khuẩn của dung dịch chứa Nano bạc trong Ethanol

(1)

BÀI NGHIÊN CỨU

Đánh giá khả năng kháng khuẩn

của dung dịch chứa Nano bạc trong Ethanol các nồng độ khác nhau

INVESTIGATION OF ANTIBACTERIAL ACTIVITIES OF

NANO SILVER SOLUTION IN ETHANOL AT DIFFERENT CONCENTRATIONS

Trần Văn Thanh1, Nguyễn Phương Dung1, Đặng Thị Nga1, Phạm HiểnAnh2

1HọcviệnY Dược học cổ truyềnViệt Nam 2Côngty cổphân Dược và TTBYT Phúc Thịnh

TÓM TẮT

Mục tiêu:Khảo sátkhả năng khángkhuẩncủadungdịch Nano bạc trong ethanolsẽ giúp lựachọnnồng độ Nano bạcvàethanol thấp nhất chohiệu quả kháng khuẩn caonhất.

Phươngphápnghiên cứu: Nghiên cứuthực nghiệm bằngcách pha loãngnống độ nano bạc và nôngđộ ethanol đánhgiá khả năng diệt khuẩn trên 3 chủng p.aeruginosa ATCC27853, s. aureusATCC 2S923vàE.

coliATCC 11775.

Kết quả:Dung dịchNano bạc1,53 ppm trong ethanolnống độ trongnước từ 40,4 %- 70,3%có khả năng diệt khuẩn 100% ở mọi thời gian ủ được thựchiện. Dung dịch Nanobạc1,53 ppm trong ethanol30,4% chỉ diệt khuẩn100% VKP. aeruginosa ATCC 27853 và s. aureus ATCC 25923khi ủ trong thời gian Ih,2 h hoặc 4h và diệt100 % E.coli ATCC 11775 ở mọi thời gian ủ đượcthực hiện. Dung dịch Nano bạc1,53 ppm trongethanol 20,4%, 10,5 %không có hiệuquả diệt khuẩnđáng kể.Dung dịch Nano bạc các nồng độ 1,02;0,51;0,26ppm trongethanol 40,4%đêu có khả năng diệtkhuẩn 100% ờ mọi thời gian ủ đượcthựchiện.

Kếtluận: Nanobạc 0,26ppm kết hợp ethanol40,4% là nổng độthấpnhất có khả năngdiệt khuẩn hoàn toàn với cả 3 chủng vsv nghiên cứu: p. aeruginosa ATCC 27853, s. aureus ATCC25923 và E. coliATCC 1 ỉ 775

ATTRACT

Objectives: Survey the antibacterial ability of Nano silver and ethanol solution to help select the lowest concentration ofsilver Nanoandethanolfor thehighestantibacterial effect.

Methods: This research conductedbymethod ofdilute concentrations of other silver nanoparticles solution and ethanolusingp. aeruginosaATCC 27853, s. aureus ATCC 25923andE. coll ATCC 11775.

Results: Nano silver solutionof 1.53 ppm inethanol withconcentrationinwaterfrom 40.4%to 70.3%has theabilitytokill bacteria 100% at all incubationtimes. Nano silversolutionof 1.53 ppm in30.4%ethanol only kills 100%of bacteriaVKP. aeruginosaATCC 27853 ands. aureus ATCC 25923whenincubated for Ih,2h

Ngày nhận bài: 20/01/2022 Ngày phản biện: 25/01/2022 Ngày chấp nhận đăng: 15/2/2022

74 I TẠP CHÍY DUOC CÓ TRUYẼN VIỆT NAM số 01(421-2022

(2)

or4hand kills 100% ofE.coliATCC 11775 at all incubationtimes were performed. Nano silver solutionof 1.53 ppmin 20.4%ethanol, 10.5% did'nt have significant bactericidal effect. SilverNano solution withconcentrations of 1.02; 0.51;0.26 ppm in40.4%ethanolwere100% bactericidal at all incubationtimes.

Conclusion:Nanosilver 0.26 ppm combinedwith ethanol 40.4%wasthelowestconcentration with totally bactericidal activity against all 3 strains ofmicroorganisms studied: p. aeruginosa ATCC 27853, s. aureusATCC 25923 andE.coli ATCC 11775

Keyword: nano silver, antibacterial effect.

