Bào chế và đánh giá tác dụng kháng khuẩn của thuốc mỡ thân nước bạc clorid

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA Y DƯỢC

NGUYỄN XUÂN TÙNG

BÀO CHẾ VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG
KHÁNG KHUẨN CỦA THUỐC MỠ
THÂN NƯỚC NANO BẠC CLORID
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC

HÀ NỘI - 2017


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA Y DƯỢC

NGUYỄN XUÂN TÙNG

BÀO CHẾ VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG
KHÁNG KHUẨN CỦA THUỐC MỠ
THÂN NƯỚC NANO BẠC CLORID
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC

Khóa: QH.2012.Y
Người hướng dẫn: TS. NGUYỄN THỊ THANH BÌNH

HÀ NỘI - 2017


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS.Nguyễn Thị Thanh

Bình - Chủ nhiệm Bộ môn Hóa dược và Kiểm nghiệm thuốc, khoa Y Dược –
Đại học Quốc gia Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt thời
gian vừa qua.
Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới PGS.TS.Nguyễn Thanh Hải –
Phó chủ nhiệm phụ trách khoa Y Dược – Đại học Quốc gia Hà Nội đã định
hướng cho nghiên cứu.
Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy trong bộ môn Hóa dược và Kiểm
nghiệm thuốc và các anh chị trong bộ môn Bào chế và Công nghiệp Dược,
khoa Y Dược – Đại học Quốc gia Hà Nội đã chỉ bảo, tạo điều kiện thuận lợi
nhất để em hoàn thành thí nghiệm.

Hà Nội, ngày 30/5/2017
Tác giả
Nguyễn Xuân Tùng


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
AAS
AgNO3
ATCC
DĐVN
MRSA
NaCl
PDI
PEG
SEM
USP
UV
VK

Atomic Absorption Spectrometric
(Quang phổ hấp thụ nguyên tử)
Bạc nitrat
American type culture collection
(Bảo tàng giống chuẩn vi sinh vật Mỹ)
Dược điển Việt Nam
Methicillin-resistant Staphylococcus aureus
(Tụ cầu kháng Methicillin)
Natri clorid
Poly Dispersity Index
(Chỉ số đa phân tán)
Polyethylen glycol
Scanning Electron Microscope
(Kính hiển vi điện tử quét)
Dược điển Mỹ
Ultra violet (Tia tử ngoại)
Vi khuẩn


DANH MỤC CÁC BẢNG
STT
Bảng 1.1
Bảng 1.2
Bảng 1.3
Bảng 2.1
Bảng 3.1
Bảng 3.2
Bảng 3.3

Tên bảng

Cơ chế kháng khuẩn của các thuốc kháng khuẩn
Kích thước của một số vật liệu micro và nano
Số nguyên tử có trong hạt nano bạc
Nguyên liệu bào chế thuốc mỡ bạc clorid
Độ hấp thụ nguyên tử của các dung dịch bạc chuẩn
Kết quả định lượng mẫu thuốc mỡ AgCl 0,13%
Lượng ion bạc giải phóng từ thuốc mỡ bạc clorid 0,13%
so với Silvasorb® gel theo thời gian
Bảng 3.4 Vòng vô khuẩn của thuốc mỡ bạc clorid (TM), kem bạc
sulfadiazin 1% (SS) và mẫu trắng trên 1 số vi khuẩn
Gram dương
Bảng 3.5 Vòng vô khuẩn của thuốc mỡ bạc clorid (TM), kem bạc
sulfadiazin 1% (SS) và mẫu trắng trên 1 số vi khuẩn
Gram âm
Bảng 3.6 Đường kính vòng vô khuẩn
của thuốc mỡ bạc clorid
0,13% trên S. aureus và E. coli so với dạng gel bạc clorid
0,13% và Silvasorb® Gel

Trang
3
7
12
24
35
36
37
40

41

42


DANH MỤC CÁC HÌNH
STT

Tên hình

Trang

Hình 1.1

Tác động của ion bạc lên vi khuẩn

9

Hình 1.2

Ion bạc vô hiệu hóa enzym chuyển hóa oxy của vi khuẩn

10

Hình 1.3

Ion bạc liên kết với các base của DNA

10

Hình 1.4

Ứng dụng của bạc và nano bạc trong y học

14

Hình 1.5

Ưu điểm của bạc clorid so với các dạng khác của bạc

16

Hình 2.1

Quy trình bào chế thuốc mỡ bạc clorid 0,13%

26

Hình 3.1

Kích thước tiểu phân dược chất của thuốc mỡ AgCl
0,13% và Silvasorb® Gel
Hình dạng tiểu phân bạc clorid quan sát bằng kính hiển
vi điện tử quét
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa cường độ hấp thụ và
nồng độ của bạc
Lượng ion bạc giải phóng từ thuốc mỡ bạc clorid 0,13%
so với Silvasorb® Gel theo thời gian
Kích thước tiểu phân của sản phẩm trước và sau khi
chiếu UV
Kích thước tiểu phân của sản phẩm sau khi bào chế và

sau 6 tháng
Hoạt tính kháng khuẩn của thuốc mỡ bạc clorid (TM) so
với kem bạc sulfadiazin 1% (SS) và mẫu trắng (MT) trên
1 số vi khuẩn Gram dương
Hoạt tính kháng khuẩn của thuốc mỡ bạc clorid (TM) so
với kem bạc sulfadiazin 1% (SS) và mẫu trắng (MT) trên
1 số vi khuẩn Gram âm
Tác dụng kháng khuẩn in vitro của thuốc mỡ
bạc clorid 0,13% trên S. aureus và E. coli so với gel bạc
clorid 0,13% và Silvasorb® Gel

