Than hoạt tính

Danh pháp

Tên chung quốc tế

Activated charcoal

Tên khác

Medicinal charcoal

Activated carbon

Tên danh pháp theo IUPAC

carbon

Nhóm thuốc

Thuốc giải độc

Mã ATC

A – Đường tiêu hóa và chuyển hóa

A07 – Thuốc điều trị tiêu chảy, viêm ruột hoặc chống nhiễm khuẩn

A07B – Chất hấp thụ đường ruột

A07BA – Than hoạt

A07BA01 – Medicinal charcoal

Mã UNII

2P3VWU3H10

Mã CAS

1333-86-4

Cấu trúc phân tử

Công thức phân tử

Phân tử lượng

12.011 g/mol

Cấu trúc phân tử

Các tính chất phân tử

Số liên kết hydro cho: 0

Số liên kết hydro nhận: 0

Số liên kết có thể xoay: 0

Diện tích bề mặt tôpô: 0Å²

Số lượng nguyên tử nặng: 1

Các tính chất đặc trưng

Điểm nóng chảy: >3500 °C

Điểm sôi: 4200 °C

Tỷ trọng riêng: 1.8-2.1

Độ tan trong nước: 0.0 mg/mL

Dạng bào chế

Viên than hoạt tính 250 mg, 500 mg.

Dạng lỏng: 12,5 g (60 ml); 25 g (120 ml) với dung môi là nước hoặc sorbitol hoặc propylen glycol.

Bột để pha hỗn dịch: 15 g, 30 g, 40 g, 120 g, 240 g.

Độ ổn định và điều kiện bảo quản

Than hoạt có thể hấp phụ không khí nên cần bảo quản trong bao bì thật kín.

Nguồn gốc

Activated charcoal là gì? Công nghệ sử dụng than để lọc và tẩy rửa không phải là mới mẻ. Người Ai Cập cổ đại và một số nền văn hóa khác đã sử dụng than để bảo quản gỗ và ướp xác người chết. Họ cũng đã nhận ra rằng than có thể giúp cải thiện mùi và vị của nước uống.

Activated Carbon là gì? Vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, các nhà nghiên cứu bắt đầu hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động của than hoạt tính. Họ phát hiện ra rằng than, khi được xử lý trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, có thể mở rộng diện tích bề mặt của nó và tăng khả năng hấp thụ.

Với khả năng hấp thụ cao của mình, than hoạt tính đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng:

Lọc nước và không khí.
Dược phẩm điều trị ngộ độc.
Làm chất giữ ẩm cho một số sản phẩm.
Làm chất hấp thụ trong hóa học và sản xuất.

Mặc dù than hoạt tính có nhiều ứng dụng hữu ích, việc sản xuất và sử dụng nó cũng cần phải cân nhắc tới các vấn đề môi trường và sức khỏe. Ví dụ, việc sản xuất than từ gỗ có thể gây ra khả năng làm cạn kiệt nguồn tài nguyên gỗ và tác động tới môi trường sống.

Các loại than hoạt tính

Than hoạt tính dạng bột

Than hoạt tính khi được tinh chế thành dạng bột mịn, với kích thước dao động từ 0.2mm đến 0.5mm, không chỉ mang lại giá thành tiết kiệm mà còn sở hữu bề mặt tiếp xúc rộng lớn. Điều này giúp nó trở thành lựa chọn lý tưởng trong các sản phẩm mỹ phẩm, kem đánh răng, và quá trình xử lý hóa chất. Tuy nhiên, vì dễ bị rửa trôi và tính ổn định không cao, than hoạt tính dạng bột thường được áp dụng như một bổ trợ trong các hệ thống xử lý nước phèn công nghiệp hoặc là thành phần trong màng lọc RO.

Than hoạt tính dạng hạt

Trong phiên bản hạt, than hoạt tính tỏ ra vững chắc với những hạt có kích thước dao động từ 0.2 đến 5mm, mang hình dạng không đều. So với dạng bột, than hoạt tính dạng hạt không chỉ bền chắc hơn mà còn khó bị rửa trôi, nên thường được lựa chọn trong việc xử lý nước thải công nghiệp và nước sinh hoạt.

Than hoạt tính dạng viên nén

Dưới dạng viên nén, than hoạt tính có hình dáng như những trụ cứng cáp, với đường kính từ 0.8 đến 5mm. Nhờ cấu trúc trụ đặc trưng, loại than này không chỉ bền bỉ hơn so với các dạng khác mà còn sở hữu diện tích bề mặt tiếp xúc rộng lớn, giúp nó phát huy khả năng lọc khí độc một cách hiệu quả.

