Nhôm Oxid (Aluminium Oxide)

Danh pháp

Tên chung quốc tế

Aluminum Oxide

Tên danh pháp theo IUPAC

dialuminum;oxygen(2-)

Nhóm thuốc

Thuốc chữa trứng cá

Mã ATC

D – Da liễu

D10 – Thuốc chữa trứng cá

D10A – Thuốc chữa trứng cá dùng tại chỗ

D10AX – Các thuốc trị mụn trứng cá sử dụng tại chỗ khác

D10AX04 – Aluminium oxide

Mã UNII

LMI26O6933

Mã CAS

1344-28-1

Cấu trúc phân tử

Công thức phân tử

Al2O3

Phân tử lượng

101.961 g/mol

Cấu trúc phân tử

Al2O3 là oxit gì? Nhôm oxit (hay Nhôm(III) oxit) là hợp chất hóa học của nhôm và oxy

Các tính chất phân tử

Số liên kết hydro cho: 0

Số liên kết hydro nhận: 3

Số liên kết có thể xoay: 0

Diện tích bề mặt tôpô: 3Ų

Số lượng nguyên tử nặng: 5

Các tính chất đặc trưng

Điểm nóng chảy: 2030 °C

Điểm sôi: 2977 °C

Tỷ trọng riêng: 3.97 g/cm³

Hằng số phân ly pKa: -1.8

Dạng bào chế

Hỗn dịch: 4 % w/w

Kem: 38.2 %, 52.2 %

Bột: 6.5 mg/1g

Dung dịch: 2 g

Độ ổn định và điều kiện bảo quản

Chịu nhiệt tốt: Nhôm oxit chịu được nhiệt độ cao và không dễ bị phân giải. Điều này giúp nó được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng yêu cầu độ bền cao ở nhiệt độ nóng.

Kháng hóa chất: Nhôm oxit kháng với hầu hết các hóa chất, làm cho nó phù hợp với nhiều ứng dụng công nghiệp mà cần đến đặc tính này.

Bền vững trong môi trường: Khi tiếp xúc với không khí, nhôm tự nhiên sẽ tạo một lớp nhôm oxit mỏng trên bề mặt của nó, giúp bảo vệ nhôm khỏi việc tiếp tục bị oxi hóa. Lớp nhôm oxit này giúp bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn.

Không tan trong nước: Nhôm oxit không tan trong nước, giúp nó trở nên ổn định trong môi trường ẩm ướt.

Tuy nhiên, ở điều kiện đặc biệt như sự hiện diện của các axit mạnh hoặc kiềm mạnh, nhôm oxit có thể phản ứng và bị giải phóng.

Nguồn gốc

Nhôm oxit là gì? Nhôm oxit là một hợp chất tự nhiên của kim loại nhôm và oxy. Al2O3 là chất gì? Trong tự nhiên, nó xuất hiện dưới dạng khoáng vật bauxite, một nguồn quan trọng cho sản xuất nhôm. Quá trình phát hiện và tinh chế nhôm từ bauxite không phải là một sự kiện đơn giản mà là kết quả của nhiều năm nghiên cứu:

• Thế kỷ 18: Guyton de Morveau đề xuất tên “alumine” cho nguyên tố cơ bản trong alun, một loại khoáng vật chứa nhôm. Tuy nhiên, vào thời điểm đó, nhôm chưa được phân tách thành dạng tinh khiết.
• Thế kỷ 19: Sir Humphry Davy, một nhà hóa học Anh, cố gắng, nhưng không thành công, trong việc tách nhôm từ nhôm oxit. Ông đặt tên cho nguyên tố này là “aluminum”, mặc dù tên “aluminium” sau đó trở nên phổ biến ở châu Âu.
• 1825: Hans Christian Oersted, một nhà hóa học Đan Mạch, là người đầu tiên tạo ra nhôm, mặc dù dưới dạng không hoàn hảo.
• 1827: Friedrich Wöhler, một nhà hóa học người Đức, cải thiện phương pháp của Oersted và thu được nhôm dưới dạng bột.

Nguồn gốc của nhôm oxit như bauxite đã được biết đến từ lâu, nhưng việc tinh chế nhôm từ nó đã đòi hỏi nhiều thập kỷ nghiên cứu. Mặc dù nhôm oxit đã được biết đến và được nghiên cứu từ thế kỷ 18, nhưng chỉ vào cuối thế kỷ 19, công nghệ sản xuất nhôm trên quy mô công nghiệp mới thực sự trở nên hiệu quả.

Dược lý và cơ chế hoạt động

Aluminium oxide là gì? Nhôm oxit không phải là một chất có tác dụng dược lý và không được sử dụng như một thuốc. Tuy nhiên, các hợp chất của nhôm khác, như hydroxit nhôm (Al(OH)3), được sử dụng trong y học, đặc biệt là trong sản phẩm giảm ợ chua.

Hydroxit nhôm hoạt động như một chất trung hòa axit. Cơ chế tác động dược lý của nó dựa trên khả năng trung hòa axit trong dạ dày: Khi hydroxit nhôm vào dạ dày, nó phản ứng với axit hydrochloric (HCl) để tạo ra nước và clorua nhôm. Phản ứng này giúp giảm độ axit của dạ dày, từ đó giảm ợ chua và cảm giác khó chịu khác liên quan đến sản xuất axit dư thừa trong dạ dày.

Cần lưu ý rằng việc sử dụng các sản phẩm chứa hydroxit nhôm nên tuân theo hướng dẫn của bác sĩ và không nên dùng lâu dài mà không có sự giám sát, vì việc sử dụng kéo dài có thể gây ra một số tác dụng phụ như táo bón hoặc tăng nồng độ nhôm trong cơ thể.

Ứng dụng trong y học

Ứng dụng của nhôm oxit: Nhôm oxit, hay còn được biết đến với tên gọi alumina. Với những đặc tính nổi trội như độ cứng, độ ổn định hóa lý và khả năng kháng hóa chất, nhôm oxit đã tìm được nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp, kỹ thuật và đặc biệt là trong y học.

Nhờ vào độ ổn định cao của mình, nhôm oxit thường được sử dụng trong các ứng dụng chịu nhiệt trong y học. Ví dụ, trong các quá trình khử trùng, những dụng cụ y tế cần phải chịu đựng nhiệt độ cao mà không bị biến dạng hoặc mất tính năng. Nhôm oxit, với khả năng chịu nhiệt độ lên đến 2000°C, là lựa chọn tuyệt vời cho những ứng dụng này.

Dụng cụ y tế thường tiếp xúc trực tiếp với cơ thể người, do đó cần phải bảo đảm tính vệ sinh và không gây kích ứng. Lớp phủ nhôm oxit có thể giúp bảo vệ dụng cụ khỏi sự ăn mòn, tăng độ bền và đảm bảo sự an toàn khi sử dụng.

Trong ngành công nghiệp dược phẩm, nhôm oxit thường được sử dụng như một chất mang, giúp gia tăng hiệu suất giải phóng thuốc và cải thiện độ ổn định của các thành phần dược chất. Với bề mặt xốp và diện tích bề mặt lớn, nhôm oxit có thể giữ chất lượng của dược phẩm trong thời gian dài, giúp bảo quản và vận chuyển thuốc dễ dàng hơn.

Trong mỹ phẩm, Nhôm oxit có khả năng tạo lớp màng trên bề mặt da, giúp bảo vệ da khỏi tác động của môi trường bên ngoài và giữ cho da luôn mềm mịn. Do đó, nó thường xuất hiện trong các sản phẩm mỹ phẩm y tế như kem chống nắng, kem dưỡng da và sản phẩm làm sạch da.

Nhôm oxit biocompatible, có nghĩa là nó không gây kích ứng hoặc phản ứng tiêu cực khi tiếp xúc với mô sống. Vì vậy, nó đã trở thành một trong những vật liệu phổ biến để sản xuất các phần thay thế xương, như khớp nhân tạo. Sự cứng cáp và độ bền của nhôm oxit giúp nó trở thành một lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng này, đồng thời đảm bảo tuổi thọ lâu dài cho các bộ phận thay thế.

Với khả năng dẫn điện và điều chỉnh dòng điện dễ dàng, nhôm oxit được ứng dụng trong các cảm biến y tế hiện đại, giúp đo lường các thông số sinh học như độ độc của chất lỏng trong cơ thể hoặc cảm biến glucose cho người bệnh tiểu đường.

Trong một số ứng dụng y học, đặc tính trao đổi ion của nhôm oxit được sử dụng để loại bỏ hoặc thay thế các ion trong môi trường cụ thể, ví dụ như trong các hệ thống lọc máu.

Dược động học

Nhôm oxit không phải là một chất có hoạt động dược lý và không được dùng như một dược chất trong y học. Do đó, không có thông tin dược động học đặc thù cho nhôm oxit. Tuy nhiên, các hợp chất của nhôm, như hydroxit nhôm và các muối nhôm khác, có ứng dụng trong y học, chủ yếu là trong sản phẩm giảm ợ chua và làm dịu dạ dày.

Dược động học của hydroxit nhôm và các muối nhôm trong sản phẩm giảm ợ chua bao gồm:

Hấp thu

Các hợp chất nhôm trong dạ dày chủ yếu không bị hấp thu vào hệ tuần hoàn. Chỉ có một phần nhỏ được hấp thu vào máu.

Phân bố

Nhôm không phân phối rộng rãi trong cơ thể và thường được lưu giữ trong một số mô và cơ quan, chẳng hạn như xương.

Chuyển hóa

Cơ thể không chuyển hóa nhôm. Một lượng nhỏ nhôm hấp thu có thể được lưu trữ trong xương, não và các cơ quan khác.

Thải trừ

Phần lớn lượng nhôm được hấp thu sẽ được bài tiết qua thận và được loại bỏ ra ngoài qua nước tiểu.

Phương pháp sản xuất

Khoáng chất hydroxit nhôm chủ yếu được tìm thấy trong bauxite – nguồn chính để khai thác nhôm. Trong thành phần của bauxite có sự hiện diện của gibbsite (Al(OH)3), boehmite (γ-AlO(OH)), và diaspore (α-AlO(OH)), cùng những khoáng vật phụ như oxit và hidroxit sắt, thạch anh và khoáng sét. Đặc điểm đáng chú ý, bauxite thường gắn liền với đá ong.

Để tinh chế, bauxite trải qua quy trình Bayer:

• Al2O3 + H2O + NaOH → NaAl(OH)4
• Al(OH)3 + NaOH → NaAl(OH)4

Trong đó, ngoại trừ SiO2, hầu hết các thành phần khác không tan trong bazơ. Quá trình này giúp lọc ra Fe2O3. Khi dung dịch Bayer được làm lạnh, Al(OH)3 bắt đầu kết tủa, để lại các hợp chất của silicat.

• NaAl(OH)4 → NaOH + Al(OH)3

Sau cùng, gibbsite dưới dạng rắn Al(OH)3 sẽ được nung ở nhiệt độ cao (lên tới hơn 1100°C) để biến chúng thành nhôm oxit:

• 2 Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O

Điểm đáng chú ý là nhôm oxit thu được không chỉ là một pha mà có thể chứa nhiều pha khác nhau, không chỉ giới hạn ở corundum. Tùy theo pha cụ thể, nó ảnh hưởng đến độ hòa tan và cấu trúc của sản phẩm, giúp điều chỉnh chi phí và quản lý môi trường trong quá trình sản xuất.

Độc tính ở người

Nhôm oxit được xem là tương đối không độc khi tiếp xúc với da hoặc khi hít vào. Tuy nhiên, có một số điểm cần lưu ý về độc tính của nhôm oxit:

Hít vào: Dù nhôm oxit không được coi là độc khi hít vào, việc hít phải bụi nhôm oxit trong môi trường công nghiệp hay trong quá trình sản xuất có thể gây kích ứng cho đường hô hấp. Trong điều kiện tiếp xúc lâu dài và không được bảo vệ, điều này có thể dẫn đến các vấn đề về hô hấp.

Tiếp xúc với da: Dưới dạng bột, nhôm oxit không gây kích ứng đáng kể cho da. Tuy nhiên, nếu làm việc với nhôm oxit thường xuyên mà không có bảo vệ, việc liên tục tiếp xúc có thể gây khô và kích ứng da.

Nuốt phải: Việc nuốt phải nhôm oxit không dành cho tiêu thụ là không an toàn và có thể gây kích ứng cho đường tiêu hóa. Tuy nhiên, nhôm oxit không được coi là chất độc tính cao khi nuốt phải.

Tính an toàn

Có một số nghiên cứu cho thấy việc tiếp xúc lâu dài với lượng lớn nhôm có thể liên quan đến một số bệnh lý như Alzheimer. Tuy nhiên, đến thời điểm hiện tại, không có bằng chứng rõ ràng và cứng nhắc về mối liên kết này, và nhiều cơ quan y tế không xác định nhôm là nguyên nhân gây ra Alzheimer hay các bệnh lý khác.

Tương tác với thuốc khác

Nhôm oxit thường không được sử dụng trực tiếp như một phương tiện điều trị. Tuy nhiên, các hợp chất nhôm, như hydroxit nhôm, thường được sử dụng trong các sản phẩm giảm ợ chua và làm dịu dạ dày. Hydroxit nhôm có thể tương tác với một số thuốc khác, giảm khả năng hấp thu của chúng trong đường tiêu hóa.

Dưới đây là một số ví dụ về thuốc mà hydroxit nhôm có thể tương tác:

Tetracycline và các kháng sinh liên quan: Nhôm có thể kết hợp với tetracycline, giảm khả năng hấp thu của kháng sinh này.

Thuốc chống loét dạ dày: Các chất chống loét như cimetidine có thể bị ảnh hưởng bởi việc sử dụng đồng thời với hợp chất nhôm.

