Nghiên cứu chế tạo màng trị bỏng từ cellulose của acetobacter xylinum phối hợp với hoạt chất tái sinh mô từ dầu mù u và tinh dầu tràm

1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Theo nghiên cứu của Ủy ban quốc gia về phòng chống tai nạn, thương tích và Cục
y tế dự phòng, số lượng tai nạn bỏng trong cả nước đứng thứ 2 chỉ sau tai nạn giao
thông với khoảng 20 000 - 25 000 bệnh nhân / năm. Thực tế, con số bệnh nhân bị
các vết thương mất da còn cao hơn rất nhiều nếu tính cả các tai nạn khác gây ra
như tai nạn lao động, tai nạn giao thông. Năm 2006, cả nước có 5880 vụ tai nạn
lao động.[8] Con số này chưa gồm tai nạn trong lĩnh vực nông nghiệp và các cơ sở
do tư nhân quản lý. Số vụ thống kê chỉ chiếm 8-10 % so với thực tế. Vào những
tháng cao điểm, hàng ngày Viện bỏng Quốc gia phải điều trị cho khoảng 200 bệnh
nhân bị các vết thương do bỏng, tai nạn giao thông, tai nạn nghề nghịêp. Cũng
theo thống kê của Viện Bỏng quốc gia, 80 % nạn nhân bỏng xuất thân từ gia đình
có thu nhập thấp, trong khi chi phí cho một ca điều trị bỏng nặng rất tốn kém.
Các tai nạn nêu trên đã tạo ra các thương tích rất nặng nề. Chấn thương bỏng làm
gia tăng sự thẩm thấu nước, protein và các chất điện giải, dẫn đến tăng tiết dịch,
tạo điều kiện gia tăng sự nhiễm trùng vết thương. Mục tiêu của điều trị bỏng và
vết thương mất da là chống nhiễm trùng, giữ môi trường đủ ẩm mà không bị ứ
dịch, tạo điều kiện cho các mô phát triển và bảo vệ mô quí.[11],[98]
Một vết thương mất da hay một vết bỏng sẽ chóng lành khi nó được giữ trong một
điều kiện thích hợp, nghĩa là cần có một lớp màng bảo vệ vết thương (wound
dressing). Một lớp màng bảo vệ sẽ có ý nghĩa rất lớn trong việc giữ cho vết
thương tránh khỏi sự nhiễm trùng, có một độ ẩm thích hợp, kích thích lành sẹo,
bảo vệ những tế bào mới hình thành và quan trọng nhất là hạn chế tình trạng mất
nước và chất điện giải liên tục do sự bay hơi từ bề mặt vết thương.[32],[52]
Chế tạo màng sinh học cellulose vi khuẩn chứa hoạt chất tái sinh mô từ dầu mù u
và tinh dầu tràm sử dụng trong điều trị bỏng và vết thương mất da nhằm đáp ứng
được các mục tiêu này.
Cellulose vi khuẩn (Bacterial Cellulose, viết tắt BC) là sản phẩm của một số loài
vi khuẩn, đặc biệt là vi khuẩn Acetobacter xylinum. BC được tạo thành từ

2

Acetobacter xylinum có cấu trúc hóa học rất giống cellulose của thực vật nhưng có
một số tính chất hóa lý đặc biệt như đường kính sợi nhỏ, độ tinh khiết cao, độ
polymer hóa lớn, độ bền cơ học và khả năng thấm hút nước cao, có thể bị thủy
phân bởi enzyme…[89],[104] Vì vậy BC được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực
công nghệ như thực phẩm, công nghệ giấy, công nghệ pin, …Trong lĩnh vực y
học, BC đã được nghiên cứu dùng làm tá dược, mặt nạ dưỡng da, mạch máu nhân
tạo và đặc biệt sử dụng làm màng sinh học trị bỏng…[29],[46]
Hiện nay các loại màng sinh học phần lớn phải nhập ngoại, giá thành màng cao và
tùy thuộc nhiều vào nguồn hàng nhập vào. Việc sản xuất màng trong nước sẽ góp
phần cung cấp kịp thời cho điều trị, hơn nữa chi phí điều trị cho bệnh nhân sẽ
giảm rất nhiều do giá thành thấp hơn. Việc sử dụng màng sinh học từ cellulose vi
khuẩn và hoạt chất tái sinh mô của dầu mù u còn có nhiều thuận lợi như màng có
tính ổn định khi bảo quản ở nhiệt độ bình thường, không cần điều kiện bảo quản
đặc biệt, điều này sẽ thuận tiện cho quá trình sử dụng và bảo quản màng.
Từ những cơ sở đó mục tiêu nghiên cứu của đề tài là:
1. Nghiên cứu các điều kiện nuôi cấy vi khuẩn Acetobacter xylinum thu BC.
2. Chế tạo màng BC tinh chế sử dụng tạo màng trị bỏng.
3. Nghiên cứu chế tạo màng trị bỏng từ màng cellulose tinh chế phối hợp với
hoạt chất tái sinh mô từ dầu mù u và tinh dầu tràm trà Úc.
4. Bước đầu đánh giá hiệu quả điều trị của màng trị bỏng trên lâm sàng.


3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cellulose từ vi khuẩn Acetobacter xylinum
1.1.1. Vi khuẩn Acetobacter xylinum

Một số loài vi khuẩn thuộc các chi khác nhau có khả năng tổng hợp cellulose
(gọi là bacterial cellulose) như Acetobacter, Achromobacter, Aerobacter,
Rhizobium. Trong các loài trên, Acetobacter xylinum là vi khuẩn tạo cellulose hữu
hiệu nhất. A. xylinum được Brown mô tả lần đầu tiên vào năm 1886 với khả năng
tạo ra lớp màng giống gelatin trên bề mặt môi trường lên men có thành phần hóa
học giống cellulose. Sau đó các khảo sát tiếp theo bằng kính hiển vi cho thấy vi
khuẩn được phân bố trong toàn bộ lớp mạng lưới cellulose này. Hiện nay vi khuẩn
A. xylinum là chủng vi khuẩn có lợi trong lĩnh vực sản xuất cellulose bằng con
đường sinh tổng hợp. A. xylinum thuộc nhóm vi khuẩn Acetic, chi Acetobacter, họ
Pseudomonadaceae. Gần đây nó đã được xếp vào chi mới Gluconacetobacter. Vi
khuẩn hiếu khí, có chu mao và sản xuất cellulose ngoại bào. Theo khóa phân loại
Bergey, A. xylinum thuộc lớp Schizomycetes, bộ Pseudomonadales, bộ phụ
Pseudomonadieae, họ Pseudomonadaceace. [45],[49]
Vi khuẩn A. xylinum hình que, thẳng hay hơi cong, dài khoảng 2-3 µm, bề ngang
khoảng 0,6-0,8 µm, không sinh bào tử, có thể di động hoặc không, thường sắp xếp
riêng lẻ, đôi khi thành chuỗi. A. xylinum là vi khuẩn gram âm, nhưng trong những
trường hợp đặc biệt như khi vi khuẩn già hay do ảnh hưởng của môi trường nuôi
cấy lâu ngày hình dạng và gram của vi khuẩn có thể thay đổi, tế bào dài hơn,
phình to ra, phân nhánh hoặc không phân nhánh, trong trường hợp này giống bị
thoái hoá dần, chất lượng cellulose kém. [56]
A. xylinum có thể phát triển trong phạm vi pH từ 3-8, nhiệt độ phát triển từ 12-30
o

C. Ở 37 oC vi khuẩn này bị thoái hóa hoàn toàn. Nhiệt độ thích hợp nhất là 25 oC,

pH tối ưu để tạo cellulose là 5,5.
Trong môi trường nuôi cấy lỏng, ở trạng thái tĩnh, vi khuẩn sử dụng chất dinh
dưỡng chuyển hoá thành cellulose tạo váng dày trên bề mặt của cơ chất. Ở trạng

4

thái động, cellulose tạo thành sẽ có hình elip hoặc dạng sợi nhỏ. Khi tạo cellulose,
vi khuẩn đồng thời tích lũy khoảng hơn 4 % acid acetic, điều này sẽ làm pH môi
trường giảm đi từ 1-2 so với pH môi trường ban đầu. Tuy nhiên, A. xylinum có
khả năng chịu được pH thấp. Ứng dụng ưu điểm này, khi nuôi cấy người ta
thường cho thêm acid acetic để tránh nhiễm các loại vi khuẩn lạ.

Hình 1.1. Hình chụp A. xylinum trong mạng lưới cellulose dưới kính
hiển vi điện tử quét ( x 10 000 lần)
Nguồn: Yamanaka S. Watanabe K. (1994) Application of bacterial cellulose [107]

Đặc điểm sinh hoá của A. xylinum: vi khuẩn có khả năng oxy hóa ethanol thành
acid acetic, phản ứng catalase dương tính, không tăng trưởng trong môi trường
Hoyer, không tạo sắc tố nâu, có khả năng tổng hợp cellulose, chuyển hóa glucose
thành acid acetic, chuyển glycerol thành dihydroxy aceton. Khi nuôi trên môi
trường rắn, lúc tế bào còn non, khuẩn lạc mọc riêng rẽ, nhầy, trong suốt, xuất hiện
sau 3-5 ngày. Khi già, tế bào mọc dính nhau thành từng cụm, khuẩn lạc mọc dính
nhau thành lớp màng.
1.1.2. Sinh tổng hợp BC ở vi khuẩn A. xylinum
Cellulose được tổng hợp trên các lỗ ở bề mặt tế bào có kích thước khoảng 3,5 nm.
Các lỗ này được xếp thành một hàng dài, mỗi lỗ bao phủ một hạt có kích thước 10
nm. [36] Hạt này bao gồm những enzym tổng hợp cellulose có liên quan trong
phản ứng polymer hóa (AcsAB) và một vài enzym hỗ trợ có liên quan đến những
chức năng khác (AcsC, AcsD).[69] Mỗi hạt trên sẽ sản xuất ra một chuỗi glucan,


5

các chuỗi này tạo thành sợi cơ bản, các sợi cơ bản kết hợp lại thành vi sợi phun

vào môi trường nuôi cấy.
Những sợi mới sinh của BC kết hợp lại với nhau để hình thành nên các sợi sơ cấp
(subfibril), là những sợi mảnh nhất có nguồn gốc tự nhiên. Các sợi sơ cấp kết lại
thành các vi sợi (microfibril). Các vi sợi nằm trong các bó (bundle), cuối cùng
hình thành các dải (ribbon).

AcsAB
AcsC
AcsD

Hình 1.2. Cấu tạo một lỗ tiết cellulose
Nguồn: Umeda Y.,Hirano A., Yshibashi M.,(1999). DNA Res.6 [101]

Sinh tổng hợp BC là một tiến trình bao gồm nhiều bước được điều hòa một cách
chuyên biệt và chính xác, liên quan đến một số lớn enzym, các phức hợp và các
protein điều hòa. Tiến trình này bao gồm sự tổng hợp uridin diphosphoglucose,
tiền chất của cellulose, tiếp đến là sự polymer hóa glucose vào chuỗi β- 1,4 glucan
và sự kết hợp các sợi mới vào dải ribbon được hình thành từ hàng trăm, thậm chí
hàng ngàn sợi cellulose riêng lẻ. Con đường và cơ chế của sự tổng hợp uridin
diphosphoglucose đã được biết nhiều, trong khi đó cơ chế phân tử của sự polymer
hóa glucose vào mạch dài và các mạch nhánh, sự đẩy ra bên ngoài của chúng và
sự kết hợp thành sợi cần được làm sáng tỏ hơn.[19],[26]
Cellulose được tổng hợp từ A. xylinum là sản phẩm cuối cùng của sự biến dưỡng
carbon, phụ thuộc vào trạng thái sinh lý của tế bào liên quan đến hoặc chu trình
pentose phosphat hoặc chu trình Krebs, đi kèm với quá trình tạo glucose -6phosphat. Quá trình phân giải glucose không hoạt động ở vi khuẩn acid acetic bởi


6

vì nó không tổng hợp được enzym quan trọng của con đường này là

phosphofructosekinase. A. xylinum chuyển hóa được nhiều hợp chất carbon như
hexose, glycerol, dihydroxyaceton, pyruvat và các acid dicarboxylic thành
cellulose nhưng thường chỉ có hiệu suất 50 %. Dicarboxylic acid đi vào chu trình
Krebs nhờ vào quá trình decarboxyl hóa để thành pyruvat, chuyển thành hexose
thông qua con đường tạo glucose, tương tự đối với glycerol, dihydroxyaceton và
các hợp chất trung gian của chu trình pentose phosphat.[85]
…X-X-X-X + UDP-X

…X-X-X-X-X + UDP (1)

..X-X-X-Y + UDP-Y

…Y-X-Y-X-Y + UDP (2)

Phản ứng (1) trong trường hợp tổng hợp polysaccharid chỉ từ một loại
monosaccharid, phản ứng (2) trong trường hợp polysaccharid gồm 2 loại
monosaccharid liên tiếp. A. xylinum sinh sống trong môi trường lỏng và thực hiện
quá trình trao đổi chất của mình bằng cách hấp thu đường và kết hợp đường với
một acid béo tạo thành tiền chất nằm trong màng tế bào. Sinh tổng hợp BC là một
tiến trình gồm nhiều bước, trong đó UDPG (Uridin diphosphoglucose) là tiền chất
trực tiếp của cellulose. Uridin diphosphoglucose là sản phẩm của con đường phổ
biến ở các sinh vật, bao gồm cả thực vật, liên quan đến sự phosphoryl hóa glucose
thành glucose-6- phosphat, được xúc tác bởi glucosekinase. Tiếp đến là quá trình
đồng phân hóa hợp chất này thành glucose - α- 1- phosphat được xúc tác bởi
phosphoglucomutase và cuối cùng chuyển thành uridin diphosphoglucose bởi
enzym UDP- Glucopyrophosphorylase. Enzym cuối cùng này là enzym quan
trọng, liên quan đến quá trình tổng hợp BC bởi vì một vài đột biến không tổng hợp
cellulose

bị

thiếu

enzym

này,

hơn

nữa

hoạt

động

của

UDP-

Glucopyrophosphorylase thay đổi ở những chủng A. xylinum khác nhau và hoạt
động cao nhất được phát hiện ở những vi khuẩn tổng hợp cellulose hữu hiệu nhất
như A. xylinum ssp. BPR2001. Chủng này thích sử dụng fructose hơn, biểu lộ sự
hoạt

động

cao

của

phosphoglucoisomerase

và

có

một

hệ

thống

phosphotransferase. Hệ thống này chuyển fructose thành fructose-1-phosphat và
tiếp đến là fructose -1,6- biphosphat.


