Nghiên cứu khả năng giải phóng thuốc famotidin của màng cellulose vi khuẩn lên men từ môi trường nước vo gạo

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH-KTN
======

VŨ THỊ THU THẢO

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG
THUỐC FAMOTIDIN CỦA
MÀNG CELLULOSE VI KHUẨN LÊN MEN TỪ
MÔI TRƢỜNG NƢỚC VO GẠO
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Sinh lý học ngƣời và động vật

Hà Nội, 2017


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH-KTN
======

VŨ THỊ THU THẢO

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG
THUỐC FAMOTIDIN CỦA
MÀNG CELLULOSE VI KHUẨN LÊN MEN TỪ
MÔI TRƢỜNG NƢỚC VO GẠO
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Sinh lý học ngƣời và động vật

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học

ThS. Hà Thị Minh Tâm

Hà Nội, 2017


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Th.s Hà Thị Minh Tâm,
trƣờng ĐHSP Hà Nội 2, ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo, động viên tôi
trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu thực hiện và hoàn thành khoá luận.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn các thầy cô tại viện NCKH và ƢD
trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn
thành khoá luận.
Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Sinh – KTNN,
trƣờng ĐHSP Hà Nội 2. Đặc biệt là gia đình và bạn bè đã luôn bên cạnh động
viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng nhƣ trong thời gian tôi thực
hiện khóa luận này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để hoàn thành khóa luận một cách tôt nhất,
tuy nhiên do buổi đầu làm quen với công việc nghiên cứu khoa học cũng nhƣ
hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi những thiếu
sót, tôi rất mong nhận đƣợc sự góp ý của quý thầy, cô giáo để khóa luận hoàn
chỉnh hơn.
Hà Nội, ngày 25 tháng 04 năm 2017
Sinh viên

Vũ Thị Thu Thảo


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đề tài do chính tôi thực hiện. Các số liệu và kết
quả nghiên cứu trong khoá luận là trung thực, khách quan và chƣa đƣợc tác

giả nào công bố trong bất cứ công trình nào.
Hà Nội, ngày 25 tháng 4 năm 2017
Sinh viên
Vũ Thị Thu Thảo


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài ............................................................................................ 1
2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................... 2
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu................................................................. 3
4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn.......................................................... 3
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 4
1.1. Giới thiệu về cellulose vi khuẩn (CVK) .................................................... 4
1.1.1. Vi khuẩn sản sinh ra CVK ...................................................................... 4
1.1.2. Cấu trúc màng CVK ................................................................................ 4
1.1.3.Tính chất độc đáo của CVK ..................................................................... 6
1.1.4. Ứng dụng của màng CVK ....................................................................... 7
1.2. Thuốc famotidin ....................................................................................... 11
1.2.1. Giới thiệu chung về thuốc ..................................................................... 11
1.2.2. Chỉ định ................................................................................................. 12
1.2.3. Chống chỉ định ...................................................................................... 12
1.2.4. Tác dụng không mong muốn ................................................................ 12
1.2.5. Liều lƣợng và cách dùng ....................................................................... 13
1.2.6. Bảo quản................................................................................................ 13
1.2.7. Các công trình nghiên cứu về thuốc Famotidin .................................... 13
1.3 Bệnh lí đƣờng tiêu hoá- Chứng đau dạ dày .............................................. 14
1.3.1. Cấu tạo dạ dày ....................................................................................... 14
1.3.2. Chức năng tiêu hoá của dạ dày ............................................................. 15
1.3.3. Chứng đau dạ dày.................................................................................. 21

Chƣơng 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 23
2.1. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 23
2.1.1. Giống vi khuẩn ...................................................................................... 23