Than hoạt tính dạng ống

Trong phiên bản dạng ống, than hoạt tính được hình thành thành những ống có đường kính từ 1cm đến 5cm, phù hợp cho việc ứng dụng trong các ngành công nghiệp và hệ thống lọc quy mô lớn.

Than hoạt tính dạng tấm

Dưới dạng tấm, than hoạt tính kết hợp giữa khung cố định và miếng mút đã thấm bột than, trở thành lựa chọn lý tưởng cho việc lọc và làm sạch không khí.

Dược lý và cơ chế hoạt động

Activated charcoal là thuốc gì? Than hoạt tính nổi bật với khả năng hấp phụ nhiều hợp chất, cả hữu cơ lẫn vô cơ. Khi tiêu thụ qua đường uống, nó giảm thiểu quá trình hấp thu các hợp chất này, làm cho nó trở thành một giải pháp phổ biến trong việc xử trí ngộ độc cấp tính.

Để đạt hiệu suất tối đa, khi người dùng đã tiếp xúc với chất độc, việc sử dụng than hoạt tính càng sớm càng tốt. Tuy nhiên, than hoạt tính vẫn duy trì hiệu lực của mình trong vài giờ sau tiếp xúc, đặc biệt với các chất thuốc hấp thu chậm dưới tác động của các chu kỳ vận chuyển trong cơ thể.

Sử dụng than hoạt tính ở nhiều liều giúp tăng cường chênh lệch nồng độ giữa các lớp màng tiêu hóa, đẩy nhanh quá trình di dời chất độc từ máu vào lòng ruột, nơi chúng được than hấp phụ. Nhờ vậy, than hoạt ngăn chặn sự tuần hoàn giữa ruột và gan, tăng tốc độ loại bỏ chất độc ra khỏi cơ thể.

Việc sử dụng than hoạt tính nhiều lần giúp gia tăng quá trình loại trừ một số loại thuốc như glycosid trợ tim và salicylat qua phân. Tuy nhiên, than hoạt không phù hợp trong việc trị ngộ độc do acid, kiềm mạnh và một số chất khác như muối sắt và cyanid, do khả năng hấp phụ không đủ mạnh.

Các nghiên cứu lâm sàng đã chỉ ra rằng than hoạt tính không đóng vai trò trong việc ngăn chặn tình trạng ỉa chảy, không ảnh hưởng đến số lần đi ngoài, lượng phân, hay thời gian ỉa chảy. Do đó, việc dùng than hoạt tính để chữa ỉa chảy cấp tính ở trẻ em không được khuyến nghị.

Ứng dụng trong y học

Than hoạt tính (Activated charcoal) là một nguyên liệu có lịch sử sử dụng lâu đời, không chỉ trong các ứng dụng công nghiệp và hàng ngày, mà còn đặc biệt trong lĩnh vực y học. Với khả năng hấp thụ cao, than hoạt tính đã được ứng dụng rộng rãi trong việc điều trị và chăm sóc sức khỏe.

Viên than hoạt tính trị ngộ độc: Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của than hoạt tính trong y học là trong việc điều trị các trường hợp ngộ độc, khi một người ăn phải chất độc hoặc uống thuốc quá liều. Khi một chất độc hoặc dược phẩm bị ăn phải, việc ngăn chặn chất đó hấp thụ vào hệ tuần hoàn là điều rất quan trọng. Than hoạt tính, khi được uống, hoạt động như một chất hấp phụ, liên kết với chất độc hoặc thuốc và giữ chúng trong dạ dày và ruột, ngăn chúng không bị hấp thụ vào máu.

Điều chỉnh chức năng tiêu hóa: Than hoạt tính cũng được sử dụng như một phương pháp điều chỉnh chức năng tiêu hóa. Ví dụ, nó có thể giúp giảm khí trong dạ dày, làm giảm triệu chứng chướng bụng và đầy hơi. Bằng cách hấp phụ các khí, than giúp cải thiện cảm giác khó chịu.

Điều trị say rượu: Mặc dù không phải là giải pháp tối ưu, một số người cũng sử dụng than hoạt tính để giảm nhẹ các triệu chứng của say rượu. Bằng cách hấp thụ một số cồn và chất gây độc trong dạ dày, than có thể giúp giảm thiểu tác động của rượu lên cơ thể.