7

Cellulose
Glucose
Cs
GHK

UDP-Glu
UGP
PGM
Glu-1-P

G6PDH
Glu-6-P

PGA

PGI
Fructose
PTS

ATC → Fru- 1-P

Fru-6-P

EM
HMP
ATC

FBP

Fru-bi-P

Sơ đồ 1.1. Sơ đồ tổng hợp cellulose ở A. xylinum

Hình 1.3. Con đường tổng hợp cellulose ở A. xylinum với nguồn carbon là glucose

Nguồn : Brown R.M. (1999), Pure Appl. Chem. 71 (5) [19]


8
Sợi đơn

Dải

Hình 1.4. Vi khuẩn A. xylinum tổng hợp sợi cellulose
Nguồn: Diete K. et al. (2001).Prog. Polym. Sci. 26
26, [29]

1.1.3. Đặc tính của cellulose vi khuẩn
1.1.3.1. Cấu trúc
Kỹ thuật nhiễu xạ tia X phân biệt các dạng cấu trúc và kích thước của cellulose vi
khuẩn. Các kỹ thuật phân tích phổ hồng ngoại và phổ cộng hưởng từ hạt nhân giúp
xác định dạng kết tinh của cellulose vi khuẩn. [61]

Hình 1.5. Cellulose vi khuẩn Hình 1.6. Cellulose thực vật
(x 20 000 lần)
(x 200 lần)
Nguồn: Brown R.M. (1999), Pure Appl. Chem. 71 (5) [19]

Cellulose vi khuẩn có cấu trúc siêu mịn, đường kính sợi bằng 1/100 đường kính
của sợi cellulose thực vật. So sánh đường kính của sợi cellulose vi khuẩn với
đường kính của các sợi nhân tạo cho thấy kích thước của sợi cellulose vi khuẩn
còn nhỏ hơn cả kích thước của sợi tổng hợp hóa học nhỏ nhất.
Cellulose là một polymer không phân nhánh bao gồm những gốc glucosepyranose
nối với nhau bởi nối β -1,4 glucan. Các nghiên cứu cơ bản về BC cho thấy BC có
cấu trúc giống cellulose thực vật. Tuy nhiên cấu trúc cao phân tử và các đặc tính
của BC khác với cellulose thực vật. Các sợi mới sinh ra của BC kết lại với nhau để


9

hình thành các sợi sơ cấp (subfibril). Các vi sợi nằm trong các bó (bundle) và cuối
cùng hình thành các dải (ribbon). Các dải có chiều dày 3- 4 nm, chiều rộng, 4,1117 nm [19],[50],[106],[107]. Trong khi chiều rộng của các sợi cellulose được tạo

ra từ gỗ thông là 30 000 – 75 000 nm hay gỗ bạch dương (betula) là 14 000 – 40
000 nm. Những dải vi sợi cellulose mịn có chiều dài thay đổi từ 1 – 9 µm hình
thành nên cấu trúc lưới dày đặc, được liên kết bởi những liên kết hydro. BC khác
với cellulose thực vật bởi chỉ số kết chặt, về mức độ polymer hóa, thường BC có
mức độ polymer hóa từ 2000 đến 6000.[50] Một vài trường hợp đạt tới 16 000 –
20 000 [103] trong khi mức polymer hóa ở thực vật là 13000 – 14 000.
Bảng 1.1. Đường kính của các loại sợi [108]
Loại sợi
Tóc
Bông vải
Gỗ thông
Sợi tổng hợp
Sợi tổng hợp kỹ thuật cao
Sợi collagel
Cellulose vi khuẩn

Kích thước
100 µm
10 µm
10 µm
10 µm
1 µm
0,1 µm
0,01µm

Cấu trúc của BC phụ thuộc chặt chẽ vào điều kiện nuôi cấy.[42],[58],[108] Ở điều
kiện nuôi cấy tĩnh, vi khuẩn tổng hợp lớp cellulose trên bề mặt của dịch nuôi cấy
và được gọi là S-BC (static BC). Các sợi cellulose sơ cấp liên tục được đẩy ra từ
những lỗ xếp dọc trên bề mặt của tế bào vi khuẩn, kết lại thành các vi sợi và bị đẩy
xuống sâu hơn trong môi trường dinh dưỡng. Các dải cellulose từ môi trường tĩnh

tạo nên các mặt phẳng song song nhưng không tổ chức, có vai trò chống đỡ cho
quần thể tế bào A.xylinum. Các sợi BC kế nhau được tạo ra từ môi trường tĩnh nối
với nhau và bẻ nhánh ít hơn các sợi BC được tạo ra từ môi trường nuôi cấy động
hình thành A - BC (Agitated – BC). A- BC được tạo ra dưới dạng các hạt nhỏ, các
hình sao và các sợi dài, chúng phân tán rất tốt trong môi trường. Các sợi đan lưới


10

với nhau trong môi trường giống như mô hình kẻ ô, có cả 2 hướng song song và
vuông góc. [36],[93]
Sự khác nhau về cấu trúc không gian ba chiều của hai dạng S-BC và A-BC được
quan sát rõ ràng hơn bằng kính hiển vi điện tử quét. Những sợi S-BC kéo dài và
chồng lên các sợi khác theo chiều đan chéo nhau, những sợi A-BC thì rối rắm và
cong. Ngoài ra bề mặt cắt ngang của sợi A-BC khoảng 0,1 – 0,2 µm lớn hơn sợi
S-BC (0,05 – 0,1 µm). Sự khác nhau về hình thái giữa hai loại BC này làm mức
độ kết tinh, kích cỡ kết tinh của chúng khác nhau.[93],[94]

Hình 1.7. Cellulose trong nuôi
cấy động

Hình 1.8. Cellulose trong nuôi
cấy tĩnh

Nguồn: Takayasu T., Fumihiro Y.(1997), Pure & Applied Chemistry, 69(11), [94]

Hai dạng kết tinh phổ biến của cellulose trong tự nhiên là cellulose I và cellulose
II [35],[44],[[83], được phân biệt bởi các kỹ thuật phân tích bằng tia X và tia hồng
ngoại. Cellulose I có thể chuyển thành cellulose II nhưng cellose II thì không thể
chuyển thành cellulose I. Cellulose I được tổng hợp bởi đa số thực vật và A.

xylinum ở môi trường nuôi cấy tĩnh. Các chuỗi β - 1,4- glucans ở cellulose II xắp
xếp một cách ngẫu nhiên, hầu như không song song và nối với nhau bởi một số
lượng lớn nối hydro làm cho cellulose II có độ bền về nhiệt. Rất ít tế bào Eukaryot
tổng hợp cellulose II. A. xylinum tổng hợp được cả hai loại I và II.
Một phần đáng kể cellulose II có ở A-BC.[86] Trong tự nhiên, cellulose II chỉ
được tổng hợp ở một vài sinh vật (một số tảo, mốc và vi khuẩn như Sarcina
ventriculi, A. xylinum) (Jonas và Farah, 1998).[50] Hiện nay sản phẩm công


11

nghiệp của cellulose II chủ yếu có được là dựa trên sự biến đổi hóa học cellulose
thực vật.
1.1.3.2. Tính chất cellulose vi khuẩn
BC có độ bền cơ học, hóa học cao và có khả năng cản vi khuẩn.[89],[104] Với
tính chất này màng BC đã được chế tạo làm màng lọc cản khuẩn. Khả năng hút
nước của BC lớn hơn rất nhiều so với cellulose thực vật (so sánh với sợi bông, cao
hơn gần 200 lần). Khả năng này còn tùy thuộc vào trạng thái của cellulose.
Cellulose ở trạng thái ẩm ướt có khả năng hút nước cao hơn ở trạng thái khô
(khoảng 10 lần). Nhưng nếu làm khô BC bằng phương pháp đông khô thì khả
năng giữ ẩm sẽ tốt hơn BC làm khô tự nhiên.[77]

BC dạng ướt
BC đông khô

BC dạng khô tự nhiên
Sợi vải

Biểu đồ 1.1. So sánh khả năng thấm hút của các dạng BC và sợi vải

Nguồn: Diete K. et al. (2001).Prog. Polym. Sci. 26
26, [29]

Cellulose vi khuẩn là cellulose sinh học duy nhất được tổng hợp mà không gắn
lignin, có thể bị phân hủy bởi một số enzym [63]: CBH I và EG II là hỗn hợp 2
enzym cellulase được tinh chế từ Tricoderma viride với tên thương mại là
Meicelase (Meiji Seika, Tokyo, Japan) có khả năng thủy phân BC. Có thể kiểm


12

sốt được kích thước, cấu trúc (dạng A - BC hay S - BC) và chất lượng của
cellulose (kiểm sốt cellulose kết tinh) trong q trình ni cấy tạo cellulose.
1.1.4. Ni cấy A. xylinum thu nhận BC
1.1.4.1. Nhu cầu dinh dưỡng và điều kiện ni cấy A. xylinum
Bảng 1.2. Ảnh hưởng của nguồn carbon trên hiệu suất tạo BC [70],[82]

Nguồn Carbon
Monosaccharid
D-Glucose
D- Fructose
D- Galactose
D- Mannose
D- Xylose
L- Arabinose
L- Sorbose
Disaccharid
Lactose
Maltose
Saccharose

Cellobiose
Polysaccharid
Tinh bột

Hiệu suất tạo BC
(%)
100
92
15
3
11
14
11
16
7
33
7-11
18

Nguồn Carbon
Alcohols
Ethanol
Ethylen glycol
Diethylene glycol
Propylen glycol
Glycerol
Myo- inositol
D- Arabiol
D- Mannitol
Acid hữu cơ

Citrat
L- Malat
Succinat
Loại khác
Glucono - lacton

Hiệu suất tạo
BC ( % )
4
1
1
8
93
17
620
380
20
15
12
62

Hiệu suất tổng hợp với nguồn Glucose được coi là 100%

Nguồn carbon: A. xylinum sử dụng carbon từ nhiều nguồn đường khác nhau, tùy
thuộc vào chủng mà nguồn đường có thể thay đổi. Những loại đường hay được
sử dụng nhất là: glucose, fructose, mannitol, sorbitol… Nguồn carbon cho hiệu
suất thấp hơn là glycerol, galactose, saccharose, …[70],[82]
Nguồn nitơ: mơi trường cơ bản cho các nghiên cứu về cellulose vi khuẩn là mơi
trường do Hestrin và Schramm thiết lập có chứa cao nấm men và trypton. Đã có
nhiều nghiên cứu thay đổi nguồn trypton như nước ngâm ngơ (corn steep liquor)

[71], nguồn nitơ này được cho là có hiệu quả nhất, cho tốc độ tăng trưởng và năng
suất sinh tổng hợp cellulose cao so với các nguồn nitơ khác.
Các chất kích thích tăng trưởng


13

Các vitamin pyrodoxin, biotin, acid nicotinic, p- aminobenzoic acid (pABA), được
xác định là cần thiết cho sự tăng trưởng tế bào và tổng hợp cellulose, trong khi
pentothenat và riboflavin cho kết quả ngược lại.
1.1.4.2. Các yếu tố lý hóa ảnh hưởng đến quá trình tạo BC
pH: vi khuẩn A. xylinum phát triển tốt trong điều kiện môi trường pH thấp. Người
ta thường bổ sung acid acetic vào môi trường nuôi cấy và thấy rằng có sự gia tăng
hiệu suất tổng hợp cellulose. Hầu hết pH bằng 5 hoặc 6 là dùng trong nghiên cứu
nhưng để sản xuất công nghiệp thì pH trong khoảng 4 - 4,5 lại cho kết quả tốt hơn
vì giảm được sự tạp nhiễm.
Nhiệt độ: nhiệt độ tốt nhất cho sản xuất BC là 25 oC - 30 oC. Ở nhiệt độ thấp quá
trình tăng trưởng xảy ra chậm, ở nhiệt độ cao quá trình tăng trưởng bị ức chế, quá
trình sinh sản bị đình trệ và hiệu suất tạo cellulose giảm nhiều. Ở 24 oC sản lượng
cellulose cao hơn 50 % trong suốt 72 giờ nuôi cấy nhưng nhiệt độ đó không thích
hợp cho sản xuất quy mô công nghiệp.
Tác động của oxy: A. xylinum là vi khuẩn hiếu khí, vì vậy cần điều kiện thông khí
trong quá trình nuôi cấy. Trong thực tế tốc độ thông khí quyết định năng suất tổng
hợp cellulose. Trong nuôi cấy động, sử dụng cánh khuấy để cung cấp oxy là phù
hợp và cho sản lượng cellulose cao. Trong nuôi cấy tĩnh cần sử dụng dụng cụ có
bề mặt rộng, thoáng và lớp môi trường mỏng.[57],[103]
Điều kiện nuôi cấy: khi nuôi cấy động, BC ở dưới dạng huyền phù phân tán và
chúng có hình những hạt tròn như viên bi hay hình elip, có khi là những hạt bông
hình sao. Khi nuôi cấy theo phương pháp tĩnh Acetobacter xylinum tạo ra cellulose
tích lũy thành màng dày trên bề mặt môi trường. Màng BC thu được dẻo dai, có

màu trắng trong hơi ngả màu vàng, chứa rất nhiều môi trường.
Theo các nhà nghiên cứu, các phương pháp nuôi cấy động sẽ cho năng suất BC
cao hơn vì cung cấp tốt lượng oxy cho tế bào hoạt động, đồng thời BC tạo thành
còn có khả năng thấm hút nước tốt hơn BC từ phương pháp nuôi cấy tĩnh. Tuy
nhiên trở ngại ở đây là thường phát sinh các chủng đột biến Cel- một cách ngẫu


14

nhiên sau một thời gian nuôi cấy động. Các chủng này sẽ không còn khả năng sản
sinh BC nữa vì thế làm hiệu suất BC giảm đáng kể sau đó.
Danuta Ciechánska (2004)[28] đã thêm chitosan vào suốt quá trình sinh tổng hợp
màng BC, kết quả tạo thành một loại BC mới, trong đó glucosamin và Nacetylglucosamin kết hợp chặt chẽ với những bó sợi cellulose. Loại màng mới này
có ưu điểm giữ ẩm tốt hơn, giải phóng mono và disaccharid dưới tác dụng của
lysozym, tác dụng kìm khuẩn với vi khuẩn gram (+) và gram (-). Đây sẽ là lựa
chọn mới trong điều trị bỏng và những vết thương sâu, khó lành.
Maren Grunert và William T Winter đã thành công trong việc tạo thành những
tinh thể cellulose siêu nhỏ từ BC (Baterial Cellulose Nanocrystal) [68]. Những
tinh thể này đặc biệt bền. Ngoài ưu điểm chịu được lực rất lớn nhưng lại dễ dàng
bị vi khuẩn phân hủy, những tinh thể này còn có ưu điểm là rẻ tiền. [73]
1.1.4.3. Các nguồn nguyên liệu thường dùng để nuôi A. xylinum thu nhận BC
Các nguồn nguyên liệu truyền thống thường được sử dụng trong sản xuất BC từ A.
xylinum như: nước dừa già, rỉ đường, nước mía, nước ép trái cây…[5] Tùy theo
nguồn nguyên liệu mà sản lượng BC tạo thành sẽ cao hay thấp. Theo một số
nghiên cứu cho thấy Acetobacter xylinum nuôi cấy trên môi trường nước dừa già
cho BC cao hơn trên môi trường nước cốt dừa hay rỉ đường. Nhưng môi trường
nước ngâm ngô cho lượng BC cao nhất (Takayasu Tsuchida và Fumihiro
Yoshinaga-1997).[94]
Nước mía: nước mía là một môi trường tốt để lên men vi sinh vật. Nước mía cũng
có thể được sử dụng làm nguyên liệu tốt để sản xuất BC nhưng cần tính đến hiệu

quả kinh tế.
Nước dừa già: nước dừa già là môi trường thường được sử dụng nuôi cấy A.
xylinum thu BC ở những nước nhiệt đới có trồng nhiều dừa. Nước dừa già là
nguồn nguyên liệu được thu nhận ở các nhà máy sản xuất dầu dừa. Nước dừa già
chứa nhiều chất dinh dưỡng và các yếu tố tăng trưởng như hexitol, cytokinin,
myoinositol, sorbitol…


15

Bảng 1.3. Thành phần nước dừa già [9],[53]
Thành phần

%

Thành phần

%

Nước (%)

94,99

Đồng (mg/100 g)

0,04

Protein(%)

0,72

Mangan (ng/100 g)

0,142

Lipid tổng số (%)

0,2

Selenium (µg/100 g)

1,0

Tro (%)

0,39

Vitamin C (mg/100 g)

2,4

Đường tổng (%)

2,61

Thiamin (mg/100 g)

0,03

Calcium(mg/100g)

24,0

Riboflavin ( mg/100 g)

0,057

Sắt (mg)

0,29

Niacin (mg/100 g)

0,08

Mangesium(mg/100g)

25,0

Panthotenic acid (mg/100 g)

0,043

Phosphor (mg/100g)

20,0

Vitamin B6 (mg/100 g)

0,032

Kali (mg/100g)

250,0

Folate (µg/100 g)

3,00

Natrium (mg/100g)

105,0

Acid béo no (g/100 g)

0,176

Kẽm (mg/100g)

0,10

Acid béo không no (g/100 g)

0,01

1.1.5. Các ứng dụng của BC trong Y học
Sử dụng BC chế tạo màng sinh học điều trị vết thương mất da:[87], [90], màng
BC thu được sau khi nuôi cấy tĩnh được nghiên cứu sử dụng làm da nhân tạo nhờ
có một số tính chất đặc biệt như khả năng hút dịch, khả năng cản khuẩn, được sử
dụng trong những trường hợp bị bỏng nặng.[33],[46],[50],[53],[104] Hơn nữa,

người ta thấy dường như BC còn có khả năng làm cho các tế bào da phát triển.
Với những ưu điểm này, màng BC được sản xuất và bán ra thị trường và được sử
®

dụng trong điều trị các loại vết thương mất da (chế phẩm BioFill , Gengiflex

®

,

®

Bioprocess ). Người ta đã nghiên cứu tẩm nano bạc vào màng BC nhằm tạo cho
màng có hoạt tính kháng khuẩn. Trong nghiên cứu này NaBH4 được thêm vào để
làm giảm sự hấp thu ion Ag+ vào màng, chỉ cho dạng nano Ago thấm vào màng.
Màng BC có tẩm nano bạc có hoạt tính kháng khuẩn đối với Escherichia coli và
Staphylococcus aureus.


16

A

B

C

Hình 1.9. Sử dụng màng BC điều trị vết thương
A) N
Màng BC trước khi sử dụng; B) Sử dụng màng cellulose trong tuần 1;

C) Hình thành biểu bì hóa ở vết thương đắp màng BC

Nguồn : Oscar M. Alvarez, Mayank P.,(2004) , Wounds, Health Management
Publication, (7). [74]

Sử dụng làm tá dược: dựa vào đặc tính trương nở, bột BC đã được sử dụng làm tá
dược rã, tá dược ổn định các nhũ tương. Nhiều nghiên cứu cho thấy BC có cấu
trúc tương tự như cellulose thực vật nên BC được thủy phân để tạo thành dạng bột
và được ứng dụng làm tá dược rã trong bào chế, trong sản xuất viên nén, làm chất
nhũ hóa, chất phân tán, chất ổn định trong nhũ tương, nhũ dịch.[75],[81],[84]
Sử dụng làm vật liệu cấy ghép: BC có khả năng dung hợp, không gây biến chứng
và duy trì sự liên kết chặt chẽ, có tính tương hợp sinh học, độ bền cơ học cao,
không thấm rỉ các thành phần của máu nên đã được sử dụng làm vỏ bọc bảo vệ
cho đường nối dây thần kinh.

®

Hình 1.10. Chế phẩm BASYC với nhiều kích thước khác nhau
Nguồn : Diete K. et al. / Prog. Polym. Sci. 26.( 2001). [29]

Ứng dụng làm mạch máu nhân tạo: một nghiên cứu mới ở Mỹ cho thấy BC còn
được ứng dụng làm mạch máu nhân tạo - chế phẩm BASYC ® hỗ trợ cho vi phẫu
thuật. [29]


17

Sử dụng trong nha khoa: các sản phẩm từ BC hiện nay đang được áp dụng rộng
rãi trong việc cấy ghép phẫu thuật và nha khoa như làm phục hồi các mô quanh
răng để phân cách các tế bào biểu mô miệng và nướu răng khỏi bề mặt chân răng

cần chữa trị.
1.2. Bệnh học về bỏng và điều trị bỏng
1.2.1 Định nghĩa
Bỏng là tổn thương do tác dụng trực tiếp của các yếu tố vật lý (nhiệt, bức xạ,
điện,…) và hóa học gây ra trên cơ thể. Da là bộ phận thường bị tổn thương nhất
khi bị bỏng, sau đó đến các lớp sâu dưới da (gân, cơ, xương, khớp, mạch máu,
thần kinh,…) và một số cơ quan (đường hô hấp, ống tiêu hoá, mắt, bộ phận sinh
dục,…) [11]
1.2.2. Nguyên nhân và cơ chế gây bệnh
Bỏng có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau, người ta phân thành bốn nhóm
nguyên nhân chính:
Bỏng do nhiệt: nguyên nhân thường gặp nhất (84 % - 93 % trường hợp), chia
thành hai nhóm: nhóm nhiệt khô (lửa, tia lửa điện, kim loại nóng chảy,…) và
nhóm do nhiệt ướt (nước sôi, thức ăn nóng sôi, dầu mỡ sôi, hơi nước nóng,…).
Cơ chế bỏng do nhiệt: khi mô tế bào bị nóng do sức nhiệt, sẽ xuất hiện các tổn
thương tùy thuộc vào nhiệt độ và thời gian tiếp xúc. Để gây bỏng sâu toàn bộ lớp
da thì với nhiệt độ 68 oC chỉ cần 1 giây, với nhiệt độ 60 oC phải cần 5 giây, với
nhiệt độ 54 oC phải cần 30 giây, với nhiệt độ 52 oC phải cần

½ phút đến 2 phút,

với nhiệt độ 49 oC phải cần tới 5 phút.
Bỏng do dòng điện: chia thành hai nhóm: do luồng điện có hiệu điện thế thông
dụng (dưới 1000 volt) và do luồng điện có hiệu điện thế cao (trên 1000 volt). Sét
đánh cũng gây bỏng do dòng điện có hiệu điện thế cao.
Cơ chế bỏng do dòng điện: do nhiệt lượng tỏa ra từ dòng điện, phụ thuộc vào
cường độ dòng điện và thời gian tiếp xúc với điện.
Bỏng do hóa chất: bao gồm các chất oxy hóa, chất khử oxy, chất ăn mòn, chất
gây độc cho bào tương, chất làm khô, chất gây rộp da, …Trong thực tế lâm sàng

18

chia thành hai nhóm: nhóm acid (acid sulfuric, acid nitric, acid clohydric, acid
phenic, acid tricloacetic,…) và nhóm kiềm (NaOH, KOH, NH4OH…).
Cơ chế bỏng do hoá chất: do kết quả của sự tiếp xúc của da, niêm mạc với hóa
chất gây một phản ứng hóa học giữa protein mô tế bào với hóa chất làm tổn
thương mô tế bào tùy theo tác dụng của từng loại hóa chất (đóng vón, làm khô, ăn
mòn, gây độc, oxy hóa khử, gây hoại tử…).
Bỏng do các bức xạ: các bức xạ như tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia Rơnghen, tia
laser, hạt cơ bản bêta, tia gamma. Mức độ tổn thương bỏng phụ thuộc vào loại tia,
mật độ của chùm tia, khoảng cách từ nguồn tia đến da, thời gian tác dụng. Bỏng
do nắng mặt trời cũng là loại bỏng do bức xạ ánh sáng gây ra.
Cơ chế bỏng do bức xạ: do nhiệt lượng của tia xạ, do phản ứng quang-hóa học, do
làm khô gây bốc hơi nước. Đối với các tia xạ có tác dụng ion hóa gây tổn thương
mô tế bào bằng các bức xạ nguyên (tác động sinh học, hóa học…) Cơ chế gây tổn
thương mô tế bào của mỗi loại tác nhân gây bỏng kể trên có điểm khác nhau,
nhưng có nhiều điểm giống nhau về hình thái tổn thương đại thể, về phân loại mức
độ tổn thương và diễn biến bệnh lý .
1.2.3. Phân loại bỏng
Trên thế giới và trong nước có nhiều cách phân loại mức độ tổn thương bỏng dựa
vào các triệu chứng lâm sàng, tổn thương giải phẫu bệnh, diễn biến tại chỗ và quá
trình tái tạo phục hồi. Tuy cách gọi cho từng mức độ tổn thương bỏng có khác
nhau, nhưng về hình thái tổn thương thực thể và về diễn biến bệnh lý thì nhận
định đều thống nhất. [11] Từ năm 1965, tại khoa bỏng Viện Quân Y 103 Trường
Đại Học Quân Y đã áp dụng cách phân loại 5 mức độ bỏng của tác giả Lê Thế
Trung, kết hợp cả lâm sàng với giải phẫu bệnh và đang được áp dụng tại Viện
Bỏng Quốc Gia Lê Hữu Trác.
•

Bỏng độ I (viêm cấp da do bỏng, viêm vô khuẩn cấp): da khô, đỏ, nề, đau rát.

Khỏi sau 2-3 ngày, có thể thấy lớp sừng hóa khô và bong ra.
•

Bỏng độ II (bỏng biểu bì): trên nền da viêm cấp có nốt bỏng chứa dịch màu

vàng nhạt, đáy nốt bỏng màu vàng ánh, ướt, có dịch xuất tiết. Bỏng biểu bì sẽ tự


19

tái tạo lại bằng sự phân bào của lớp tế bào mầm. Trong 8-12 ngày, nếu điều trị tốt
sẽ lên da non và khỏi.
• Bỏng độ III (bỏng trung bì): nốt bỏng vòm đầy, dịch nốt bỏng đục, màu hồng,
đáy nốt bỏng màu đỏ, tím sẫm, trắng bệch hoặc màu xám, đám da hoại tử, còn một
phần cảm giác đau. Bỏng trung bì diễn biến theo kiểu rụng hoại tử, tái tạo mô hạt,
còn đảo biểu mô rải rác mọc và phủ lên diện mô hạt tạo thành sẹo bỏng. Thời gian
khỏi và thành sẹo từ 18 - 45 ngày, phụ thuộc vào cách điều trị và số lượng các
thành phần biểu mô còn nguyên vẹn.
•

Bỏng độ IV (bỏng toàn bộ da, bỏng sâu dưới lớp trung bì): các lớp biểu bì,

trung bì và hạ bì đều bị tổn thương. Tất cả tổ chức biểu mô của da đều bị hủy hoại.
Trên lâm sàng thường biểu hiện dưới hai hình thức hoại tử khô và hoại tử ướt. Khi
vết bỏng hẹp thì có khả năng tự khỏi nhờ hiện tượng biểu mô hóa từ bờ vết thương
lan ra phủ kín tổ chức hạt. Nếu vết thương bỏng rộng, khả năng tự khỏi không thể
thực hiện được, nhất thiết phải ghép da.
•

Bỏng độ V (bỏng sâu các lớp dưới da): tổn thương bỏng lan sâu tới cơ, gân,

xương, khớp, tạng… Loại bỏng này thường gây nhiều biến chứng, gây khó khăn
cho việc điều trị.
1.2.4. Chẩn đoán vết thương bỏng
Khi bị bỏng, việc quan trọng là phải chẩn đoán độ sâu của bỏng, diện tích vết
bỏng và vị trí tổn thương bỏng. Trên cơ sở đó để đánh giá mức độ nặng nhẹ, tiên
lượng và xác định kế hoạch điều trị cứu chữa trước mắt và lâu dài .
Chẩn đoán mức độ sâu của tổn thương bỏng. Việc chẩn đoán giữa bỏng nông và
bỏng sâu rất quan trọng để tiên lượng bệnh và chọn lựa phương pháp điều trị. Trên
lâm sàng có thể dùng một số nghiệm pháp sau:
- Thử cảm giác vùng da hoại tử: dùng kim nhọn đâm vào vùng bỏng hay dùng
bông tẩm cồn quệt vào vùng bỏng cần thử.
- Cặp rút những lông còn lại ở vùng bị hoại tử: nếu bệnh nhân không đau và rút
ra dễ dàng là gốc lông cũng bị hoại tử bỏng (bỏng sâu).


20

- Nghiệm pháp tuần hoàn vùng bỏng: dùng các chất màu tiêm tĩnh mạch, rồi phát
hiện các chất đó ở vùng bỏng, nếu thấy chất đó ở vùng bỏng là tuần hoàn còn lưu
thông thì đây là trường hợp bỏng nông; nếu không thấy là bỏng sâu, tuần hoàn
mao mạch của da bị tổn thương. Các chất được dùng là: xanh Evans, xanh
Tryphan, xanh Bromophenol, xanh patent V, xanh toluidine, xanh methylen.
Dingwall J.A (1943) đề xuất phương pháp dùng các chất phát huỳnh quang tiêm
tĩnh mạch rồi xem tổn thương bỏng dưới ánh sáng của tia cực tím có bước sóng
dài của đèn Wood trong buồng tối. Các chất màu được dùng là: fluorescein natri,
chlorotetracyclin.
- Dùng các chất đồng vị phóng xạ: như P32 hoặc 99m Tc pyrophosphate phân bố

ở vùng bỏng.
- Dùng các chất màu bôi vào vùng bỏng và xem sự thay đổi màu sắc của tổn
thương bỏng, thường dùng picrofuschin.
- Dùng cách sinh thiết lấy các mẫu da bỏng xem giải phẫu bệnh lý. Đây là
phương pháp cho kết quả chính xác nhất.
- Phương pháp đo luồng máu tuần hoàn bằng tia laser theo nguyên lý doppler.
- Các phương pháp khác như: chụp nhiệt hình, siêu âm, chụp X quang cắt lớp,
hình ảnh cộng hưởng từ (MRI), phản chiếu tia sáng, đo điện trở của da vùng bỏng,
đo pH của da.
Chẩn đoán diện tích của tổn thương bỏng.[11]
Đã có rất nhiều đề nghị về cách tích diện tích bỏng dựa trên cách đo diện tích da
từng phần cơ thể cũng như đo diện tích da của từng vùng cơ thể. Cần lưu ý khi đo
diện tích bỏng ở trẻ em vì diện tích các phần của cơ thể khác với người lớn. Diện
tích bỏng trên da được tính bằng cách chia toàn bộ diện tích da che phủ cơ thể làm
100 phần bằng nhau. Có nhiều cách tính và bảng diện tích bỏng tuỳ theo từng tác
giả đề xuất. Trên lâm sàng, người ta thường dùng các phương pháp sau: phương
pháp số 9 của Wallace, phương pháp tính dựa theo các con số 1, 3, 6, 9, 18 của Lê
Thế Trung (1965), phương pháp dùng bàn tay ướm.
Ảnh hưởng và biến chứng của bỏng


21

Da bao phủ bề ngoài cơ thể và có trọng lượng lớn hơn bất kỳ cơ quan nào trong cơ
thể. Diện tích tổng cộng da của người có thể đạt đến 1,5- 2m2 và chiếm khoảng
16% trọng lượng cơ thể. [3] Da giữ chức năng sinh tồn quan trọng trong cơ thể.
Vết thương mất da do bỏng thường gây ra nhiều biến chứng như: mất nước và
chất điện giải, nhiễm khuẩn tổ chức, đau đớn, sẹo phì đại co rút gây ảnh hưởng
chức năng và thẩm mỹ. Do nhiều biến chứng nguy hiểm, vùng mất da cần được
che phủ tạm thời bằng các màng điều trị cho đến khi vùng mất da có đủ điều kiện

để ghép da tự thân.[78],[98] Ngoài ra, màng điều trị còn đóng vai trò như giá
mang để tẩm hoạt chất điều trị.
1.3. Tiến trình lành vết thương mất da và vai trò của các loại màng sử dụng
che phủ vết thương
1.3.1. Sinh lý lành vết thương
Trong tất cả các loại vết thương, quá trình lành vết thương diễn ra qua ba pha: pha
rỉ dịch (hay pha viêm), pha tăng sinh, pha tái tạo. Các pha này có phần gối lên
nhau.[30],[47]
1.3.1.1. Pha viêm
Pha viêm kéo dài khoảng 72 giờ nhờ sự hoạt hóa của hệ thống đông máu và sự
giải phóng các chất trung gian hóa học khác như từ tiểu cầu, yếu tố tăng trưởng
nguồn gốc tiểu cầu (PDGF), yếu tố hoạt hóa tiểu cầu (PAF), thromboxan,
serotonin, adrenalin và các yếu tố bổ thể.[1],[59]
Giai đoạn viêm: giãn mạch tại chỗ do tác dụng của các chất histamin, serotonin và
kinin làm tính thấm thành mạch tăng cao trong 48 giờ - 72 giờ đầu với sự hiện
diện của chất hoạt hoá mao mạch làm gia tăng lưu lượng máu đến vết thương dẫn
đến tăng cung cấp chất dinh dưỡng cần thiết cho quá trình lành sẹo. Đồng thời sự
hiện diện của bạch bào và đại thực bào có vai trò tiêu diệt vi khuẩn và các chất lạ.
Các tế bào viêm: pha thứ nhất của các tế bào sửa chữa vết thương được xác định
bởi sự có mặt của các tế bào viêm nhập cư (sau 2 – 4 giờ) và các nguyên bào sợi
(sau 32 giờ). Phần lớn các bạch cầu đa nhân trung tính và cả các đại thực bào thâm
nhập vào vết thương.


22

Sự nhiễm khuẩn: trong các vết thương bị nhiễm vi khuẩn gây bệnh, các bạch cầu
hạt liên tiếp di cư, điều này gây kéo dài thời kỳ sửa chữa thứ nhất, dẫn đến chậm
lành vết thương rõ rệt và có thể hình thành áp xe. Opsonin hóa và sự thực bào là
hai đặc tính quan trọng nhất của bạch cầu hạt trong việc loại trừ vi khuẩn. Trong

quá trình này, ở bề mặt của của vi khuẩn bị che phủ bởi các globulin miễn dịch và
yếu tố bổ thể C3b (nói cách khác là opsonin hóa) là những yếu tố thúc đẩy sự bám
dính và đi đến quá trình các vi khuẩn bị thực bào bởi các bạch cầu hạt. Người ta
đã biết một số điều kiện làm giảm khả năng cố định của hệ thống miễn dịch của
người như sau phẫu thuật, sau chấn thương, tiểu đường và các bệnh khác như suy
giảm miễn dịch.
Trong quá trình thực bào, một tổ hợp enzyme bám vào màng của phagolysosome
sinh ra sản phẩm oxy hoạt hóa cao, chúng tấn công vào các màng của vi khuẩn. Sự
bão hòa oxy cho mô ở vết thương (> 20 mmHg) là cần thiết cho cho các phản ứng
hóa học này xảy ra. Việc đóng kín vết thương hoặc trạng thái tổn thương tưới máu
như trong bệnh tắc động mạch sẽ không cung cấp đủ oxy làm cho quá trình này
không được đảm bảo. Điều này cũng xảy ra trong một số bệnh như bệnh bạch cầu
hạt mãn, việc sản xuất các gốc oxy thường bị giảm xuống. Sự cung cấp oxy là
mấu chốt đối với tiến triển và chất lượng lành vết thương. Sự thiếu hụt mạch máu
tân tạo từ các bờ mép vết thương làm giảm oxy và làm suy yếu quá trình thực bào.
1.3.1.2. Pha tăng sinh
Pha thứ hai của quá trình tái tạo vết thương được biểu thị bởi sự tái tạo biểu mô,
tăng sinh sợi, hình thành collagen, hình thành tân mạch và co vết thương vì vậy
được gọi là pha tăng sinh hay pha tái tạo. Pha này kéo dài từ ngày thứ nhất sau
khi bị thương tới tối đa là 14 ngày bao gồm:
Tái tạo biểu mô: từ giờ thứ 24 biểu mô phát triển từ xung quanh mép vết thương
vào hoặc từ các thành phần khác trong lớp sâu. Các lớp tế bào đáy biểu bì tăng
sinh lan dần vào phía trong của vết thương, tốc độ đạt tối đa vào ngày thứ 2 - 3.
Độ ẩm tại vết thương làm tăng nhanh quá trình biểu mô hóa. Tổ chức hạt hình
thành từ ngày thứ 3 - 4 và tồn tại cho đến kết thúc quá trình biểu mô hóa. Các tế


23

bào sợi non xuất hiện tại vết thương từ ngày thứ 4 sau đó các tế bào collagen tập

hợp lại thành sợi và bó sợi. Số lượng collagen tăng dần kéo theo sự căng của vết
thương.
Sự hình thành mô hạt: mô giàu mạch máu được tạo thành, ngoài ra các bạch cầu
chiếm ưu thế hơn cả trong pha viêm, các mô bào (hystocytes), tế bào sợi
(fibrocytes), nguyên bào sợi (fibroblasts), tương bào (plasma cells) các tế bào
mast, nguyên bào mạch (angioblasts) và nguyên bào cơ (myofibroblasts) di
chuyển vào vị trí tổn thương. Sự phù vết thương là dấu hiệu khởi đầu cho nguyên
bào sợi. Sự tích lũy các chất lỏng là ngòi nổ đặc biệt cho sự biến đổi các tế bào
sợi thành nguyên bào sợi, kích thích tăng sinh tế bào và nhanh chóng đưa đến
hình thành mô hạt. Sự biến đổi mô một cách năng động này là hiện tượng cơ bản
của biểu bì hóa gồm có các mầm mao mạch, các mao mạch tân tạo và các nguyên
bào sợi. Trong suốt quá trình lành vết thương, các nguyên bào sợi di cư và tăng
sinh sử dụng các acid amin được lấy từ các cục máu bị phân hủy ở trong vết
thương như những cơ chất. Tổ chức hạt hình thành từ ngày thứ 3 - 4 và tồn tại cho
đến kết thúc quá trình biểu mô hóa.
Sự tạo mạch máu: quá trình hình thành tân mạch được kích thích bởi yếu tố sinh
mạch từ đại thực bào. Nồng độ oxy trong vết thương sẽ làm tăng nồng độ yếu tố
sinh mạch, các tế bào nội mô phát triển và xâm nhập vào vết thương cùng với
màng đáy, tạo các mạch máu trong vết thương.
Sự hoạt hóa nguyên bào sợi: nguyên bào sợi xuất hiện vào cuối giai đoạn
viêm. Các tế bào này có vai trò quan trọng trong sự sinh tổng hợp và tiết ra
collagen, mucopolysaccharid. Collagen là một thành phần trong cấu trúc của da
và sự tổng hợp chúng là một quá trình quan trọng trong sự lành sẹo để lấp đầy mô
tổn thương, tạo điều kiện cho sự tái tạo lớp thượng bì. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng
đến quá trình tổng hợp này như nội tiết tố, prostaglandin… Trong sự tổng hợp
collagen sự gắn nhóm – OH vào 2 acid amin trong cấu trúc của collagen là prolin
và lysin với sự hiện diện của 2 enzym đặc hiệu là lysyl – hydroxylase và prolylhydroxylase là một giai đoạn cần thiết. Sự gắn này đòi hỏi nhu cầu về oxy, α -


24

cetoglutarat, ascorbat và sắt như các đồng yếu tố (cofactor). Bên cạnh sự tổng hợp
collagen còn có sự phân hủy collagen. Ở lớp thượng bì bình thường, việc tổng
hợp và phân hủy collagen ở trạng thái cân bằng. Nếu da bị tổn thương, tỷ lệ tổng
hợp và phân hủy sẽ biến đổi để tạo đủ một lượng collagen cho sự toàn vẹn của da.
Nhưng nếu sự tổng hợp collagen quá mạnh sẽ dẫn đến sự lành sẹo quá độ hay sẹo
lồi và ngược lại nếu yếu quá sẽ dẫn đến sự hóa sẹo không đầy đủ.
1.3.1.3. Pha sửa chữa
Ngay sau khi các nguyên bào sợi tổng hợp các sợi collagen, hoạt động gián phân
của chúng ngừng lại. Mật độ tế bào và sự tạo mạch của vết thương giảm đi trong
khi các sợi collagen trưởng thành. Sự hình thành sẹo được bắt đầu. Sự lắng đọng
collagen và sự định hướng nguyên bào sợi đều được quyết định bởi fibrolectin,
chất tạo nên các chất căn bản ngoại bào ở thời kỳ này.
Acid hyaluronic làm tăng chuyển động và phân chia tế bào. Sự chuyển động của tế
bào trong tổ chức hạt mới được hình thành phụ thuộc vào sự có mặt của acid
hyaluronic vì acid hyaluronic có tác dụng tạo điều kiện thuận lợi cho sự kết dính
và phân tách của mối tiếp xúc giữa các lớp tế bào và cơ chất nền.
Các proteoglycan: cũng như acid hyaluronic và collagen, các proteoglycan được
tái tổng hợp liên tục trong suốt quá trình tái tạo vết thương.
Collagen: trong vết thương đang lành, collagen được sản xuất rất nhiều. Collagen
tăng lên song song với việc hình thành mạch máu tân tạo. Vết thương bị kéo dài
quá thời gian không chỉ do sự tích lũy mà còn do cả chất lượng của collagen.
Biểu bì hóa: nếu toàn bộ lớp biểu bì bị tổn thương thì biểu bì hóa được bắt đầu từ
các mép vết thương. Ở các vết thương nông chỗ lớp tế bào màng đáy còn nguyên
vẹn thì vùng tổn thương có thể được tái tạo lại nhờ sự phân bào của các tế bào còn
lại và chúng biệt hóa thành các tế bào biểu bì trưởng thành. Trong trường hợp vết
thương rộng và sâu, việc tái tạo lớp biểu bì chỉ được thực hiện ở ngoại vi vết
thương. Trong trường hợp này, vết thương có sự co lại. Cơ chế của sự co lại chưa
được biết hết. Một giả thiết đi từ tế bào cho rằng sự co lại là do vai trò của một
loại tế bào gọi là nguyên bào sợi cơ. Nguyên bào sợi cơ hiện diện trong các mô hạt

25

và không tìm thấy trong các vết thương được may. Tuy nhiên, sự co vết thương và
sự tái tạo lớp biểu bì ở loại vết thương rộng và sâu có giới hạn và không thể có sự
lành sẹo bình thường nên cần có sự ghép da. Sự ghép da còn giúp lấp kín vết
thương và chống sự nhiễm trùng. [13]
Các giai đoạn biểu bì hóa: sự tái tạo biểu bì diễn ra qua 3 giai đoạn: (1) Giai đoạn
di cư của các tế bào màng đáy; (2) Giai đoạn phân chia các tế bào đã di chuyển ra
bề mặt vết thương; (3) Giai đoạn trưởng thành của các tế bào mới được sinh ra. Tế
bào biểu bì di chuyển nhanh nhất ở môi trường ẩm, những tế bào này sẽ tiết ra
enzym ly giải để mở ra một khoảng trống xuyên qua mô lành và mảng hoại tử
giúp cho việc di chuyển. Sự biểu bì hóa có thể mạnh mẽ hơn với sự hỗ trợ của các
yếu tố phát triển.
Sự trưởng thành của biểu bì: đây là giai đoạn cuối của quá trình liền vết thương,
sẹo trở nên rõ ràng và chắc hơn, sẹo nhạt màu dần. Quá trình này gắn liền với hiện
tượng sửa chữa và tổ chức lại các thành phần của sẹo. Sự hình thành tân mạch
giảm dần cho đến lúc sẹo trở thành vô mạch. Giai đoạn này điều chỉnh kéo dài từ
12-18 tháng.
1.3.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự chậm lành vết thương
Vết thương chậm lành được biểu thị bằng khuyết hổng hoặc suy yếu làm cho việc
khép kín vết thương bị chậm lại. Các đặc điểm của vết thương chậm liền: chậm
khép kín, có nhiều các chất thối rữa, có mủ, lưu thông mạch kém, ứ trệ tĩnh mạch.
viêm mạch, viêm các mạng lưới mao mạch, nhiễm trùng vết thương.[62]
Các yếu tố tại chỗ tác động đến quá trình lành vết thương
• Độ ẩm thích hợp có ảnh hưởng tích cực đến quá trình liền sẹo.[30],[32], [52].
Tỷ lệ tái tạo biểu bì có liên quan trực tiếp đến tình trạng ẩm ướt của vết thương.
Để hở, vết thương sẽ khô, sự tái tạo biểu bì và sự di chuyển của các tế bào sừng ở
bên dưới lớp vảy tiết khô chậm hơn vết thương ẩm và băng kín. Tại đây mức di

chuyển của tế bào biểu bì nằm gần với bề mặt vết thương. Sự hình thành của vảy
tiết bị ức chế nếu bề mặt của vết thương được giữ ẩm bằng lớp băng kín hay lớp
gạc có phết thuốc mỡ polysporin. Khi vết thương có đủ độ ẩm, bề mặt da được