ĐẶTVÂNĐÉ

Ở kíchthước nano, phầntử bạc cókíchthước rất nhỏ, làmtăng diện tích bế mặt củabạcvà nhờ đó khả năng diệt khuẩn được tăng lên gấpnhiều lần [6]. Nhiếukết quảnghiên cứu cho thấy,nano bạccóhoạt tínhkháng khuẩn cao trêncả vi khuẩn Gram dương và Gram âm như Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Vibrio cholera.Tuy nhiên, cácđể tài này sử dụng dungdịch nanobạc vớinồng độ cao,lâudàicónguycơ ảnh hưởng đến sức khỏe con người [1], [2] . Vì vậy nhu cẩuthực tiễn đặt ralàcầntạo dungdịch nano bạc với nồng độ thấp nhấtvà khảnăng kháng khuẩncao nhất.

Ngoài nano bạc, một dung môi hữu cơ thông dụng, an toànvà có hiệu quả kháng khuẩnmạnh đólà ethanol. Ethanol có khả năng diệtvi khuẩn tốt nhưng cẩn thời gian từ 10 giâytới 1 giờtuỳ loại vi khuẩn. Ethanol khôngdiệthoàntoàn vi khuẩn khi sử dụng nhưnước sát khuẩntay vi thời gian bayhơi dưới 10 giây[5]. Khiđó,việc kết hợp ethanol vànanobạc sẽ giúp các hạt nano bạc đọnglạibám trên vi khuẩn tiếp túctiêu diệt vi khuẩn. Việc khảosátkhả năng kháng khuẩncủa dung dịch Nano bạc trong ethanol sẽ giúp lựa chọn nóng độ Nano bạc vàethanol thấp nhấtcho hiệu quảkháng khuẩncao nhất.

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CƯU

Hóa chất

- Hóa chất thực nghiệm: dung dịch nano bạc 1020,726 mg/lít (Viện Côngnghệxạhiếm - Viện

Năng lượng Nguyên tử Qụốc gia), Ethanol 99,7%

(Merck-Đức).

- Chủng vi khuẩn: Escheriachia coli, Staphylococcus aureus,Pseudomonas aeruginosa cung cấpbởi Viện Paster Thành phố Hô ChíMinh.

Phương phápnghiên cứu

Chuẩn bị dung dịch Nano bạc trong ethanol

- Chuẩn bị dung dịch Nanobạc1,53ppm trong ethanol nống độ 70,3; 60,3; 50,3; 40,4; 30,4; 20,4;

10,5 % và thử hoạt tính kháng khuẩn, lựa chọn được nổngđộ ethanol phù hợp nhất.

- Chuẩn bị dung dịch Nano bạc cácnóng độ 1,02; 0,51; 0,26 ppm trong ethanol phù hợpvừa lựa chọn ởtrên, lựa chọn được nóng độ bạc phù hợp nhất.

Phươngphápđánh giá khả năng kháng khuẩn Phương pháp thực hiện: Sửdụng phương pháp khuếchtánđĩa thạch.

Nốngđộ diệt khuẩntói thiểu (MBC) của dung dịch nano bạcđượcxác địnhkhilượng khuẩn lạc mọc trên môi trường nuôicấy < 0,1%lượngkhuẩn lạc trênmẫu chứng.

Các số liệu trong các bảng làgiátrịtrungbình thu được của03 thínghiệm lặp lại.

KẾT QUẢ NGHIÊN cứu

Tiến hành pha chê' các mẫu thử theo đúng 7 công thức pha chê'được thiết lập. Các mẫuthu được tiến hànhcấy vsvvà tiến hành với 5 điều kiện: không ủ, ủ 15 phút, 1 giờ, 2 giờ, 4giờ.