Chăm sóc da và răng: Than hoạt tính cũng đã tìm thấy vai trò của mình vào lĩnh vực chăm sóc sức khỏe và sắc đẹp. Các sản phẩm làm sạch da với thành phần từ than hoạt tính giúp loại bỏ bã nhờn, vi khuẩn và chất cặn bã trên da. Trong nha khoa, than hoạt tính được dùng như một thành phần trong kem đánh răng để làm trắng răng và loại bỏ mảng bám.

Tóm lại, than hoạt tính, với khả năng hấp phụ đặc biệt, đã trở thành một công cụ quý giá trong y học. Tuy nhiên, người dùng cần lưu ý rằng việc sử dụng than hoạt tính không phải lúc nào cũng an toàn và hiệu quả. Trong trường hợp nghi ngờ ngộ độc hoặc các tình trạng y tế khác, việc tìm kiếm sự tư vấn từ các bác sĩ là rất cần thiết.

Dược động học

Than hoạt tính không bị hấp thu khi đi qua hệ tiêu hóa và cuối cùng sẽ được loại trừ ra khỏi cơ thể thông qua phân mà không có sự biến đổi nào.

Phương pháp sản xuất

Cách làm than hoạt tính? Than hoạt tính, với khả năng hấp phụ vượt trội của nó, đã trở thành một nguyên liệu không thể thiếu trong ngành công nghiệp dược phẩm. Dưới đây là quá trình sản xuất than hoạt tính trong công nghiệp dược phẩm:

Chọn nguyên liệu: Các nguyên liệu phổ biến để sản xuất than hoạt tính bao gồm gỗ, vỏ dừa, hạt dừa, than đá và các nguyên liệu hữu cơ khác. Trong ngành dược phẩm, than từ vỏ dừa thường được ưa chuộng vì độ tinh khiết cao và kích thước lỗ nhỏ.

Chuẩn bị nguyên liệu: Nguyên liệu cần được làm sạch, loại bỏ tạp chất và sau đó cắt thành kích thước nhỏ phù hợp.

Carbonization (than hóa): Nguyên liệu được nung chảy trong môi trường thiếu oxy ở nhiệt độ cao (trong khoảng 600°C – 900°C). Quá trình này loại bỏ tất cả các chất hữu cơ dễ bay hơi và khí, để lại một khối than cơ bản.

Activation (hoạt hóa): Có hai phương pháp chính để hoạt hóa:

Hoạt hóa hóa học: Sử dụng chất hóa học như axit hoặc kiềm (như hydrochloric, phosphoric, hay potassium hydroxide) để xử lý than trước khi nung nó ở nhiệt độ cao.
Hoạt hóa nhiệt: Nung than ở nhiệt độ cao (trên 900°C) ngoài trời với khí như hơi nước hoặc CO2.

Quá trình hoạt hóa tạo ra hàng tỷ lỗ nhỏ trên bề mặt than, tăng diện tích bề mặt và khả năng hấp phụ của nó.

Rửa và tinh chế: Sau khi hoạt hóa, than hoạt tính cần được rửa nhiều lần bằng nước lọc để loại bỏ tạp chất và chất hoạt hóa dư thừa. Nó sau đó được lọc và sấy ở nhiệt độ cao.

Cách phân biệt than hoạt tính và than thông thường

Dựa vào các đặc điểm bên ngoài

Ở dạng thỏi, việc nhận diện giữa hai loại than trở nên khó khăn. Tuy nhiên, khi chuyển sang dạng bột, sự khác biệt rõ ràng hơn. Bột than hoạt tính mang đến một cảm giác mịn màng, màu sắc đen bóng và lấp lánh, với hạt bột đều và khô ráo. Trong khi đó, bột than thông thường có màu đen tuyệt đối nhưng thiếu độ sáng, kết cấu thô hơn và có thể hơi ẩm, hạt bột không đồng đều.

Dựa vào độ cứng

Chỉ dựa vào ánh sáng mắt, việc phân biệt giữa than hoạt tính và than thông thường có thể là một thách thức. Nhưng một điểm đặc trưng giúp bạn nhận diện chính là độ cứng của chúng. So với than thông thường, than hoạt tính đặc biệt cứng cáp. Nếu bạn thử bẻ một thanh than và nó dễ dàng gãy, chắc chắn đó không phải là than hoạt tính – bởi tính chất cứng của nó khiến việc bẻ gãy chỉ bằng tay là điều khá khó khăn.

Dựa vào nước

Một biểu hiện đặc trưng và cũng là sự khác biệt giữa than hoạt tính và than thông thường chính là năng lực lọc nước. Chính từ đặc tính này, bạn có thể nhận diện hai loại than một cách dễ dàng.

