Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Dự đoán lý thuyết về khả năng loại bỏ năm mươi bốn loại thuốc chống ung thư bằng các màng nanofiltration khác nhau
Tóm tắt
Sự phát triển của các công nghệ nanofiltration mở ra triển vọng lớn cho việc tạo ra các kỹ thuật hiệu quả hơn và chi phí hợp lý hơn nhằm loại bỏ các chất ô nhiễm không mong muốn từ nước thải. Mặc dù nanofiltration có tiềm năng hứa hẹn trong việc loại bỏ các loại thuốc chống ung thư từ các môi trường lỏng, nhưng thông tin hạn chế về chủ đề này khiến việc ước lượng tỷ lệ loại bỏ cho một số lượng lớn các hợp chất, đặc biệt là các hợp chất mới nổi, trở nên quan trọng để dự đoán hiệu suất của nanofiltration. Nhằm có những ước lượng sơ bộ về tỷ lệ loại bỏ các loại thuốc chống ung thư bằng nanofiltration, 54 loại thuốc chống ung thư đã được nghiên cứu trên 5 loại màng nanofiltration (Desal 5DK, Desal HL, Trisep TS-80, NF270 và NF50), sử dụng mô hình mối quan hệ cấu trúc-hoạt tính định lượng (QSAR). Trong khi phương pháp này cung cấp các dự đoán hữu ích và đáng tin cậy về mức độ loại bỏ của các hợp chất bằng nanofiltration, đặc biệt là đối với các hợp chất ưa nước và trung tính, điều quan trọng cần lưu ý là kết quả QSAR luôn cần được xác minh bằng các thử nghiệm thực nghiệm, vì các dự đoán đã được xác nhận là có những giới hạn nhất định (đặc biệt là đối với các hợp chất kỵ nước và mang điện tích). Trong số 54 loại thuốc chống ung thư đã nghiên cứu, 29 loại được dự đoán có tỷ lệ loại bỏ có thể lên tới 100%, không phụ thuộc vào màng được sử dụng. Tuy nhiên, có 2 loại thuốc chống ung thư, fluorouracil và thiotepa, chỉ đạt được mức loại bỏ không đáng kể (<21%). Những phát hiện của nghiên cứu này có thể góp phần (i) vào việc chọn lựa các màng nanofiltration phù hợp nhất để loại bỏ thuốc chống ung thư từ nước thải và (ii) hỗ trợ trong việc thiết kế các phương pháp điều trị hiệu quả cho việc loại bỏ chúng.
Từ khóa
#nanofiltration; thuốc chống ung thư; loại bỏ chất ô nhiễm; mô hình QSAR; nước thảiTài liệu tham khảo
Causserand C, Aimar P, Cravedi JP, Singlande E (2005) Dichloroaniline retention by nanofiltration membranes. Water Res 39(8):1594–1600. https://doi.org/10.1016/j.watres.2004.12.039
CDC (2017). Hazardous drugs exposures in healthcare — antineoplastic drugs. https://www.cdc.gov/niosh/topics/hazdrug/antineoplastic.html. 01/03/2023.
Chang S, Waite T, Schaefer A, Fane AG (2002) Adsorption of trace steroid estrogens to hydrophobic hollow fiber membranes. Desalination 146:381–386. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(02)00517-9
Cristóvão MB, Torrejais J, Janssens R, Luis P, Van der Bruggen B, Dubey KK, Mandal MK, Bronze MR, Crespo JG, Pereira VJ (2019) Treatment of anticancer drugs in hospital and wastewater effluents using nanofiltration. Sep Purif Technol 224:273–280. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2019.05.016
Cristóvão MB, Janssens R, Yadav A, Pandey S, Luis P, Van der Bruggen B, Dubey KK, Mandal MK, Crespo JG, Pereira VJ (2020) Predicted concentrations of anticancer drugs in the aquatic environment: what should we monitor and where should we treat? J Hazard Mater 392:122330. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122330
Cristóvão MB, Bernardo J, Bento-Silva A, Ressureição M, Bronze MR, Crespo JG, Pereira VJ (2022) Treatment of anticancer drugs in a real wastewater effluent using nanofiltration: a pilot scale study. Sep Purif Technol:120565. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.120565
Cui Q, Lu S, Ni B, Zeng X, Tan Y, Chen YD, Zhao H (2020) Improved prediction of aqueous solubility of novel compounds by going deeper with deep learning. Front Oncol 10. https://doi.org/10.3389/fonc.2020.00121
Dalwani MR (2011) Thin film composite nanofiltration membranes for extreme conditions. University of Twente, Enschede. https://doi.org/10.3990/1.9789036532761
Doménech G, Natalia P-M, Finn and Gun’ko, Yurii K. (2020) Recent progress and future prospects in development of advanced materials for nanofiltration. Mater Today Commun 23:100888. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2019.100888
Gouveia TIA, Silva AMT, Ribeiro AR, Alves A, Santos MSF (2020) Liquid-liquid extraction as a simple tool to quickly quantify fourteen cytostatics in urban wastewaters and access their impact in aquatic biota. Sci Total Environ 740:9. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.139995
Gouveia TIA, Cristóvão MB, Pereira VJ, Crespo JG, Alves A, Ribeiro AR, Silva A, Santos MSF (2023) Antineoplastic drugs in urban wastewater: occurrence, nanofiltration treatment and toxicity screening. Environ Pollut:121944. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2023.121944
Hagmeyer G, Gimbel R (1998) Modelling the salt rejection of nanofiltration membranes for ternary ion mixtures and for single salts at different pH values. Desalination 117(1):247–256. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(98)00109-X
IARC (1981) IARC monographs on the evaluation of the carcinogenic risk of chemicals to humans: some antineoplastic and immunosuppressive agents. Lyon. https://monographs.iarc.who.int/wp-content/uploads/2018/06/mono26.pdf. Accessed 12 Sept 2023
IARC (2022). List of classifications. https://monographs.iarc.who.int/list-of-classifications. 20/01/2023.
Ioele G, Chieffallo M, Occhiuzzi MA, De Luca M, Garofalo A, Ragno G, Grande F (2022) Anticancer drugs: recent strategies to improve stability profile, pharmacokinetic and pharmacodynamic properties. Molecules 27(17). https://doi.org/10.3390/molecules27175436
Jonkers WA, Cornelissen ER, de Vos WM (2023) Hollow fiber nanofiltration: from lab-scale research to full-scale applications. J Membr Sci 669:121234. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2022.121234
Kazner C, Lehnberg K, Kovalova L, Wintgens T, Melin T, Hollender J, Dott W (2008) Removal of endocrine disruptors and cytostatics from effluent by nanofiltration in combination with adsorption on powdered activated carbon. Water Sci Technol 58(8):1699–1706. https://doi.org/10.2166/wst.2008.542
Khasawneh OFS, Palaniandy P (2021) Occurrence and removal of pharmaceuticals in wastewater treatment plants. Process Saf Environ Prot 150:532–556. https://doi.org/10.1016/j.psep.2021.04.045
Kimura K, Amy G, Drewes J, Watanabe Y (2003) Adsorption of hydrophobic compounds onto NF/RO membranes: an artifact leading to overestimation of rejection. J Membr Sci 221(1):89–101. https://doi.org/10.1016/S0376-7388(03)00248-5
Kinch MS (2014) An analysis of FDA-approved drugs for oncology. Drug Discov Today 19(12):1831–1835. https://doi.org/10.1016/j.drudis.2014.08.007
Nghiem LD, Schäfer AI, Elimelech M (2004) Removal of natural hormones by nanofiltration membranes: measurement, modeling, and mechanisms. Environ Sci Technol 38(6):1888–1896. https://doi.org/10.1021/es034952r
NPD, Nanotechnology Product Database (2023). Trisep TS-80. https://product.statnano.com/product/1697/membrane. 02/03/2023.
Oliveira M, Leonardo IC, Silva AF, Crespo JG, Nunes M, Crespo MTB (2022) Nanofiltration as an efficient tertiary wastewater treatment: elimination of total bacteria and antibiotic resistance genes from the discharged effluent of a full-scale wastewater treatment plant. Antibiotics (Basel) 11(5). https://doi.org/10.3390/antibiotics11050630
OSHA (2012). Safe handling of cytostatics. https://osha.europa.eu/pt/themes/dangerous-substances/practical-tools-dangerous-substances/safe-handling-cytostatics. 07/04/2022.
Petrinic I, Pušić T, Mijatović I, Simoncic B, Šostar-Turk S (2007) Characterization of polymeric nanofiltration membranes. J Chem Cheml Eng 56(11):561–567
Ramdani A, Deratani A, Taleb S, Drouiche N, Lounici H (2021) Performance of NF90 and NF270 commercial nanofiltration membranes in the defluoridation of Algerian brackish water. Desalin Water Treat 212:286–296. https://doi.org/10.5004/DWT.2021.26680
Rizzo L, Malato S, Antakyali D, Beretsou VG, Dolic MB, Gernjak W, Heath E, Ivancev-Tumbas I, Karaolia P, Lado Ribeiro AR, Mascolo G, McArdell CS, Schaar H, Silva AMT, Fatta-Kassinos D (2019) Consolidated vs new advanced treatment methods for the removal of contaminants of emerging concern from urban wastewater. Sci Total Environ 655:986–1008. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.11.265
Suhalim NS, Kasim N, Mahmoudi E, Shamsudin IJ, Mohammad AW, Zuki FM, Jamari NL-A (2022) Rejection mechanism of ionic solute removal by nanofiltration membranes: an overview. Nanomaterials 12(3). https://doi.org/10.3390/nano12030437
Sun J, Wei Q, Zhou Y, Wang J, Liu Q, Xu H (2017) A systematic analysis of FDA-approved anticancer drugs. BMC Syst Biol 11(Suppl 5):87. https://doi.org/10.1186/s12918-017-0464-7
Van der Bruggen B, Mänttäri M, Nyström M (2008) Drawbacks of applying nanofiltration and how to avoid them: a review. Sep Purif Technol 63(2):251–263. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2008.05.010
Verliefde ARD, Heijman SGJ, Cornelissen ER, Amy G, Van der Bruggen B, van Dijk JC (2007a) Influence of electrostatic interactions on the rejection with NF and assessment of the removal efficiency during NF/GAC treatment of pharmaceutically active compounds in surface water. Water Res 41(15):3227–3240. https://doi.org/10.1016/j.watres.2007.05.022
Verliefde A, Cornelissen E, Amy G, Van der Bruggen B, van Dijk H (2007b) Priority organic micropollutants in water sources in Flanders and the Netherlands and assessment of removal possibilities with nanofiltration. Environ Pollut 146(1):281–289. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2006.01.051
Verliefde ARD, Cornelissen ER, Heijman SGJ, Petrinic I, Luxbacher T, Amy GL, Van der Bruggen B, van Dijk JC (2009) Influence of membrane fouling by (pretreated) surface water on rejection of pharmaceutically active compounds (PhACs) by nanofiltration membranes. J Membr Sci 330(1):90–103. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2008.12.039
Wang L, Albasi C, Faucet-Marquis V, Pfohl-Leszkowicz A, Dorandeu C, Marion B, Causserand C (2009) Cyclophosphamide removal from water by nanofiltration and reverse osmosis membrane. Water Res 43(17):4115–4122. https://doi.org/10.1016/j.watres.2009.06.007
Yangali-Quintanilla V, Sadmani A, McConville M, Kennedy M, Amy G (2010) A QSAR model for predicting rejection of emerging contaminants (pharmaceuticals, endocrine disruptors) by nanofiltration membranes. Water Res 44(2):373–384. https://doi.org/10.1016/j.watres.2009.06.054