2.1.2.Nguyên Liệu và hoá chất........................................................................ 23
2.1.3. Trang thiết bị ......................................................................................... 23
2.2.. Phƣơng pháp nghiên cứu......................................................................... 24
2.2.1. Phƣơng pháp tạo màng và xử lý màng CVK ........................................ 24
2.2.3. Phƣơng pháp xác định lƣợng thuốc đƣợc hấp thụ qua màng CVK ...... 27
2.2.4. Phƣơng pháp pha môi trƣờng đệm Britton và Robison ........................ 28
2.2.5. Phƣơng pháp xác định lƣợng thuốc giải phóng thông qua hệ thống vận
tải đƣợc thiết kế ............................................................................................... 29
2.2.6. Phƣơng pháp thống kê và xử lý kết quả ................................................ 30
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 31
3.1. Nghiên cứu về độ dày màng..................................................................... 31
3.2. Tinh chế màng CVK ................................................................................ 32
3.3. Thu màng CVK nạp famotidin................................................................. 33
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 42
1. Kết luận ....................................................................................................... 42
2. Kiến nghị: .................................................................................................... 42
PHẦN 4. TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................... 43


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Ứng dụng của màng CVK………………………………………...8
Bảng 1.2. Ảnh hƣởng của nguồn cacbon đến năng suất sản xuất màng CVK.9
Bảng 2.1: Môi trƣờng nuôi cấy A.xylinum ...................................................... 24
Bảng 2.2: Nồng độ Famotidin và giá trị OD265nm (n=3) .................................. 26
Bảng 3.1: Kết quả thu màng CVK tƣơi........................................................... 31

Bảng 3.2. Giá trị đo quang phổ UV-Vis khi hấp thụ thuốc (OD) (n = 3) ....... 34
Bảng 3.3: Giá trị đo quang phổ UV-Vis khi giải phóng thuốc (n = 3) ở giá trị
pH 6.8 và 12 .................................................................................................... 35
Bảng 3.4. Tỉ lệ giải phóng thuốc từ màng có độ dày 0.3cm ở các pH khác
nhau trong khoảng thời gian khác nhau .......................................................... 37
Bảng 3.5. Hệ số tƣơng quan (R2), tốc độ giải phóng (K) của hai độ dàymàng
CVK ở 2 môi trƣờng pH khác nhau ................................................................ 39


DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ
Hình 1.1. Hình ảnh cellulose vi khuẩn và cellulose thực vật............................ 5
Hình 1.2: Cấu tạo của dạ dày .......................................................................... 15
Hình 1.3: Sơ đồ giai đoạn đầu của sự bài tiết dịch vị .................................... 19
Hình 1.4: Sơ đồ giai đoạn dạ dày .................................................................... 20
Hình 2.1: Sơ đồ quy trình tinh chế mà CVK .................................................. 25
Hình 2.2: Đồ thị đƣờng chuẩn của thuốc Famotidin....................................... 27
Hình 3.1. Màng CVK sau khi lên men a. Sau 4 ngày nuôi cấy b. Sau 6 ngày
nuôi cấy ...............................................................................................................
Sơ đồ 3.1. Quy trình tinh chế màng CVK ...........................................................
Hình 3.1. Màng CVK sau khi lên men ............................................................ 33
Hình 3.3: Màng CVK khi hấp thụ thuốc famotidin 30% ................................ 34
Hình 3.4: Màng CVK sau khi nạp thuốc.............................................................
Hình 3.5: Đồ thị giải phóng thuốc Famotidine từ màng Gạo có độ dày khác
nhau ở các pH và thời gian khác nhau ............................................................ 36


BẢNG VIẾT TẮT

Tên Viết tắt
A. xylinum

Tên tiến Anh

Tên tiếng Việt

Acetobacter xylinum

Acetobacter xylinum

CVK

Cellulose vi khuẩn

PC

Plant Cellulose

Cellulose thực vật

OD

Optical Density

Mật độ quang phổ


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Famotidin là một trong số các loại thuốc đƣờng tiêu hóa dùng qua
đƣờng tiêm hoặc uống, hòa tan đƣợc trong axit, rất ít tan trong nƣớc. Thành