TẠP CHÍY DƯOC CÓ TRUYẼN VIỆT NAM SỐ 01(42)-2022 I 75

(3)

BÀI NGHIÊN CỨU

Bảng 1. Cáccông thức phachẽ mẫu thử với nồng độ nano bạc 1,53ppm

Nóng độ ethanol (%) Loại vi sinh vật thử nghiệm Khôngủ

Kết quả vsv còn sóng sau các thời gian ủ (CFU/ml)

ủlh Ủ2h Ủ4h

CT1-4 70,3-40,4 p. aeruginosa ATCC 27853 0 0 0 0

s. aureus ATCC 25923 0 0 0 0

E.coli ATCC 11775 0 0 0 0

CT5 30,4 p. aeruginosa ATCC 27853 2O,15xlO3 0 0 0

s. aureus ATCC 25923 570 0 0 0

E.coli ATCC 11775 0 0 0 0

CT6 20,4 p. aeruginosa ATCC 27853 5,25xl06 2,7 xio6 19,5 xio3 34,5 xio2

s. aureus ATCC 25923 2,5xl°6 306 0 0

E.coli ATCC 11775 2,3 xio6 56,5 xio2 0 0

CT7 10,5 P aeruginosa ATCC 27853 6,01 xio6 5,8 xio6 5,23 xio6 4,9 xio6 s. aureus ATCC 25923 3,02xl06 2,43 xio6 2,1 xio6 l,87xio6

E.co/iATCC 11775 5,03xl06 4,07xl06 3,88 xio6 3,3 xio6

- Các dung dịch Nano bạc 1,53 ppm trong ethanol nóng độ khác nhau (trongnướctừ 40,4

% đến 70,3 %) đều cókhảnăng diệt khuẩn 100%

ngay khivừa tiếpxúc và ởmọi thời gian ủ được thực hiện. Còn các dungdịchNanobạc 1,53 ppm trongethanol 30,4% chỉ diệt khuẩn 100% VK p.

aeruginosaATCC 27853 vàs. aureus ATCC25923 khi ủ trongthời gian Ih,2 h hoặc 4hvàdiệt100% E.coli ATCC 11775 ngay khivừa tiếp xúc và ở mọi thời gian ủ được thực hiện.

- Dung dịchtheo công thức 6 (20,4% ethanol) không diệthết p. aeruginosa ATCC 27853 vừa tiếp

xúc và ở mọithời gian ủ; chỉ diệt hết 100%VKs.

aureus ATCC 25923 vàE.coliATCC 11775 trong khoảngthời gian 2h hoặc 4h.

- Dung dịchtheo công thức 7(10,5% ethanol) không diệt đượchết 100% cả3 loại vsv khi vừa tiếp xúc và ở mọithời gian ủ được thực hiện.

Khảosát nổng độ diệt khuẩntối thiểu của dung dịch nanobạc trongethanol

Tiếp tục khảo sát tác dụng kháng khuẩn của dungdịchNanobạc các nổng độ 1,02; 0,51; 0,26 ppm trong ethanol40,4%,và dung dịch Nano bạc 0,26 ppm.

Bảng2. Cáccông thức phachế với nống độ ethanol 40,4%và khôngcó ethanol

ĨT Công thức Loại vi sinh vật thử nghiệm

Két quả vsv còn sống sau các thời gian ủ (CFƯ/ ml)

Khôngủ ủlh Ủ2h Ủ4h

1 Nano bạc 1,02 ppm + Ethanol 40,4%

p. aeruginosa ATCC 27853 0 0 0 0

s. aureus ATCC 25923 0 0 0 0

E.coli ATCC 11775 0 0 0 0

s. aureus ATCC 25923 0 0 0 0

E.coli ATCC 11775 0 0 0 0

76 I TẠP CHÍY DUỤC co TRUYẼN VIỆT NAM sò 01 (42)-2022

(4)

s.aureus ATCC 25923 0 0 0 0

E.coli ATCC 11775 0 0 0 0

4 Nano bạc 0,26 ppm

p. aeruginosa ATCC 27853 6,2xl06 5,4 xio6 5xl0Ể 4,71 xio6 s. aureus ATCC 25923 5,1 xio6 3,91 xio6 3,5 xio6 3,01 xio6 E.coli ATCC 11775 3,15xlO6 2,31 xio6 2,02xl06 l,6xio6

Các dung dịch Nano bạc các nống độ 1,02;

0,51; 0,26 ppm trongethanol 40,4% đểu có khả năngdiệtkhuẩn 100% ngay khi vừa tiếp xúc và ở mọithời gian ủđược thực hiện.Dung dịch nano bạc0,26ppm không diệtđượchoàn toàn vsv thử nghiệm ngaycả khiủ đến 4 giờ,mậtđộ vsv bịtiêu diệt không đángkể.

