I. Tổng Quan Về Hạt Nano Bạc và Tiềm Năng Kháng Khuẩn
Công nghệ nano đang nổi lên như một lĩnh vực quan trọng trong y học, với tiềm năng ứng dụng rộng rãi. Trong số các hạt nano kim loại, hạt nano bạc (AgNPs) được sử dụng rộng rãi trong y sinh, chăm sóc sức khỏe, phân phối thuốc-gen, công nghiệp vũ trụ, mỹ phẩm, công nghiệp hóa chất và điện quang. Ứng dụng của AgNPs là do các hoạt động vật lý, hóa học và sinh học riêng của chúng. Gần đây, phương pháp tiếp cận xanh trong tổng hợp AgNPs đã thu hút sự chú ý do nhu cầu ngày càng tăng về phát triển các phương pháp hiệu quả về chi phí, tương thích sinh học và thân thiện với môi trường để tổng hợp AgNPs. Nghiên cứu này tập trung vào khả năng kháng khuẩn của hạt nano bạc được tổng hợp từ Streptomyces liên kết với Crinum latifolium L., một hướng đi đầy hứa hẹn.
1.1. Giới Thiệu Chung Về Hạt Nano Bạc AgNPs
Hạt nano bạc (AgNPs) đã nhận được vô số lời khen ngợi do các ứng dụng khác nhau của chúng trong các lĩnh vực khác nhau như điều trị ung thư, cảm biến sinh học, kháng sinh, điều trị chống viêm và phân phối thuốc. Ví dụ, bạc đã được sử dụng để điều trị kháng khuẩn từ năm 1000 trước Công nguyên. Muối bạc và các dẫn xuất của chúng được sử dụng thương mại làm chất kháng khuẩn vì bạc có hoạt tính chống lại nhiều loại vi sinh vật. Đã có bằng chứng cho thấy bạc ở kích thước nano có các đặc tính được cải thiện so với muối bạc do kích thước nhỏ, diện tích bề mặt lớn và độc tính mạnh đối với nhiều loại vi sinh vật. AgNPs được coi là một loại vật liệu nano quan trọng.
1.2. Đặc Tính Nổi Bật Của Hạt Nano Bạc
Các hoạt tính sinh học của AgNPs liên quan chặt chẽ đến kích thước hạt (diện tích bề mặt và năng lượng), hình dạng hạt (hoạt tính xúc tác), nồng độ hạt (chỉ số điều trị) và điện tích hạt (chất lượng oligodynamic). AgNPs với nồng độ 0, 25, 50, 75 và 100 μg/mL và kích thước từ 1 - 100 nm đã được thử nghiệm chống lại Escherichia coli. Đáng chú ý, AgNPs 16 nm ở nồng độ 75 μg/mL cho thấy hoạt tính kháng khuẩn mạnh nhất. Một báo cáo khác cho thấy AgNPs 5 nm có hoạt tính cao so với AgNPs 10 nm, 15 nm và 10 nm. Liên quan đến Staphylococcus mutans, AgNPs 8,4 nm được ưu tiên hơn, cho thấy mối quan hệ giữa kích thước hạt nano và hoạt tính kháng khuẩn của chúng.
II. Thách Thức Từ Kháng Kháng Sinh và Giải Pháp AgNPs
Tình trạng kháng kháng sinh đang trở thành một mối đe dọa toàn cầu, đòi hỏi các giải pháp mới. Hạt nano bạc nổi lên như một ứng cử viên tiềm năng, nhờ vào khả năng kháng khuẩn phổ rộng. Nghiên cứu này tập trung vào việc khai thác tiềm năng của Streptomyces liên kết với Crinum latifolium L. trong việc tổng hợp hạt nano bạc có khả năng kháng khuẩn, mở ra hướng đi mới trong cuộc chiến chống lại các vi khuẩn và nấm gây bệnh.
2.1. Vấn Đề Kháng Kháng Sinh Hiện Nay
Kháng kháng sinh là khả năng của các vi khuẩn và nấm phát triển trong môi trường có kháng sinh mà bình thường có thể tiêu diệt hoặc ít nhất là hạn chế sự phát triển của chúng. Kháng kháng sinh đe dọa làm mất ổn định tiến bộ trong sức khỏe con người bằng cách giảm khả năng điều trị các bệnh truyền nhiễm thông thường. Có một nhu cầu cấp thiết để tìm ra các loại kháng sinh mới và các hợp chất không kháng sinh để ngăn chặn các mối đe dọa toàn cầu. Bạc từ lâu đã được biết đến với các ứng dụng khác nhau của nó trong nhiều lĩnh vực như công nghệ thực phẩm, y học, mỹ phẩm và dược phẩm.
2.2. Vai Trò Tiềm Năng Của Hạt Nano Bạc
AgNPs như một lựa chọn đầy hứa hẹn để ngăn ngừa các bệnh nhiễm trùng như vậy, khử trùng thiết bị y tế và chống lại nhiễm trùng. Vấn đề cấp bách là nhiễm trùng do vi khuẩn kháng kháng sinh, đang gia tăng với tốc độ đáng lo ngại trên toàn thế giới. Theo đó, vi khuẩn kháng đa kháng sinh đã trở nên phổ biến hơn do lạm dụng kháng sinh trong điều trị các rối loạn truyền nhiễm. Do đó, cần có nhiều nghiên cứu in vivo hơn để đánh giá độc tính của nano bạc trước khi đưa ra kết luận về độc tính của nó.
III. Phương Pháp Sinh Học Tổng Hợp Hạt Nano Bạc Từ Streptomyces
Phương pháp tổng hợp sinh học sử dụng Streptomyces đang thu hút sự chú ý do tính thân thiện với môi trường và khả năng giảm thiểu chất thải độc hại. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng Streptomyces liên kết với Crinum latifolium L. để tổng hợp hạt nano bạc, đánh giá khả năng kháng khuẩn của chúng đối với các chủng vi khuẩn và nấm khác nhau.
3.1. Ưu Điểm Của Phương Pháp Sinh Học
Phương pháp vật lý thì tốn kém, trong khi phương pháp hóa học tạo ra các hóa chất độc hại có thể gây ô nhiễm và rủi ro sinh học. Cần có các phương pháp thay thế về mặt môi trường và kinh tế để tổng hợp các hạt nano này. Tổng hợp AgNPs bằng cách sử dụng vi khuẩn đã thu hút được sự chú ý lớn so với các phương pháp hóa học và vật lý vì phương pháp sinh học thân thiện với môi trường. Chi Streptomyces, thuộc bộ Actinomycetales, được biết đến như một nguồn kháng sinh quan trọng. Khai thác Streptomyces spp. từ môi trường chưa được khai thác có thể là một cách hiệu quả để đáp ứng nhu cầu vĩnh viễn về các chất kháng sinh và không kháng sinh mới.
3.2. Streptomyces và Khả Năng Tổng Hợp AgNPs
Streptomyces nội sinh từ cây thuốc đã được khám phá rộng rãi và thu hút sự chú ý của các nhà vi sinh vật học trên toàn thế giới do những hạn chế trong việc tìm kiếm các hợp chất mới. Đáng chú ý, tổng hợp AgNPs xanh đã được báo cáo ở một số thành viên của chi Streptomyces, chẳng hạn như Streptomyces rochei, Streptomyces coelicolor, Streptomyces griseorubens và Streptomyces viridodiastaticus. Nghiên cứu này tập trung vào khả năng tổng hợp AgNPs có hoạt tính kháng khuẩn từ Streptomyces spp. liên kết với Crinum latifolium L.
IV. Đặc Trưng và Hoạt Tính Kháng Khuẩn Của Hạt Nano Bạc
Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định đặc điểm và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của hạt nano bạc được tổng hợp từ Streptomyces liên kết với Crinum latifolium L. Các đặc tính vật lý, hóa học và sinh học của hạt nano được phân tích, cùng với khả năng ức chế sự phát triển của các chủng vi khuẩn và nấm gây bệnh.
4.1. Xác Định Đặc Điểm Hạt Nano Bạc
Các đặc tính của hạt nano bạc được xác định bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), quang phổ hấp thụ UV-Vis và nhiễu xạ tia X (XRD). Kích thước, hình dạng và độ ổn định của hạt nano được đánh giá để hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa cấu trúc và hoạt tính kháng khuẩn.
4.2. Đánh Giá Hoạt Tính Kháng Khuẩn
Hoạt tính kháng khuẩn của hạt nano bạc được đánh giá bằng cách sử dụng các phương pháp khác nhau, bao gồm phương pháp khuếch tán đĩa và phương pháp pha loãng. Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) và nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC) được xác định để đánh giá hiệu quả của hạt nano trong việc ức chế sự phát triển của các chủng vi khuẩn và nấm khác nhau.
V. Ứng Dụng Tiềm Năng Của Hạt Nano Bạc Trong Y Sinh
Hạt nano bạc có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y sinh, bao gồm điều trị vết thương, kháng viêm, và kháng khuẩn. Nghiên cứu này khám phá các ứng dụng tiềm năng của hạt nano bạc được tổng hợp từ Streptomyces liên kết với Crinum latifolium L. trong việc phát triển các liệu pháp mới chống lại các bệnh nhiễm trùng.
5.1. Hạt Nano Bạc Trong Điều Trị Vết Thương
AgNPs tăng cường chữa lành vết thương và phát triển tế bào da mới vì đặc tính chống viêm, dẫn đến các ứng dụng cho băng vết thương chữa lành vết thương và ngăn ngừa nhiễm trùng. AgNPs tăng cường hiệu quả của mặt nạ một cách đáng kể. Một nghiên cứu liên quan đến mặt nạ được phủ AgNPs đã chứng minh rằng E. aureus bị tiêu diệt sau 24 giờ điều trị.
5.2. Tiềm Năng Kháng Khuẩn Trong Y Tế
AgNPs tổng hợp thể hiện hiệu quả kháng khuẩn chống lại các vi khuẩn gây bệnh chịu trách nhiệm cho các bệnh nhiễm trùng đường tiết niệu, bao gồm E. coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa và Candida albicans. AgNPs như một lựa chọn đầy hứa hẹn để ngăn ngừa các bệnh nhiễm trùng như vậy, khử trùng thiết bị y tế và chống lại nhiễm trùng.
VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Phát Triển Hạt Nano Bạc
Nghiên cứu này đã chứng minh tiềm năng của Streptomyces liên kết với Crinum latifolium L. trong việc tổng hợp hạt nano bạc có hoạt tính kháng khuẩn. Kết quả nghiên cứu mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các tác nhân kháng khuẩn tự nhiên và thân thiện với môi trường, góp phần vào cuộc chiến chống lại tình trạng kháng kháng sinh.
6.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu
Nghiên cứu hiện tại là một minh chứng cho việc tổng hợp hiệu quả PCT3 bởi Streptomyces nội sinh từ C. latifolium, đây là một chủ đề thú vị để phát triển các tác nhân kháng khuẩn để chống lại nhiễm trùng. Nghiên cứu này đã sàng lọc 8 chủng nội sinh từ cây thuốc Crinum latifolium L. về khả năng tổng hợp AgNPs với đặc tính kháng khuẩn.
6.2. Hướng Nghiên Cứu Tương Lai
Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình tổng hợp hạt nano bạc, đánh giá độc tính của hạt nano trên các mô hình tế bào và động vật, và khám phá các ứng dụng tiềm năng của hạt nano trong các lĩnh vực khác nhau, bao gồm nông nghiệp và công nghiệp.