Hãy thực hiện thí nghiệm đơn giản: Lấy một cốc nước bẩn và thêm mẫu than vào. Nếu bạn quan sát thấy hiện tượng sủi bọt kèm theo màu nước dần trở nên trong suốt, chắc chắn đó là than hoạt tính. Còn nếu nước không có bất kỳ biến đổi nào, chúng ta có thể kết luận đó là than thông thường.

Dựa vào nhiệt

Than hoạt tính, sau quá trình xử lý ở nhiệt độ cao, trở nên khó đốt cháy trong điều kiện thông thường, còn than thường thì dễ bắt lửa hơn. Để phân định chúng, bạn chỉ việc thử đốt. Nếu than nhanh chóng bắt lửa và cháy, đó chắc chắn là than thông thường. Còn nếu không, chúng ta có thể kết luận rằng đó là than hoạt tính.

Dựa vào khả năng lọc chlorine

Trong nước máy, chất khử trùng chlorine có một mùi đặc trưng khá độc đáo, đôi khi gây khó chịu cho người sử dụng. Điểm đặc biệt của than hoạt tính là khả năng khử mùi chlorine hiệu quả. Do đó, để nhận diện giữa than hoạt tính và than thông thường, bạn chỉ cần thực hiện thí nghiệm đơn giản sau: Chuẩn bị hai cốc nước máy, thêm mẫu than vào mỗi cốc. Đợi một lát và ngửi cả hai cốc. Cốc nào mất đi mùi chlorine cho thấy mẫu than bên trong chính là than hoạt tính; còn lại, chắc chắn là than thông thường.

Dựa vào điện

Không chỉ nổi tiếng với năng lực lọc nước, than hoạt tính còn sở hữu khả năng dẫn điện đáng chú ý. Tính năng này giúp bạn dễ dàng phân biệt nó với than thông thường. Để thực hiện, bạn chỉ cần sử dụng một thiết bị điện như bút thử điện hoặc bóng đèn, đặt nó tiếp xúc với mẫu than. Nếu thiết bị điện phát sáng hoặc hoạt động, chúng ta có thể xác định mẫu than đó là than hoạt tính. Còn nếu không có phản ứng, đó chắc chắn là than thông thường.

Độc tính ở người

Tác hại của than hoạt tính? Trên thực tế, than hoạt tính thường được xem là có độc tính thấp. Tuy nhiên, có một số tác dụng phụ thường gặp như nôn mửa, táo bón và tình trạng phân màu đen. Trong một số trường hợp hiếm hoi, người dùng có thể hít phải hoặc than hoạt có thể trào ngược vào phổi, đặc biệt trong trường hợp họ đang ở trạng thái mê man, khi rút ống thông, sử dụng chất gây nôn hoặc có lỗi trong việc đặt ống thông. Tình trạng này có thể gây ra biến chứng phổi nghiêm trọng và trong một số tình huống, dẫn đến tử vong.

Việc tắc ruột thường chỉ diễn ra khi than hoạt tính được sử dụng ở liều lượng cao.

Tính an toàn

Than hoạt tính được coi là an toàn khi sử dụng cho phụ nữ mang thai. Hơn nữa, nó không được bài tiết vào sữa mẹ, vì vậy có thể được sử dụng mà không ảnh hưởng tới quá trình cho con bú.

Tương tác với thuốc khác

Than hoạt tính có thể giảm khả năng hấp thu của nhiều loại thuốc qua đường tiêu hóa, do đó, việc sử dụng đồng thời với các thuốc điều trị uống cần được tránh xa. Trong việc xử lý ngộ độc cấp, việc sử dụng thuốc theo phương pháp tiêm đặc biệt quan trọng. Than hoạt tính cũng có thể làm giảm hiệu quả của các thuốc gây nôn. Khi cần thiết, việc gây nôn nên được thực hiện trước khi sử dụng than hoạt tính.

Lưu ý khi sử dụng Than hoạt tính

Than hoạt tính có khả năng hấp phụ và giữ lại nhiều loại thuốc, đặc biệt trong tình huống yêu cầu sự can thiệp nhanh chóng. Tuy nhiên, việc tiêu thụ thức ăn có thể giảm hiệu quả hấp phụ của than.

Đối với bệnh nhân có vấn đề với fructose hoặc trẻ em dưới 1 tuổi, hãy tránh kết hợp than hoạt tính và sorbitol.

Cần cẩn trọng khi sử dụng cho những người gặp vấn đề như giảm nhu động ruột, tắc nghẽn, chảy máu ở hệ tiêu hóa, vừa qua phẫu thuật, hoặc những người có rối loạn về điện giải, huyết áp thấp.

Than hoạt tính không nên dùng trong trường hợp đã sử dụng các loại thuốc chống độc đặc hiệu như methionin, hoặc khi bị ngộ độc từ muối kim loại và một số chất khác.

Khi điều trị ngộ độc cấp tính, quan điểm chung là càng sớm sử dụng than hoạt tính càng tốt:

Đối với người lớn và trẻ từ 13 tuổi trở lên: Một liều trung bình là khoảng 50g (trong khoảng từ 25 – 100g), pha loãng trong 250 ml nước. Trong tình huống cần thiết, có thể sử dụng ống thông vào dạ dày. Với trường hợp nghiêm trọng hoặc phát hiện muộn, liều lượng có thể được lặp lại từ 25 – 50g mỗi 4 – 6 giờ, kéo dài lên tới 48 giờ.
Đối với trẻ em: Liều dựa trên dung tích dạ dày. Thông thường là từ 0,5 – 1g/kg, không vượt quá 3g/kg. Trong trường hợp nghiêm trọng, liều có thể được lặp lại mỗi 4 – 6 giờ. Để giúp việc uống dễ dàng hơn, có thể thêm vào saccharin, đường hoặc sorbitol. Cần có sự giám sát từ bác sĩ khi trẻ nhỏ sử dụng than hoạt tính, đặc biệt liên quan đến cân bằng nước và điện giải.

Một vài nghiên cứu của Than hoạt tính trong Y học

Tác dụng của than hoạt tính đối với phơi nhiễm thuốc sau khi tiêm tĩnh mạch: Phân tích tổng hợp

The effect of activated charcoal on drug exposure following intravenous administration: A meta-analysis

Than hoạt vừa làm giảm hấp thu thuốc ban đầu vừa tăng cường thải trừ thuốc. Tuy nhiên, hai cơ chế hoạt động chồng chéo và không thể phân biệt được với nhau. Để ước tính mức độ tăng cường đào thải, chúng tôi đã tóm tắt tác dụng của than hoạt tính đối với thuốc tiêm tĩnh mạch, trong đó việc giảm phơi nhiễm thuốc có thể được cho là do tăng cường đào thải.

Chúng tôi đã thực hiện phân tích tổng hợp các nghiên cứu ngẫu nhiên có đối chứng để đánh giá tác động của than hoạt tính dùng qua đường uống đối với mức phơi nhiễm toàn thân của thuốc tiêm tĩnh mạch. Chúng tôi đã tìm kiếm cơ sở dữ liệu thư mục PubMed, Embase và Cochrane. Các phân tích hồi quy tổng hợp về các đặc tính hóa lý của thuốc được lựa chọn trên mức độ ảnh hưởng của than hoạt tính đã được thực hiện.

Tất cả trừ một trong 21 nghiên cứu bao gồm sử dụng than hoạt tính nhiều liều (MDAC). MDAC làm giảm thời gian bán hủy trung bình của các thuốc nghiên cứu tiêm tĩnh mạch xuống 45,7% (khoảng tứ phân vị: 15,3%-51,3%) và diện tích dưới đường cong nồng độ theo thời gian xuống 47,0% (khoảng tứ phân vị: 36,4%-50,2%).

MDAC cải thiện đáng kể việc loại bỏ thuốc qua chín loại thuốc tiêm tĩnh mạch khác nhau, nhưng chúng tôi không thể xác định được các yếu tố cho phép ngoại suy sang các loại thuốc khác. Các kết quả đưa ra một cơ sở lý luận khả thi và hợp lý cho những tác dụng đã được quan sát trước đây của than hoạt tính liều đơn vượt quá khung thời gian mà thuốc được đưa vào đường tiêu hóa.

Tài liệu tham khảo

Drugbank, Than hoạt tính, truy cập ngày 2 tháng 10 năm 2023.
Skov, K., Graudal, N. A., & Jürgens, G. (2021). The effect of activated charcoal on drug exposure following intravenous administration: A meta-analysis. Basic & clinical pharmacology & toxicology, 128(4), 568–578. https://doi.org/10.1111/bcpt.13553
Pubchem, Than hoạt tính, truy cập ngày 2 tháng 10 năm 2023.
Bộ Y Tế (2012), Dược thư quốc gia Việt Nam, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội