Theo nghiên cứu, hạt nano siêu nhỏ thể hiện các tính chất khác biệt hoặc nổi bật hơn so với nguyên liệu dạng macro. Các hạt nano siêu nhỏ làm cho các hạt có diện tích bề mặt lớn cân đối với khối lượng của chúng. Trường hợp bạc ở dạng hạt nano, cho phép chúng tương tác dễ dàng với các hạt khác và tăng hiệu quả kháng khuẩn. Hiệu quả này lớn tới mức 1 gam hạt nano bạc có thể tạo tính chất kháng khuẩn tới hàng trăm mét vuông chất nền. Hiện nay, các sản phẩm làm bằng những hạt nano bạc đã được các cơ quan FDA, EPA của Mỹ, SIAA của Nhật Bản… chính thức phê chuẩn.
Cơ chế tác dụng của bạc
Tác dụng kháng khuẩn của bạc liên quan tới hàm lượng sử dụng và tỉ lệ bạc giải phóng. Bạc dạng nguyên tố bất hoạt, nhưng khi tương tác với các dịch trên bề mặt da và dịch trong vết thương sẽ trở nên ion hóa. Ion bạc có đặc tính hoạt động cao, nó liên kết với protein của mô và làm thay đổi thành tế bào vi khuẩn và màng nhân dẫn tới sự biến dạng tế bào khiến vi khuẩn chết. Bạc cũng liên kết với AND và ARN của tế bào vi khuẩn, từ đó bằng biến tính và ức chế sự nhân lên của tế bào vi khuẩn. (Lansdown, 2002; Castellano và cộng sự, 2007).
Cơ chế tác dụng của bạc liên quan tới tương tác với nhóm thiol trong enzyme hô hấp của tế bào vi khuẩn. Bạc liên kết với thành tế bào vi khuẩn và màng tế bào, từ đó ức chế quá trình hô hấp. Với E.coli, bạc hoạt động bằng cách ức chế quá trình hấp thu phosphate và giải phòng phosphate, mannitol, succinat, proline và glutamin khỏi tế bào E.coli. (Rosenkranz và Carr, 1972; Bragg và Rainnie, 1974; Schreurs và Rosenberg, 1982; Haefili và cộng sự, 1984; Yamanaka và cộng sự, 2005)
Cơ chế tác dụng của ion Bạc (AgNO3)
Cơ chế kháng khuẩn của ion bạc hiện nay vẫn chưa rõ ràng, tuy nhiên tác dụng của ion bạc lên vi khuẩn có thể được quan sát qua sự thay đổi cấu trúc và hình thái tế bào vi khuẩn. Các tác giả đề xuất rằng khi phân tử AND ở trạng thái nghỉ (relax), sự sao chép AND mới được thực hiện, nhưng khi AND ở trạng thái xoắn (condensed) nó mất hoạt tính sao chép, vì thế khi bạc thâm nhập vào tế bào vi khuẩn, phân tử AND chuyển thành trạng thái xoắn (condensed) và mất khả năng sao chép dẫn tới sự vi khuẩn không nhân lên được. Tương tự, có những nghiên cứu chỉ ra rằng các kim loại nặng phản ứng với protein bằng cách tấn công nhóm thiol làm các protein bất hoạt. (Liau và cộng sự., 1997; Feng và cộng sự, 2000).
Cơ chế tác dụng của nano Bạc
Vi tiểu phân nano bạc thể hiện hoạt tính khánh khuẩn cao khi so sánh với bạc nguyên tố hoặc ion bạc do nano bạc có diện tích bề mặt lớn, đem lại sự tiếp xúc lớn hơn với tế bào vi khuẩn. Vi tiểu phân nano dính vào màng tế bào hoặc xâm nhập vào trong tế bào. Nano bạc tương tác với những protein có gốc sulfur- trên màng tế bào, trong tế bào và với phosphorus trong các hợp chất như DNA. Vi tiểu phân nano bạc tấn công toàn diện chuỗi hô hấp, phân chia tế bào cuối cùng dẫn tới chết của tế bào vi khuẩn. Ngoài ra, nano bạc giải phóng ion bạc vào tế bào vi khuẩn, từ đó góp phần tăng mạnh hoạt tính kháng khuẩn (Feng và cộng sự, 2000; Sondi và Salopek-Sondi, 2004; Morones và cộng sự, 2005; Song và cộng sự, 2006).