34

Hình 3.2
Hình 3.3
Hình 3.4
Hình 3.5
Hình 3.6
Hình 3.7

Hình 3.8

Hình 3.9

35
36
37

38
39

40

41


MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN.......................................................................... 3
1.1. Thuốc kháng khuẩn vết thương do bỏng ................................................ 3
1.1.1. Giới thiệu chung về các thuốc kháng khuẩn ..................................... 3
1.1.2. Các thuốc kháng khuẩn được sử dụng trong điều trị nhiễm trùng vết
thương do bỏng ........................................................................................... 5
1.2. Công nghệ nano và công nghệ nano sinh y dược ................................... 6
1.2.1. Công nghệ nano ................................................................................ 6
1.2.2. Công nghệ nano sinh y dược ............................................................ 8
1.3. Bạc và các thuốc kháng khuẩn từ bạc ..................................................... 9
1.3.1. Cơ chế kháng khuẩn của các thuốc từ bạc ........................................ 9
1.3.2. Các dạng bạc được sử dụng làm thuốc kháng khuẩn ..................... 10
1.3.3. Hệ giải phóng ion bạc kéo dài – tiểu phân nano bạc clorid ............ 15
1.4. Đại cương về thuốc mỡ ......................................................................... 16
1.4.1. Khái niệm thuốc mỡ........................................................................ 16
1.4.2. Phân loại thuốc mỡ ......................................................................... 16
1.4.3. Các đặc tính của thuốc mỡ .............................................................. 18
1.4.4. Các phương pháp bào chế thuốc mỡ............................................... 20
CHƯƠNG 2 - NGUYÊN VẬT LIỆU, TRANG THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................... 24
2.1. Nguyên vật liệu, trang thiết bị............................................................... 24
2.1.1. Nguyên vật liệu ............................................................................... 24
2.1.2. Thiết bị nghiên cứu ......................................................................... 25

2.2. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 26


2.2.1. Bào chế thuốc mỡ bạc clorid 0,13% ............................................... 26
2.2.2. Xác định một số đặc tính của thuốc mỡ bạc clorid......................... 27
2.2.3. Đánh giá tác dụng kháng khuẩn in vitro của thuốc mỡ bạc clorid . 31
CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................. 34
3.1. Xác định một số đặc tính của thuốc mỡ bạc clorid 0,13% ................... 34
3.1.1. Kích thước và thế Zeta của tiểu phân dược chất ............................ 34
3.1.2. Hình dạng tiểu phân ........................................................................ 34
3.1.3. Độ nhớt ........................................................................................... 35
3.1.4. Hàm lượng hoạt chất ....................................................................... 35
3.1.5. Khả năng giải phóng hoạt chất ....................................................... 36
3.1.6. Độ bền với ánh sáng ....................................................................... 37
3.1.7. Độ ổn định theo thời gian ............................................................... 38
3.2. Đánh giá tác dụng kháng khuẩn in vitro của thuốc mỡ bạc clorid ....... 39
3.2.1. So với kem bạc sulfadiazin 1%....................................................... 39
3.4.2. So với Silvasorb® Gel và gel bạc clorid 0,13% .............................. 41
3.3. Bàn luận ................................................................................................ 42
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


ĐẶT VẤN ĐỀ
Từ xa xưa, con người đã sử dụng bạc làm các dụng cụ chứa đồ ăn, nước
uống để trị bệnh. Bạc được biết đến như một nguyên tố có khả năng khử trùng
mạnh nhất tồn tại trong tự nhiên. Đặc tính kháng khuẩn của bạc bắt nguồn từ
tính chất hóa học của các ion Ag+ [14]. Ion này có khả năng tiêu diệt vi sinh
vật theo nhiều cơ chế [29], nên rất ít khi bị đề kháng [15]. Trong lịch sử, bạc

được sử dụng làm thuốc dưới nhiều dạng khác nhau [13], mỗi loại đều có ưu
nhược điểm riêng. Điển hình là dung dịch sát khuẩn bạc nitrat 0,5%, kem
chữa bỏng bạc sulfadiazin 1%.
Về mặt bệnh lý, bỏng là những tổn thương da có nguồn gốc từ các tác
nhân không phải cơ học như hóa chất, điện, nhiệt, ánh sáng mặt trời hoặc bức
xạ hạt nhân. Không giống như những loại chấn thương khác, vết thương do
bỏng gây ra những biến đổi về mặt chuyển hóa cũng như các phản ứng viêm,
và do đó, đặt bệnh nhân trước nhiều biến chứng nguy hiểm. Trong điều trị
bỏng, nhiễm trùng là nguyên nhân phổ biến nhất dẫn đến bệnh tật và tử vong,
biến chứng này gây ra 61% tổng số các trường hợp tử vong do bỏng. Nhiễm
trùng vết thương do bỏng đòi hỏi phải được chăm sóc y tế ngay bởi vì nó làm
chậm quá trình lành vết thương, gia tăng để lại sẹo, có thể dẫn đến nhiễm
trùng máu và hội chứng bất hoạt đa cơ quan. [1]
Ở bệnh nhân bỏng, tổn thương da trên diện rộng và thời gian nhập viện
dài là nguyên nhân chính làm cho vết bỏng trở thành môi trường thích hợp
cho sự phân chia nhanh chóng của vi sinh vật gây bệnh. Nhiễm trùng vết
thương do bỏng thường kéo dài hơn và có nguồn gốc từ nhiều loại vi sinh vật
hơn so với các vết thương do phẫu thuật. Tác nhân đầu tiên gây nhiễm trùng
vết bỏng là các vi khuẩn Gram dương như tụ cầu vàng Staphylococcus aureus
kháng methicillin (MRSA), các vi khuẩn Gram âm như Acinetobacter
baumannii-calcoaceticus complex, Pseudomonas aeruginosa và các loài
Klebsiella. Đáng chú ý là Klebsiella bởi sự gia tăng đề kháng với nhiều loại
kháng sinh. Nhiễm trùng vi khuẩn đề kháng kháng sinh ở bệnh nhân bỏng gắn
liền với thời gian nhập viện kéo dài. Điều trị nhiễm trùng đa đề kháng (MDR)
bằng các liệu pháp kháng sinh ban đầu không đầy đủ làm gia tăng tỷ lệ tử
vong. Vết thương do bỏng cũng có thể bị nhiễm nấm, trong đó, phổ biến nhất
1


là Candida albicans. Sử dụng các thuốc kháng khuẩn tại chỗ thích hợp có thể

mang lại hiệu quả trong việc điều trị nhiễm trùng và kiểm soát vết thương. [1]
Sự ra đời của thuốc kháng khuẩn thế hệ mới từ muối ít tan của bạc với
những ưu điểm như kiểm soát tốc độ giải phóng ion bạc ở mức tối ưu, trong
thời gian dài có thể góp phần giải quyết các vấn đề kể trên. Theo định hướng
nghiên cứu đó, khoa Y Dược – ĐHQGHN đã tổng hợp thành công và xác
định các đặc tính của tiểu phân nano bạc clorid. Các thử nghiệm sinh học in
vitro đã chứng tỏ các tiểu phân này có tác dụng trên cả vi khuẩn Gram âm và
Gram dương. [1,7,8,32]
Hướng đến việc bào chế các thuốc kháng khuẩn từ bạc clorid có hiệu
lực cao, phổ rộng nhằm điều trị nhanh và hiệu quả nhiễm trùng, đặc biệt là ở
các vết thương do bỏng, chúng tôi tiến hành đề tài:“Bào chế và đánh giá tác
dụng kháng khuẩn của thuốc mỡ thân nước bạc clorid” với các mục tiêu cụ
thể như sau:
1. Bào chế được thuốc mỡ bạc clorid nồng độ 0,13% và xác định một số
đặc tính của thuốc.
2. Đánh giá tác dụng kháng khuẩn in vitro của thuốc mỡ bào chế được
trên một số chủng vi sinh vật.

2


CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN
1.1. Thuốc kháng khuẩn vết thương do bỏng
1.1.1. Giới thiệu chung về các thuốc kháng khuẩn
- Khái niệm: Các thuốc kháng khuẩn là các thuốc diệt vi khuẩn khi
tiếp xúc, chỉ dùng ngoài. Cơ chế tác dụng tùy theo từng nhóm chất, điểm
chung là phổ tác dụng rộng và liên tục.
- Phân loại: Theo cấu trúc hóa học, cũng phù hợp với tính chất tác
dụng, các thuốc kháng khuẩn có thể phân thành 6 nhóm:
+ Các chất oxy hóa (như các chất giải phóng ra O₂; I₂; Cl₂ …).

+ Các alcol, phenol, aldehyd và các dẫn chất của chúng.
+ Hợp chất kim loại nặng.
+ Các phẩm màu.
+ Nitrofurazon và dẫn chất.
+ Các chất hoạt diện catonic. [5]
- Cơ chế hoạt động của thuốc kháng khuẩn:
Hiện nay, đã có sự tiến bộ đáng kể trong việc nghiên cứu, tìm hiểu cơ
chế diệt khuẩn của các thuốc kháng khuẩn. Tuy nhiên, các nghiên cứu về cơ
chế hoạt động của các thuốc kháng khuẩn đối với nấm, virus và động vật
nguyên sinh lại khá thưa thớt.
Cơ chế tác dụng của các tác nhân hóa học được sử dụng như các thuốc
kháng khuẩn được trình bày trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Cơ chế kháng khuẩn của các thuốc kháng khuẩn [20]
Đích tác dụng

Thuốc kháng khuẩn

Cơ chế hoạt động

Vỏ tế bào (vách
tế bào, màng
ngoài)

Glutaraldehyde

Phá hủy liên kết ngang của
proteins

Màng tế bào

EDTA, các
permeabilizer khác

Vi khuẩn Gram âm: loại bỏ Mg²⁺,

QACs

Tổn thương màng liên quan đến
3

giải phóng một số LPS


chất

lớp phospholipid kép
Chlorhexidine

Ở nồng độ thấp ảnh hưởng đến
tính toàn vẹn của màng. Ở nồng độ
cao gây đông tụ các tế bào chất

Diamines

Gây cảm ứng làm rò rỉ các amino
acid

PHMB, alexidine

Tách pha và hình thành các miền

của lớp màng lipid

Phenols

Làm rò rỉ, một số gây ra sự tách
cặp

Formaldehyde

Phá hủy liên kết ngang của
proteins, RNA và DNA

Glutaraldehyde

Phá hủy liên kết ngang của
proteins ở vỏ tế bào và một số ở
trong tế bào

Xen vào giữa
DNA

Acridines

Một phân tử Acridine xen giữa hai
lớp của cặp base trong DNA

Tương tác với
nhóm thiol

Các hợp chất của bạc

Enzymes liên kết màng (tương tác
với nhóm thiol)

Liên kết ngang
của các đại phân
tử

Ảnh hưởng tới
DNA

Ức chế tổng hợp DNA

Halogens
Hydrogen peroxide,
silver ions

Phá vỡ sợi DNA

Halogens

Oxy hóa các nhóm thiol thành
disulfides,
sulfoxides
hoặc
disulfoxides

Peroxygens

Hydrogen peroxide: hoạt động do

sự hình thành các gốc tự do
hydroxyl, làm oxy hóa nhóm thiol
ở trong enzymes và proteins; PAA:
sự gián đoạn của các nhóm thiol
trong enzymes và proteins

Các tác nhân
oxy hóa

4


1.1.2. Các thuốc kháng khuẩn được sử dụng trong điều trị nhiễm trùng
vết thương do bỏng
Tổn thương tổ chức mô là nguồn gốc gây ra mọi rối loạn bệnh lý trong
bỏng. Tại các tổn thương, vi sinh vật có thể xâm nhập, gây nhiễm trùng, hoại
tử, thậm chí dẫn đến tử vong cho bệnh nhân. Sử dụng các thuốc kháng khuẩn
tại chỗ nhằm hạn chế hoặc loại bỏ yếu tố bệnh lý này, tạo điều kiện cho sự
sửa chữa và hồi phục của các mô. Sau hơn 80 năm kể từ khi khoa học phát
hiện ra penicillin, hàng trăm loại thuốc kháng sinh và các thuốc tương tự đã
được phát minh và đưa vào sử dụng. Sự ra đời của kháng sinh đánh dấu kỷ
nguyên phát triển mới của y học trong việc điều trị các bệnh nhiễm khuẩn.
Tuy nhiên, việc sử dụng kháng sinh rộng rãi, kéo dài, lạm dụng kháng sinh đã
tạo điều kiện cho nhiều loại vi sinh vật trở nên kháng thuốc. Đây không chỉ là
mối lo ngại chung của ngành y tế mà còn là thảm họa đối với sức khỏe cộng
đồng. Các yêu cầu của một thuốc kháng khuẩn vết bỏng tốt bao gồm: Có tác
dụng với các vi khuẩn gây nhiễm khuẩn vết bỏng với tỷ lệ kháng thuốc thấp
nhất, không hoặc ít gây hại cho mô lành và tế bào lành, không hoặc ít có tác
dụng phụ, thấm sâu vào các mô. Dưới đây là một số thuốc kháng khuẩn vết
thương bỏng được sử dụng phổ biến hiện nay:

- Bạc sulfadiazin 1%
Bạc sulfadiazin là sự kết hợp của bạc với một sulfamid. Nhiều phối hợp
của bạc với các sulfamid khác nhau đã được nghiên cứu thử nghiệm in vitro,
kết quả cho thấy bạc sulfadiazin cho tác dụng tốt nhất. Điều này có thể được
giải thích là do sự liên kết mạnh của bạc sulfadiazin với DNA của vi sinh vật.
Thuốc có phổ kháng khuẩn rộng, tiêu diệt được nhiều loại vi sinh vật như
S. aureus, E. coli, Klebsiella, P. aeruginosa, Proteus, Enterobacteraceae và
cả C. albicans. Bạc sulfadiazin có thể gây giảm bạch cầu. Tác dụng phụ này
gặp ở 5-15% bệnh nhân, thường xảy ra khi sử dụng trên diện tích rộng, 2-3
ngày sau khi bắt đầu dùng thuốc. Bạc sulfadiazin được sản xuất từ năm 1960
dưới dạng kem nồng độ 1% màu trắng, không tan trong nước, ít thấm sâu vào
hoại tử, khó vệ sinh vết thương, thời gian tác dụng ngắn. Sản phẩm có thể làm
giảm khả năng tái tạo biểu mô còn độc tính đối với tủy xương chủ yếu là do
propylen glycol có trong dạng thuốc gây nên. Sự đề kháng của vi khuẩn trên
dòng sản phẩm này cũng đã được ghi nhận. [1]

5


- Bạc nitrat (AgNO3)
Dung dịch AgNO3 thể hiện hoạt tính kháng khuẩn cao, có thể tiêu diệt
cả P. aeruginosa, ít bị đề kháng, ngoài ra còn có tác dụng giảm viêm ở bề mặt
vết thương. Dung dịch bạc nitrat 0,5% đã từng là một thuốc điển hình và phổ
biến nhất để điều trị các bết bỏng ngoài da. Ở nồng độ lớn hơn 1% dung dịch
bạc nitrat có khả năng gây độc với tế bào và các mô; nitrat làm giảm khả năng
liền vết thương, khi bị khử thành nitrit sẽ tạo ra các chất oxi hóa gây độc cho
tế bào, giảm khả năng tái tạo tế bào biểu mô. Thuốc có thể gây hạ natri và clo
máu, gây kiềm chuyển hoá và methemoglobin. Dung dịch bạc nitrat cho nồng
độ ion Ag+ cao nhưng không ổn định. Dung dịch dễ chuyển sang màu xám
khi tiếp xúc với ánh sáng. Đắp tốn gạc, gây đen đồ vải. [1]

- Axit Boric
Axit Boric là một axit yếu, thuốc được sử dụng dưới dạng dung dịch
3% hoặc dạng bột tinh thể màu trắng. Axit boric có tác dụng ức chế sự phát
triển của trực khuẩn mủ xanh. Chỉ định để điều trị vết thương nhiễm trực
khuẩn mủ xanh, trung hoà vết bỏng do vôi tôi nóng. Thuốc có nguy cơ gây
nhiễm toan chuyển hoá, không được dùng trên diện tích quá rộng. [1]
- Mỡ Maduxin (Madhuxin)
Đây là dạng thuốc mỡ màu nâu đen được bào chế từ lá của cây sến
(Madhuca pasquieri Dubard H. Sapotaceae). Maduxin có thành phần là cao
của lá sến, dầu hạt sến và vaselin. Maduxin được nghiên cứu bào chế từ 19901995. Đây là thuốc chữa nhiễm khuẩn vết bỏng có hiệu quả. Thuốc có tác
dụng với tụ cầu vàng, trực khuẩn mủ xanh, E.coli, Proteus,... Gạc tẩm thuốc
đắp vào vết thương làm giảm tiết dịch, giảm mùi hôi. Thuốc kích thích biểu
mô hóa ở bỏng nông và tạo mô hạt ở bỏng sâu. Thuốc có tác dụng tốt với
bỏng vôi. Tuy nhiên, thuốc thường gây đau cho bệnh nhân và làm đen vải
trải.[1]
1.2. Công nghệ nano và công nghệ nano sinh y dược
1.2.1. Công nghệ nano
Nano theo tiếng Latin có nghĩa là nhỏ, bé. Công nghệ nano
(nanotechnology) là công nghệ nghiên cứu phát triển và sử dụng các vật liệu
siêu nhỏ ở kích cỡ nanomet (bảng 1.2) để phục vụ cho lợi ích của cuộc sống
con người.
6


Bảng 1.2. Kích thước của một số vật liệu micro và nano
Vật liệu

Kích thước (nm)

Sợi tóc

50.000-80.000

Vi khuẩn

500-10.000

Hồng cầu

7.000-8.000

Virus

100-400

Ribosome

~ 10

AND

~3

Nguyên tử carbon

~ 0,1

Thông thường, mắt thường chỉ có thể nhìn thấy được vật thể khoảng
50 µm (tương đương với sợi tóc). Như vậy, vật thể nano là những vật thể
không thể nhìn thấy được bằng mắt thường (chỉ có thể quan sát được bằng

kính hiển vi điện tử). Do kích thước siêu nhỏ nên tiểu phân nano
(nanoparticles) đã tạo ra những tính chất đặc trưng mới khác hẳn so với tiểu
phân micro (như siêu dẫn, siêu bền, siêu thuận từ, siêu thấm, v.v.). Chính vì
vậy, ngay sau khi ra đời, thế giới nano đã thu hút sự quan tâm mạnh mẽ của
giới khoa học và nhà sản xuất dẫn đến nhanh chóng hình thành lĩnh vực công
nghệ nano. Ngành công nghệ mới mẻ này đã tạo ra một cuộc cách mạng rộng
lớn làm đảo lộn nhiều ngành khoa học, liên quan đến các lĩnh vực của đời
sống xã hội như vật lý, lý-sinh, sinh học phân tử, công nghệ sinh học, y-dược
học, v.v.
Công nghệ nano là khoa học liên ngành, ngay sau khi ra đời, đã phát
triển nhanh chóng, tạo ra nhiều sản phẩm trên thị trường nhằm phục vụ đời
sống con người. Từ năm 2001-2005, ở Mỹ đã có trên 100 bằng phát minh
được cấp cho công nghệ nano dược. Năm 2006 doanh số về công nghệ nano
toàn cầu đã đạt 50 tỉ USD. Hiện nay, các nước phát triển như Mỹ, Nhật bản,
Công đồng châu Âu ... đều đang đầu tư những dự án lớn cho công nghệ nano
với tầm nhìn lâu dài. [28]

7


Sự khác biệt về tính chất của vật liệu nano so với vật liệu khối bắt
nguồn từ hai hiện tượng sau đây:
- Hiệu ứng bề mặt: Khi vật liệu có kích thước nm, các số nguyên tử
nằm trên bề mặt sẽ chiếm tỉ lệ đáng kể so với tổng số nguyên tử. Chính vì vậy
các hiệu ứng có liên quan đến bề mặt, gọi tắt là hiệu ứng bề mặt, sẽ trở nên
quan trọng làm cho tính chất của vật liệu có kích thước nanomet khác biệt so
với vật liệu ở dạng khối. Nhờ hiệu ứng này mà các dược chất ít tan, khi được
điều chế dưới dạng tiểu phân nano thì tốc độ hòa tan và tác dụng sinh học tăng
lên rất nhiều.
- Hiệu ứng kích thước: Các tính chất vật lý, hóa học của các vật liệu

đều có một giới hạn về kích thước. Nếu vật liệu mà nhỏ hơn kích thước này
thì tính chất của nó hoàn toàn bị thay đổi. Người ta gọi đó là kích thước tới
hạn. Vật liệu nano có tính chất đặc biệt là do kích thước của nó có thể so sánh
được với kích thước tới hạn của các tính chất. [9]
1.2.2. Công nghệ nano sinh y dược
Công nghệ nano dược (Pharmaceutical Nanotechnology) hình thành
trên cơ sở áp dụng thành tựu của công nghệ nano nói chung vào lĩnh vực
nghiên cứu chế tạo các tiểu phân nano dược phẩm, các hệ mang thuốc nano
hoặc các thiết bị nano dùng chẩn đoán và điều trị bệnh. Y học nano
(nanomedicine) là y học dùng dược chất và dạng thuốc nano hoặc thiết bị
nano để chẩn đoán, phòng và điều trị bệnh. [2,22,25,27]
Do có nhiều tính năng độc đáo và kích thước tương đương với các phân
tử sinh học nên hiện nay, công nghệ nano đang được đầu tư nghiên cứu, đặc
biệt là trong lĩnh vực y sinh. Các ứng dụng tiêu biểu của công nghệ nano
trong lĩnh vực này là:
- Chẩn đoán: Sử dụng các hạt nano (hạt nano vàng, nano từ, chấm
lượng tử…) để đánh dấu các phân tử sinh học, vi sinh vật, phát hiện các chuỗi
gen nhờ vào cơ chế bắt cặp bổ sung của DNA hoặc cơ chế bắt cặp kháng
nguyên – kháng thể.
- Vận chuyển thuốc: Cung cấp thuốc cho từng tế bào cụ thể bằng cách
sử dụng các hạt nano nhằm tiết kiệm thuốc và tránh các tác dụng phụ.
8


-Mô kỹ thuật: Công nghệ nano có thể giúp cơ thể tái sản xuất hoặc sửa
chữa các mô bị hư hỏng bằng cách sử dụng “giàn” dựa trên vật liệu nano và
các yếu tố tăng trưởng. [10,12]
1.3. Bạc và các thuốc kháng khuẩn từ bạc
1.3.1. Cơ chế kháng khuẩn của các thuốc từ bạc
Các thuốc từ bạc đều có chung một nguyên tắc là thuốc cần phải giải

phóng bạc dưới dạng ion để cho tác dụng kháng khuẩn. Bản thân bạc kim loại
dạng khối không kháng khuẩn, nhưng khi chịu một tác động hóa học như sự
oxy hóa nó sẽ tạo ra ion bạc có hoạt tính kháng khuẩn. [13]

Hình 1.1. Tác động của ion bạc lên vi khuẩn
Các đặc tính kháng khuẩn của bạc bắt nguồn từ tính chất hóa học của
các ion Ag+. Ion này có khả năng liên kết mạnh với peptidoglican, thành phần
cấu tạo nên thành tế bào của vi khuẩn và ức chế khả năng vận chuyển oxy vào
bên trong tế bào dẫn đến làm tê liệt vi khuẩn. Nếu các ion bạc được lấy ra
khỏi tế bào ngay sau đó, khả năng hoặt động của vi khuẩn lại có thể được
phục hồi, vì vậy chúng ta không bị tổn thương khi tiếp xúc với các ion này.
Có một cơ chế tác động của các ion bạc lên vi khuẩn đáng chú ý được
mô tả như sau: Sau khi Ag+ tác động lên lớp màng bảo vệ của tế bào vi khuẩn
gây bệnh nó sẽ đi vào bên trong tế bào và phản ứng với nhóm mercapto – SH
của phân tử enzym chuyển hóa oxy và vô hiệu hóa men này dẫn đến ức chế
quá trình hô hấp của tế bào vi khuẩn. [30]

9


Hình 1.2. Ion bạc vô hiệu hóa enzym chuyển hóa oxy của vi khuẩn
Ngoài ra các ion bạc còn có khả năng liên kết với các base của DNA và
trung hòa điện tích của gốc phosphat do đó ngăn chặn quá trình sao chép
DNA. [31]

Hình 1.3. Ion bạc liên kết với các base của DNA
Collins và cộng sự (2013) đã phát hiện ra rằng các ion bạc hòa tan tác
động lên các tế bào vi khuẩn theo hai cách chính: làm tăng tính thẩm thấu của
màng tế bào và cản trở quá trình trao đổi chất của tế bào dẫn đến phá hủy các
tế bào. Khi sử dụng phối hợp bạc với các thuốc kháng sinh, cả hai cơ chế này

của ion bạc có thể giúp các thuốc kháng sinh hiện nay có hiệu quả hơn đối với
các vi khuẩn kháng thuốc. [26]
1.3.2. Các dạng bạc được sử dụng làm thuốc kháng khuẩn
Nhiều dạng bạc được sử dụng để làm thuốc, điển hình là:

10


Dung dịch keo bạc
Đây là dạng được sử dụng phổ biến nhất trước năm 1960, các tiểu phân
ion bạc tinh khiết, tích điện, được phân tán trong môi trường lỏng. Các ion
tích điện đẩy nhau, vì thế chúng được phân tán đồng nhất trong môi trường
ngay cả khi đã bôi thuốc lên vết thương. [8]
Phức hợp bạc protein
Phức hợp bạc với các protein phân tử nhỏ làm tăng tính ổn định của ion
bạc trong dung dịch. Tuy nhiên khả năng kháng khuẩn kém ion bạc và do có
một số nhược điểm nhất định nên vào những năm 1960 chúng nhanh chóng
được thay thế bởi các muối bạc. [11]
Muối bạc
Bạc nitrat 0,5% đã từng là một dung dịch điển hình và phổ biến nhất để
trị các bết bỏng ngoài da. Dung dịch muối bạc thể hiện tính kháng khuẩn cao,
ít bị vi sinh vật kháng lại và nó còn có khả năng giảm viêm bề mặt vết
thương. Tuy nhiên, dung dịch muối bạc không ổn định, dễ chuyển sang màu
xám khi tiếp xúc với ánh sáng. Ở nồng độ lớn hơn 1% dung dịch bạc nitrat có
khả năng gây độc với tế bào và các mô; nitrat làm giảm khả năng liền vết
thương và khi bị khử thành nitrit sẽ tạo ra các chất oxi hóa gây độc tế bào,
giảm khả năng tái tạo tế bào biểu mô. [11]
Bạc sulfadiazin
Bạc sulfadiazin (tên thương mại: Flammazine, Silvadene) được sử dụng
nhiều trong những năm 1970. Bạc nitrat và natri sulfadiazin được phối hợp để

tạo thành bạc sulfadiazin sử dụng làm thuốc. Phức hợp này tác dụng lên thành
tế bào vi khuẩn. Tác dụng kháng khuẩn là tác dụng hiệp đồng của cả ion bạc
và sulfadiazin. Các dạng thuốc phối hợp các sulfamid khác nhau với bạc đã
được nghiên cứu thử nhiệm in vitro, kết quả cho thấy bạc sulfadiazin cho tác
dụng tốt nhất. Điều này có thể được giải thích là do sự liên kết mạnh của bạc
sulfadiazin với DNA của vi sinh vật. Sự đề kháng của vi khuẩn trên dòng sản
phẩm này cũng đã được ghi nhận. Sản phẩm có thể làm giảm khả năng tái tạo
biểu mô. Độc tính đối với tủy xương của thuốc bạc sulfadiazin chủ yếu là do
propylen glycol có trong dạng thuốc gây nên. [11]
11


Tiểu phân nano bạc nguyên tố
Hạt nano bạc là các hạt bạc có kích thước từ 1 nm đến 100 nm. Do có
diện tích bề mặt lớn nên hạt nano bạc có khả năng kháng khuẩn tốt hơn so với
các vật liệu khối do khả năng giải phóng nhiều ion Ag+ hơn.
Các hạt nano bạc có hiện tượng cộng hưởng Plasmon bề mặt. Hiện
tượng này tạo nên màu sắc từ vàng nhạt đến đen cho các dung dịch có chứa
hạt nano bạc với các màu sắc phụ thuộc vào nồng độ và kích thước hạt
nano. [11]
Bảng 1.3. Số nguyên tử có trong hạt nano bạc
Kích thước hạt nano Ag (nm)

Số nguyên tử

1

31

5

3900

20

250000

Tiểu phân nano bạc có nhiều đặc tính sinh học đáng lưu ý như:
- Tác dụng diệt khuẩn: Ion bạc có hoạt tính mạnh, dễ dàng liên kết với
các protein tích điện âm, RNA, DNA, ion clorid. Đặc tính này đóng vai trò
chính trong cơ chế kháng khuẩn của bạc nhưng cũng gây phức tạp khi chúng
có thể liên kết với protein trong vết thương. Cơ chế đề kháng là làm giảm tính
thấm với bạc và/hoặc tăng cường hoạt động của hệ thống bơm đẩy bạc ra khỏi
tế bào. Vì vậy, việc sử dụng bạc thiếu kiểm soát có thể dẫn tới gia tăng khả
năng đề kháng của vi khuẩn. Bạc nitrat giải phóng ion bạc ở nồng độ cao
nhưng nhanh, nên phải thay miếng băng dán thường xuyên (lên đến
12 lần/ngày). Bạc sulfadiazin cung cấp đủ lượng bạc cần thiết nhưng tác dụng
duy trì yếu. Tuy nhiên, so với bạc nitrat, bạc sulfadiazin đã có sự cải thiện
đáng kể (chỉ phải thay miếng băng dán 2 lần/ngày). Bạc calci phosphat và bạc
clorid giải phóng ion bạc kéo dài nhưng khó đủ nồng độ. Dạng tiểu phân nano
bạc có thể coi là dạng lý tưởng nhất để chế tạo băng dán vết thương, vết bỏng
nhờ khắc phục được các hạn chế của các dạng bạc nói trên. Tiểu phân nano
bạc giải phóng Ag0, dạng này khó bị bất hoạt bởi ion clorid hay chất hữu cơ
12


so với dạng ion. Khi bạc bị tiêu hao do phản ứng với các tế bào đích hoặc bị
bất hoạt bởi các protein hay anion trong dịch vết thương, bạc lại được bổ
sung liên tục giúp duy trì ổn định hàm lượng bạc có hoạt tính. [11,13]
Tiểu phân nano bạc thể hiện tác dụng diệt khuẩn trên một lượng lớn các

loài vi khuẩn, những loài được nghiên cứu nhiều nhất là tụ cầu vàng
Staphyllococcus aureus, Escherichia coli, [16,21,23] liên cầu tan máu
Streptococcus mutans, [21] và phẩy khuẩn tả Vibrio cholerae. [6]
- Tác dụng chống nấm: Tiểu phân nano bạc có tác dụng chống nấm
nhanh và hiệu quả trên nhiều loài phổ biến như: Aspergillus, Candida và
Saccharomyces [18]. Nano tiểu phân bạc kích thước 13,5±2,6 nm còn hiệu quả
trong diệt nấm men phân lập từ vú bò bị viêm. [33]
- Tác dụng chống virut: Humberto H Lara và cộng sự (2010) cho rằng
tiểu phân nano bạc phát huy tác dụng kháng virut HIV ở giai đoạn đầu của
quá trình nhân bản và giai đoạn sau xâm nhập của virut [24]. Mặt khác,
Elechiguerra và cộng sự (2005) cũng chỉ ra rằng tác dụng diệt virut của tiểu
phân nano bạc phụ thuộc vào kích thước tiểu phân, khoảng có tác dụng là
1-10 nm. [17]
- Tác dụng chống viêm: Nhiều nghiên cứu khoa học đã làm sáng tỏ cơ
chế chống viêm của tiểu phân nano bạc. Trong 1 nghiên cứu lâm sàng trên 15
bệnh nhân, miếng dán tiểu phân nano bạc đẩy mạnh sự lành của các vết loét ở
chân. Điều này cho thấy tiểu phân nano bạc không chỉ giảm số lượng tế bào
viêm ở vết thương mà còn có đáp ứng chống viêm do làm giảm sự thâm nhập
của bạch cầu trung tính. [14]
- Tác dụng chữa bỏng và làm lành vết thương: Những thử nghiệm
lâm sàng ngẫu nhiên đã đánh giá khả năng làm lành vết bỏng nhanh của
miếng băng dán chứa tiểu phân nano bạc so với miếng dán chứa bạc
sulfadiazin. Tiểu phân nano bạc giúp giảm đáng kể thời gian làm lành vết
thương (trung bình còn 3,35 ngày), đẩy lùi nhiễm khuẩn ở các vết bỏng bị
nhiễm trùng và không quan sát thấy tác dụng không mong muốn nào. [14]
Ngoài ra, nano bạc là vật liệu có diện tích bề mặt riêng rất lớn, có
những đặc tính độc đáo sau:
13

- Tính khử khuẩn, chống nấm, khử mùi, có khả năng phát xạ tia hồng
ngoại đi xa, chống tĩnh.
- Không có hại cho sức khỏe con người với liều lượng tương đối cao,
không có phụ gia hóa chất.
- Có khả năng phân tán ổn định trong các loại dung môi khác nhau
(trong các dung môi phân cực như nước và trong các dung môi không phân
cực như benzen, toluen).
- Độ ổn định học cao, không bị biến đổi dưới tác dụng của ánh sáng và
các tác nhân oxy hóa khử thông thường.
- Ổn định ở nhiệt độ cao.
- Chi phí cho quá trình sản xuất thấp.
Mặc dù tiểu phân nano bạc nguyên tố đã được nghiên cứu nhiều, nhưng
chưa phát triển được một thuốc kháng khuẩn thực sự nào, do khả năng giải
phóng ion bạc từ hệ thấp. [14]

Hình 1.4. Ứng dụng của bạc (bên phải) và nano bạc (bên trái) trong y học
14


Các dạng bạc trên đây, khi sử dụng làm thuốc đều có những nhược
điểm nhất định. Chính vì thế trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu phát triển
theo hướng bào chế thuốc từ các tiểu phân nano bạc clorid trên tinh thần kiểm
soát được sự giải phóng ion bạc từ hệ một cách tối ưu nhằm cho tác dụng
kháng khuẩn an toàn và kéo dài.
1.3.3. Hệ giải phóng ion bạc kéo dài – tiểu phân nano bạc clorid
Các hệ kiểm soát giải phóng ion bạc kéo dài được phát triển trong
những năm gần đây và được coi là một cuộc cách mạng trong việc phát triển
các sản phẩm chống nhiễm khuẩn vết thương. Nhiều dạng của bạc được sử
dụng để nghiên cứu phát triển các thuốc dạng này: tiểu phân nano bạc; tiểu
phân nano các muối bạc; hệ các ion bạc và tiểu phân nano bạc phối hợp với

các polyme khác nhau…
Như đã biết, hiện nay, dưới quan điểm của khoa học và công nghệ
nano, việc tạo ra các vật thể với kích thước nano (10-9 m) đã trở nên phổ biến.
Ở kích thước này, các hạt vật chất thể hiện nhiều tính chất lý hóa khác thường
so với khi vật chất đó ở kích thước thô. Tuy nhiên các sản phẩm từ bạc trên
thị trường hiện nay đa số đi từ nguyên liệu là các tiểu phân nano bạc dưới
dạng bạc nguyên tử, do đó hạn chế việc giải phóng ra các ion bạc để tạo tác
dụng kháng khuẩn, nếu sử dụng các dạng muối dễ tan của bạc thì sẽ khó kiểm
soát việc giải phóng ra ion bạc, dẫn đến khó kiểm soát được độc tính gây ra.
Các hạt tiểu phân nano các muối ít tan của bạc, nhờ năng lượng bề mặt
lớn, có khả năng giải phóng các ion bạc vào trong dung dịch cao, và như vậy
cho hiệu lực khử khuẩn đáng kể, đồng thời có thể kiểm soát được việc giải
phóng ion bạc thông qua việc lựa chọn muối bạc có độ tan thích hợp. Thời
gian giải phóng ion bạc từ các tiểu phân nano bạc còn kéo dài hơn nhiều so
với dạng keo bạc. [7] Các hệ tiểu phân nano của các muối ít tan của bạc được
chú ý nhiều và đã được phát triển thành công thành thuốc có nhiều giá trị
(Silvasorb – Thuốc điều trị nhiễm khuẩn từ tiểu phân nano bạc clorid dạng vi
mạng kim loại). [14]

15


Hình 1.5. Ưu điểm của bạc clorid so với các dạng khác của bạc [1]
1.4. Đại cương về thuốc mỡ
1.4.1. Khái niệm thuốc mỡ
Thuốc mỡ là dạng chất có thể chất mềm, dùng để bôi da hay niêm mạc,
nhằm bảo vệ da hoặc đưa thuốc thấm qua da gây tác dụng tại chỗ. [3]
1.4.2. Phân loại thuốc mỡ
Thuốc mỡ có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau.
Theo thể chất và thành phần cấu tạo

- Thuốc mỡ mềm (Unguentum, Pomata): là dạng chủ yếu trước đây, có
thể chất mềm. Tá dược thường dùng thuộc nhóm thân dầu hoặc nhóm tá dược
khan.
- Thuốc mỡ đặc hay bột nhão bôi da (Pasta dermica): là dạng thuốc mỡ
có chứa một lượng lớn dược chất rắn ở dạng bột không tan trong tá dược (trên
40%). Tá dược có thể là thân dầu như bột nhão Lassar, có thể là tá dược thân
nước, chẳng hạn bột nhão Darier.
- Sáp (Cera, Unguentum cereum): là dạng thuốc mỡ có thể chất dẻo do
chứa một tỷ lệ lớn các sáp, các alcol béo cao, parafin hoặc các hỗn hợp dầu
16


thực vật và sáp. Ngày nay, chế phẩm loại này ít dùng, nhưng lại phổ biến
trong công nghiệp mỹ phẩm – chế tạo son môi.
- Kem bôi da (Creama dermica): là dạng thuốc mỡ có thể chất mềm và
rất mịn màng do có chứa một lượng lớn tá dược lỏng như nước, glycerin,
propylen glycol, các dầu thực vật, dầu khoáng, thường có cấu trúc nhũ tương
kiểu nước/dầu hoặc dầu/nước. Trong thực tế hiện nay, loại này được dùng
nhiều hơn cả. Các loại kem thuốc có thể chất lỏng sánh được gọi là sữa bôi
da. [3]
Theo quan điểm lý hóa
Có thể coi thuốc mỡ là những hệ phân tán đồng thể hoặc dị thể, trong
đó chất phân tán là một hoặc hỗn hợp dược chất, còn môi trường phân tán là
một hoặc hỗn hợp tá dược. Như vậy có thể phân chia ra:
- Thuốc mỡ thuộc hệ phân tán đồng thể (còn gọi là thuốc mỡ một pha
hoặc dung dịch: Dung dịch thật hay dung dịch keo). Dược chất được hòa tan
trong tá dược thân dầu hoặc thân nước. Ví dụ: thuốc mỡ long não 10%, cao
xoa Sao vàng, gel lindocain 3%,…
- Thuốc mỡ thuộc hệ phân tán dị thể (còn gọi là thuốc mỡ hai pha), bao
gồm các thuốc mỡ có thành phần gồm dược chất và tá dược không hòa tan

vào nhau. Có thể chia thành 3 nhóm:
+ Thuốc mỡ kiểu hỗn dịch: dược chất rắn đã nghiền, xay mịn được
phân tán đều trong tá dược, chẳng hạn: các bột nhão, thuốc mỡ mềm (mỡ kẽm
oxyd 10%, mỡ acid crizpphanic 5%, mỡ tetracyclin 1%,…).
+ Thuốc mỡ kiểu nhũ tương: dược chất thể lỏng hoặc hòa tan trong một
tá dược hoặc một dung môi trung gian được nhũ hóa vào một tá dược không
đồng tan. Loại này chiếm tỷ lệ lớn hiện nay, cả lĩnh vực y học và mỹ phẩm.
Ví dụ: thuốc mỡ thủy ngân với tá dược khan (lanolin + mỡ lợn hoặc hỗn hợp
khác), thuốc mỡ Dalibour, nhiều kem thuốc: Sicorten, Flucinar, Dermoval,….
+ Thuốc mỡ thuộc nhiều hệ phân tán, còn gọi là thuốc mỡ nhiều pha.
Trong các thuốc mỡ này, bản thân tá dược có thể là một nhũ tương và dược
chất ở dạng tiểu phân rắn, mịn được phân tán trong tá dược hoặc cũng có thể
17