu xét nghi m men gan ( SGPT, SGOT) c a b nh
nhân tr c và sau dùng bĕng - dung d ch Nano b c.
Nh ng kháng sinh đã s d ng
Cách th c s d ng bĕng và dung d ch nano b c
Ph n ng ph khi s d ng bĕng và dung d ch nano b c
Bi u hi n t i t n th ng
K t qu đi u tr .
Ngày đi u tr kh i trung bình cho t ng lo i v t th ng
khi s d ng bĕng và dung d ch nano b c.
Ě c đi m b nh nhân nghiên c u
Ě c đi m và di n bi n vùng nghiên c u
Ě c đi m b nh nhân nghiên c u
Ě c đi m vùng đ p thu c nghiên c u
Di n bi n t i ch v t th ng b ng các vùng nghiên
c u
Th i gian đi u tr và ch t l ng n n v t b ng khi kh i
Bi n đ i mô h c trên tiêu b n áp c a các vùng nghiên
c u
Bi n đ i s l ng vi khu n t i ch t n th ng b ng
T n su t loài vi khu n phân l p đ c t i v t b ng

117
117
118
120
121
121
121
121
121

122
122
122
123
123
123
124
124
124
128
129
130
130
130
131
132
133
134

11


DANH M C HÌNH
STT S hình
1
1.2.1

Tên hình
ng t i c a HIV tr c và sau khi ti p xúc

nh TEM tr
v i nano b c
T ng h p nano b c b ng ph n ng quang hóa, s d ng
ch t thionin làm ch t nh y quang
Ph h p th ghi nh n t c th i sau b c x xung c a dung
d ch 1mM AgClO4 đ c bão hòa nit : (a) 100 ns; (b)
1µs; (c) 100µs; (d) 1ms. Tert-butyl alcohol (~2%) đ c
thêm vào nh m lo i các g c t do
Ě ng phân h y t c th i c a đ nh h p th 310 nm (A)
và đ nh 410 nm (B)

2

1.2.2

3

1.2.3

4

1.2.4

5

1.2.5

S đ phát tri n b c 1 và b
thành nano tinh th b c

6
7
8

1.3.1
1.3.2
1.3.3

9

1.3.4

10

1.3.5

11

1.3.6

12

1.3.7

13

1.3.8

C u t o c a ch t HĚBM t o mixen và h s p
Các d ng mixen.

S ph thu c c a đ ng kính h t n c vào h s hịa
tan ω
Q trình trao đ i gi a các mixen c a hai ch t tham gia
ph n ng.
Các giai đo n hình thành h t nano b c trong các mixen
đ o.
S ph thu c c a v trí đ nh h p th exiton c a nano
tinh th AgI vào kích th c c a chúng
S ph thu c c a v trí đ nh h p th exiton AgI vào th i
gian sau khi ch t o
S t ng tác c a thiolglyxerin (TGC) v i nano tinh th
AgI trong các h t mixen n c.

14

1.3.9

15

1.3.10

16

1.4.1

17
18

1.4.2
1.4.3

19

2.2.1

20

2.2.1a

21

2.2.2

c 2 c a q trình hình

V trí đ nh h p th exiton c a các h t tinh th AgI trong
vi nhǜ t ng thay đ i theo th i gian
Các ph ng pháp hóa h c t ng h p nano kim lo i trong
dung d ch
Phân t dihydrogen citrat b c d dàng gi i phóng ion
Ag+ vào dung d ch
Cách b trí các đi m thí nghi m vi sinh
M t s s n ph m bình x t nano b c do Nh t B n và Hàn
Qu c s n xu t
C u trúc hóa h c c a phân t chitin và phân t chitozan
đ -acetyl hóa 100%
Vi khu n t Vibrio cholerae và hình nh con vi khu n
v i đ khu ch đ i l n
Gây b ng trên th thí nghi m t i Vi n B ng Qu c gia.