Quinolone: Những kháng sinh này (như ciprofloxacin và levofloxacin) có thể bị ảnh hưởng bởi việc sử dụng đồng thời với hợp chất nhôm.

Bisphosphonates: Được sử dụng để điều trị loãng xương, như alendronate, có thể bị ảnh hưởng bởi hợp chất nhôm.

Thuốc chống động kinh: Các thuốc như phenytoin có thể bị ảnh hưởng bởi hợp chất nhôm.

Thuốc chống viêm không steroid (NSAIDs): Việc sử dụng đồng thời có thể tăng khả năng gây kích ứng dạ dày.

Lưu ý khi sử dụng Nhôm oxid

Khi nhôm oxit hoặc các hợp chất nhôm liên quan được sử dụng trong sản phẩm giảm ợ chua hay sản phẩm dành cho dạ dày, chúng có thể ảnh hưởng đến việc hấp thụ một số thuốc khác. Vì vậy, nếu bạn đang dùng bất kỳ loại thuốc nào, nên thảo luận với bác sĩ hoặc dược sĩ về việc sử dụng sản phẩm chứa nhôm.

Mặc dù nhôm tự nhiên có mặt ở môi trường và trong thực phẩm, việc tiêu thụ lượng lớn nhôm trong thời gian dài có thể tăng mức nhôm trong cơ thể, điều này có thể liên quan đến một số vấn đề sức khỏe.

Các sản phẩm chứa nhôm, như hydroxit nhôm dùng trong sản phẩm giảm ợ chua, có thể gây táo bón. Điều này cần được xem xét khi sử dụng chúng trong thời gian dài.

Những người mắc bệnh thận hoặc có chức năng thận giảm có thể không loại bỏ nhôm khỏi cơ thể hiệu quả. Do đó, họ cần tránh sử dụng các sản phẩm chứa nhôm mà không có sự giám sát của bác sĩ.

Các sản phẩm chứa nhôm có thể tương tác với một số thực phẩm hoặc nước uống, chẳng hạn như các sản phẩm chứa axit (như nước cam). Việc kết hợp này có thể làm giảm hiệu quả của sản phẩm hoặc gây ra một số tác dụng không mong muốn.

Một vài nghiên cứu của Nhôm oxid trong Y học

Hiệu quả của bột alumina trong việc loại bỏ ngà răng sâu

Nghiên cứu này xác định kích thước của các hạt oxit nhôm được sử dụng trong hệ thống mài mòn không khí có khả năng loại bỏ mô ngà răng sâu mà vẫn bảo toàn tối đa cấu trúc âm thanh.

Ba mươi chiếc răng hàm thứ ba đã được nhổ và không bị sâu răng đã được sử dụng trong nghiên cứu này. Mẫu ngà răng thu được bằng cách cắt phần giữa thân răng theo chiều dọc với trục dài của răng theo hướng gần-xa. Một nửa thân răng tương ứng với nhóm ngà lành (SD), trong khi nửa còn lại được sử dụng để phát triển sâu răng nhân tạo, tạo thành nhóm ngà sâu (CD).

Mẫu thử được mài mòn trong không khí trong 15 giây. Mỗi nhóm SD và CD được chia ngẫu nhiên thành ba nhóm nhỏ (N=10) theo đường kính hạt được sử dụng (27, 50 và 125 microm).

Khoang đã chuẩn bị được cắt vuông góc làm đôi và cấu hình của tất cả các mảnh hemi được quan sát bằng kính hiển vi SEM. Các phép đo khoang được thực hiện bằng cách sử dụng phân tích đo sọ đã được sửa đổi.

Các hạt oxit nhôm 27, 50 và 125 microm không có tính chọn lọc trong việc loại bỏ ngà răng sâu. Tuy nhiên, khi sử dụng kỹ thuật mài mòn không khí để điều trị ngà răng sâu, nên sử dụng các hạt oxit nhôm 27 và 50 microm do chúng có khả năng loại bỏ mô âm thanh ít hơn so với các hạt 125 microm.

Tài liệu tham khảo

1. Drugbank, Nhôm oxid, truy cập ngày 26 tháng 8 năm 2023.
2. Motisuki, C., Lima, L. M., Bronzi, E. S., Spolidorio, D. M., & Santos-Pinto, L. (2006). The effectiveness of alumina powder on carious dentin removal. Operative dentistry, 31(3), 371–376. https://doi.org/10.2341/05-48
3. Pubchem, Nhôm oxid, truy cập ngày 26 tháng 8 năm 2023.
4. Bộ Y Tế (2012), Dược thư quốc gia Việt Nam, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội