(Luận Văn Thạc Sĩ) Nghiên Cứu Đặc Tính Lý Hóa Và Khả Năng Hấp Thụ Thuốc Ranitidin Của Vật Liệu Bacterial Cellulose.pdf

BO GIAO DUC VA DAO TAO
TRUONG DAI HQC SU PHAM HA NOI 2

NGUYEN HAI YEN

NGHIÊN CỨU BDAC TINH LY HOA VA KHA NANG
HAP THU THUOC RANITIDIN CUA VAT LIEU

BACTERIAL CELLULOSE

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

HÀ NỘI, 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

NGUYEN HAI YEN

NGHIEN CUU DAC TINH LY HOA VA KHA NANG
HAP THU THUOC RANITIDIN CUA VAT LIEU
BACTERIAL CELLULOSE
Chuyén nganh: Sinh hoc thuc nghiém

Mã số: 8 42 01 14

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Xuân Thành

HÀ NỘI, 2018

LOI CAM ON

Lời đầu tiên cho tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn
Xuân Thành, thay đã nhiệt tình chỉ bảo, hướng dẫn đề tơi hồn thiện luận văn

này đúng thời hạn.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô giáo trong khoa Sinh —
KTNN, cùng các thầy cô tại Viện Nghiên cứu Khoa học và Ứng dụng, trường
Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi hồn

thành luận văn này.

Tơi xin được gửi lời cảm ơn tới những đồng nghiệp ở trường THPT
Phạm Cơng Bình nơi tơi đang cơng tác, người thân trong gia đình, bạn bè đã
ln quan tâm, động viên, khích lệ tơi cỗ gắng trong quá trình học tập và làm
luận văn.
Hà Nội, ngày 22 tháng 12 năm 2018

Tác giả luận văn

Nguyễn Hải Yến


LOI CAM DOAN
Tơi xin cam đoan các số liệu có trong luận văn này là kết quả nghiên

cứu của tôi. Các số liệu thu được là trung thực và không trùng lặp, sao chép
với luận văn khác. Tôi cũng xin cam đoan các thơng tin mà được trích dẫn

trong luận văn đều được ghi rõ nguồn tư liệu trích dẫn. Tôi xin chịu trách
nhiệm trước hội đông bảo vệ luận văn Thạc sĩ.
Hà Nội, ngày 22 tháng 12 năm 2018
Tác giả luận văn

Nguyễn Hải Yến


MUC LUC
MO DAU. eecsscsssessssssessecsseesscsnecssceucsnccssecsscesesussasessessueauecsessneeseesuesueceseeseeaneeneee 1
1. Ly do chon d6 tai... .ccccccsccsscscsssscssssscscscsssesscsssnsesscssseseserevsnsescavsnsesesavarees 1
“2001301981301;
(0

00 770 ......................

2

008014 ï-iốu i0 ..........................

2

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.......................-- ¿+ 2 2s + EE+E£keEz+k+xrkckexerrrkd 2
hy

036i).

8n .............

3

6. Đóng góp mới của đề tài........................
-- +: - Set 1 E911 1111171 11 301gr 3

I9)89800)6 1ã...

4

CHƯƠNG 1: TÔNG QUAN TÀI LIỆỆU.......................
- +22 £E+*+£EsxEsxsre s2 4
1. 1. Đặc điểm của vi khuẩn Acetobacter xylinum.........................-5-25 s2 scs+xcxd 4
1.2. Đặc điểm về cấu trúc và đặc tính của vật liệu BC..........................
se cs se se: 5
1.3. Ứng dụng của vật liệu BC trong y học.....................5© sex +xszsEsEvxererkrered 7

1.4. Đặc điểm về thuốc ranitidin.....................----:-52cc+ctsertsrrrtsrrrrrrrerkrrrrrrree 10
1.4.1. Đặc điểm chung.........................--- ¿2< Sẻ E313 Tv HE E1 TT.
1g rec 10

Vi.

nh...

...............

10

1.4.3. Độ ôn định và bảo quản ............................---¿<< Se St EkExEkchgc rree 10

1.4.4. Dược lý và cơ chế tác dụng.......................
-- --- 2 - +4
SE tr re 11
1.4.5, Chi inh ...............................

11

1.4.6. Twong tac thuGc...ceccccccsesccscscescscscscsssesssescsesscscscssessssssesssacstssesesseas 12
1.4.7. Tên thƯơng T1 ..........................
-- -- - <5 5c 5 1313333111113 833 81 3111855111118 11s re 12
1.5. Tổng quan nghiên cứu về thuốc ranitidin...........................
- -- - se sex evseered 12

CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................. 15
“8i

6i 2 iu

na

.........................

15

2.1.1. Chủng vi khuẩn .........................+ - << ke SE E3 E33 TH Tnhh
15
2.1.2. Hóa chất sử dụng......................------:- s91 E3 SEk 1H13 TT. g1 Tre

15

2.1.3. Thiết bi và đụng cụ sử đụng.......................----- 2+ sex sEeEerrxrereerereced 16
2.2. Phương pháp nghiên CỨU.............................
- -- (G5 S2 1133393013393 11181 8111 81118 ve 16
2.2.1. Phương pháp lên men thu vật liệu BC .............................
..- --- 55s <<<<<2.2.2. Xây dựng phương trình đường chuẩn ranitidin. Xác định các điều
kiện tối ưu của quá trình nạp thuốc ranitidin vào vật liệu BC ......................... 20
2.2.3. Xác định lượng thuốc được nạp vào vật liệu BC...............................
-- -«- 24

2.2.4. Khao sat khả năng hút nước của vật liệu BC nạp ranitidin .................. 25
2.2.5. Khảo sát tính thơng thống của vật liệu BC nạp ranitidin ...................... 26

2.2.6. Khảo sát khả năng can vi khuẩn của vật liệu BC nạp ranitidin ............ 26

2.2.7. Xử lý thống kê. . . . . . .

- s91

SE vn HE TT T10

xu

27

CHƯƠNG 3. KÉT QUÁ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN........................ 28
3.1. Kết quả tạo các loại vật liệu BC..........................---«+ se St SE EEx tr erecg 28
3.1.1. Thu vật liệu BC được tạo ra từ các môi trường nuôi cây....................... 28
3.1.2. Đo bê dày vật liệu BC ...........................---2 <6 Sn SE TT. ng re 29

3.1.3. Kết quả quá trình tinh chế BC trước khi nạp thuốc ...........................-..-- 3l
3.1.4. Kết quả đo pH của BC tính chế............................
-2- 52 6s £E#EzEEE£EZEecxcx cv: 32

3.1.5. Kết quả xác định trọng lượng BC khô ............................-sex £eExrxereei 33

3.1.6. Kết quả kiêm tra độ tỉnh khiết của vật liệu BC sau xử lý..................... 33
3.2. Kết quả quét phố hấp thụ và xây dựng đường

chuẩn của thuốc

E101151310 0000778. .................

35

3.3. Khảo sát các điêu kiện tơi ưu của q trình nạp thuôc ramitidin vào
8i

¡8:0 .....................................

37

3.3.1. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nạp thuốc
ranitidin vào vật liệu BỂ ..................................-- - --G E< ng
ky gen vree 37

3.3.2. Tối ưu hóa hiệu suất nạp thuốc ranitidin của vật liệu BC........................ 38

3.4. Xác định khối lượng thuốc ranitidin được nạp vào BC............................. 45
3.5. Kết quả khảo sát khả năng thắm hút nước của hệ vật liệu BC nạp

Tâñ1IẦIƠ1TN ........................ -. - - -- --- 2c Cc Ă 2 9S C00305 08 5800 008038095030 80560 0609 8055. 0055 0550 00 0093080 895 8555 15 8155 xxx 50

3.6. Khảo sát tính thơng thống của vật liệu BC nạp ramtidin............................. 51
3.7. Khao sat kha nang can khuẩn của vật liệu BC nạp ranitidin ................... 52

KẾT LUẬN VÀ KIÉN NGHỊ............................-¿<6 + Sẻ + S2£ E3 2E EEEEkrxe ke, 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................-G
SG se SE S33 E938 858 ESESES8ESE£EEEeeESEeEseeeresrers 56


DANH MUC BANG KI HIEU CAC CHU VIET TAT
A. xylinum

Acetobacter xylinum

BC

Bacterial Celullose

Cs

Cộng sự

Nxb

Nhà xuất bản

MTC

Môi trường chuẩn

MTD

Môi trường nước dừa già

MTG

Môi trường nước vo gạo

OD

Mật độ quang phô

Ran

Ranitidin

SD

Standard deviation (Độ lệch chuẩn)

UV-Vis

Ultraviolet - Visible


DANH MUC BANG
Hinh 1.1. Công thức cẫu tạo của ranitidin hydroclotid........................----sse:

Bang 2.1. Hóa chất sử dụng trong nghiên cứu.........................-----2+ 2s s+zszszseze+
Bang 2.2. Thành phân các môi trường lên men thu vật liệu BC.....................
Bang 2.3.

¡(v11 0:14:12: 0071777 ...................

Bang 2.4. Tỷ lệ vật liệu BC trên thê tích dung dịch Ran............................-----Bang 2.5. Thanh phần môi trường thạch dinh dưỡng............................
5 5° +¿
Bang 3.1.
Bang 3.2.

Đo bề dày vật liệu BC nuôi cấy trong MTC......................... --------Đo bề dày vật liệu BC nuôi cấy trong MTD............................--5

Bang 3.3. Đo bề dày vật liệu BC nuôi cấy trong MTG .......................
--- -5
Bang 3.4. Kết quả đo pH của vật liệu BC tỉnh chế ..........................---252 sex Sở
Bang 3.5. Kết quả đo mật độ quang (OD) của dung dịch ranitidin ở các
nồng độ (ug/ml) khác nhau.........................-- 6 + + £E+EE££eEeEeEevx£i
Bang 3.6. Các mức và khoảng biến thiên của thí nghiệm..............................-.-Bang 3.7. Mã hóa ma trận quy hoạch thực nghiệm và lượng thuốc nạp
vào vật liệu BCC.................................
- - -c -- c HH
HH ve
Bang 3.8. Kết quả hiệu suất nạp thuốc ở những điều kiện dự đoán ...............
Bang 3.9. Kết quả hiệu suất nạp thuốc ranitidin vào vật liệu BC kích
thƯỚC 7,7 X 3,7 CT . . . . . . . . . . .

. - -.- - SG CS S3 930909 E9 9v

99 19 9 1v ve

Bảng 3.10. Kết quả hiệu suất nạp thuốc ranitidin vào vật liệu BC kích
thước Š,7 X 2,7 CIm ..........................
...-.- -- 2E SE. 3 S9 E9 9v
vn cv ve

Bảng 3.11. Kết quả hiệu suất nạp thuốc ranitidin vào vật liệu BC kích
thước 1,5 X Ì,Š CTH. . . . . . . .

- -- LG G << SE xxx ngu

Bảng 3.12. Lượng nước hút được của vật liệu BC nạp rani1tidin.......................
Bang 3.13. Tốc độ thoát hơi nước của vật liệu BC nạp ran1tidin ...................


DANH MUC HINH
Hinh 3.2. Vật liệu BC với các kích thước nghiên cứu............................----2 «+: 29
Hình 3.3. Đo bề dày vật liệu BC ..........................-----2S2
HH reo 29
Hình 3.4a. Vật liệu BC thơ được rửa bằng nước máy nhiêu lần....................... 31

Hình 3.4b. Vật liệu BC thô sau khi được hấp trong NaOH 3%...................... 32
Hình 3.4c. Vật liệu BC tỉnh khiẾt............................--- 2 52 SE E32 E2 EE£E£EEE£Ezrs se, 32
Hình 3.5. Kết quả tìm sự tồn tại của glucose trong vật liệu BC sau xử lý...... 34
Hình 3.§. Xây dựng phương trình đường chuẩn của ranitidin......................... 36

Hình 3.9. Các mức thí nghiệm nhập vào phần mềm JMP...........................--- 39
Hình 3.10. Biểu đồ và kết quả phân tích thê hiện tương quan tuyến tính
của các yếu tố với hiệu suất nạp thuốc ranitidin............................----- 41
Hình 3.11. Dự đốn các thông số tối ưu của các yếu tố ảnh hưởng lên
hiệu suất nạp

thuốc ranitidin

với

sự hỗ

trợ của công

cụ

Prediction Profiler trong phần mềm JMP...........................
2 s2 s5: 43
Hình 3.12. Khối lượng Ran nạp vào vật liệu BC kích thước 7,7 x 3,7 cm..... 46

Hình 3.13. Khối lượng Ran nạp vào vật liệu BC kích thước 5,7 x 2,7 cm..... 47
Hình 3.14. Khối lượng Ran nạp vào vật liệu BC kích thước 1,5 x 1,5 cm.... 49

Hình 3.15. Thử nghiệm khả hút nước của vật liệu BC nạp ramrtitdin.............. 50
Hình 3.16. Khả năng cản khuẩn của vật liệu BC nạp ranitidin....................... 53
Hình 3.17. Khả năng cản khuẩn của vải gạc vô trùng .........................-.-----55s. 54


MO DAU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay ở nước ta, tỉ lệ người mắc bệnh viêm loét dạ dày - tá tràng ngày
càng gia tăng. Nguyên nhân gây bệnh có thê do những căng thắng trong cơng
việc, ăn uống không đúng giờ, chế độ ăn chưa hợp lý... Nếu bệnh không được
phát hiện sớm và chữa trị đúng cách có thê gây ra những biến chứng nguy hiểm

như: xuất huyết dạ dày, thủng dạ dày, có thê dẫn đến ung thư dạ dày.
Trên thị trường hiện nay có một số loại thuốc được dùng đê hỗ trợ điều
trị bệnh viêm loét dạ dày - tá tràng trong đó có thuốc ranitidin. Ranitidin được
dùng qua đường uống hoặc tiêm, có tác dụng ức chế cạnh tranh với histamin ở
các thụ thể H; của tế bảo thành da dày, làm giảm lượng acid dạ dày tiết ra cả
ngày và đêm trong điều kiện cơ bản và cá trong tình trạng bị kích thích bởi
thức ăn, acid amin, histamin hoặc pentagastrin.

Sinh khả dụng của ranitidin

sau khi uống đạt khoảng 50% [2].
Cellulose vi khuẩn (Bacterial Cellulose - BC) là dạng tinh khiết của
cellulose và có một số đặc tính tốt như: Mạng lưới sợi siêu mịn, có khả năng
ø1ữ nước cao, có độ bền kéo cao, độ xốp cao hơn, tính phân hủy sinh học,
tính chất an tồn và khơng độc hại, tương thích sinh học cao với các tế bào
nguyên bào sợi cơ thê, dễ dàng chế tạo thành một hình dạng mong muốn [6],
[19]. [32]. Hiện nay, BC là nguồn vật liệu mới được ứng dụng đa dạng trong
các lĩnh vực khác nhau như:

Thực phẩm

chức năng, miễng

thấm, vật liệu

băng vết thương, giàn giáo mô — kĩ thuật trong y sinh học, da nhân tạo, ghép
mạch máu, vận chuyển protein và hệ thống giao thuốc có kiểm sốt [32].
Nghiên cứu Huang L. và Cs (2013) [21] đã sử dụng hệ mạng lưới 3D-nanocellulose của vật liệu BC nghiên cứu sự vận chuyên và giải phóng thuốc
berberin i viro. Kết quả thu được là sử dụng vật liệu BC có thê kéo dài đáng

kế thời gian giao thuốc. Gần đây nghiên cứu Badshah M. và Cs (2017) [18]


đã sử dụng vật liệu BC (đường kính 12 mm) làm hệ vật liệu để phát hành
thuốc trong ống nghiệm, sử dụng famotidin và tizanidine là thuốc mơ hình.
Cac nghién ctru in vitro cho thay hon 80% phát hành thuốc trong 15 phút ban
dau cho tat các các công thức, phù hợp với tiêu chí phát hành ngay lập tức.
Hiệu suất hấp thụ thuốc famotidin và tizanidin vào vật liệu BC nằm trong
khoảng từ 18,10 - 67,64%.
Với mục đích thiết kế hệ thống vận chuyển va giao thuốc mới dựa trên
vật liệu BC, chúng tôi đã tiễn hành thực hiện đề tài “Wghiên cứu đặc tính lý
hóa và khả năng hấp thụ thuéc ranitidin cia vat ligu Bacterial Cellulose”.
2. Muc dich nghién ciru
e_

Đánh giá khả năng nạp thuốc ranitidin của các loại vật liệu BC với các
kích thước nghiên cứu và khảo sát, xác định được các đặc tính của vật
liệu BC trước và sau khi nạp thuốc.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu
e

Tạo được các loại vật liệu BC, xử lý vật liệu BC thô trước khi cho nạp

thuốc, đo pH, tính lượng BC tạo thành, thử độ tính khiết của vật liệu
BC sau xử lý.
e

Khao sat tối ưu hóa khả năng hấp thu ranitidin vào vật liệu BC.

e

Nạp ranitidin vào vật liệu BC ở kích thước khác nhau, về bề dày (0,5

cm hoặc 1 cm), dd rong (1,5 x 1,5 cm; 5,7 x 2,7 cm; 7,7 x 3,7 cm), ở
các điều kiện đã tối ưu hóa, từ đó so sánh hiệu suất nạp thuốc trong

mỗi trường hợp.
e_

Khảo sát một số đặc tính của vật liệu BC trước và sau khi nạp thuốc.

4. Đối tượng và phạm vỉ nghiên cứu
* Đối tượng nghiên cứu
Các đặc tính lý hóa và khả năng nạp thuốc ranitiđin của các loại vật liệu
BC được tạo ra từ 3 loại môi trường nuôi cây (MTC, MTD, MTG).


* Phạm vi nghiên cứu
- So sánh hiệu suất nạp thuốc ranitiđin của các loại vật liệu BC khác

nhau ở các kích thước nghiên cứu ở các điều kiện tối ưu đã xác định.
- Khảo sát được một số đặc tính của hệ vật liệu BC trước và sau khi nạp

thuốc ranitidin.
* Địa điểm nghiên cứu
- Viện Nghiên cứu Khoa học và Ứng dụng, Trường ĐHSP Hà Nội 2.
5. Phuong pháp nghiên cứu
e Tao vat liệu BC, xử lý vật liệu BC thô trước khi cho nạp thuốc tạo BC

tinh chế, đo pH, trọng lượng BC khô thu được, thử độ tinh khiết của vật
liệu BC sau xử lý.

e_ Xây dựng phương trình đường chuẩn ranitidin, khảo sát các yếu tố ảnh

hưởng đến hiệu suất nạp thuốc của vật liệu BC, xác định các điều kiện
tối ưu cho quá trình nạp thuốc ranitidin vào vật liệu BC.
e

Xác định khối lượng ramitidin được nạp vào các loại vật liệu BC.

e Khảo sát một số đặc tính của các loại vật liệu BC trước và sau khi nạp
ranitidin.
e

Xử lý thống kê.

6. Đóng góp mới của đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp dữ liệu về khá năng nạp thuốc
ranitidin cua cac loại vật liệu BC và đặc tính ly hóa của vật liệu BC trước và
sau khi nạp thuốc.
Kết quả nghiên cứu có thể làm cơ sở cho các nghiên cứu về khả năng
giải phóng thuốc từ vật liệu BC nạp thuéc in vitro, in vivo va thir nghiệm lâm
sàng trên người đề định hướng sử đụng dùng cho đường uống hoặc dùng qua đa.


NOI DUNG

CHUONG 1: TONG QUAN TAI LIEU
1.1. Đặc điểm của vi khuẩn Acetobacter xylinum

* Phân loại
Bacterial Cellulose được tạo ra bởi một số vi khuẩn thuộc các chỉ như:
Acetobacter,

Rhizobium,

Achromobacter,

Gluconacetobacter,

Salmonella va Sarcina. Trong

Agrobacterium,

Azotobacter,

số các lồi trên thì vi khuẩn

Acetobacter xylinum san xuat cellulose dat hiéu qua nhat [4], [5], [6]. [18], [33].
Vi khuẩn 4. xylinum thudc chi Acetobacter, ho Pseudomonadaceae [4],
[5], [11]. Cac thanh vién thudc chi Acetobacter trudc day co kha nang tao BC
đều dugc chuyén sang chi méi Gluconacetobacter [6].

* Hinh thai
Acetobacter xylinum 1a vi khuẩn Gram âm, không sinh bào tử, có dạng

hình que, thắng hay hơi cong, có thê đi động hoặc khơng di động [4]. Đặc
điểm nhuộm Gram của vi khuẩn 4cefobacter xylinum có thể thay đôi trong
những trường hợp đặc biệt do thay đôi các điều kiện của môi trường nuôi cấy

hay do tế bào già đi [4], [11].

* Đặc điểm nuôi cấy
Acetobacter xylinum là vì khuẩn hiếu khí bắt buộc, được lên men hiệu

quả ở độ pH 3-7, nhiệt độ từ 25-30”, sử dụng saccarit làm nguồn cacbon
[26]. Acetobacter xylinum có khả năng chịu được điều kiện pH thấp, vì thế
khi ni cây thường bô sung thêm vào môi trường acid acetic để hạn chế các

loại vi khuẩn lạ [5], [11], [20], [27].

* Đặc điểm sinh hóa
Có khả năng oxy hóa ethanol thành acid acetic, phản ứng catalaza có
hiện tượng sủi bọt khí, sinh khối khơng phát triên trong mơi trường Hoyer, có
khả năng chuyển hóa glucozo thành acid acetic, chuyển hóa glycerol thanh
dihydroaceton, khơng sinh sắc tơ nâu, có khả năng tổng hợp cellulose [5], [1 1].


1.2. Đặc điểm về cầu trúc và đặc tính của vật liệu BC
Bacterial Cellulose đã được báo cáo lần đầu tiên bởi Brown (1886) khi

làm việc với vi khuẩn aceti năm 1886. Khối lượng răn xuất hiện ở bề mặt của
môi trường lên men.

Thành phân

sau này đã được khoa học xác định là

cellulose va do vi sinh vat tén 14 Bacterium xylinum chịu trách nhiệm tông

hợp. Kế từ khi phát hiện ra nó có một số tên gọi khác và sau này được đặt tên
la Acetobacter xylinum (Bergey 1925) va tré thanh tên gọi chính thức theo Bộ

luật danh pháp quốc tế vi khuẩn [25].
Việc xác định chính xác thành phần hóa học và đặc điểm cấu trúc của
BC được thực hiện bởi Hibbert và Barsha (1931). Họ kết luận rằng BC giống
hệt với cellulose thực vật. Tuy nhiên không giống như cellulose thực vật, BC
không yêu cầu thêm chế biến để loại đi các tạp chất không mong muốn như
lignin, pectin và hemicellulose do đó có thể giữ lại một mức độ trùng hợp cao

hơn [25].
BC có các đặc điểm cẫu trúc phân tử độc đáo như các sợi nhỏ, hình
thành microfibrils, khơng

chứa

lignimn và hemicellulose

|27|. Acetobacter

xinum có khả năng sản sinh ra một số lượng lớn cellulose chất lượng cao
được tơ chức dưới dạng dải xoắn của các gói microfibrillar. Các microfibrils
từ mỗi trang tổng hợp lắp ráp đến tạo thành một dái lớn cellulose trong môi
trường tăng trưởng. Trong q trình tơng hợp BC, các hợp chất cacbon khác
nhau của môi trường được sử dụng bởi vi khuẩn, sau đó được polymer hóa

thành các chuỗi B-1,4-glucan đơn tuyến tính và cuối cùng tiết ra bên ngồi các
tế bào thơng qua một hàng tuyền tính năm trên màng ngồi của chúng. Tiếp
theo lắp ráp các chuỗi §-1,4-glucan bên ngồi tế bào là một quy trình phân
cấp chính xác. Ban đầu chúng tạo thành các subfibrils (bao gồm 10-15 chuỗi

B-1,4-glucan), sau đó là microfibrils va cudi cing 1a cdc g6i microfibrils (g6m

khoảng 1000 chuỗi B-1,4-glucan) [19], [27].


BC có những tính chất độc đáo và vượt trội như độ bền kéo lớn, bán
chất tinh thê cao hơn, minh bạch, khá năng giữ nước cao hơn, mạng lưới sợi

siêu mịn và mức độ trùng hợp cao hơn [24]. Các tính chất đặc biệt của BC
chủ yếu là do câu trúc microfibrils của nó. Những microfibrils nay duoc sap
xếp theo câu trúc hình dạng 3-D bao gồm các mạng lưới siêu mịn các sợi
nano cellulose (3-8 nm). Cau trúc 3-D khơng tìm thấy trong cellulose thực
vật, dẫn đến độ kết tỉnh cao (60-80%) và sức mạnh cơ học khong 16. Dac biét
là kích thước của BC các sợi nhỏ hon khoảng

100 lần so với cellulose thực

vật. Cau trúc nano độc đáo này trong một diện tích bề mặt lớn có thể chứa

một lượng lớn nước (lên đến 200 lần khối lượng khơ của nó) và ở cùng một
thời gian hiển thị độ đàn hồi tuyệt vời, độ âm ướt cao và sự phù hợp. Kích
thước nhỏ của các sợi BC có vẻ là yếu tơ then chốt quyết định hiệu suất vượt

trội của nó như một hệ thống chữa lành vết thương. Hơn nữa, cellulose vi
khuẩn có độ xốp cao, vật liệu cho phép chuyên tiềm năng thuốc kháng sinh
hoặc các loại thuốc khác vào vết thương, đồng thời phục vụ như một rào cản
vật lý hiệu quả chống lại bất kì nhiễm trùng bên ngồi. Cellulose vi khuẩn có
thể tạo ra được hình dạng mong muốn tùy thuộc vào kĩ thuật lên men và điều
kiện sử dụng. Ở điều kiện nhiệt độ cao cho phép loại bỏ các tế bào nhúng vào
trong mạng cellulose, và có thé dat được một vật liệu sinh học khơng độc hại

và hồn tồn sinh học [19], [24], [27].
Đặc tính của BC tổng hợp thay đơi tùy theo quy trình ni cấy, gồm có
phương pháp ni cấy trong điều kiện tĩnh và ni cấy trong điều kiện động
[11]. Việc lựa chọn phương pháp nuôi cây nào phụ thuộc vào ứng dụng cuối
cùng của BC là vật lý, hình thái và cơ học. Ví dụ, thu được cellulose thông qua

phương pháp nuôi cây động có độ bèn cơ học thấp hơn so với cellulose được
tạo ra trong nuôi cấy tĩnh. Hơn nữa, phương pháp ni cấy động tạo ra lượng
BC ít hơn so với ni cấy tĩnh và có thê ảnh hưởng đến việc sản xuất BC [27].


1.3. Ứng dụng của vật liệu BC trong y học

* Trên thể giới
Vật liệu BC với những tính chất độc đáo và vượt trội của nó đã trở
thành một vật liệu sinh học đây thú vị cho các ứng dụng y sinh và dược phẩm.
BC đã được dùng làm vật liệu dé giao thuốc cho vết thương với các đặc tính

rào cán vật lý hiệu quả của nó chống lại các nhiễm trùng bên ngoài [19]. Liều
dùng thường xuyên, dao động nông độ thuốc trong huyết tương và bệnh nhân
không tuân thủ liều lượng thuốc liên quan với thời gian bán hủy ngắn hơn,
làm tác dụng của thuốc, đòi hỏi phải có những loại thuốc được xây dựng

thành các dang bào chế có kiêm sốt. Thuốc có chu kì bán rã ngắn hơn phải
được quản lý một cách có kiểm soát, bao gồm một số lợi thế của dạng bào
chế, chang han nhu giam tần số liều, độ ôn định tương đối của thuốc nồng độ

và hiệu quả điều trị. Vì vậy một số nghiên cứu đã thực hiện một số nỗ lực để
kiểm soát việc phát hành thuốc dựa trên BC làm hệ thống [32], [33].
Theo Amin M., Ahmad N. và Cs (2012) [16], mục đích là nghiên cứu

tính chất phủ màng và phát hành thuốc của vật liệu sinh học BC. Viên nén

paracetamol mơ hình được phủ bằng BC, sử dụng kĩ thuật phun sơn và nghiên
cứu phát hành thuốc trong ống nghiệm của những viên thuốc này. Kết quả
thay rang BC đã hình thành chất lượng cao, phim mềm có thê gập lại, linh
hoạt và đồng đều mà khơng cần thêm bất kì chất làm dẻo nào. Họ có thê so
sánh với Aquacoat ECD (với dẻo) trong độ bền cơ học, phần trăm độ dãn dài

và mô đun đàn hồi. Nhiệt lượng quét vi sai (DSC) BC cho thay giá tri T, cao
cho thấy sự ôn định nhiệt của màng. Như vậy BC có thể dùng như một chất

phủ màng, phủ nước mới với chi phí thấp hơn và tính chất tạo màng tốt hơn
so với các chất phủ màng khác.
Theo Huang L.. và Cs (2013) [21], nghiên cứu đã sử dụng hệ mạng lưới
3D-nano-cellulose của vật liệu BC làm chất mang cho berberin hydrochloride


va berberine sulphate dé san xuất một hệ thống phát hành có kiểm sốt mới.
Nghiên cứu phát hành và thử nghiệm qua da thực hiện in vitro. Vat liệu BC
đóng băng khơ 10 mm đã được tơi ưu hóa để phân phối thuốc.

Các tỉ lệ phát

hành thấp nhất là trong dạ dày mô phỏng (SGF) hoặc trong dung dịch H;SO¿,
cao nhất trong mô phỏng chất lỏng ruột (SIF) và tỉ lệ trung gian được tìm thấy

trong điều kiện kiềm. Kết quả sử dụng vật liệu BC giúp kéo dài đáng kê thời
gian phát hành thuốc.
Theo Abeer M. và Cs (2014) [15], báo cáo cho thấy rõ ràng rằng BC là
thành phần chính và duy nhất của một số sản phẩm được phê duyệt đề thay

băng vết thương, được xem như một tá dược dược phẩm phân phối thuốc hệ
thống. Bài đánh giá này thực hiện các ứng dụng có thê và sửa đơi hóa học của

BC cho việc phân phối thuốc diễn ra cho đến gần đây. Đây cũng là một nỗ lực
đề xem xét khi sử dụng BC làm một hệ thông vận chuyền và giao thuốc mới.
Theo Ulah H. và Cs (2016) [32] đã đánh giá, khám phá những ứng
dụng da dang của BC trong thực phẩm, mỹ phẩm và giao thuốc. Sử dụng BC
để giao thuốc có kiêm soát, giao thuốc qua da, cung cấp thuốc nha khoa, phân
phối protein, mô kĩ thuật giao thuốc. Trên cơ sở các nghiên cứu hiện tại, việc

giao thuốc dựa trên BC có thể được tỉnh chỉnh thêm để có được sự kiểm soát
tinh vi hơn đối với việc phát hành thuốc kích thích đáp ứng.
Trong nghiên cứu gần đây của Badshah M. và Cs (2017) [18] đã sử

dụng vật liệu BC (đường kính 12 mm) làm hệ vật liệu để phát hành thuốc
trong ống nghiệm, sử dụng famotidin và tizanidine là thuốc mơ hình. Trong

nghiên cứu này các vật liệu BC đã được chuẩn bị và đánh giá cho tải thuốc ở
những điều kiện khác nhau (ví dụ khơng bao giờ sấy khô, sấy khô một phần,

đông khô), nồng độ thuốc, thời gian tải và thành phần dung môi. Các nghiên
cttu giai thé invitro cho thấy hơn 80% phát hành thuốc trong 15 phút ban đầu

cho tất các các công thức, phù hợp với tiêu chí phát hành ngay lập tức. Kết
quả BC có thê được ứng dụng cho việc nạp thuốc qua đường uống.


Nghiên cứu của Ullah H. và Cs (2017) [33] đã nghiên cứu và đánh giá
cellulose vi khuan (BC) lam vỏ viên nang cho việc phát hành thuốc. Nghiên

cứu hiện tại cho thấy BC là một triển vọng đây hứa hẹn vật liệu sinh học dé
đóng gói thuốc dưới dạng vỏ nang như một thay thế cho viên nang gelatin.
Không phân biệt quy trình sấy, độ dày thành của vỏ và lượng thuốc đây, viên
nang BC vỏ cho phép phát hành thuốc ngay lập tức và bền vững. Hơn nữa, vỏ
nang BC cũng có thê duy trì thuốc giải phóng khi chế tạo đưới dạng viên

nang. Tóm lại điều này là nỗ lực đầu tiên mà BC có thê được sử dụng cho
việc phát hành thuốc và duy trì tùy thuộc vào các chế phẩm của vật liệu lõi.
Trong tương lai, những vỏ viên nang dựa trên BC có thê được chế tạo thêm

với cầu trúc hai mảnh thích hợp và có thê đánh giá để đóng gói và phát hành
một số loại thuốc khác.
* Ở Việt Nam
Nguyễn Văn Thanh và Cs (2006) [11] đã nghiên cứu tạo vật liệu trị
bỏng từ màng BC tỉnh chế và hoạt chất tái sinh mô của dầu Mù u. Kết quả đề
tài sẽ được ứng dụng vào sản xuất vật liệu trị bỏng từ các vật liệu có giá thành
sản xuất thấp, góp phần nâng cao hiệu quả điều trị và giảm chỉ phí cho những

bệnh nhân điều trị bỏng.
Võ Công Danh, Nguyễn Thúy Hương (2012) [3] đã thực hiện tạo màng
Bacterial Cellulose (BC) cô định bạc nano làm vật liệu trị bỏng. Kết quả
màng BC-Ag đáp ứng được yêu cầu dùng làm vật liệu băng vết thương nói

chung và vết bỏng nói riêng, đặc biệt các vết thương nhiễm khuẩn.

Nguyễn Xuân Thành (2018) [12] đã nghiên cứu đánh giá sự hấp thụ
thuốc famotidine của cellulose

được tạo ra từ Ácefobacter xylinum trong mot

số môi trường nuôi cây.

Phan Thị Huyền Vy, Nguyễn Xuân Thành và Cs (2018) [14] đã nghiên
cứu tơi ưu hóa hiệu st nạp thc famotidin của vật liệu BC từ chủng vì


10
khuẩn trong dịch trà xanh lên men nuôi cây trong một số môi trường dinh
dưỡng theo phương pháp đáp ứng bê mặt và bằng mơ hình Box-Behnken

nhằm tối ưu hóa lượng thuốc hấp thụ vào vật liệu BC.
1.4. Đặc điểm về thuốc ranitidin

1.4.1. Đặc điểm chung
Ranitidin:
- Tên chung quốc tế: Ranitidine
-

Tén

khoa

hoc:

N-[2-[[[5-[(dimethylamino)

methyl]

furan-2-yl|

methyl] sulphanyl] ethyl]-N’- methyl-2-nitroethen-1,1- diamin.
- Công thức phân tử: C;;H›;aN4OsS

Ranitidin hydroclorid:
-

Tén

khoa

hoc:

N-[2-[[[5-[(dimethylamino)

methyl]

furan-2-yl|

methyl] sulphanyl]ethyl|-N’- methyl-2-nitroethen-1,1- diamin hydroclorid.
- Cơng thức phân tử: C;;H;;NĐ„O;SŠ.HCI

- Cơng thức câu tạo ranitidin hydroclorid (xem hình 1.1)
HạC
N

H3C

NO»

oh

Ì
H

.

HCI

H

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của ranitidin hydroclotid

(Nguồn: Dược Điện Việt Nam IV, 2009 [1])

1.4.2. Tính chất
Loại thuốc: Đối kháng thụ thé histamin H,, dạng bột kết tỉnh trắng hoặc

vàng nhạt. Tan hoàn toàn trong nước, hơi tan trong ethanol khan, rất khó tan
trong methylen clorid [1].

1.4.3. D6 6n định và bảo quan
Viên nén: Bảo quản nơi khô ráo ở nhiệt độ từ 15 - 30”C, tránh ánh sáng.