Trang
28
31
31

33
33
36
37
37
38
38
38
38
39
39
40
50
51
52
65
69
75
12


22

2.2.3

23
24

2.2.4
2.2.5

25
26

2.2.6
2.2.7

27
28

2.2.8
3.1.1

29

3.1.2

30

3.1.3

31

3.1.4

32

3.1.5

33

3.1.6

34

3.1.7

35

3.1.8

36

3.1.9

37

3.1.10

38

3.1.11

39

3.1.12

40

3.1.13

41

3.1.14

42

3.1.15

43

3.1.16

Th tr c gây b ng (bên trái) và sau gây b ng (bên
ph i)
Ph ng pháp tính di n tích vùng t n th ng b ng.
Cách th c ti n hành thí nghi m đi u tr v t th ng b ng
th b ng bĕng nano b c
L y da m nh m ng c ng tay trái
Ě p thu c nghiên c u vùng l y da m nh m ng c ng
tay trái
T n th ng b ng cánh tay F say khi làm s ch
C ch hình thành nano b c trong pha n c có s tham
gia c a các mixen thu n
C ch hình thành nano b c trong pha h u c có s

tham gia c a mixen đ o
Q trình hình thành nano b c trong pha h u c khi có
m t tác nhân ch ng t p h p decanthiol
Nano b c ch t o b ng ph ng pháp mixen đ o trong h
AgNO3/CTAB/ /Iso-octan/NaBH43.
nh SEM c a nano b c đi u ch b ng ph ng pháp
mixen đ o trong h : “AgNO3/CTAB/Iso-0ctan/NaBH4”
s d ng decanthiol làm ch t ch ng t p h p và ch t kh
d i d ng tinh th
3.1.6. nh TEM c a nano b c đi u ch b ng ph ng
pháp mixen đ o trong h : AgNO3/CTAB/
/NaBH4/Clorofooc
Nano b c thu đ c b ng ph ng pháp mixen đ o trong
h : AgNO3/CTAB/CHCl3/NaBH4/Chitozan
Nano
b c
c a
h
mixen
đ o:
AgNO3/CTAB/CHCl3/NaBH4/Chitozan.
Nano b c thu đ c b ng ph ng pháp mixen đ o trong
h : AgNO3/CTAB/NaBH4/CHCl3/. [Ag]bđ = 930ppm
nh TEM m u nano b c thu đ c b ng ph ng pháp
mixen
đ o
s
d ng
h
ph n

ng
AgNO3/Quercetin/AOT/Iso-octan
nh h ng c a t c đ nh gi t ch t kh lên kích th c
h t nano b c
nh h ng c a n ng đ chitozan lên kích th c h t
nano b c
nh h ng c a t l mol [NaBH4]/[AgNO3] lên kích
th c h t nano
S ph thu c kích th c h t c a nano b c vào n ng đ
chitozan trong dung d ch ph n ng
S ph thu c kích th c h t c a nano b c vào t s mol
[NaBH4]/[AgNO3]
nh hi n vi đi n t c a m t s s n ph m nano b c thu

76
76
77
80
80
81
86
86
87
88
89

89

90
90

91
92

93
93
93
94
94
95

13


44

3.1.17

45

3.1.18

46

3.1.19

47

3.1.20

48

3.1.21

49

3.1.22

50

3.2.1

51

3.2.2

52

3.2.3

53

3.2.4

54
55

3.2.5
3.3.1.

56

3.3.2

57

3.3.3

58

3.3.4

59

3.3.5

60

3.3.6

61

3.3.7

đ c b ng ph ng pháp dung d ch n c d i các đi u
ki n thí nghi m khác nhau:
M u nano b c đi u ch b ng ph ng pháp dung d ch
n c
M u nano b c đi u ch b ng ph ng pháp dung d ch
n c
là ph h p th c ng h ng plasmon b m t c a dung

d ch nano b c thu đ c b ng ph ng pháp dung d ch
n c
Nano b c đ c đi u ch b ng ph ng pháp dung d ch
n c có s d ng CTAB làm ch t ch ng t p h p.
Nano b c đi u ch b ng ph ng pháp dung d ch n c
trong môi tr ng amôni hydroxit s d ng PVP làm ch t
n đ nh và focmandehyd làm ch t kh
Nano b c đ c ch t o b ng ph ng pháp dung d ch
n c, h AgNO3/ /NaBH4/Chitozan, s d ng chitozan
Vi t Nam làm tác nhân n đ nh
Kh nĕng c ch E. coli và Coliforms c a dung d ch
nano b c do Vi n Công ngh môi tr ng ch t o.
Kh nĕng c ch n m trên b m t nh a c a dung d ch
nano b c 10 ppm do Vi n Công ngh môi tr ng ch
t o.
Hi u qu kh trùng c a dung d ch nano b c ph thu c
vào n ng đ và th i gian ti p xúc đ i v i các ch ng
ph y khu n t
Ph y khu n t tr c và sau 15 phút ti p xúc v i dung
d ch nano b c n ng đ 1mg/l
Bình x t nano b c
Chu t nh t tr ng tr c khi u ng dung d ch nano b c
5000ppm
Cho chu t nh t tr ng u ng dung d ch nano b c
5000ppm
Chu t nh t tr ng sau 72h u ng dung d ch nano b c
5000ppm
Dung d ch nano b c (200ppm) đ c đi u ch b ng
ph ng pháp dung d ch n c
Dung d ch nano b c (50ppm) đ c đi u ch b ng cách

siêu âm dung d ch n c ion b c v i s có m t c a
ethylen glycol làm ch t kh .
V i không d t đ c t m dung d ch nano b c (500ppm)
đ c đi u ch b ng ph ng pháp dung d ch n c v i
ch t kh là borohydrid natri.
V i không d t đ c c y nano b c b ng cách siêu âm
dung d ch n c mu i b c (50ppm) và s d ng ethylen
glycol làm ch t kh .

96
97
97

98
99

99

103
104

106

107
108
110
110
110
111
111

111

112

14


62

3.3.8

63

3.3.9

64

3.3.10

65

3.4.1

66

3.4.2

67

3.4.3

68

3.4.4

69

3.4.5

70

3.4.6

71

3.5.1

72
73
74
75
76
77
78

3.5.2
3.7.1
3.7.2
3.7.3

3.7.4
3.7.5
3.7.6

V i không d t đ c c y nano b c b ng cách siêu âm
dung d ch n c mu i b c (100ppm) và s d ng ethylen
glycol làm ch t kh .
S n ph m bĕng nano b c do Phịng Cơng ngh thân
Mơi tr ng ch t o
Ph huǶnh quang tia X c a m u v i t m dung d ch nano
b c. Ěo t i Vi n Khoa h c V t li u
Vòng kháng khu n c a nano b c đ i v i vi khu n P.
aeruginosa ATCC trên đƿa th ch.
Vòng kháng khu n c a các bĕng nano b c đ i v i S.
aureus ATCC trên đƿa th ch
Vòng kháng khu n c a các bĕng nano b c đ i v i E.
coli ATCC trên đƿa th ch.
Vòng kháng khu n c a bĕng nano b c đ i v i
P.aeruginosa phân l p t v t th ng b ng
Vòng kháng khu n c a bĕng nano b c đ i v i S.aureus
phân l p t v t th ng b ng.
Vòng kháng khu n c a bĕng nano b c đ i v i Aci
baumannii phân l p t v t th ng b ng
Di n bi n v t th ng b ng trên m t cá th th trong quá
trình đi u tr b ng bĕng nano b c.
S l ng vi khu n /1cm2 v t b ng
Vïng lÊy da đợc đắp gạc nano bạc và gạc Anson
Tổn thơng vùng lấy da sau 3 ngày điều trị và lúc khỏi
Bệnh nhân Nguyễn Huy N, ngày N1 và N3 sau bỏng
Bệnh nhân Nguyễn Huy N, ngày N12 và N14 sau báng

Tiêu b n áp: các t bào viêm N1 và N3 sau b ng
Tiêu b n áp N12 sau b ng

112

113
113
115
115
115
116
116
116
118
119
129
129
132
132
133
133

15


Ě TV NĚ
B c là nguyên t có ho t tính kháng khu n t nhiên m nh nh t đ c tìm th y trên
trái đ t. D i d ng nano ho t tính này cịn đ c tĕng lên g p b i, vì v y cùng v i s
phát tri n vǜ bão c a công ngh nano các nhà khoa h c đã s m tìm đ n h ng nghiên
c u ch t o nano b c ph c v cho m c đích kh trùng. So v i các h kh trùng ch a

b c thông th ng các h t nano b c v i nĕng l ng b m t r t l n có kh nĕng gi i
phóng t t các ion b c vào đ i t ng kh o sát nên nano b c có tính nĕng kháng khu n
m nh h n nhi u l n và có tác d ng kéo dài h n so v i b c d ng keo, d ng ion hay
d ng r n. Nh v y ngày nay nano b c đang tr thành v t li u đ c ng d ng r ng rãi
trong nhi u lƿnh v c khoa h c, s n xu t và đ i s ng nh y h c, nông nghi p, công
nghi p v.v... B c đ c nh ng nhà khoa h c và c quan y t quan tâm. Vào đ u nh ng
nĕm 1970, nhóm các nhà khoa h c Tr ng ĚH Syracus, New York nghiên c u v i ph
m t l p b c c c m ng đ ch a b ng và các b nh nhi m trùng x ng ph c t p.Thu c
m b c sulfadiazin đ c coi là m t trong các lo i thu c ch a b ng t t nh t M hi n
nay. Các ng thông đ ng ti u, van tim đ c ph b c đ tránh nhi m trùng bên trong
c th . Ě ch ng ng đ c th c ph m, đ n u n ng c a nhà b p, khĕn bàn, các chi ti t
c a máy gi t, t l nh cao c p có tráng màng b c c c m n. V i tráng b c di t vi khu n
nên kh đ c mùi hôi c a c th . Khi dùng đ dùng b ng b c đ di t trùng cho n c
ho c s a ch ng h n, tác nhân có hi u qu là nh ng nguyên t b c hoà tan, n ng đ
th ng ch là vài ph n t ho c ph n tri u c a 1g (ppm). S hoà tan t nhiên c a b c
ph thu c vào di n tích ti p xúc. Khoa h c đã gi i quy t vi c tĕng di n tích ti p xúc c a
b c b ng cách t o ra b c keo (t kho ng 1 th k tr c) và là b c nano (g n đây nh t)
[1].
T khi con ng i phát minh ra thu c kháng sinh (kho ng gi a th k 20) v i hi u
l c m nh h n, keo b c đã b thay th d n. Nh ng ch 30 nĕm sau đó ng i ta đã nh n ra
r ng có r t nhi u lồi vi khu n có kh nĕng ch ng l i tác d ng c a thu c kháng sinh và
hi n t ng đó ngày càng tr thành v n đ đáng lo ng i.
Nghiên c u ch t o và phát tri n ng d ng nano b c đ kh trùng trong y t , đ i
s ng và s n xu t là m t h ng nghiên c u m i. Vì v y, Vi n Cơng ngh mơi tr ng đã
đ xu t Nhi m v h p tác Qu c t theo Ngh đ nh th Khoa h c-Công ngh v i LB
Nga: “Nghiên c u ch t o và phát tri n ng d ng m t s v t li u nano b c đ kh
trùng trong y t , đ i s ng và s n xu t”. M c tiêu c a Nhi m v bao g m:
1. Nghiên c u ch t o dung d ch nano b c.
- Nghiên c u ch t o nano b c b ng ph ng pháp mixen đ o.
- Nghiên c u ch t o nano b c b ng ph ng pháp dung d ch n

c.

16


2. Nghiên c u kh nĕng kh trùng c a dung d ch nano b c và ch t o bình x t
nano b c.
- Ěánh giá tính kháng khu n c a dung d ch nano b c đ i v i m t s ch ng vi
khu n gây b nh th ng xu t hi n trong môi tr ng b nh vi n.
- Nghiên c u tác d ng kh trùng c a dung d ch nano b c đ i v i m t s ch ng vi
khu n th ng g p trong môi tr ng sinh ho t
3. Nghiên c u ch t o bĕng g c t m nano b c. Nghiên c u li u đ c tính c p c a
dung d ch nano b c, nghiên c u invitro ho t l c c a bĕng nano b c trên m t s ch ng vi
khu n th ng g p trong b ng.
4. Nghiên c u ti n lâm sàng tác d ng đi u tr t i ch v t th ng b ng c a bĕng
nano b c trên v t th ng b ng nông th thí nghi m.
5. Nghiên c u lâm sàng kh nĕng đi u tr v t th ng, v t loét c a bĕng nano
b c trên b nh nhân t i Vi n T QĚ 108.
6. Nghiên c u lâm sàng tác d ng đi u tr c a bĕng nano b c trên vùng l y da và
b ng nơng các b nh nhân b ng.
Trong q trình tri n khai th c hi n các n i dung nghiên c u đ ra trong Nhi m v
h p tác KH-CN theo Ngh đ nh th này, các nhà khoa h c c a các đ i tác Nga đã t o
đi u ki n thu n l i cho chúng tơi ti p c n nhanh chóng v n đ nghiên c u b ng các
cu c trao đ i và th o lu n thông tin khoa h c m i nh t, gi i thi u các tài li u tham kh o
liên quan, đ ng th i cung c p cho chúng tôi m t s m u dung d ch nano b c đ c đi u
ch b ng cách ph ng pháp hóa h c khác nhau đ dùng làm m u so sánh.

17

CH

NG I

T NG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN C U CH T O VÀ NG D NG
NANO B C Ě KH TRÙNG TRONG Y T VÀ Ě I S NG
1.1. Nano b c và đ c tính kh trùng c a nó
B c là m t nguyên t có ho t tính kháng khu n t nhiên m nh nh t đ c tìm th y
trên trái đ t. d ng nano ho t tính này cịn tĕng lên g p b i, vì v y khi cơng ngh nano
đ c phát tri n các nhà khoa h c đã s m tìm đ n h ng nghiên c u ch t o nano b c
ph c v cho m c đích kh trùng.
Vào cu i th k 18 các nhà khoa h c Ph ng Tây xác nh n r ng keo b c mà y h c
Ph ng Ěông đã t ng s d ng tr c đó hàng nghìn nĕm là m t tác nhân kh trùng r t
hi u qu . vào th i kǶ đó các nhà y h c đã xem huy t thanh ng i là m t d ch keo, do
đó keo b c đã đ c s d ng làm ch t kháng khu n trong c th con ng i, và k t đó
keo b c đ c xem là m t trong nh ng ch t sát khu n t t nh t. K t cu i th k 19
dung d ch keo b c b t đ u đ c s d ng h t s c r ng rãi trong y h c và các ch ph m
keo b c kim lo i d i tên g i Collargol và keo b c ôxit d i tên g i Protargol đã đ c
các bác s s d ng cho đ n t n ngày nay. D i d ng thu c tiêm ven keo b c đã đ c s
d ng đ đi u tr các b nh viêm kh p, viêm ph qu n, các b nh đ ng hô h p, cúm,
viêm ph i, các v t th ng có m ; d i d ng u ng - các b nh đ ng tiêu hóa, loét d
dày...; d i d ng ngoài da - các v t th ng có m - ho i t , da li u, b ng, m n nh t;
m t s b nh khác nh mastitis (viêm tuy n vú), giang mai, h i, đau m t h t, viêm màng
não, ti n đình [59,103]...
Tuy nhiên, sau khi con ng i phát minh ra thu c kháng sinh (kho ng gi a th k
20) v i hi u l c m nh h n, keo b c đã b thay th d n. Nh ng ch 30 nĕm sau đó ng i
ta đã nh n ra r ng có r t nhi u lồi vi khu n có kh nĕng ch ng l i tác d ng c a thu c
kháng sinh và hi n t ng đó ngày càng tr thành v n đ đáng lo ng i. Vì v y b ng l ch
s phịng b nh lâu đ i c a mình nguyên t b c đã gây l i đ c s chú ý n i các nhà y

h c b i chính kh nĕng không gây hi u ng kháng thu c [34,80].
Tr c khi các bác s có trong tay penicilin, b c d i d ng dung d ch keo đ c s
d ng h t s c r ng rãi đ ch ng l i các viêm nhi m cho các v t th ng, v t b ng, v t c t,
ch a các b nh đau rĕng, các v t loét vùng mi ng, đau m t v.v... Ě i v i các b nh viêm
ph i do nhi m staphylococcus, streptococcus, klebiella và n m ng i ta cǜng đã t ng
cho b nh nhân u ng dung d ch keo b c, b i vì lo i viêm ph i này khi đó th c t khơng
đi u tr đ c b ng các lo i thu c kháng sinh quen thu c. Tuy nhiên, vào th i kǶ này
cǜng đã xu t hi n nh ng k t qu ng d ng ion b c vô cùng n t ng làm ng c nhiên
18


các nhà y h c. Ch ng h n, trong đ i chi n th gi i II (nĕm 1942) bác s ng i Anh R.
Benton đã thành công trong vi c ngĕn chĕn hoàn toàn b nh d ch t và th ng hàn
hoành hành trong m t đ n v lính đang xây đ ng Mi n Ěi n – Assam b ng cách cho
h u ng n

c ch a keo b c (10µg/lít) thu đ

c b ng ph

ng pháp đi n phân n

c

u ng s d ng đi n c c t b c kim lo i.
Không ch ion b c, mà các ion kim lo i qúy khác nh Au, Pt, Pd, Ir và m t s kim
lo i chuy n ti p khác nh Cu, Zn, Fe, Co, Ni cǜng đ u có kh nĕng di t khu n, nh ng
ch có ion b c th hi n tính nĕng đó m nh nh t. Ngày nay các nhà y h c có ý ki n th ng
nh t r ng b c là m t ch t kháng vi khu n t nhiên có đ c tính cao đ i v i h u h t các
lồi vi sinh v t, có ph di t vi khu n, n m và virut r t r ng (trên d i 650 lồi [8,20,87]

mà chúng khơng có kh nĕng t o đ kháng ch ng l i tác đ ng c a b c do b c c ch
q trình chuy n hóa hơ h p và v n chuy n ch t qua màng t bào vi sinh v t.
Nh vào nh ng thành t u l n lao c a công ngh nano mà ngày nay nguyên t b c
d i d ng các h t nano đã tr thành v t li u đ c ng d ng r ng rãi trong nhi u lƿnh
v c khoa h c - s n xu t nh y h c, nông nghi p, công nghi p v.v... [8,80,87].
Nano b c đ c các đ c bi t quan tâm áp d ng trong y h c ch y u là do các h t
nano b c có nĕng l ng b m t r t l n nên khi ti p xúc v i môi tr ng n c chúng tr
thành nh m t “kho ch a” đ gi i phóng t t các ion b c vào dung d ch, nh v y
l ng b c “trong kho” không b các thành ph n trong dung d ch vơ hi u hóa nhanh nh
v y, có th nói các h t nano b c làm duy trì đ c tính di t vi sinh v t c a ion b c. Kh
nĕng ng d ng nano b c trong vi c kh trùng đã d n đ n vi c xu t hi n nhi u cơng
trình nghiên c u v c ch di t vi sinh v t c a ion b c trong nh ng nĕm g n đây nh
tr ng h p đ i v i mu i b c. Khi đ c thêm vào bĕng g c, kem bơi, bình x t, v i v.v...
nano b c th hi n ch c nĕng c a tác nhân ch ng viêm nhi m và có tác d ng di t khu n
ph r ng b ng cách phá h y ch c nĕng c a màng t bào vi sinh v t và ho t tính c a các
men. [8,20].
Theo tác gi Lansdown, m c dù ch c ch n nano b c có th t o ph c v i m t s
axit amin do đó có th c ch các ch c nĕng c a protein, nh ng nó th hi n r t h n ch
đ c tính đ i v i các t bào đ ng v t máu nóng [8].
C ch di t khu n c a ion b c
B c là m t nguyên t có tính kháng khu n t nhiên, có ph r ng tiêu di t các loài
vi sinh v t g y b nh, đ ng th i là m t ch t thân mơi tr ng, b i vì khơng gây hi u ng
đ c h i đ i v i c th con ng i và đ ng v t n u đ c s d ng v i li u l ng v a đ
cho vi c kh trùng. Hi n nay t n t i m t s quan đi m gi i thích c ch di t khu n c a

19


b c đ c nhi u ng i ng h , ch y u d a trên s t ng tác tƿnh đi n gi a ion b c
mang đi n tích d ng và b m t t bào vi khu n mang đi n tích âm và trên s vơ hi u

hóa nhóm thiol trong men v n chuy n ôxy, ho c trên s t ng tác c a ion b c v i DNA
d n đ n s đime hóa pyridin và c n tr quá trình sao chép DNA c a t bào vi khu n
[31,47,50,101]. Các nhà khoa h c thu c hãng Inovation Hàn Qu c [11] cho r ng b c
tác d ng lên màng b o v c a t bào vi khu n. Màng này là m t c u trúc g m các
glycoprotein đ c liên k t v i nhau b ng c u n i axit amin đ t o đ c ng cho màng.
Các ion b c t ng tác v i các nhóm peptidoglican và c ch kh nĕng v n chuy n oxy
c a chúng vào bên trong t bào, d n đ n vi khu n b tê li t . N u các ion b c đ c l y
ra kh i t bào ngay sau đó, kh nĕng ho t đ ng c a vi khu n có th l i đ c ph c h i.
Các t bào đ ng v t c p cao có l p màng b o v hoàn toàn khác so v i t bào vi sinh
v t. Chúng có hai l p lipoprotein giàu liên k t đơi có kh nĕng cho đi n t do đó khơng
cho phép các ion b c xâm nh p, vì v y chúng khơng b t n th ng khi ti p xúc v i các
ion này.
C ch tác đ ng c a các ion b c lên vi khu n đ c các nhà khoa h c Trung Qu c
làm vi c trong hãng ANSON [50] mô t nh sau: khi ion Ag+ tác d ng v i l p màng
c a t bào vi khu n gây b nh nó s ph n ng v i nhóm sunphohydril –SH c a phân t
men chuy n hóa oxy và vơ hi u hóa men này d n đ n c ch q trình hơ h p c a t
bào vi khu n:
-SAg+

-SH
Men ho t đ ng + 2Ag+

Men th đ ng + 2H+
-SAg+

-SH

Ngoài ra, các ion b c cịn có kh nĕng c ch q trình phát tri n c a vi khu n
b ng cách s n sinh ra ôxy nguyên t siêu ho t tính trên b m t c a h t b c:
2Ag+ + O-2 → 2Ag0 + O0

Theo m t s nhà khoa h c Nga [46,78], hi n nay có nhi u lý thuy t v c ch tác
d ng di t vi khu n c a ion b c đã đ c đ xu t, trong đó lý thuy t h p ph đ c nhi u
ng i ch p nh n h n c . B n ch t c a thuy t này là ch t bào vi khu n b vơ hi u
hóa là do k t qu c a quá trình t ng tác tƿnh đi n gi a b m t mang đi n tích âm c a
t bào và ion Ag+ đ c h p ph lên đó, các ion này sau đó xâm nh p vào bên trong t
bào vi khu n và vơ hi u hóa chúng. Cho đ n nay m i ch có m t quan đi m liên quan
đ n c ch tác đ ng c a ion b c lên t bào vi sinh v t đ c đa s các nhà khoa h c th a

20