Nghiên cứu chế tạo hệ doxycycline nano trên cơ sở hạt nano oxit sắt từ (fe3o4)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

VN
U

KHOA Y DƯỢC

an
d

Ph

arm
ac
y,

--------

ed
ici
ne

TRẦN THỊ NGỌC BÍCH

of

M

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ DOXYCYCLINE NANO
TRÊN CƠ SỞ HẠT NANO OXIT SẮT TỪ (Fe3O4)

Co
p

yri
gh

t@

Sc
ho

ol

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC

HÀ NỘI – 2019


KHOA Y DƯỢC

an
d

Ph

arm
ac
y,

--------

VN
U

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

ed
ici
ne

Người thực hiện: TRẦN THỊ NGỌC BÍCH

of

M

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ DOXYCYCLINE NANO
TRÊN CỞ SỞ HẠT NANO OXIT SẮT TỪ (Fe 3O4)

Sc
ho

ol

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC

KHÓA: QHY.2014

t@

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 1: TS HÀ PHƯƠNG THƯ

Co
p

yri
gh

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 2: PGS.TS DƯƠNG THỊ LY HƯƠNG

HÀ NỘI – 2019


VN
U

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận một cách hoàn chỉnh, tôi xin chân thành cảm

arm
ac
y,

ơn sự hướng dẫn nhiệt tình của quý thầy cô, anh chị tại Viện Khoa học vật
liệu – Viện hàn lâm Khoa học và Công nghệ.

Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Hà Phương

Ph

Thư và PGS.TS Dương Thị Ly Hương, hai cô đã tận tình hướng dẫn, chỉ
bảo, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho tôi trong quá trình nghiên cứu và thực
hiện đề tài.

an
d

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS. Nguyễn Hoài Nam, anh
đã đưa ra cho tôi những lời khuyên bổ ích trong quá trình nghiên cứu.

ed
ici
ne

Tôi xin cảm ơn anh, chị làm việc tại phòng Vật liệu nano y sinh, Viện
Khoa học vật, Viện hàn lâm Khoa học và Công nghệ cũng đã nhiệt tình giúp
đỡ tôi trong thời gian thực hiện nghiên cứu.

M

Cuối cùng tôi xin cảm ơn các thầy cô trong Khoa Y Dược cũng tạo điều

Co
p

yri
gh

t@

Sc
ho

ol

of

kiện giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu.
Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2019
Sinh viên

Trần Thị Ngọc Bích


VN
U

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Alginate

DLS

Dynamics Light Scattering

Tán xạ ánh sáng động

EDX

Energy-dispersive X-ray

Phổ tán sắc năng lượng tia X

arm
ac
y,

Alg

spectroscopy

FEG

Polyethylene glycol

FESEM

Field Emission Scanning

ed
ici
ne

Electron Microscopy
Fourier-transform infrared

Quang phổ chuyển đổi hồng

spectroscopy

ngoại Fourier

Human immunodeficiency

Vi rút suy giảm miễn dịch ở

virus

người
Phổ hồng ngoại

M

HIV

Infrared radiation

PVP

Poly vinyl pyrrolidone

Co
p

yri
gh

t@

Sc

ho

ol

IR

XRD

Kính hiển vi điện tử quét

of

FTIR

ROS

Cục quản lý Thực phẩm và Dược
phẩm Hoa Kỳ

Ph

Food and Drug Aministration

an
d

FDA

Reactive oxygen species

Gốc tự do oxy hóa

X-ray Diffraction

Nhiễu xạ tia X


DANH MỤC HÌNH

VN
U

Hình 1: Cơ chế kháng khuẩn của nano oxit sắt từ Fe 3O4 ................................ 7
Hình 2: Cơ chế kháng khuẩn của hạt nano bạc (Nano Ag) ........................... 11
Hình 3: Cấu trúc phân tử của Doxycycline .................................................. 12

arm
ac
y,

Hình 4: Quy trình chế tạo hệ mang kháng sinh Doxycycline trên cơ sở hạt
nano oxit sắt từ Fe3O4 ................................................................................... 17
Hình 5: Giản đồ nhiễu xạ tia X của các hạt nano: (a)- Nano bạc, (b)- Nano
Fe3O4, (c)-Nano Fe3O4@SiO2, (d)- Nano Fe3O4@SiO2-Ag, .................... 21

Ph

(e)-Nano Fe3O4@SiO2-Ag/Doxy/Alg ......................................................... 21

an

d

Hình 6: Phổ hồng ngoại FTIR của các hợp chất ........................................... 23
Hình 7: Phổ EDX mẫu Fe3O4@SiO2-Ag với tỉ lệ bạc đầu vào 5% Ag ........ 24

ed
ici
ne

Hình 8: Phổ EDX mẫu Fe3O4@SiO2-Ag với tỉ lệ bạc đầu vào 10% Ag .... 24
Hình 9: Phổ EDX mẫu Fe3O4@SiO2-Ag với tỉ lệ bạc đầu vào 15% Ag ...... 25
Hình 10: Hình ảnh FESEM của các hệ mẫu thu được khi thay đổi nồng độ

M

alginate và nồng độ kháng sinh (M1.X, X=1,2,3 và M2.Y, Y=1,2,3) ........... 26
Hình 11: Phân bố kích thước hạt của các hệ mẫu thu được khi thay đổi nồng

of

độ Alg (M1.X) và nồng độ kháng sinh (M2.X)............................................. 27

ol

Hình 12: Ảnh hưởng của nồng độ alginate đến kích thước trung bình của hệ

Sc
ho

phân tán Fe3O3@SiO2-Ag/Doxy/Alg ............................................................ 29

Co
p

yri
gh

t@

Hình 13: Ảnh hưởng của nồng độ Doxycycline đến kích thước trung bình của
hệ phân tán Fe3O4@SiO2-Ag/Doxy/Alg ....................................................... 29


DANH MỤC BẢNG

VN
U

Bảng 1: Tỷ lệ các thành phần trong các hệ mẫu được thực hiện ................... 19
Bảng 2: Đặc trưng tinh thể của các hạt nano oxit sắt từ Fe 3O4 và nano bạc .. 22
Bảng 3: Thành phần bạc trên các hạt nano Fe3O4 @SiO2-Ag ....................... 25

Co
p

yri
gh

t@

Sc
ho

ol

of

M

ed
ici
ne

an
d

Ph

arm
ac
y,

Bảng 4: Kích thước trung bình của các hệ mẫu ............................................ 28


MỤC LỤC

VN
U

MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................ 3

arm
ac
y,

1.1. Tình trạng kháng kháng sinh .............................................................. 3
1.2. Các hệ dẫn thuốc nano ....................................................................... 3
1.3. Đặc tính kháng khuẩn của hạt nano kim loại ...................................... 6
1.4. Kháng sinh Doxycycline ................................................................... 12

Ph

1.5. Kết hợp kháng sinh với nano kháng khuẩn ....................................... 13

an
d

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........ 15
2.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................... 15

ed
ici
ne

2.2. Nguyên liệu, hóa chất ....................................................................... 15
2.3. Thiết bị ............................................................................................. 16
2.4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................. 16

M

2.4.1. Chế tạo hạt nano sắt từ .............................................................. 16
2.4.2. Chế tạo hạt nano oxit sắt từ Fe3O4 bọc bởi SiO2 (Fe3O4@SiO2) 18

of

2.4.3. Chế tạo hạt Fe3O4@SiO2 gắn kết bạc (Fe3O4@SiO2-Ag) .......... 18

ol

2.4.4. Chế tạo hệ Fe3O4@SiO2-Ag mang kháng sinh Doxycycline

Sc
ho

(Fe3O4@SiO2 Ag/Doxy/Alg) ................................................................ 18
2.5. Phương pháp đánh giá đặc tính hóa lý ............................................. 19

t@

2.5.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) .......................................... 19
2.5.2. Phổ hồng ngoại FTIR ................................................................ 19

yri
gh

2.5.3. Phương pháp hiển vi điện tử quét (FESEM).............................. 19
2.5.4. Phương pháp phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) ................... 20

Co
p

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ................................................ 21
3.1. Giản đồ nhiễu xạ tia X ...................................................................... 21
3.2. Phổ hồng ngoại FTIR ....................................................................... 22


3.3. Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) ................................................ 24

VN
U

3.4. Ảnh hiển vi điện tử quét (FESEM) .................................................... 26
3.5. Phân bố kích thước (DLS) ................................................................ 27

arm
ac
y,

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ................................................. 31

Co
p

yri
gh

t@

Sc
ho

ol

of

M

ed
ici
ne

an
d

Ph

TÀI LIỆU THAM KHẢO


MỞ ĐẦU

VN
U

Lịch sử của kháng sinh thương mại đầu tiên được tóm tắt ngắn gọn,
cùng với dữ liệu từ Hoa Kì và WHO, cho thấy tỷ lệ tử vong giảm do các bệnh
truyền nhiễm trong thế kỷ 20, từ dưới một nửa số ca tử vong xuống dưới 10%.

arm
ac
y,

Nửa sau thế kỷ 20 chứng kiến việc sử dụng kháng sinh làm chất kích thích
tăng trưởng cho động vật làm thực phẩm cho con người trong chế độ ăn uống,
và cuối thế kỷ 20 đầu thế kỷ 21 đó là sự khởi đầu và gia tăng nhanh chóng của
việc vi khuẩn kháng kháng sinh [11].

Ph

Kháng kháng sinh là một vấn đề phức tạp đã vượt qua các ranh giới
quốc tế. Nó được dự đoán sẽ giết chết 10 triệu người trên toàn cầu mỗi năm

an
d

và gây thiệt hại cho nền kinh tế toàn cầu 100 nghìn tỷ đô la Mỹ vào năm 2050
[20]. Tình trạng kháng kháng sinh ngày càng gia tăng trên khắp thế giới, ngay

ed
ici
ne

cả ở cơ sở y tế có trang thiết bị đầy đủ hiện đại nhất, thì việc điều trị cũng rất
khó khăn, phải phối hợp với thuốc có độc tính cao và gây nhiều tác dụng phụ
cùng chi phí vô cùng tốn kém. Một số trường hợp cũng có qua khỏi.
Tuy nhiên, kháng kháng sinh là thuận nghịch, sức đề kháng trong cộng

M

đồng của những người được điều trị bằng kháng sinh giảm theo cấp số nhân

of

đến một năm sau khi kết thúc điều trị bằng kháng sinh. Các nghiên cứu tổng
quan được thực hiện có hệ thống đã chứng minh rằng kháng sinh chỉ có thể

ol

mang lại lợi ích nhỏ cho các bệnh nhiễm trùng [20]. Các chiến dịch y tế công

Sc
ho

cộng ở nhiều quốc gia đã tìm cách xóa bỏ quan niệm cho rằng kháng sinh là
cần thiết nhất và gửi một số các thông điệp về tình trạng kháng kháng sinh
hiện nay. Vì vậy, cần có những giải pháp mới trong việc nâng cao hiệu quả sử

t@

dụng của kháng sinh và giảm thiểu tình trạng kháng kháng sinh hiện nay.
Trong những năm gần đây, với sự phát triển của công nghệ nano,

yri
gh

những hệ dẫn thuốc nano đã cho thấy tiềm năng to lớn của chúng trong việc
vận chuyển và phân phối thuốc hiệu quả tới các tác nhân gây bệnh, làm tăng
tác dụng hiệu quả điều trị của thuốc. Hiệu quả mà các hệ dẫn thuốc nano đem

Co
p

lại bắt nguồn từ những đặc tính lý hóa đặc biệt của chúng. Sở hữu kích thước
siêu nhỏ, tỉ lệ diện tích bề mặt / thể tích lớn, các hạt nano tạo ra sự tiếp xúc bề
mặt với vi khuẩn lớn tạo điều kiện thuận lợi để thâm nhập vào tế bào vi
1


khuẩn. Chúng có khả năng làm thay đổi chức năng của tế bào như tính thấm

VN
U

và hô hấp. Ngoài ra, chúng có ảnh hưởng đến sự phân chia của tế bào, ức chế
hoặc phá vỡ cấu trúc protein có nitơ, lưu huỳnh hoặc ngăn cản sự sao chép
DNA của vi khuẩn bằng cách can thiệp vào các nhóm sulfhydryl [15]. Ngày

arm
ac
y,

nay, việc sử dụng các hạt nano kháng khuẩn ngày càng được chú ý. Các loại
vật liệu nano có tính kháng khuẩn như vàng, niken, bạc, oxit sắt, kẽm oxit,
titan đioxit đã xuất hiện nhưng bạc là vật liệu có tính kháng khuẩn mạnh nhất
và được nghiên cứu phổ biến hiện nay vì nó có khả năng kháng khuẩn tốt với
vi khuẩn, vi rút và các vi sinh vật nhân thực khác. Tuy nhiên, việc sử dụng

Ph

các hạt nano kim loại trên có thể gây ra một số tác dụng phụ không mong
muốn đối với tế bào vật chủ. Chẳng hạn như nano bạc gây ra hiện tượng da bị

an
d

nhuộm màu xanh hay xanh xám (argyria) khi sử dụng với lượng lớn, còn đối

ed
ici
ne

với nano kẽm gây ra các tổn thương đối với gan, thận [1]. Do vậy, nhằm khắc
phục tác dụng phụ của nano kim loại cũng như giảm thiểu tình trạng kháng
kháng sinh, các nhà nghiên cứu đã đưa ra một giải pháp là tạo ra những hệ
dẫn thuốc nano kết hợp kháng sinh với các hạt nano kháng khuẩn.
Dựa trên những vấn đề trên, với mong muốn tạo ra hệ dẫn thuốc hiệu

M

quả, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu chế tạo hệ kháng sinh nano

of

trên cơ sở hạt nano oxit sắt từ” với mục tiêu:
(i) Bào chế hệ nano sắt từ gắn nano bạc

Sc
ho

ol

(ii) Bào chế hệ dẫn thuốc nano sắt từ gắn nano bạc và kháng sinh

Co
p

yri
gh

t@

Doxycycline

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

VN
U

1.1. Tình trạng kháng kháng sinh

Kháng kháng sinh không phải là một hiện tượng gần đây, nhưng trong
vài thập kỷ qua, vi khuẩn, nấm và nấm men đã phát triển sức đề kháng đáng

arm
ac

y,

kể chống lại nhiều loại thuốc tổng hợp truyền thống và hiện đại. Các vi khuẩn
kháng thuốc giờ đây không chỉ có mặt trong bệnh viện mà đã xuất hiện ra bên
ngoài bệnh viện. Tại sao lại có sự lây lan nhanh như vậy. Một là, sự di chuyển
của con người và hàng hóa dễ dàng hơn nhiều so với trước đây và do đó các
bệnh truyền nhiễm đã phát triển ở một nơi cụ thể có thể dễ dàng được chuyển

Ph

giao trên toàn thế giới. Và thứ hai là sự “thích nghi” của vi khuẩn khi môi

an
d

trường sống của chúng thay đổi và đỉnh cao đó là sự tiến hóa của chúng. Vì
vậy, cơ chế kháng thuốc của vi khuẩn cần xác định để có thể ngặn chặn con

ed
ici
ne

đường kháng thuốc của vi khuẩn.

Cơ chế kháng kháng sinh của các loài vi khuẩn là khác nhau. Jose M.
Munita và Cesar A. Arias đã phân loại cơ chế theo con đường sinh hóa kháng
thuốc là (i) sửa đổi phân tử kháng khuẩn, (ii) ngăn chặn hợp chất kháng sinh
đến đích (bằng cách giảm xâm nhập hoặc đẩy các chất kháng vi khuẩn ra),

of

M

(iii) thay đổi và / hoặc bỏ qua vị trí đích và (iv) do các quá trình thích nghi tế
bào [40]. Do vậy, ngăn cản các cơ chế trên và nâng cao khả năng vận chuyển
kháng sinh tới đích hứa hẹn là phương pháp tiềm năng trong việc giảm thiểu

Sc
ho

ol

tình trạng kháng kháng sinh.
1.2. Các hệ dẫn thuốc nano
Sự phát triển một hệ dẫn thuốc là một nhiệm vụ đầy thách thức đòi hỏi

t@

phải lựa chọn cẩn thận không chỉ nguyên tắc hoạt động mà còn cả về vật liệu
để làm nguyên liệu, vì các rào cản của vật chủ có thể làm cản trở hiệu quả tác

yri
gh

dụng của thuốc. Chẳng hạn như da thì lớp sừng là rào cản chính đối với sự
tiếp cần của các thuốc qua da. Deepinder Singh và cộng sự, cho rằng 95%
thuốc bôi ngoài da được rửa sạch khỏi bề mặt mặt trong vòng vài phút sau khi

Co
p

bôi [34]. Vì vậy, lần lượt các nghiên cứu về các hệ dẫn thuốc ra đời. Dưới đây
chúng tôi đưa ra một vài hệ dẫn thuốc phổ biến như liposome, polyme, các hạt
nano,..
3


Hệ dẫn thuốc trên cơ sở liposome

VN
U

Liposome là những túi nhỏ hình cầu, trong đó một hoặc nhiều phân tử
thuốc được bao quanh hoàn toàn bởi các phân tử ưa nước và kỵ nước.
Liposome được sử dụng rất rộng rãi vì các khả năng đặc biệt của chúng. Đó là

arm
ac
y,

mang được các chất điều trị cả kỵ nước và ưa nước với hiệu quả cao, bảo vệ
các thuốc đóng gói tránh những tác động không mong muốn của điều kiện
bên ngoài, chức năng hóa với các phối tử cụ thể có thể tác dụng vào các đích
tế bào, mô và các cơ quan cụ thể, được phủ các polyme trơ và tương thích
sinh học, chẳng hạn như polyethylen glycol (PEG), kéo dài thời gian bán hủy

Ph

của liposome trong máu, và hình thành các công thức mong muốn với thành

an
d

phần, kích thước, diện tích bề mặt và các tính chất khác cần thiết [42].
Liposome được sử dụng phổ biến để vận chuyển thuốc kháng sinh vì

ed
ici
ne

cấu trúc lipid kép của nó giống màng tế bào và có thể dễ dàng kết hợp với các
vi khuẩn truyền nhiễm [28]. Liposome có các ưu điểm để trở thành chất dẫn
thuốc: cải thiện dược động học và phân bố sinh học, giảm độc tính, tăng
cường hoạt động chống lại các tác nhân gây bệnh trong nội bào, chọn lọc đích
tác dụng, tăng cường hoạt động chống lại các mầm bệnh ngoài tế bào, đặc biệt

M

là khắc phục khả năng kháng thuốc của vi khuẩn [28]. Mặc dù có những ưu

of

điểm thích hợp để sử dụng làm chất dẫn thuốc nhưng liposome cũng có các
nhược điểm cần được khắc phục. Một trong những nhược điểm đó là thời gian

ol

tồn tại của liposome ngắn, làm hạn chế sự ổn định của thuốc. Doxil là thuốc

Sc

ho

dạng liposome đầu tiên được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ
(FDA) phê duyệt để điều trị bệnh AIDS liên quan đến sacom Kaposi vào năm
1995 [42].

t@

Hệ dẫn thuốc trên cơ sở polyme
Một hệ dẫn thuốc khác cũng được sử dụng rộng rãi trong lâm sàng là

yri
gh

polyme. Các polyme dựa trên công nghệ nano tạo ra các hạt keo polyme có

kích thước siêu hiển vi, trong đó một tác nhân điều trị có thể được gắn hoặc
bọc trong mạng lưới polyme hoặc hấp phụ hoặc liên hợp với bề mặt. Các tác

Co
p

nhân điều trị có kích thước nhỏ đặc biệt là các chất chống ung thư thường có
hai điểm bất lợi: thời gian bán hủy ngắn nên phải thường xuyên theo dõi và

4


không tác dụng vào các đích cụ thể dẫn đến các tác dụng phụ không mong

VN
U

muốn [42]. Vì vậy, việc kết hợp các hạt nano polyme với thuốc có thể cải
thiện được các bất lợi trên trong điều trị. Có sự kết hợp này là do các đặc tính
của polyme. Thứ nhất, các hạt nano polyme có cấu trúc ổn định và có thể

arm
ac
y,

được tổng hợp với kích thước rõ ràng. Thứ hai, tính chất của hạt như là kích
thước, thế zeta và các dạng giải phóng của thuốc có thể được điều chỉnh chính
xác bằng cách chọn các độ dài polyme, chất hoạt động bề mặt và các dung
môi hữu cơ khác nhau trong quá trình tổng hợp. Thứ ba, bề mặt các hạt nano
polyme thường chứa các nhóm chức có thể thay đổi về mặt hoá học của các

Ph

phân tử thuốc hoặc các đích tác dụng của phối tử. Việc vận chuyển kháng
sinh tới đích, các hạt nano polyme đã được bao phủ nhiều lần bằng lectin, một

an
d

protein liên kết với các carbohydrate đơn giản hoặc phức tạp có mặt trên hầu

ed
ici
ne

hết các thành tế bào vi khuẩn. Tuy nhiên, vẫn còn rất nhiều khó khăn chủ yếu
là do độc tính của polyme, tính miễn dịch, phân bố sinh học không đặc hiệu,
sự mất ổn định trên in vivo, khả năng mang thuốc và thải thuốc.
Hệ dẫn thuốc trên cơ sở các hạt nano kim loại
Một hệ dẫn thuốc khác cũng được quan tâm là các hạt nano kim loại đã

M

thu hút các nhiều nhà nghiên cứu từ nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau trong

of

suốt thập kỷ qua vì những tính chất đặc biệt của chúng [21]. Các hạt nano kim
loại có hình dạng, kích thước khác nhau (từ 10 đến 100 nm) cũng đã được

ol

nghiên cứu như các hệ thống chẩn đoán và vận chuyển thuốc. Các hạt nano

Sc
ho

kim loại phổ biến nhất chứa các kim loại như vàng, niken, bạc, oxit sắt, oxit
kẽm, gadolini và titan dioxit. Sử dụng các hạt nano kim loại có nhiều ưu điểm

t@

vì các đặc tính độc nhất của nó như là tính xúc tác, tính quang học, tính điện
tử, hoạt tính kháng khuẩn và từ tính. Đặc biệt là khả năng điều chỉnh các tính

chất của chúng bằng cách thay đổi kích thước và hình dạng các hạt nano.

yri
gh

Nhưng nó cũng có nhược điểm có thể bị giữ lại và tích tụ sau khi sử dụng

Co
p

thuốc. Vì vậy, việc đưa các hạt nano kim loại vào điều trị cần được nghiên
cứu để tránh được các tác dụng phụ khi dùng thuốc.
Với sự phát triển của công nghệ ngày nay, công nghệ nano là một lĩnh

vực nghiên cứu mà nhiều nhà khoa học quan tâm. Những đặc tính ưu việt của

nó có thể giúp giải quyết các vấn đề về khả năng hòa tan hoặc độ ổn định của
5


thuốc góp phần làm tăng hiệu quả trị liệu của tác nhân hoạt tính và giảm thiểu

VN
U

các phản ứng phụ do thuốc gây ra. Tuy nhiên, có thể có những vấn đề về độc
tính đáng kể liên quan đến các hạt nano, điều này đòi hỏi sự giải quyết. Trong
vài năm gần đây đã có các nghiên cứu về độc tính khi tiếp xúc với các sản

arm

ac
y,

phẩm công nghệ nano gây ra những rủi ro nghiêm trọng cho hệ thống sinh
học trong cơ thể. Vấn đề độc tính thậm chí trở nên nghiêm trọng hơn đối với
các hạt nano tiêm tĩnh mạch, vì kích thước một phần xác định sự phân bố của
mô [22]. Do đó, số phận cuối cùng của các hạt nano và thành phần của chúng
trong cơ thể, đặc biệt là những chất không phân huỷ sinh học sẽ như thế nào.

Ph

Các thành phần này hoặc các sản phẩm phân hủy của chúng có thể gây ra các
hoạt động miễn dịch và dược lý mà chúng ta vẫn chưa biết. Vì vậy cần thêm

an
d

các nghiên cứu về độc tính của hệ nano để đạt được kết quả điều trị như mong
muốn.

ed
ici
ne

1.3. Đặc tính kháng khuẩn của hạt nano kim loại

Hạt nano sắt từ

Nano kim loại từ tính có thể được hình thành từ các kim loại như
coban, niken, mangan và sắt hoặc hợp kim và các oxit của chúng. Tuy nhiên,

of

M

chỉ có các nano oxit sắt từ đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm
chấp thuận cho sử dụng lâm sàng do các đặc tính vốn có của chúng [34]. Và
chúng đã được chứng minh là có tính kháng khuẩn với nhiều loài vi khuẩn

ol

như S. aureus, S. epidermidis và E. coli [5, 39]. Nano sắt từ là một trong

Sc
ho

những dạng hàng đầu về vật liệu nano với tiềm năng đạt được tiến bộ lớn
trong các kỹ thuật chẩn đoán và điều trị hiện tại, tiềm năng này xuất phát từ

t@

các tính chất vật lý vượt trội của chúng về bản chất từ tính và khả năng hoạt
động ở cấp độ tế bào và phân tử [30]. Nano sắt từ có hai điểm đặc biệt đáng
để quan tâm. Điểm đặc biệt thứ nhất là hầu hết các hạt nano sắt từ có tính

yri
gh

kháng khuẩn do thành phần sử dụng tổng hợp nano sắt từ. Các nhóm vi khuẩn
khác nhau thì nhạy cảm với các hạt nano khác nhau. Hơn nữa các yếu tố như

kích thước, hình dạng, thành phần khác nhau cũng có thể làm cho sự tác động

Co
p

trên vi khuẩn cũng khác nhau. Nghiên cứu vi mô về khả năng kháng vi khuẩn
của hạt nano sắt từ trên sự tăng trưởng của Escherichia coli. Kết quả cho thấy

sự gia tăng bất thường về độ dài của tế bào vi khuẩn, mức độ phân chia tế
6


bào, do đó ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn [30]. Ngoài ra, nano sắt từ còn

VN
U

hoạt động tối đa chống lại Pseudomonas aeruginosa. Các phản ứng oxy hóa
tạo ra bởi các hạt nano sắt từ tạo ra các gốc tự do có tác dụng tiêu diệt vi
khuẩn mà không gây hại cho các tế bào vật chủ (Hình 1) [35]. Tính kháng

arm
ac
y,

khuẩn của nano sắt từ đã là một lợi thế để vật liệu nano này được các nhà
khoa học quan tâm và nghiên cứu.
Tương tác với vi khuẩn

Ph

Ít gốc
tự do

an
d

Vỏ
chitosan
Tương tác với vi khuẩn

ed
ici
ne

Nhiều gốc tự do

M

Hình 1: Cơ chế kháng khuẩn của nano oxit sắt từ Fe3O4

of

Điểm đặc biệt thứ hai của nano sắt từ đó là khả năng vận chuyển kháng

ol

sinh. Khi sử dụng hệ dẫn thuốc để đưa thuốc tới đích tác động có nhiều hàng

Sc

ho

rào cản trở con đường đến. Đó là niêm mạc, hấp thu không đặc hiệu của các
hạt nano sắt từ và sự không đặc hiệu của thuốc. Một trong những cơ chế giúp
thuốc được đưa tới đích thuận lợi hơn là sự thoát mạch. Sau khi sử dụng nano
sắt từ, (i)chúng sẽ tham gia sự nhập bào qua trung gian thụ thể và sự hình

t@

thành thể nội bào, tiếp đến là (ii) sự acid hóa nội bào bằng bơm proton dẫn
đến áp suất thẩm thấu cao, trương nở và cuối cùng là giai đoạn (iii) giải phóng

yri
gh

hạt nano và các chất điều trị đã kết hợp.
Bên cạnh đó nano sắt từ cũng có nhược điểm của nó. Nhược điểm chủ

Co
p

yếu là độ tan của nano sắt từ là vì sự tích tụ do năng lượng bề mặt cao, hấp
phụ các protein huyết tương, oxy hóa và ăn mòn. Và nano sắt từ còn có đặc
tính siêu thuận từ mà có khuynh hướng kết tụ lại với nhau nhờ năng lượng bề
7


mặt cao [3]. Vì vậy để khắc phục các nhược điểm trên thực tế các hạt nano sắt

VN

U

từ được phủ bên ngoài một lớp bảo vệ gọi là vỏ. Các chất được sử dụng để
bao phủ là: các lớp phủ với vỏ hữu cơ polyme (PEG và poly-L-lysine, poly
propylen và poly ethyleneimime và axit poly-L-lactic), polysaccarit (dextran,

arm
ac
y,

chitosan và heparan sulfat), protein (Albumin huyết thanh) và các chất hoạt
động bề mặt (axit oleic, lauryl sarcosinat, Pluronic F-127). Và chính lớp phủ
polyme này đã tạo thành khoảng không gian để ngăn chặn sự tích tụ lại với
nhau của các hạt nano sắt từ. Đồng thời, chúng cũng điều chỉnh các tính chất
bề mặt như là điện tích bề mặt và chức năng hóa học của nano sắt từ.

Ph

Việc sử dụng lớp phủ polyme bên ngoài nano làm cho chúng tăng sự ổn
định và hệ bền hơn. Tuy nhiên việc bọc ngoài này có thể làm thay đổi lượng

an
d

thuốc kháng sinh được giải phóng ra. Vấn đề nồng độ vi khuẩn là quan trong

ed
ici
ne

trong quá trình tiêu diệt vi khuẩn. Nếu nồng độ thấp không đủ để tiêu diệt vi
khuẩn, còn nếu nồng độ quá nhiều có thể gây các tác dụng không mong muốn
cho vật chủ. Một ứng dụng phổ biến của lớp phủ là sử dụng chitosan để bao
phủ bên ngoài các hạt nano sắt từ. Với chitosan là một polyme có giá thành
thấp, tương thích sinh học, không độc hại, có độ ổn định về hóa và nhiệt học

M

[33] nên được sử dụng nhiều trong các nghiên cứu. Shen và cộng sự đã phát
triển một phương pháp điều trị tích hợp cho bệnh ung thư và các biến chứng

of

do thuốc gây ra trong quá trình điều trị ung thư thông qua hệ thống vận

ol

chuyển thuốc kép [9]. Trong nghiên cứu của họ, thuốc doxorubicin và

Sc
ho

verapamil kết hợp sơ bộ với vỏ chitosan phủ trên nano sắt từ. Do vậy, việc
bào chế ra một hệ dẫn thuốc kiểm soát nồng độ của thuốc là một vấn đề quan
trọng.

t@

Hạt nano bạc

Các hạt nano kim loại đã thu hút nhiều sự chú ý trong nghiên cứu khoa

yri
gh

học vì tính linh hoạt của chúng trong các lĩnh vực khác nhau như kỹ thuật, y
học, hóa học và vật lý. Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của vi sinh
vật kháng lại các thuốc chống vi trùng truyền thống và việc chèn các loại

Co
p

thuốc / hợp chất mới là khó khăn, cần phải tìm kiếm các lựa chọn thay thế đầy
hứa hẹn, đó là một câu hỏi quan trọng về an toàn sức khỏe cộng đồng [12].
Cùng với đó là sự phát triển của cơ chế kháng kháng sinh làm tăng thời gian
8


trong điều trị bệnh, thời gian nằm viện lâu hơn và chi phí do các thiết bị và
nghệ đem lại hiệu quả và giảm tối thiểu các vấn đề gặp phải trên.

VN
U

phương tiện cũng tăng lên. Vì vậy. các nano kim loại sẽ hứa hẹn là một công
Các hạt nano được lựa chọn vì chúng nó là kim loại cần thiết cho thực

arm
ac
y,

vật và không độc hại trong phạm vi nồng độ rộng [29]. Các loại vật liệu nano
đã thay đổi như đồng, kẽm, titan [14], magie, vàng [2] và bạc đã xuất hiện
nhưng nano bạc đã được chứng minh là hoạt động mạnh nhất vì nó có khả
năng kháng khuẩn tốt đối với vi khuẩn, vi rút và các vi sinh vật nhân thực
khác. Do đặc tính kháng khuẩn mạnh của mình mà nano bạc được nghiên cứu

Ph

rất nhiều trên lâm sàng.

an
d

Trong thời gian dài bạc đã được sử dụng trong các ứng dụng như y học,
vật tư nha khoa, vật liệu bọc thép không gỉ, vật liệu vải, quản lý nước,…Đặc

ed
ici
ne

biệt là trong y học, bạc được sử dụng để chữa một số bệnh như bỏng, chấn
thương kéo dài hoặc chống vi khuẩn, vi rút,…Tuy nhiên, bạc trước đây dưới
dạng là thuốc khử trùng nhưng có tác dụng phụ nguy hiểm vì khi tiếp xúc với
bạc có thể gây ra bệnh agyria, độc cho tế bào động vật có vú [7].
Bạc được biết đến là nguyên tố có khả năng khử khuẩn mạnh nhất tồn

of

M

tại trong tự nhiên và đã được ứng dụng từ rất lâu để phát triển thuốc chống
nhiễm khuẩn. Giữa thế kỷ 20, sự phát minh ra thuốc kháng sinh với hiệu lực
kháng khuẩn mạnh đã làm cho mức độ sử dụng thuốc có nguồn gốc từ bạc

ol

giảm đi. Tuy nhiên chỉ 30 năm sau đó, người ta nhận thấy hiện tượng đề

Sc
ho

kháng kháng sinh ở nhiều loài vi sinh vật, vì vậy tính năng kháng khuẩn của
bạc lại được chú ý [1]. Các thuốc có nguồn gốc từ bạc có phổ kháng khuẩn
rộng và rất hiếm khi bị vi khuẩn kháng tác dụng [23].

t@

Nano bạc cũng đã được ứng dụng rộng rãi trong một loạt các ứng dụng

kháng khuẩn trong nhiều nghiên cứu, như là điều trị vết thương [18], chống

yri
gh

lại các chủng trên lâm sàng [16, 17], mầm bệnh bệnh viện [24], mầm bệnh

trong thực phẩm [4]. Các thuốc từ bạc đều có chung một nguyên tắc là thuốc
cần phải giải phóng bạc dưới dạng ion để cho tác dụng [25]. Vì vậy, hiện nay

Co
p

việc ứng dụng ion bạc và kim loại bạc cũng như nano bạc là cần thiết.

9


Tác dụng kháng khuẩn của bạc đối với vi khuẩn gram dương và gram

VN
U

âm là khác nhau. Theo một số báo cáo nghiên cứu vi khuẩn gram âm nhạy
cảm với nano bạc hơn vi khuẩn gram dương [6, 8], một số nhà nghiên cứu
khác thì có kết quả ngược lại [8, 27]. Có sự khác nhau này là do sự khác nhau

arm
ac
y,

về thành phần cấu trúc và phân tử của các loài vi khuẩn và cũng bị ảnh hưởng
bởi nồng độ vi khuẩn cùng với nồng độ, kích thước và hình dạng hạt nano [8].
Và cơ chế hoạt động kháng khuẩn này khá là phức tạp (Hình 2). Về bản chất,
các hạt nano sẽ làm giải phóng bạc để thực hiện hoạt động kháng khuẩn. Các
hạt nano bạc nhỏ có tính kháng khuẩn nhiều hơn do diện tích tiếp xúc bề mặt

Ph

màng vi khuẩn nhiều hơn [8]. Ag+ có điện tích dương tương tác với thành tế

bào vi khuẩn mang điện tích âm làm biến đổi hình thái tế bào và tăng tính

an
d

thấm của tế bào hoặc rò rỉ tế bào gây chết tế bào [8]. Nano bạc có ái lực tương

ed
ici
ne

tác nhiều hơn với phốt pho và các phân tử sinh học có chứa lưu huỳnh có
trong ngoại bào (protein màng), và các thành phần nội bào (cơ sở DNA,
protein); những phân tử sinh học này ảnh hưởng sự phân chia tế bào, hô hấp
và sự sống sót của tế bào [8]. Ngoài ra, sự tương tác của nano bạc với nhóm
thiol có thể là nguyên nhân gây ra loạt phản ứng oxy hóa sinh gốc tự do oxy

M

hóa (ROS), dẫn đến ức chế enzyme hô hấp và gây chết. Ion bạc hoạt động
như là một chất kháng khuẩn bằng cách tương tác với thành tế bào

of

peptidoglycan và màng sinh chất [31] và ngăn cản sự sao chép DNA của vi

ol

khuẩn bằng cách can thiệp vào các nhóm sulfhydryl trong protein [15]. Để
đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của nano bạc, Kim và công sự đã đánh giá

Sc
ho

hoạt động kháng khuẩn của hạt nano bạc đối với E. coli và Staphylococcus
aureus và chứng minh rằng E. coli bị ức chế ở nồng độ thấp, trong khi tác
dụng ức chế tăng trưởng đối với S. aureus kém nhạy hơn [32]. Pseudomonas

t@

aeruginosa và Vibrio cholerae đã được tìm thấy có khả năng kháng thuốc cao
hơn E. coli và Salmonella typhi. Tuy nhiên, ở nồng độ trên 75 μg / ml, sự phát

yri
gh

triển của các vi khuẩn này gần như bị xóa bỏ hoàn toàn đối với nano bạc [29].
Shameli và cộng sự đã báo cáo hoạt động kháng khuẩn của các hạt nano bạc
có kích thước khác nhau trong PEG chống lại vi khuẩn gram dương (S.

Co
p

aureus) và vi khuẩn gram âm (Salmonella typhimurium) [13]. Họ cũng đưa ra
kết luận rằng các hoạt động kháng khuẩn của nano bạc trong PEG
(polyethylen glycol) có thể được thay đổi bằng cách kiểm soát kích thước của
10


các hạt nano, trên thực tế, hoạt động của nano bạc giảm khi kích thước hạt

hình sau:

arm
ac
y,

Gián đoạn chuỗi vận
chuyển điện tử

VN
U

tăng [29]. Cơ chế hoạt động kháng khuẩn khá phức tạp, được biểu diễn dưới

Rò rỉ vách tế
bào

Màng sinh chất
Vách tế bào

Vi khuẩn

Ph

Mất ổn định ribosome

Tương tác với ADN

an
d

Tương tác với các enzyme

Chết

ed
ici
ne

Sản xuất gốc tự
do oxy hóa

Hình 2: Cơ chế kháng khuẩn của hạt nano bạc (Nano Ag)

Khả năng đáng chú ý thứ hai của bạc là tác dụng chống nấm. Ngoài

M

hoạt tính kháng khuẩn, hoạt tính kháng nấm của nano bạc cũng được nghiên

of

cứu rộng rãi và các hạt nano này có hiệu quả tương đương với nhiều loại thực
vật cũng như nấm gây bệnh cho người. Nano bạc có tác dụng chống nấm

Sc
ho

ol

nhanh và hiều quả trên nhiều loài phổ biến như Aspergillus, Candida và
Saccharomyces [1]. Nano tiểu phân bạc kích thước 13.5+-2.6 nm còn có hiệu
quả trong diệt nấm men phân lập từ vú bò bị viêm [1]. Gajbhiye và cộng sự đã
chứng minh tiềm năng kháng nấm của nano bạc được sinh tổng hợp chống lại
một số mầm bệnh nấm phổ biến như Phoma glomerata, P. herbarum,

t@

Fusarium semitectum, Trichoderma sp và C. albicans, nano bạc đã được tìm

yri
gh

thấy có hiệu quả chống lại tất cả các loại nấm thử nghiệm này [36].
Nano bạc còn có tác dụng chống vi rút. Nano tiểu phân bạc đường kính
trung bình 10nm có khả năng ức chế đến 98% sự tái tạo của virut HIV-1 trong

Co
p

khi nano vàng cùng đường kính chỉ cho hiệu quả ở mức thấp (6-20%) [41].
Humberto và công sự (2010) cho rằng nano tiểu phân bạc phát huy tác dụng
kháng virut HIV ở giai đoạn đầu của quá trình nhân bản và giai đoạn sau xâm
11


nhập của virut [1]. Hạt nano bạc được phủ bằng poly (N-vinyl-2-pyrrolidone)

VN
U

(PVP) và phạm vi kích thước 1-10nm là hiệu quả nhất để ức chế sự sao chép
của HIV [26].

Các hạt oxit sắt từ và nano bạc đã được chứng minh có tác dụng kháng

arm
ac
y,

khuẩn. Ngoài ra, chúng còn được cho là có khả năng nân cao hiệu quả của các
loại thuốc kháng sinh. Cùng với sự phát triển của công nghệ là sự phát triển
của tình trạng kháng kháng sinh, nên việc kết hợp các hạt nano có tính kháng

Ph

khuẩn sẽ là phương pháp tăng hiệu quả điều trị cũng như giảm thiểu tình trạng
kháng kháng sinh.
1.4. Kháng sinh Doxycycline

an
d

Doxycycline là một tetracycline bán tổng hợp thế hệ thứ hai và nó khác
với tetracycline truyền thống ở khả năng liên kết với canxi thấp hơn [43].

ed
ici
ne

Doxycycline có thời gian bán hủy dài nên một ngày một liều, đi qua hàng rào
máu não hiệu quả, hấp thu và dung nạp tốt. Doxycycline có hoạt tính kháng
khuẩn phổ rộng với nồng độ ức chế tối thiểu khoảng 0,016 – 2 μg/ml [10].
Nghiên cứu của Col và O'Connor, các tetracycline đã được sử dụng rộng rãi
trong môi trường lâm sàng và đứng thứ hai sau penicillin trong tổng số tấn

of

M

được sử dụng mỗi năm trên toàn thế giới, tạo ra việc chọn lọc mạnh mẽ dẫn
đến việc trao đổi các gen kháng tetracycline liên quan đến plasmid hoặc
transposone (gen nhảy) trong và giữa các loài vi khuẩn với nhau [37]. Tuy

Co
p

yri
gh

t@

Sc
ho

ol

nhiên, hiện nay vi khuẩn đã tạo ra cơ chế kháng doxycycline.

Hình 3: Cấu trúc phân tử của Doxycycline

12


1.5. Kết hợp kháng sinh với nano kháng khuẩn

VN
U

Việc kết hợp kháng sinh với nano có tính kháng khuẩn đã được nghiên
cứu và chứng minh hiệu quả trong việc tiêu diệt vi khuẩn và hạn chế tình
trạng kháng kháng sinh. Một số các nhà khoa học đã nghiên cứu về sự kết hợp

arm
ac
y,

này, đặc biệt là sự kết hợp giữa kháng sinh và nano bạc vì tính kháng khuẩn
mạnh của nano bạc. Nghiên cứu đầu tiên về sự kết hợp này được thực hiện
bởi Ping và cộng sự [19]. Các tác giả đã nghiên cứu khả năng diệt khuẩn của
nano bạc gắn kháng sinh amoxicillin trên vi khuẩn E.coli. Kết quả đã cho
thấy, khi sử dụng riêng lẻ nano bạc và amoxicillin, nồng độ ức chế tối thiểu

Ph

đạt được lần lượt là 40 µg/ml và 0.525 mg/ml. Tuy nhiên, khi sử dụng dạng
kết hợp để ức chế sự phát triển của vi khuẩn tương tự thì chỉ cần 0,150 mg/ml

an
d

amoxicillin và 5 µg/ml nano bạc. Ngoài ra, các tác giả còn đưa ra những cơ
chế hoạt động khác nhau cho sự kết hợp nano bạc và amoxicillin:

ed
ici
ne

- Thứ nhất, khi sử dụng kết hợp nano bạc với amoxicillin, vi khuẩn có
thể kháng lại cơ chế của một trong hai tác nhân, thì tác nhân còn lại sẽ tiêu
diệt vi khuẩn theo một cơ chế khác hoàn toàn so với cơ chế vi khuẩn đã
kháng.

of

M

- Thứ hai, nếu trong trường hợp không xảy ra hiện tượng kháng kháng
sinh, tác động hiệp đồng của nano bạc và amoxicillin có thể được gây ra bởi
sự liên kết giữa các phân tử amoxicillin với các hạt nano bạc. Phân tử

ol

amoxicillin sở hữu nhiều nhóm hoạt động như nhóm hydroxyl hay nhóm

Sc
ho

amino, có khả năng tạo một hệ liên kết với lõi là các hạt nano bạc được bao
quanh bởi các phân tử amoxicillin. Chính hệ liên hợp này, theo một cách nào

đó, làm tăng cường hoạt tính kháng khuẩn.

t@

- Thứ ba, các hạt nano bạc đóng vai trò làm hệ mang hiệu quả giúp vận

chuyển kháng sinh qua lớp màng tế bào vi khuẩn. Các hạt nano bạc với kích

yri
gh

thước nhỏ, diện tích bề mặt lớn có thể dễ dàng qua lớp màng tế bào được cấu

Co
p

tạo bởi các phân tử kỵ nước phospholipids và glycoprotein so với những phân
tử ưa nước amoxicillin.
Sự kết hợp kháng sinh-nano bạc không những làm tăng hiệu quả tiêu

diệt vi khuẩn mà còn tạo nên một tác dụng rất lớn là chống lại sự kháng kháng
13


sinh của vi khuẩn. Đây là một vấn đề rất lớn khi sử dụng các loại kháng sinh.

VN
U

Nhiều loài vi khuẩn có khả năng phát triển các cơ chế để kháng lại tác dụng

của kháng sinh. Cơ chế của sự kết hợp kháng sinh với nano bạc (hoặc bạc ion)
được cho là liên quan tới ức chế các loại protein có khả năng gây ra hiện

arm
ac
y,

tượng kháng kháng sinh của vi khuẩn. Khi đó, kháng sinh xâm nhập vào tế
bào vi khuẩn sẽ không chịu sự ức chế của các protein này và do đó, tạo nên
tác dụng tiêu diệt vi khuẩn. Ngoài ra bản thân các hạt nano bạc cũng có khả
năng kháng khuẩn. Do vậy, sự kết hợp giữa kháng sinh-nano bạc sẽ chống lại
sự kháng kháng sinh của vi khuẩn và tạo nên hiệu quả tiêu diệt vi khuẩn cao

Co
p

yri
gh

t@

Sc
ho

ol

of

M

ed
ici
ne

an
d

Ph

hơn.

14


CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

VN
U

2.1. Đối tượng nghiên cứu
Vật liệu nano kháng khuẩn

Tên hóa chất

1

FeCl3

2

FeCl2.4H2O

3

Doxycycline hydrochloride

4

Alginic acid sodium salt

Sigma-Aldrich

Ph

Sigma-Aldrich
Sigma-Aldrich

ed
ici
ne

5

Xuất sứ

an
d

STT

arm
ac
y,

2.2. Nguyên liệu, hóa chất

Tetraethyl orthosilicate (TEOS)
(Si(OC2H5)4)

Sigma-Aldrich

Sigma-Aldrich

AgNO3

7

NaBH4

8

Ethanol

9

Amoniac

Merk

10

Nước cất

-

M

6

Nhật Bản

of

Sigma-Aldrich

Co
p

yri
gh

t@

Sc
ho

ol

Merk

15


2.3. Thiết bị

Thiết bị tổng hợp vi sóng

2

Cân phân tích

3

Máy khuấy từ

Tổng hợp hạt nano sắt từ
Cân hóa chất

Tổng hợp vật liệu

Dụng cụ thủy tinh (bình 3 cổ, ống đong,

Tổng hợp vật liệu

Ph

pipet…)

Thí nghiệm phóng thích

Túi thẩm tách

an
d

5

VN
U

1

4

Mục đích sử dụng

Tên thiết bị

arm
ac
y,

STT

ed
ici
ne

2.4. Phương pháp nghiên cứu

thuốc

Hệ vật liệu nano mang kháng sinh trên nền hạt nano oxit sắt từ Fe3O4
được chế tạo theo quy trình gồm nhiều bước thể hiện trên hình 4.

M

2.4.1. Chế tạo hạt nano sắt từ

Các hạt nano sắt từ Fe3O4 được tổng hợp bằng phương pháp đồng kết

of

tủa Fe2+ và Fe3+ với phương trình hóa học sau:

ol

2FeCl3 + FeCl2 + 8NH3 + 4H2O  Fe3O4 + 8NH4Cl

Sc
ho

Hòa tan FeCl3 và FeCl2 trong HCl 2M trong bình cầu ba cổ rồi thêm
nước cất. Lắp bình phản ứng vào máy vi sóng. Sau đó sục khí N2 (1-2 phút)
trong dung dịch, rồi rút khí lên cao để tạo môi trường. Phản ứng xảy ra trong

t@

thiết bị vi sóng là: 70oC trong 8 phút. Sau 8 phút bắt đầu xả NH3 rồi duy trì
nhiệt độ 70oC trong vòng 15 phút. Sau khi phản ứng kết thúc, cho sản phẩm ra

yri
gh

rửa 3 lần với nước cất (500 ml nước cất / 1 lần rửa) để loại bỏ NH3 còn dư để

Co
p

thu được sản phẩm.

16


VN
U

nFeCl3 : n FeCl2.4H2O = 2:1

arm
ac
y,

HCl 2M
Hỗn hợp dung dịch Fe3+ và Fe2+
Thiết bị tổng
hợp vi sóng

NH3 2M

Rửa bằng nước cất 3 lần

Ph

Hạt nano Fe3O4
Ethanol + nước

an
d

Ethanol + TEOS

Rung siêu âm

Khuấy 12 h

ed
ici
ne

Rửa 3 lần

Fe3O4@SiO2

M

Nhiệt độ thấp
Khuấy trong 1h

AgNO3 0.01M

NaBH4

of

Rửa

ol

Fe3O4@SiO2-Ag

Sc
ho

Doxycycline

Khuấy 1h
Fe3O4@SiO2-Ag/Doxy

yri
gh

t@

Dung dịch alginate

Rung siêu âm

Fe3O4@SiO2-Ag/Doxy/Alg

Co

p

Hình 4: Quy trình chế tạo hệ mang kháng sinh Doxycycline trên cơ sở hạt nano
oxit sắt từ Fe3O4

17