phần chủ yếu là famotidin, có tác dụng làm giảm tiết cả số lƣợng và nống độ
HCl dịch vị do ức chế tác dụng của Histamine lên tế bào dạ dày, làm lành các
vết loét dạ dày, tá tràng, giảm đau do loét. Thuốc có tác dụng phòng trừ loét
tái phát khi dùng ở liều thấp và kéo dài. Liều cao dùng để điều trị loét, thuốc
có tác dụng chữa ợ hơi và làm lành các vết loét, viêm thực quản do trào ngƣợc
axit.
Tuy nhiên trong quá trình dùng thuốc, ngƣời bệnh có thể gặp những tác
dụng phụ nhẹ của thuốc nhƣ: táo bón, đau đầu, ỉa chảy, mất ngủ, buồn nôn và
nôn do làm co thắt thực quản. Các tác dụng phụ khác gồm kích thích, thiếu
máu, lẫn lộn, loạn nhịp tim, dị ứng phát ban, trầm cảm, dễ chảy máu và bầm
tím, dụng tóc, thay đổi thị giác, vàng da hoặc mắt, da khô, ù tai, thay đổi vị
giác,… Đây là những triệu chứng này có thể gặp ngay cả ở liều điều trị.
Uống là một trong những đƣờng ƣa thích nhất và truyền thống để phân
phối thuốc. So với đƣờng tiêm hệ thống phân phối thuốc qua đƣờng miệng nó
có nhiều lợi thế chính bao gồm an toàn nhất, đơn giản, tiện lợi, bệnh nhân dễ
dàng tuân thủ, trong đó tăng hiệu quả của thuốc uống. Nó cũng ngăn chặn
nguy cơ lây truyền bệnh, làm giảm chi phí và áp lực cho bệnh nhân.
Đối với phụ nữ có thai và trẻ em không nên dùng vì chƣa có nghiên
cứu vè độ an toàn của thuốc với 2 đối tƣợng này, đối với phụ nữ đang cho con
bú không nên dùng vì thuốc này có bài tiết qua sữa mẹ, giảm liều lƣợng dùng
với bệnh nhân suy thận để tránh tích lũy Famotidin trong thận.
Màng Cellulose vi khuẩn (viết tắt là CVK) là sản phẩm của một số loài
vi khuẩn, đặc biệt là chủng Acetobacter xylinum. Màng sinh học (CVK) có

1


cấu trúc và đặc tính rất giống với cellulose của thực vật (gồm các phân tử
glucose liên kết với nhau bằng liên kết β-1,4 glucorit) cellulose vi khuẩn khác
với cellulose thực vật ở chỗ: không chứa các hợp chất cao phân tử nhƣ ligin,

hemicellulose, peptin và sáp nến do vậy chúng có những đặc tính vƣợt trội với
độ dẻo dai, bền chắc, có khả năng hút nƣớc cao ở trạng thái ẩm và độ tinh
khiết cao. Trên thế giới màng Cellulose vi khuẩn đã đƣợc ứng dụng rất nhiều
trong các lĩnh vực công nghệ khác nhau: nhƣ dùng làm màng phân tách cho
quá trình xử lí nƣớc, chất mang đặc biệt cho các pin và năng lƣợng cho tế bào,
dùng làm chất biến đổi độ nhớt trong sản xuất các sợi truyền quang, làm môi
trƣờng cơ chất trong sinh học, thực phẩm hay thay thế thực phẩm. Đặc biệt
trong lĩnh vực y học, màng CVK đã đƣợc ứng dụng làm da tạm thời thay thế
da trong quá trình điều trị bỏng, loét da, làm mạch máu nhân tạo điếu trị các
bệnh tim mạch, làm mặt nạ dƣỡng da cho con ngƣời. Ở Việt Nam, việc
nghiên cứu và ứng dụng màng CVK còn ở mức độ khiêm tốn, các nghiên cứu
ứng dụng mới chỉ dừng lại bƣớc đầu nghiên cứu.
Nƣớc vo gạo là là chất phổ biến, giá rẻ và gần gũi với cuộc sống hằng
ngày. Vì vậy nên sử dụng nƣớc vo gạo làm môi trƣờng để lên men những vi
khuẩn cần thiết cho nghiên cứu.
Với mục đích nghiên cứu thiết kế hệ thống gồm CVK nạp thuốc và khả
năng giải phóng thuốc giúp famotidine không bị phả huỷ trong môi trƣờng
acid, làm thuốc đƣợc giải phóng một cách kéo dài, đồng thời làm giảm bớt
các tác dụng phụ của thuốc trong chữa trị bệnh, tôi đã chọn và nghiên cứu đề
tài: “Nghiên cứu khả năng giải phóng thuốc famotidin của màng cellulose
vi khuẩn lên men từ môi trường nước vo gạo”.
2. Mục đích nghiên cứu
- Chế tạo đƣợc màng CVK đƣợc lên men từ môi trƣờng nƣớc vo gạo.

