CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VẬT LIỆU NANO TỔ HỢP Au VỚI CURCUMIN, ZnO, Ag NHẰM TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG TIÊU DIỆT MẦM BỆNH
Vật liệu điện tử
Luận án này tập trung vào giải quyết vấn đề cấp bách về sự gia tăng ô nhiễm môi trường và sự xuất hiện của các chủng vi khuẩn kháng kháng sinh (MDR) gây ra các bệnh truyền nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt tại các nước đang phát triển như Việt Nam. Nhận thấy tiềm năng của công nghệ nano trong y sinh học, nghiên cứu này đã thành công trong việc chế tạo và khảo sát tính chất của các vật liệu nano tổ hợp vàng (Au) với các hoạt chất tự nhiên (curcumin) và các hệ nano vô cơ (ZnO, Ag) nhằm tăng cường khả năng tiêu diệt mầm bệnh.
Cụ thể, luận án đã chế tạo thành công ba loại vật liệu nano tổ hợp: Au/Cur – CNPs, Au/ZnO – CNPs và Au/Ag – CNPs. Các vật liệu Au/Cur – CNPs và Au/ZnO – CNPs được tổng hợp bằng phương pháp điện hóa thân thiện môi trường, không chứa chất tồn dư. Au/Cur – CNPs có dạng gần cầu, kích thước trung bình 13,6 nm, ổn định và phân tán tốt, cho thấy hoạt tính kháng khuẩn đối với chủng MRSA tăng 20% so với curcumin nguyên chất. Đặc biệt, dưới tác dụng của hiệu ứng quang nhiệt khi chiếu laze 532 nm, Au/Cur – CNPs có khả năng tiêu diệt hoàn toàn MRSA và ức chế 90% sự phát triển của E.coli O157:H7, đồng thời có độc tính tế bào thấp (<9,4 ppm).
Đối với Au/ZnO – CNPs, vật liệu này có cấu trúc dị thể với lõi vàng kích thước trung bình 28,4 nm và vỏ ZnO dày 7-9 nm. Chúng thể hiện khả năng kháng khuẩn tăng cường đáng kể so với ZnO nguyên chất dưới tác dụng quang xúc tác của ánh sáng khả kiến, với hiệu quả tăng 59,5% cho MRSA và 45,6% cho E.coli O157:H7. Cơ chế kháng khuẩn được giải thích thông qua sự phân hủy methylene blue. Cuối cùng, Au/Ag – CNPs được chế tạo bằng phương pháp phản ứng trao đổi galvanic, có dạng gần cầu với đường kính trung bình 23,3 nm. Vật liệu này cho thấy khả năng kháng khuẩn vượt trội so với hạt nano bạc nguyên chất, tăng 114,3% đối với MRSA và 40% đối với E.coli O157:H7 ngay cả khi không chiếu sáng, với khả năng ức chế MRSA hiệu quả hơn E.coli O157:H7. Những kết quả này khẳng định tiềm năng ứng dụng của các vật liệu nano tổ hợp này trong y sinh học để chống lại các bệnh nhiễm trùng.