BÀN LUẬN

Khảosátnống độ diệt khuẩn tối thiểucủa dung dịch ethanol trong chê phẩm

Nghiên cứu cho thấy, dungdịch nano bạc kết hợp với dung dịchEthanol các nống độ khácnhau đểucó tác dụng diệtkhuẩn. Thời gian ủ càng lâu và nổng độ càng cao, khả năng diệt khuẩn củadung dịch càng tốt. Dung dịchnano bạc 1,53 ppm kết hợp với dungdịch ethanolcácnông độ 40 - 70 % đểu có tác dụngdiệt khuẩn 100% ngay khi vừatiếp xúcvà ở mọi thời gian ủ; khigiảmnốngđộ ethanolxuống còn 30% tácdụng diệt khuẩn giảm đi vàcóhiệu quả

100% sau 15phút. Khigiảm nồngđộethanol xuống còn 20% và 10%tác dụng giảm rõ rệt vàhầu như không có tác dụngđángkể ở nổng độ10%.

Theo hướng dẫn của WHO vế Vệ sinh Bàn tay trong Chăm sócsức khỏedung dịch ethanol ở nống độ 60-80% có hiệu quảnhất, với nồng độ cao hơn là ít mạnh hơn[7].

Theo Trung tâmKiểm soátvà Phòngngừa dịch bệnh Mỹ (CDC), các vsv gram ầmnhư E.coli,p.

aeruginosa bị tiêu diệt trong 10 giâybởi tất cả các nồng độ ethanol từ 40% đến 100%. Các sinh vật

gram dương như s. aureus bị tiêu diệt trong 10 giâybởi ethanol có nôngđộ60 - 95% [5]. Brian MPeters vàcộng sự (2013) nghiên cứu hiệu quả của ethanol trên vikhuẩn s. aureus, kếtquảethanol nồng độ 50% ức chê'hoàn toàn sự phát triển của s. aureus [3]. Cáckết quả này tươngđương với kết quả mà đế tài khảo sát được, đặc biệt khi kếthợp ethanol 40,4 % và nano bạc 1,53ppm có hiệu quả diệtkhuẩn hoàn toàn vớicả 3chủng vsv trênngay khi vừa tiếp xúc. Từ đó, nghiên cứu đã lựa chọn Ethanol 40,4 % là nồng độtối ưu cho thử nghiệm tiếptheo.

Khảo sátnổng độ diệt khuẩn tốithiểu của dung dịch nanobạc trongethanol

Dung dịch ethanol 40% kếthợp với dung dịch nanobạc các nống độ 1,02 ppm; 0,51 ppm; 0,26 ppm đều có tácdụngdiệt khuẩn hoàntoàn. Khả năng khángkhuẩn của dung dịchchỉ cónanobạc 0,26 ppm giảm. Dung dịch nano bạc 0,26 ppm không có khảnăngdiệtkhuẩn với3chủng vi khuẩn thửnghiệm ngay cảkhiđược ủ đến4 giờ. Từ đó cho thấy hiệuquảvượt trội của dung dịchkết hợp nano bạc 0,26 ppm và ethanol40,4 %.

Trong nghiên cứu, hiệuquả diệt khuẩn Gram ầm (E. co/i) tốt hơn vi khuẩn Gram dương(s. aureus) trong tấtcả cácmẫu dungdịch pha chếđược. Điều nàyđược lí giải do sựkhácbiệt trongcấutạo thành tê' bào vi khuẩn. Thành tê' bào vi khuẩnGram dương dày với cấu trúc nhiểu lớp peptidoglycan (sovới đơn lớp ở vikhuẩnGram ầm), vì vậy quá trìnhxâm nhậpcủa cácion Ag+ do các nano bạcphóng thích

TẠP CHÍY DƯỢC CÕ TRUYẼN VIỆT NAM SỐ 01 (42(-2022 I 77

(5)

BÀI NGHIÊN CỨU

vào tế bào vi khuẩnGramdươngsẽkhó khăn hơn [4].Nguyễn NhưLâmvà cộng sự (2009) xác định nồng độ diệtkhuẩn tối thiểu (MBC) của tiểu phân nano bạcvới paeruginosa ATCC 27853, s. aureus ATCC 25923và E.coli ATCC 25922lần lượt là 100 ppm; 12,5 ppm và 3,125 ppmsau 2 giờ tiếp xúc;

và 3,125 ppm; 0,781 ppm và0,195 ppm sau24giờ tiếpxúc [2] .Nghiêncứu xácđịnhđượcnồngđộ diệt khuẩn tối thiểu củananobạclà0,26 ppm khi được kếthợpvớiethanol 40,4 % cókhả nàng diệt khuẩnhoàn toànđốivới3 chủngvsv ngay khi vừa tiếpxúc.Như vậy,đã khảosát được nồng độ nano bạctươngđối thấp màcókhả năng diệt khuẩn tốt khi được kếthợp với ethanol 40,4%.

Trân Việt Hùng, Đoàn Cao Sơn và cộng sự (2012) đã nghiên cứu bào chế gel rửa taykhông dùng nước kếthợp2 tác nhân sát khuẩn là ethanol (70% kl/kl)vànano bạcvới nồng độ bạc10ppm, hiệuquảdiệt khuẩn củagel rửataysát khuẩnnano

bạc là 99,99% [ 1 ]. Nhưvậynghiên cứu đã kết hợp nano bạc và ethanol với nồng độ thấp hơn cho hiệu quả diệt khuẩnđối với 3 chủng vi khuẩn p.

aeruginosa ATCC 27853, s. aureus ATCC 25923 và

£. cơíi ATCC 11775.

KẾT LUẬN

- Trongsố các nồng độ ethanol khảo sát, khi kết hợp với nano bạc,nóng độethanol 40,4% là nồng độ thấp nhấtcó khả năng diệt khuẩn tốt nhấtvới cả 3 chủngvsv nghiên cứu: p. aeruginosa ATCC 27853, s. aureus ATCC 25923 và E. coli ATCC 11775 thấp hơn nóngđộ ethanol tối thiểu được khuyến cáo trongcác sản phẩm sátkhuẩntay60%.

- Nghiên cứu đã khảo sát được nồngđộ nano bạc thấp nhất là 0,26 ppm kết hợp với ethanol 40,4%cho hiệu quảdiệt khuẩn tốt, thấp hơn nóng độ diệtkhuẩn tối thiểu của dung dịch nano bạc trongcác nghiêncứu trướcđó.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Trấn Việt HùngvàĐoàn Cao Sơnvàcộng sự (2016). Khảo sát tác dụng diệt khuẩncủagelrửatay không dùngnước có chứa ethanol và nano bạc. Tạpchí Dượchọc,477(1), 49-57.

2. Trương ThuHiểnvà Nguyễn Như Lâm (20210). Nghiêncứunồngđộ diệt khuẩntối thiểucủa dung dịch Nano bạc đốivới một số chủng vi khuẩn. Tạpchí Ydượchọc quân sự, 8,95-99.

3. Peters BMvà Ward RMetal (2013)., Eficacy of ethanol against Candida albicans and Staphylococcus aureuspolymicrobial biofilms. AntimicrobAgents Chemother, 57(1), 74-82.

4. Qing Y và ChengLet al (2018). Potential antibacterial mechanism ofsilver nanoparticles andthe optimization of orthopedic implants by advanced modification technologies. International journal of nanomedicine,13, 3311-3327.

5. U.S. Department of Health & HumanServices (2008). Guideline for Disinfectionand Sterilization in Healthcare Facilities..

6. Wang JJ và Xue YY (2016). Antimicrobial Applicationsand Toxicityof Nano- Silver in the Medical Field. Zhonghua Shao ShangZa Zhi, 32(10), 631-634.

7. WHO (2009). WHO Guidelines on Hand Hygiene in Health Care. Hrst Global Patient Safety Challenge Clean Care isSafer Care.

78 TẠP CHÍY DƯỢC CÓ TRUYÉN VIỆT NAM so 01 (42 >-2022