2


- Thiết kế đƣợc hệ thống gồm CVK nạp thuốc và khả năng giải phóng
thuốc famotidine của màng cellulose vi khuẩn đƣợc lên men từ môi trƣờng
nƣớc vo gạo.

- Nâng cao tối ƣu hoá quá trình giải phóng và kéo dài thuốc.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng nghiên cứu: khả năng giải phóng thuốc famotidin của màng
cellulose vi khuẩn lên men từ nƣớc vo gạo
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu đƣợc thực hiên ở quy mô phòng thí
nghiệm.
- Địa điểm nghiên cứu: Trung tâm hỗ trợ nghiên cứu khoa học và chuyển
giao công nghệ - Trƣờng đại học sƣ phạm Hà Nội 2.
4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn.
- Ý nghĩa khoa học: Tăng thêm hiểu biết về ứng dụng của màng CVK.
-Ý nghĩa thực tiễn:
+ Xây dựng đƣợc quy trình tạo màng CVK từ chủng Acetobacter
xylinum.
+ Thiết kế hệ thống vận tải thuốc famotidin nhằm khắc phục những hạn
chế không mong muốn của thuốc trong chữa trị bệnh viêm loét dạ dày ở
ngƣời.
+ Từ kết quả nghiên cứu có thể áp dụng đƣợc vào trong thực tiễn.

3


NỘI DUNG
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu về cellulose vi khuẩn (CVK)
1.1.1. Vi khuẩn sản sinh ra CVK
Cho đến nay, Acetobacter xylium đƣợc đánh giá là loài vi khuẩn có khả
năng sinh màng CVK hiệu quả nhất trong tự nhiên. Loài vi khuẩn gram âm
sống hiếu khí bắt buộc, không sinh bào tử và là một trong những loài tiến hóa
nhất của nhóm vi khuẩn tía. Mỗi tế bào Acetobacter xylium có thể chuyển hóa
tới 108 phân tử glucose và phân tử cellulose trong 1 giờ nên khả năng tổng

hợp cellulose là rất lớn.
A. xylinum có dạng hình que, thẳng hay hơi cong, có thể di động hoặc
không và không sinh bào tử. Chúng là vi khuẩn gram âm nhƣng gram của
chúng có thể bị biến đổi do tế bào già đi hay do môi trƣờng. Tế bào đứng
riêng lẻ hay xếp thành chuỗi. A.xylinum thuộc loại vi khuẩn hiếu khí bắt buộc
vì thế chúng tăng trƣởng ở bề mặt tiếp xúc giữa môi trƣờng lỏng và môi
trƣờng khí và có khả năng tạo màng cellulose trên môi trƣờng nuôi cấy.
Trên môi trƣờng rắn sau khoảng 3-7 ngày nuôi cấy, khuẩn lạc
A.xylinum có dạng nhỏ, nhày, có màu kem, hơi trong nhƣng sau 1 tuần thì
khuẩn lạc to, đục, màu cà phê sữa, khô dần.
Trên môi trƣờng lỏng sau 24 giờ nuôi cấy thì xuất hiện một lớp màng
đục dày, sau 36-48 giờ hình thành một lớp màng trong và ngày càng dày.
1.1.2. Cấu trúc màng CVK
Cellulose là một polymer không phân nhánh bao gồm những gốc
glucopyranose nối với nhau bởi liên kết β-1,4-glucan. Các nghiên cứu cho
thấy CVK có cấu trúc giống hệt PC (cellulose thực vật). Tuy nhiên, cấu trúc
đa phân và tính chất của CVK khác với PC. Chiều rộng của các sợi cellulose

4


đƣợc tạo ra từ gỗ thông là 30.000 – 75.000nm trong khi những dải vi sợi
celluose có chiều dài từ 1 – 9µm hình thành nên cấu trúc lƣới dày đặc, đƣợc
ổn định bởi các nối hydrogen. CVK khác với PC về chỉ số kết chặn, về mức
độ polymer hóa.

Hình 1.1. Hình ảnh cellulose vi khuẩn và cellulose thực vật
CVK có đƣờng kính sợi nhỏ hơn 100A0[17], nhỏ hơn rất nhiều so với
các sợi cellulose thực vật (1/100) [11], [17]. CVK có cấu trúc siêu mịn và độ
chịu lực của nó gần bằng nhôm. Khi đem so sánh đƣờng kính của CVK với

đƣờng kính của các sợi nhân tạo cho thấy: kích thƣớc của CVK còn nhỏ hơn
cả kích thƣớc của sợi tổng hợp hóa học có đƣờng kính nhỏ nhất [15] (Hình
1.1).
Các chuỗi mới sinh của CVK tập hợp lại hình thành nên các siêu sợi có
độ rộng khoảng 1,5nm. Các siêu sợi này lại hình thành nên các vi sợi (Jonas
and Farab, 1998), sau đó chúng đƣợc bó lại và hình thành nên các ribbon
(Yamanaka và cộng sự, 2000). Kích thƣớc của các ribbon là 3 – 4 x 70 –
80nm [39]. Các CVK khác nhau thƣờng có độ polymer hóa khác nhau thƣờng
nằm trong khoảng 2.000 đến 6.000, trong một số trƣờng hợp lên đến 16.000 –
20.000. Trong khi đó mức polymer hóa trung bình của thực vật thƣờng nằm
trong khoảng 13.000 – 14.000 [9].

5


Cấu trúc của CVK phụ thuộc chặt chẽ vào điều kiện nuôi cấy. Khi nuôi
cấy theo phƣơng pháp tĩnh, vi khuẩn tổng hợp những miếng cellulose trên bề
mặt nuôi cấy tĩnh, tại ranh giới giữa bề mặt dịch lỏng và không khí giàu oxy.
Màng CVK thu đƣợc dẻo dai, dày, có màu trắng trong hơi ngả màu vàng.
CVK đƣợc tạo ra từ phƣơng pháp nuôi cấy tĩnh gọi là S – CVK (Static –
cellulose Vi khuẩn) trong đó chuỗi xếp song song quanh trục. Các sợi
cellulose liên tục đƣợc tạo ra từ những lỗ đƣợc xếp dọc trên bề mặt của tế bào
vi khuẩn, kết lại thành các vi sợi và bị đẩy xuống sâu hơn trong môi trƣờng
dinh dƣỡng. Các dải cellulose từ môi trƣờng tĩnh tạo nên các mặt phẳng song
song, sợi S – CVK kéo dài và chồng lên các sợi khác theo chiều đan chéo
nhau không có tổ chức, có vai trò chống đỡ cho quần thể tế bào A. xylinum.
Khi nuôi cấy động, một lƣợng nhỏ cellulose đƣợc hình thành dƣới dạng huyền
phù phân tán trong đó chuỗi β – 1.4 glucan xếp một cách ngẫu nhiên. CVK
đƣợc tạo ra bằng phƣơng pháp động dƣới dạng các hạt nhỏ, các sợi rối rắm,
cong và không trật tự do sự dao động của môi trƣờng nuôi cấy, hoặc các hạt

bông hình sao phân tán trong môi trƣờng gọi là A – CVK (Agitade – cellulose
vi

khuẩn)

[41].

Sự

khác

nhau

về cấu trúc không gian ba chiều của hai dạng S – CVK và A – CVK đƣợc
quan sát rõ ràng dƣới kính hiển vi điện tử quét (Hình 1.3). Ngoài ra, bề mặt
cắt ngang của sợi A – CVK (100 – 200nm) lớn hơn sợi S – CVK (50 –
100nm). Sự khác nhau về hình thái giữa hai loại CV này làm mức độ kết tinh,
kích cỡ kết tinh của chúng khác nhau [15].
1.1.3. Tính chất độc đáo của CVK
Độ tinh khiết cao: CVK là cellulose sinh học duy nhất đƣợc tổng hợp
không có chứa lignin hay hemicellulose. Do đó CVK có thể bị vi khuẩn phân
hủy

hoàn

toàn

và

là

nguồn

6

nguyên

liệu

tái

sinh.


Độ bền dai cơ học lớn: Cellulose có độ bền dai cao, chịu lực kéo cao, trọng
lƣợng nhẹ, độ bền đáng kể.
Khả năng hút nƣớc cực cao ở trạng thái ẩm: Khả năng giữ nƣớc đáng
kể, lực ẩm cao. Màng cellulose vi khuẩn có khả năng giữ nƣớc rất lớn, nó có
thể hút 60-700 lần trọng nƣớc của nó.
Màng cellulose đƣợc hình thành trực tiếp trong quá trình sinh tổng hợp
vì vậy việc sản xuất giấy, sợi không cần qua các bƣớc trung gian.
Màng cellulose đƣợc định hƣớng trong quá trình tổng hợp: Có khả năng hình
thành các sợi biến động, tạo các bền theo một trục. Theo Brown và White
(1989) [31] có thể hình thành một gang tay cellulose không cần khâu bằng
cách sử dụng một khối đất xốp mà không khí thấm qua đƣợc và dìm xuống
không khí bên trong môi trƣờng lỏng nuôi cấy A. xylinum, tế bào vi khuẩn sẽ
tập hợp xung quanh đất xốp và hình thành cellulose theo hình dạng mong
muốn.
Màng cellulose đƣợc biến đổi trực tiếp trong quá trình tổng hợp: Khi thêm
chất phụ gia hay cơ chất nhất định vào trong quá trình tổng hợp CVK thì có

thể làm thay đổi những thuộc tính của CVK. Nếu cho thuốc nhuộm vào môi
trƣờng nuôi cấy có thể kiểm soát các tính chất vật lý của cellulose trong quá
trình tổng hợp.
Tổng hợp trực tiếp các dẫn xuất của cellulose nhờ vào sự tác động gen
liên quan đến quá trình tổng hợp cellulose từ đó giúp kiểm soát hình dạng
cellulose, kiểm soát trọng lƣợng phân tử cellulose.
1.1.4. Ứng dụng của màng CVK
Màng CVK có nhiều ƣu điểm vƣợt trội nhƣ: Độ tinh sạch, độ kết tinh,
độ bền sức căng, độ bền đàn hồi, độ co giãn, khả năng giữ hình dạng ban đầu,
khả năng giữ nƣớc và hút nƣớc cao, bề mặt tiếp xúc lớn hơn bột gỗ thƣờng,

7


bề mặt dƣới của vi sợi dƣới 100mm, bị phân hủy sinh học, có tính thƣơng tích
sinh học, tính trơ chuyển hóa, không độc và không gây dị ứng [19].
Với những ƣu điểm nổi bật, CVK ngày càng đƣợc nghiên cứu nhiều và
có nhiều ứng dụng rộng rãi.