Tác dụng bảo vệ của bạc chỉ được tận dụng đến mức cao nhất khi công nghệ nano ra đời. Thông thường, các phân tử bạc siêu nhỏ có tính diệt khuẩn mạnh mẽ phóng thích trên một đơn vị diện tích là có giới hạn, do ảnh hưởng của lực liên kết phân tử trên bề mặt đồ dùng tạo thành rào cản cho sự phóng thích này.
Công nghệ nano giúp chia nhỏ phân tử bạc ở kích thước nhỏ nhất, đó là nano mét (1 nano mét = 1/1 tỷ mét), điều này làm tăng diện tích bề mặt của bạc và nhờ đó khả năng kháng khuẩn được tăng lên gấp nhiều lần, giảm thời gian tiêu diệt vi khuẩn xuống mức gần như là tức thời.
Hiện nay, với những ưu điểm an toàn cho sức khỏe, tính năng khử khuẩn bằng nano bạc đã được ứng dụng để sản xuất các hàng tiêu dùng như tủ lạnh, điều hòa máy giặt và các sản phẩm tiêu dùng thông dụng, hóa mỹ phẩm, mỹ phẩm,... Ngoài ra các loại đồ chơi, quần áo, hộp đựng thực phẩm, chất tẩy quần áo cũng đã sử dụng nano bạc. Được biết, một số ứng dụng tiềm năng khác của các hạt nano bạc cũng đang được xem xét áp dụng trong mô cấy sinh học, băng vết thương, v.v…
Tuy nhiên, vẫn còn nhiều ý kiến lo ngại liệu công nghệ này có ảnh hưởng tới sức khỏe về lâu dài hay không?
Đã có một số cảnh báo cho rằng các phân tử có kích cỡ nano rất dễ bị phá vỡ cấu trúc, xâm nhập vào màng tế bào gây nên những biến đổi sinh lý khó lường. Thế nhưng, nano bạc diệt khuẩn được các chuyên gia đầu ngành tại viện nghiên cứu khoa học Vật lý và viện Dinh Dưỡng khẳng định là không ảnh hướng tới thực phẩm, sức khỏe và không phải là chất chất độc hại đối với da hay hệ hô hấp của con người.
Cũng ứng dụng công nghệ Nano trong sản xuất, Công ty Cổ phần Sao Thái Dương đã nghiên cứu thành công Nước súc miệng Valentine, kem nghệ nano bạc, kết hợp giữa Nano bạc chuẩn Châu Âu và các tinh dầu tự nhiên giúp tiêu diệt và ngăn ngừa vi khuẩn, virus, vi nấm phát triển, hiệu quả.
Theo nghiên cứu, chỉ đánh răng là chưa đủ, do nhiều chỗ bàn chải không thể chạm đến được. Nước súc miệng thông thường chứa các hóa chất, chỉ diệt được một số loại vi khuẩn nhất định nhưng sau đó vi khuẩn nhanh chóng phát triển trở lại, đột biến, khiến hoá chất mất tác dụng.
Các công trình nghiên cứu công bố trên tạp chí Y khoa hàng đầu thế giới đã chỉ ra rằng Nano bạc với kích thước siêu nhỏ (1/1000 vi khuẩn và 1/100 virus), có khả năng phá hủy màng tế bào, ức chế quá trình hô hấp, chuyển hóa, tiêu diệt vi khuẩn, virus, nấm đồng thời gắn với ADN và ngăn chúng đột biến. Do đó vi khuẩn, virus, vi nấm không thể kháng lại Nano bạc. Chỉ trong 1 phút, Nano bạc có thể diệt được 650 loại vi khuẩn khác nhau. Nhờ đặc tính rất an toàn và hiệu quả của Nano bạc, trung tâm nghiên cứu vũ trụ Nasa của Mỹ và Nga đã tin dùng Nano bạc thay thế cho Clo trong tinh chế nước dùng cho các phi hành gia trên vũ trụ. Ngoài ra, Nano bạc còn có tác dụng kích thích tái tạo tế bào niêm mạc, thúc đẩy làm lành các tổn thương niêm mạc. Đồng thời Nano bạc cũng có khả năng đi vào hệ tim mạch, tiêu diệt các vi khuẩn, virus, vi nấm có trong máu, giúp phòng ngừa mắc các tim mạch và nâng cao hệ miễn dịch.
