Ứng dụng thực tiễn của nano bạc trong Y Sinh

Đăng bởi Nano NNA
4383 Lượt xem

Bạc được coi là một kim loại quý được sử dụng để điều trị nhiễm trùng vết bỏng, vết thương hở và vết cắt. Tuy nhiên, công nghệ nano mới nổi đã tạo ra một tác động đáng kể bằng cách chuyển đổi bạc kim loại thành các hạt nano bạc (AgNPs) cho các ứng dụng tốt hơn. Sự tiến bộ trong công nghệ đã cải thiện việc tổng hợp nano bạc bằng phương pháp sinh học thay vì phương pháp vật lý và hóa học. Tuy nhiên, tổng hợp AgNPs bằng cách sử dụng các nguồn sinh học là thân thiện với môi trường và hiệu quả về chi phí. Cho đến nay, nano bạc (AgNPs) được sử dụng rộng rãi như chất kháng khuẩn; do đó, một ý tưởng mới là cần thiết để sử dụng thành công nano bạc (AgNPs) làm tác nhân điều trị đối với các bệnh và nhiễm trùng không chắc chắn.

Trong y sinh, nano bạc (AgNPs) sở hữu những lợi thế đáng kể do tính linh hoạt về mặt vật lý và hóa học của chúng. Thật vậy, những lo ngại về độc tính liên quan đến nano bạc (AgNPs) đã tạo ra nhu cầu về các phương pháp tiếp cận không độc hại và thân thiện với môi trường để sản xuất. Các ứng dụng của AgNPs trong gel nano, dung dịch nano, băng gạc dựa trên bạc và lớp phủ bạc trên các thiết bị y tế đang được tiến hành.

Trong chuyên đề này sẽ nêu tổng quan đặc điểm tính chất của hạt nano bạc, thuộc tính kháng khuẩn và các ứng dụng y sinh khác nhau của chúng.

Tính chất hóa lý của các hạt nano bạc

Các đặc tính hóa lý chính của AgNPs, đó là chịu trách nhiệm về hiệu quả của chúng bao gồm hình dạng, kích thước, điện tích bề mặt, xu hướng kết tụ, lớp phủ, tốc độ hòa tan, liên kết sinh học và các tác động khác.

Hình dạng của các hạt nano bạc (AgNPs) có một ảnh hưởng đáng kể đến các đặc tính vật lý và hóa học. Các AgNPs có kích thước nhỏ hơn có diện tích bề mặt lớn và có tính độc hại. AgNPs với các hình thái khác nhau như hình cầu, hình que, hình khối, tam giác và tấm.

Các điện tích bề mặt của các AgNPs chịu trách nhiệm cho việc đính kèm hiệu quả-cố vấn hoặc tương tác với các hệ thống sinh học hoặc hệ thống sống. Phí bề mặt có thể được thay đổi bằng cách phủ hoặc đóng lớp phủ khácvật liệu. Sự kết tụ của AgNPs chủ yếu xảy ra với AgNPs tổng hợp hóa học hoặc vật lý. Nó xảy ra trong môi trường, tế bào chất và nhân của tế bào.

Sự hòa tan của AgNPs do quá trình oxy hóa bề mặt dẫn đến sản sinh ion bạc (Ag+). Tính chất hóa học và bề mặt của AgNPs quyết định tốc độ hòa tan và ngược lại, tốc độ hòa tan quyết định hình dạng và kích thước của các hạt nano bạc. Mặt cộng hưởng plamon (SPR) của AgNPs là đặc tính quang học của AgNPs cho biết tương tác của ion Ag+ với ánh sáng gây ra dao động kết hợp tập thể của các electron vùng dẫn tự do. Dao động của các êlectron chuyển động tự do gây ra chất phóng xạ phân rã bởi sự tán xạ ánh sáng có thể nhìn thấy mạnh hoặc sự phân rã không phóng xạ gây ra sự chuyển đổi năng lượng photon thành nhiệt năng. Các đỉnh plasmon của AgNP được phát ra trong khoảng 393 – 738 nm và 500-1000 nm. SPR của AgNPs phụ thuộc chủ yếu về hình dạng, kích thước, điều kiện điện môi và điện từ tương tác của các vật liệu.

Hoạt động kháng khuẩn của các hạt nano bạc và cơ chế liên quan

nano bạc kháng khuẩn

Hình 1. Biểu diễn giản đồ của AgNPs và tác dụng hiệp đồng của chúng với kháng sinh tiêu chuẩn (amoxicillin)

Nano bạc (AgNPs) là chất kháng khuẩn quen thuộc và khả năng ức chế của chúng tác động lên vi khuẩn như Staphylococcus aureus , Escherichia colinấm men đã được báo cáo. AgNPs có lợi thế đáng kể trong ngành dược học để chữa các bệnh do vi khuẩn và vi rút khác nhau. Đặc biệt, AgNPs nhắm vào các mầm bệnh lâm sàng, bao gồm đa kháng thuốc (MDR) và phổ mở rộng tác nhân gây bệnh bằng betalactamase (ESBL). AgNPs được phát hiện có hoạt động kháng khuẩn cao hơn bạc như vậy, do sự tồn tại của các diện tích bề mặt rộng của AgNPs. Như đã đề cập ở trên các tính năng của AgNPs sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các hạt nano bạc dễ dàng thâm nhập vào tế bào vi khuẩn và gây chết tế bào. Hơn nữa, sự xâm nhập của AgNPs vào tế bào vi khuẩn gây ra các tổn thương và sửa đổi DNA chức năng của chúng. Sự liên kết của các ion Ag + và các liên kết protein sunphur gây ra sự phá vỡ thành tế bào vi khuẩn và rối loạn cơ chế tổng hợp protein. Hơn nữa, AgNPs thúc đẩy sản xuất các loại oxy phản ứng (ROS) như hydrogen peroxide (H2O2) và do đó, gây ra sự ức chế gây bệnh vi khuẩn. Các NP được tẩm trong quần áo có thể được sử dụng trong bệnh viện để giảm thiểu nguy cơ nhiễm trùng do Staphylococcus aureus . Bảng 1. cho thấy khả năng kháng khuẩn các hoạt động của AgNP được tổng hợp bằng cách sử dụng các sinh vật khác nhau chống lại vi khuẩn gây bệnh khác nhau. Ngoài ra, kích thước, hình dạng và bề mặt các AgNP đóng vai trò quan trọng trong các hoạt động kháng khuẩn

Bảng 1. Khả năng kháng khuẩn các hoạt động của AgNP được tổng hợp bằng cách sử dụng các sinh vật khác nhau chống lại vi khuẩn gây bệnh khác nhau.

Các sinh vật được sử dụng để tổng hợp AgNPsVi khuẩn gây bệnh
Plant Capparis spinosa leavesEscherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus and Bacilluscereus
Fungus Alternaria sp.Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Serratia marcescens
Actinobacteria Streptacidiphilus durhamensisPseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus and Proteus mirabilis
Corn leaf waste of Zea maysBacillus cereus, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Escherichia coli,and Salmonella Typhimurium
Lysinibacillus variansCandida albicans and Candida glabrata
Root extract of Helicteres isoraBacillus subtilis and Micrococcus luteus
Bacterium Ochrobactrum anhtropiSalmonella typhi, Salmonella paratyphi, Vibrio cholerae and Staphylococcus aureus
Fruit Dimocarpus Longan Lour. peelEscherichia coli and Staphylococcus aureus

Biểu diễn giản đồ của AgNPs và tác dụng hiệp đồng của chúng với kháng sinh tiêu chuẩn (amoxicillin) (AgNP chức năng hóa các bề mặt và kết hợp với kháng sinh đã có hiệu quả. Các tác nhân kháng sinh kèm theo (amox) phá vỡ màng tế bào của vi khuẩn bởi các hiện tượng vật lý và ion. Về mặt cơ học, các ion Ag + đã được báo cáo là tương tác với các nhóm thiol của enzym và protein trong màng và tế bào chất quan trọng đối với sự hô hấp của vi khuẩn và sự vận chuyển của các chất khác nhau qua màng)

Các hạt nano bạc có cùng diện tích bề mặt nhưng có hình dạng không giống nhau thể hiện sự khác biệt trong các hoạt động kháng khuẩn. Bạc tam giác cắt ngắn các tấm nano đã chứng minh các hoạt động kháng khuẩn mạnh nhất vì diện tích bề mặt lớn so với tỷ lệ thể tích và tinh thể các cấu trúc. Hơn nữa, các AgNPs tích điện dương thể hiện tác dụng ức chế tăng lên bất chấp mức độ kháng cự của vi khuẩn gram âm, gram dương.

Hoạt động diệt bọ gậy (lăng quăng) của các hạt Nano bạc

Sâu bọ là một phương pháp an toàn về mặt sinh thái để kiểm soát và tiêu diệt ấu trùng hoặc nhộng muỗi trong nước. Trong những năm gần đây, muỗi ấu trùng được coi là mối đe dọa lớn do sự phát triển của đề kháng với các loại thuốc hiện có. Trong khi đó, phytoextracts cũng được sử dụng như tác nhân kiểm soát sinh học chống lại muỗi. Về vấn đề này, AgNPs được sinh tổng hợp được chú ý như là tác nhân kiểm soát sinh học do hiệu quả mạnh mẽ và bản chất thân thiện với môi trường của chúng. AgNPs từ các chiết xuất thực vật khác nhau, chẳng hạn như Feronia voium, Azadirachtaindica, Agave sisalana, Eclipta lạy, Ficusracemosa và chi trôm Sterculia foetida L. đã được tìm thấy có các hoạt động diệt bọ gậy chống lại các giai đoạn khác nhau của ấu trùng Culex quinquefasciatus , AgNPs tổng hợp từ thực vật rừng ngập mặn Rhizophora mucronata được phát hiện có tác dụng gây chết đối với ấu trùng cá thể thứ tư của Aedes aegypti và Culex quinquefasciatus. Sự xua đuổi muỗi kéo dài đạt được nhờ các giọt nano nhũ tương lớn với tỷ lệ phóng thích thấp so với các nhũ tương nano giọt nhỏ.

Một nghiên cứu khác báo cáo rằng các AgNP được tổng hợp từ chiết xuất lá Belosynapsis kewensis đã ức chế trường hợp thứ tư của Anopheles stephensi và Aedes aegypti. AgNPs được tổng hợp bằng cách sử dụng chiết xuất isoamyl axetat của Annonasquamosa được phát hiện có các hoạt động diệt ấu trùng muỗi chống lại các vật trung gian truyền bệnh sốt xuất huyết và giun chỉ, chẳng hạn như Aedes aegypti và Culex quinquefasciatus . Các hạt nano bạc Ag / Ag2O hình cầu tổng hợp bằng cách sử dụng chiết xuất lá Eupatorium odoratum cho thấy hiệu quả diệt khuẩn đối với ấu trùng của loài thứ ba và thứ tư của Culexquinquefasciatus.

Do đó, AgNPs đạt được hoạt động diệt ấu trùng bằng cách biến tính các protein có chứa lưu huỳnh hoặc các hợp chất chứa phốt pho tương tự như DNA có trong thành tế bào..Điều này cho thấy con đường dẫn đến sự suy thoái của các bào quan tế bào và cuối cùng, rối loạn chức năng tế bào và chết tế bào.

nano bạc diệt bọ gậy

Hình 2. Karthiga etal được chứng minh là có hoạt động diệt ấu trùng hiệu quả chống lại Aedes aegypticho

(Hình 2 ). Karthiga etal được chứng minh là có hoạt động diệt ấu trùng hiệu quả chống lại Aedes aegypticho, AgNPs được tổng hợp bằng cách sử dụng chiết xuất vỏ cây Garcinia mangostana. Dịch chiết trong nước của vỏ cây Holarrhena antidysenterica (L.) Cho thấy hoạt động diệt ấu trùng đối với ấu trùng cá thể thứ ba của Aedes aegypti L. và Culex quinquefasciatus [71]. AgNPs được tổng hợp bằng cách sử dụng Sargassum polycystum cho thấy tỷ lệ chết cao khoảng 80% và 90% sau 48 giờ và 72 giờ xử lý đối với Ae.aegypti và gần 80% Cx. Ấu trùng quinquefasciatus đã bị giết sau 72 giờ điều trị.

Bạc có tác dụng tiêu diệt vi khuẩn và ký sinh trùng bằng cách sử dụng các cơ chế như phá vỡ thành tế bào, bất hoạt tế bào chuyển hóa và làm hỏng vật liệu di truyền . Cho đến nay, chỉ có một số công trình báo cáo về hoạt tính chống sốt rét của bạc và các phức kim loại của nó. Protoporphyrin IX tổng hợp bạc (I) về mặt hóa học cho thấy hoạt tính chống sốt rét trong điều kiện in vitro chống lại chủng FCR-3 nhạy cảm với CQ [75]. Các phối tử dựa trên mono và bis (Nheterocyclic-carbene) (NHC) thúc đẩy các hoạt động tiêu diệt đối với dòng P. falciparum kháng chloroquine [76]. Mặc dù các AgNP được tổng hợp hóa học có hiệu quả, nhưng độc tính của chúng vẫn còn là một vấn đề đáng lo ngại. Do đó, các nguồn sinh học đang được khai thác để tổng hợp AgNPs.

Các nguồn sinh học cung cấp một nền tảng phù hợp và thân thiện với môi trường để tổng hợp AgNP và thúc đẩy các hoạt động chống sốt rét hiệu quả. Rajakumar và Rahuman báo cáo rằng AgNPs được tổng hợp bằng cách sử dụng chiết xuất nước của cây phục linh Eclipta và đã được thử nghiệm chống lại ấu trùng của véc tơ giun chỉ, Culex quinquefasciatus và véc tơ sốt rét, Anopheles subpictus Grassi (Diptera: Culicidae) [54]. AgNPs tổng hợp cho thấy LC50 = 27,49 và 4,56 mg / L; LC90 = 70,38 và 13,14 mg / L, tương ứng đối với C. quinquefasciatus và LC50 = 27,85 và 5,14 mg / L; LC90 = 71,45 và 25,68 mg / L, tương ứng với A. subpictus. AgNPs được tổng hợp bằng cách sử dụng lá của Catharanthus roseus cho thấy hoạt tính chống co thắt đối với Plasmodium falciparum. AgNPs được tổng hợp bằng cách sử dụng chiết xuất nước của Cocus nucifera cho thấy hoạt tính chống ấu trùng hiệu quả đối với ấu trùng của Anopheles stephensi và C. quinquefasciatus [78]. Hoạt tính diệt ấu trùng của các AgNP được tổng hợp bằng cách sử dụng dịch chiết lá cây Leucas aspera trong nước đã được thử nghiệm chống lại ấu trùng của A. aegypti và các giá trị LC50 lần lượt là 8,5632, 10,0361, 14,4689, 13,4579, 17,4108 và 27,4936 mg / L và các giá trị LC90 là 21.5685, 93.03928, 39.6485, 42.2029, 31.3009 và 53.2576 mg / L, tương ứng. AgNPs được tổng hợp bằng cách sử dụng β caryophyllene được phân lập từ chiết xuất lá của Murraya koenigii cho thấy độc tính tiềm tàng đối với Plasmodium falciparum nhạy cảm với chloroquinesens (IC50: 2,34 ± 0,07 µg / mL).

Gần đây, người ta đã chứng minh rằng các AgNP được tổng hợp từ chiết xuất lá của Leucas aspera và Hyptis suaveolens có các hoạt động diệt ấu trùng đầy hứa hẹn chống lại các vật trung gian truyền bệnh sốt rét, sốt xuất huyết và giun chỉ. Do đó, các hoạt động diệt muỗi và bọ gậy của AgNPs được tổng hợp bằng phương pháp hóa học và sinh học cho thấy hiệu quả của AgNPs trong việc loại bỏ nguy cơ mắc bệnh sốt rét. Hơn nữa, trọng tâm của các nhà nghiên cứu là giảm độc tính của AgNPs, điều này sẽ thúc đẩy các ứng dụng của chúng trong môi trường theo cách an toàn hơn và thân thiện với môi trường.

Hoạt động diệt côn trùng của các hạt nano bạc

nano bạc diệt côn trùng

Hình 3. Các hoạt động diệt côn trùng của AgNPs và các hạt nano lưu huỳnh (SNP) từ các nguồn khác nhau trên ấu trùng, nhộng và con trưởng thành của ruồi giấm Drosophila melanogaster

Côn trùng và dịch bệnh trên sản xuất lương thực và cây trồng thương mại là những mối đe dọa lớn đối với nông nghiệp. Côn trùng phụ thuộc vào thực vật để làm thức ăn được gọi là sâu bọ. Sâu hại lá non, quả và hạt. Việc sử dụng ngày càng nhiều hóa chất diệt côn trùng có thể gây ra những hậu quả bất lợi và nghiêm trọng đối với hệ sinh thái như ảnh hưởng đến sức khỏe con người, mất đa dạng sinh học, mất cố định nitơ và phá hủy môi trường sống.

Gần đây, các công thức thuốc trừ sâu nano đã được đề xuất để quản lý sâu bệnh hại cây trồng. Do đó, có một lợi thế lớn hơn trong việc sử dụng nano bạc vì chúng dễ thu được, an toàn (không gây ung thư) và chứa nhiều chất chuyển hóa. Chiết xuất từ ​​lá cây Euphorbia phục hồi qua trung gian AgNPs có hoạt tính diệt côn trùng chống lại dịch hại Sitophilus oryzae, chủ yếu ảnh hưởng đến hạt gạo, lúa mì và ngô (Hình 3). Các hoạt động diệt côn trùng của AgNPs và các hạt nano lưu huỳnh (SNP) từ các nguồn khác nhau trên ấu trùng, nhộng và con trưởng thành của ruồi giấm Drosophila melanogaster đã được báo cáo. Mặc dù cả hai đều thể hiện các hoạt động diệt côn trùng, các AgNP được tổng hợp từ ô liu và dâu tằm cho thấy tỷ lệ tử vong cao và giảm đáng kể tuổi thọ của ấu trùng.

Hoạt động kháng màng của các hạt nano bạc

nano bạc chống tạo màng (2)

Hình 4. Nano bạc giảm hiệu quả sự hình thành màng sinh học của Escherichia coli và Pseudomonas aeruginosa lên đến 70%

Các cộng đồng tế bào vi sinh vật dày đặc tạo thành các nền cao phân tử tự tổng hợp trên các bề mặt sinh học hoặc phi sinh học, được gọi là màng sinh học. Sự hình thành màng sinh học được coi là phương thức sống chính của vi sinh vật vì phần lớn sinh khối trên thế giới được thiết lập ở trạng thái màng sinh học và vi sinh vật có khả năng chịu đựng cao với căng thẳng ngoại sinh. Màng sinh học của vi khuẩn gây bệnh gây nhiễm trùng lâm sàng đáng kể.

Việc sử dụng nano bạc để phát triển các chất kháng khuẩn đã được ghi nhận rõ ràng. Các hoạt động kháng khuẩn của các hạt nano bạc sinh tổng hợp khác nhau đã được nghiên cứu bằng cách sử dụng các vi khuẩn gây bệnh quan trọng về mặt lâm sàng như Klebsiella pneumoniae. Tương tác tĩnh điện của nano bạc với màng vi khuẩn gây ra sự phá vỡ màng. Nano bạc có thể thâm nhập sâu vào màng sinh học trưởng thành vì tỷ lệ bề mặt trên thể tích cao. Nano vàng và nano bạc được sinh tổng hợp đã được báo cáo cho thấy các hoạt động kháng khuẩn ở nồng độ thấp hơn 0,2 μg / mL (0.2ppm) AgNPs được tổng hợp bằng cách sử dụng nấm Aspergillus flavus làm giảm hiệu quả sự hình thành màng sinh học của Escherichia coli và Pseudomonas aeruginosa lên đến 70% (Hình 4).

Tương tự, 4 μg / mL (4ppm) AgNP qua trung gian Emericella nidulans ức chế hơn 50% sự hình thành màng sinh họcStaphylococcus aureus và Pseudomonas aeruginosa. Ức chế tuyệt đối màng sinh học Klebsiella pneumoniae và Staphylococcus aureus đã đạt được với một lượng nhỏ (tương ứng 0,0596 μg / mL [0.0596ppm] và 0,0683 μg / mL [0.0683ppm]) AgNP được tổng hợp bằng cách sử dụng cây Zingiber officinale. Một nghiên cứu khác cho thấy nồng độ nano vàng (AuNPs) 0,2 mM được tổng hợp bằng cách sử dụng một loại xạ khuẩn đã ức chế 80% sự hình thành màng sinh họcPseudomonas aeruginosa.

Hoạt động chống ung thư của các hạt nano bạc

nano bạc điều trị ung thư

Hình 5.Biểu đồ biểu diễn hoạt tính chống ung thư của các AgNP được tổng hợp bằng vi sinh vật

Hiện nay, có một số loại thuốc chống ung thư trên thị trường để lựa chọn điều trị và kiểm soát tỷ lệ tử vong do ung thư mặc dù các tác dụng phụ đáng kể và độc tính toàn thân đã được báo cáo. Nghiên cứu ung thư là một chủ đề thú vị trong lĩnh vực y học nano để khám phá các vật liệu điều trị, chống ung thư mới để khắc phục các khối u ác tính. Các liệu pháp điều trị ung thư qua trung gian công nghệ nano có độ đặc hiệu cao vì chúng ít xâm lấn hơn. Điều thú vị là các hạt nano kim loại đại diện cho một nền tảng hấp dẫn để chẩn đoán và điều trị ung thư tiềm năng do các đặc tính độc đáo của chúng cho khả năng thâm nhập cao và độ đặc hiệu mục tiêu cho chẩn đoán và điều trị.

(Hình 5) cho thấy biểu đồ biểu diễn hoạt tính chống ung thư của các AgNP được tổng hợp bằng vi sinh vật. Ngoài ra, các hạt nano kim loại cũng có thể được liên hợp với các ngăn sinh học bao gồm peptit, kháng thể đơn dòng, DNA / RNA và / hoặc dấu hiệu khối u để nhắm mục tiêu cụ thể đến các protein hoặc thụ thể trên bề mặt tế bào trên tế bào ung thư [103, 104]. Do đó, AgNPs cho đến nay đã chứng minh các hoạt động chống ung thư tiềm năng trong điều kiện in vivo.

Khả năng kháng viêm của nano bạc

nano bạc kháng viêm

Hình 6. Hoạt tính chống viêm của các hạt nano bạc

Phản ứng của hệ thống miễn dịch chống lại nhiễm trùng và tổn thương tế bào cơ thể được gọi là phản ứng kháng viêm. Nó hoạt động để loại bỏ các yếu tố bất lợi và giúp tổ chức các mô và phục hồi các chức năng của tế bào. Thất bại trong quá trình phức tạp này có thể dẫn đến sự phát triển của các rối loạn viêm khác nhau. Phản ứng chống viêm là một quá trình sản xuất các hợp chất đáp ứng miễn dịch như interleukin và cytokinin bởi tế bào sừng. Mặc dù hệ thống nội tiết tiết ra một số chất trung gian gây viêm như enzym và kháng thể, các chất chống viêm tiềm năng khác bao gồm cytokine, IL-1, IL-2 được tiết ra bởi các cơ quan miễn dịch chính.

Nano vàng và bạch kim được sinh tổng hợp đạt được khả năng chữa lành vết thương và tái tạo mô tích cực. Một số nano bạc AgNPs có hoạt tính chống viêm được trình bày trong Bảng 2. AgNPs tổng hợp từ thực vật được tìm thấy để kích thích sản xuất cytokine vì các alkaloid hoặc flavanoid có trong thực vật sẽ hoạt động như chất đóng nắp, do đó, cung cấp các đặc tính dược lý bổ sung. Liều lượng nano cao hơn đã được báo cáo để đạt được sự sản xuất mạnh mẽ của Th1cells, tiếp theo là sự tiết ra các cytokine gây viêm IL-2, INF-γ, đóng một vai trò quan trọng trong miễn dịch tế bào. AgNP được giới hạn bởi các ancaloit của quả Piper nigrum chưa chín đã tăng cường hoạt động chống viêm trong các tế bào đơn nhân máu ngoại vi của con người. Ngoài ra, các AgNP tổng hợp từ thực vật, chẳng hạn như Pteris tripartite, Acalypha indica, Garcinia mangostana, Centratherumunctatum Cass, Rosa damascene và Abutilon indicum thể hiện các hoạt động chống viêm (Hình 6 ).

Bảng 2. Một số nano bạc AgNPs có hoạt tính chống viêm

Các sinh vật được sử dụng cho AgNPsCác thành phần như là tác nhân ổn địnhSản xuất các chất chống viêm
Terminalia sp. (T. bentazoe, T. bellerica, T. mellueri and Terminalia catapa) leavesPolysaccharides, protein, polyphenolic and flavonoidal com poundsReactive oxygen species (ROS)
Fruit extract of Garcinia mangostanaSecondary metabolites (Tannins, Saponins, Flavonoids, Proteins, Anthraquinones, Carbohydrates, Ascorbic acid, Phenol)Cytokines
Leaf extract of Pteris tripartita SwPhenolics, flavonoids, terpenoids, tannins, proteins and glycosidesHistamine, serotonin, and prostaglandins
Plant Leucas aspera (willd.), Abuti lon indicumAlkaloids, terpenoids, flavonoids, phenol, tannins, phytoserol, carbohydrates, saponins, Alcohols, alkynes (terminal), aromatics, aldehydes, alkenes, aromatics, alkyl halides, aliphatic amines, amines, alkyl halidesIndomethacin

Nhờ vào khả năng kháng viêm của nano bạc, chúng đã được nghiên cứu và cho thấy tiềm năng thay thế Povidone Iotdine trong khử trùng vết thương. Trong một nghiên cứu ở Ấn Độ về bệnh loét bàn chân do thói quen đi chân trần, cộng với sự gia tăng tỷ lệ mắc bệnh đái tháo đường, nano bạc đã được ứng dụng trong điều trị. Kết quả cho thấy thời gian và chi phí điều trị tổng thể thấp hơn so với dùng Povidone Iotdine.

Chi tiết nghiên cứu : NANOSILVER VERSUS POVIDONE IODINE DRESSING- EFFICACY IN THE MANAGEMENT OF CHRONIC DIABETIC FOOT ULCERS.

Khả năng kháng virus của các hạt nano bạc

Do sự phức tạp của các tương tác sinh lý bệnh được thiết lập giữa các tế bào khỏe mạnh và vi rút, việc phát triển các tác nhân kháng vi rút cụ thể và hiệu quả đòi hỏi những nỗ lực triệt để và không ngừng. Sự hiện diện của các tế bào sống là bắt buộc đối với sự nhân lên của virus, virus này xâm nhập và làm suy yếu hoặc thậm chí phá hủy các tế bào chủ. Các tình trạng cấp tính và mãn tính xảy ra sau khi nhiễm virus thường gây nhiễm trùng toàn thân và các biến chứng liên quan nghiêm trọng. Một số thuốc kháng virus (nói chung, thuốc đặc hiệu với protein ức chế hoặc enzym cụ thể và các chất tương tự nucleoside can thiệp vào chu trình nhân lên của virus) và vắc-xin (công thức sinh học có chứa vectơ virus — sinh vật bị giảm độc lực hoặc bất hoạt, chất độc hoặc protein, axit nucleic hoặc gen kích hoạt hệ thống miễn dịch bẩm sinh của vật chủ) hiện có sẵn để điều trị nhiễm virus. Là kết quả của các nghiên cứu về cấu trúc và phức hợp phân tử hướng dẫn nano, vật liệu sinh học dựa trên nano đã chứng minh những công cụ ấn tượng để phát triển các liệu pháp kháng virus cụ thể, có chọn lọc và hiệu quả.

Cơ chế kháng vi rút nội tại của các hạt nano bạc chưa được biết và hiểu rõ hoàn toàn, các nghiên cứu đòi hỏi nghiên cứu về cấu trúc, phân tử và miễn dịch phức tạp hơn so với trường hợp đặc tính kháng khuẩn. Theo cách tương tự với hoạt tính kháng khuẩn của chúng, tác dụng kháng virus AgNPs dựa trên ái lực cụ thể với các phân tử sinh học thiết yếu (protein virus và glycoprotein, enzym, lipid, axit nucleic) và các biến cố sinh học qua Ag +, chẳng hạn như cản trở sự gắn kết tế bào và sự xâm nhập, ngăn chặn sự sao chép hoặc lan truyền của virus nội bào, cản trở quá trình sản xuất virion ngoại bào. AgNPs được hỗ trợ sinh tổng hợp bằng sóng siêu âm (5–15 nm) thể hiện hoạt tính diệt virus chống lại vi rút cúm A (IAV) ở nồng độ không gây độc. Dữ liệu trước đây đã chứng minh hành động kháng virus liên quan đến kích thước của máy quét nano chống lại IAV. Các tác dụng kháng vi-rút đáng kể đã được báo cáo đối với các hạt nano có chức năng với phối tử peptide ức chế IAV do tác dụng tăng cường của các ion bạc được giải phóng trên peptide. AgNPs được phủ bằng Oseltamivir và Zanamivir (chất ức chế enzym neuraminidase biểu hiện trên bề mặt) cho thấy tác dụng hiệp đồng kháng virus chống lại IAV, bằng cách ngăn chặn sự gắn vào tế bào chủ và cản trở hoạt động của virus bằng cách điều hòa giảm trong thế hệ ROS. Hơn nữa, nano bạc được chứng minh là chất bổ trợ thích hợp cho vắc xin bất hoạt virus, dẫn đến giảm viêm phổi và miễn dịch niêm mạc.

Người ta cũng báo cáo rằng AgNPs can thiệp vào sự gắn vào tế bào chủ của virus hợp bào hô hấp (RSV). Các hạt nano biến tính curcumin (11,95 ± 0,23 nm) đã ức chế đáng kể khả năng lây nhiễm của RSV, bằng cách tương tác với glycoprotein vỏ và do đó ngăn chặn sự xâm nhập của virus bởi các tế bào biểu mô của người. Gần đây, Morris et al. đã chứng minh rằng máy lọc nano phủ PVP 10 nm làm giảm sự sao chép của RSV và sản xuất cytokine tiền viêm, cả trong các dòng tế bào biểu mô và mô phổi chuột bị nhiễm bệnh.

AgNP được sản xuất sinh học từ nấm được chứng minh là có khả năng ức chế quá trình gắn vào tế bào và sao chép nội bào của virus herpes simplex loại 1 (HSV-1), theo cách phụ thuộc vào kích thước hạt. Tương tác không hóa trị giữa các phối tử HSV-1 thymidine kinase và các hạt nano được sinh tổng hợp với các chất chiết xuất từ ​​thực vật được coi là căn nguyên hoạt tính kháng virus của nano bạc. AgNPs được sửa đổi bằng axit tannic (33 nm) cho thấy khả năng làm giảm khả năng lây nhiễm tế bào với HSV loại 2 (HSV-2), bằng cách trực tiếp ngăn chặn glycoprotein của virus và tương tác với DNA của virus. Việc điều trị bằng các hạt nano này cũng làm giảm tình trạng viêm tại chỗ và tăng phản ứng miễn dịch đặc hiệu với virus ở chuột nhiễm HSV-2 nguyên phát và tái phát. Nồng độ nano không gây độc do tảo biển tạo ra đã làm giảm hiệu quả hiệu ứng tế bào (một dấu hiệu cho thấy tế bào vật chủ chết sau khi ly giải liên quan đến virus hoặc không có khả năng sinh sản) trong các tế bào bị nhiễm HSV-1 và HSV-2 [203].

AgNP được phủ PVP (25 nm) có hoạt tính kháng u thể hiện độc tính tế bào cao đối với các tế bào bị nhiễm virus γ-herpesvirus gây ung thư, chẳng hạn như herpesvirus liên quan đến sarcoma Kaposi và virus Epstein – Barr. Các hạt nano đã can thiệp vào quá trình nhân lên của vi rút (bằng cách tạo ra ROS và kích hoạt quá trình tự động) và làm suy yếu các virion liên quan. El-Mohamady và các đồng nghiệp báo cáo rằng nồng độ tương hợp tế bào của AgNPs hình cầu (<30 nm) gây ra tác dụng ức chế sự nhân lên của herpesvirus-1 ở bò.

Trước đây đã có báo cáo rằng AgNPs cho thấy tác dụng kháng virus chống lại các tế bào bị nhiễm virus suy giảm miễn dịch ở người loại 1 (HIV-1), nhưng cũng có thể ngăn ngừa nhiễm trùng tế bào. Nồng độ thấp của các thanh nano bạc liên hợp với natri 2-mercaptoethane sulfonate đã can thiệp đáng kể vào sự nhân lên của HIV-1. Sinh tổng hợp AgNPs (10–28 nm) với chiết xuất Rhizophora lamarckii ức chế hoạt động của enzym sao chép ngược HIV-1, một enzym sao chép virus thiết yếu.

Người ta đã xác định được rằng các ống nano tích điện dương có thể tạo phức với protease HIV-1 (có thể phân chia các polyprotein của virus thành các phần tử trưởng thành và lây nhiễm) hoặc các peptit cụ thể (các đại phân tử tương tự như các polyprotein của HIV-10). Do các tương tác cạnh tranh, sự hiện diện sớm của AgNPs dẫn đến sự giảm quan trọng nhất trong quá trình nhân lên của virus. Các công thức dựa trên nano đã chứng minh tác dụng điều trị hiệu quả đối với một số bệnh lý gây ra bởi virus có liên quan đến lâm sàng, chẳng hạn như coronavirus hội chứng hô hấp cấp tính nặng 2 (SARS-CoV-2), virus u nhú ở người (HPV), virus rota và các virus đường ruột khác. Điều đáng nói là các nền tảng mới và hiệu quả có chứa AgNPs đã được đánh giá về hoạt tính diệt khuẩn đối với các vectơ vi rút, nói chung là các mầm bệnh do muỗi truyền bao gồm virus Zika, virus Dengue, virus West Nile và virus Chikungunya.

NANO NNA VIỆT NAM

Nguyên liệu nano bạc sản xuất các sản phẩm y sinh

Nguồn tham khảo:

Synthesis of Silver Nanoparticles and their Biomedical Applications

An Updated Review on Silver Nanoparticles in Biomedicine

 

0 Bình luận

Bài viết liên quan

Để lại bình luận