Bảng 1.1: Ứng dụng của màng CVK
Lĩnh vực ứng dụng

Sản phẩm

Thực phẩm

Tráng miệng ( thạch dừa)
Ăn kiêng ( kem, salad)
Thịt nhân tạo
Vỏ bao xúc xích

Nƣớc uống siro không có cholesterol
Trà Kobucha hay manchurian

Y dƣợc

Lớp màng trị bỏng
Tác nhân vận chuyển thuốc
Da nhân tạo
Chất làm co mạch

Mỹ phẩm

Móng nhân tạo
Đánh mỏng dày và mỏng hơn

Môi trƣờng

Miếng xốp làm sạch vết dầu tràn
Hấp thu chất độc
Quần áo, giày dép tự phân hủy

Dầu mỏ

Thu hồi dầu

Trang phục

Sản xuất sợi nhân tạo
Y phục quân đội

Thể thao

Lều lắp ráp

8


Sản phẩm rừng

Gỗ nhân tạo
Giấy, giấy đặc biệt để lƣu trữ hồ sơ
Thùng hàng có độ bền cao

Lĩnh vực khác

Làm màng lọc

1.1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo màng CVK
Nguồn cacbon: Cacbon có trong tế bào chất, thành tế bào, trong tất cả
các phân tử enzyme, acid nucleic, và các sản phẩm trao đổi chất. Chính vì
vậy, các nguồn hữu cơ có chứa cacbon có ý nghĩa hàng đầu trong đời sống vi
sinh vật. Ảnh hƣởng của nguồn cacbon đến năng suất sản xuất CVK đƣợc thể
hiện ở Bảng 1.1.
Bảng 1.2. Ảnh hƣởng của nguồn cacbon đến năng suất sản xuất
màng CVK
Nguồn cacbon

Năng suất tổng

Monosaccharide

hợp CVK

Nguồn cacbon

Năng suất tổng

Đisaccharie hợp CVK

D – glucose

100

Lactose

16

D – fructose

92

Maltose

7

D – Galactose

15

Surcrose

33

D – Xylose

11

Cellobiose

7-11

D – Arabinose

14

D – Sorbose

11

Nguồn nitơ: Ý nghĩa chủ yếu của nguồn nitơ là cung cấp nguyên liệu
cho cơ thể sinh vật để hình thành nhóm amin (-NH2 và -NH-) trong các phân
tử aminoacid, nucleotit, các bazơ dị vòng [27]. Nguồn nitơ dễ hấp thu nhất
với vi sinh vật là NH3 và NH4+. Vi sinh vật có khả năng đồng hóa rất tốt nitơ
chứa trong các thức ăn hữu cơ. Nguồn nitơ vô cơ là (NH4)2SO4, NH4NO3,

9


nguồn

nitơ

hữu

cơ

là

pepton,

cao

nấm

men

[27].

Nguồn dinh dưỡng khoáng: Photpho bao giờ cũng chiếm tỉ lệ cao nhất
trong số các nguyên tố khoáng của tế bào vi sinh vật. Photpho có mặt trong
hầu hết các thành phần của tế bào. Để đảm bảo nguồn dinh dƣỡng phopho,
ngƣời ta sử dụng các nguồn dinh dƣỡng photpho vô cơ nhƣ K2HPO4,
KH2PO4, KNO3,... [27]. Ngoài ra còn nhiều nguyên tố vi lƣợng cũng ảnh
hƣởng đến quá trình tạo màng CVK nhƣ Mg, Fe, S, Na, Ca, Mn, Cl,... Một
trong số nguyên liệu chủ yếu ngày nay đƣợc sử dụng để tạo màng CVK là
nƣớc dừa già, nƣớc vo gạo, dịch hoa quả, rỉ đƣờng,... nên khi nuôi cấy không
cần phải bổ sung nguyên tố vi lƣợng nữa [27].
Các chất kích thích sinh trưởng:
Các vitamin nhƣ pyrodoxine, acid nicotinic, p – aminobenzoic acid,
biotin đƣợc xác định là cần thiết cho sự tăng trƣởng tế bào và tổng hợp

cellulose, trong khi pantothenate và riboflavin cho kết quả ngƣợc lại [33].
Nƣớc dừa già là nguồn nguyên liệu chủ yếu đƣợc sử dụng để nuôi cấy vi
khuẩn thu màng CVK. Tùy theo giống dừa, tuổi của quả dừa mà các thành
phần hóa học trong nƣớc dừa có khác nhau. Lƣợng đƣờng khử tổng và protein
trong nƣớc dừa tăng lên khi dừa càng chín. Đƣờng ở đây có thể là glucose,
fructose, sucrose hay sirbitol. Ngoài ra, nƣớc dừa còn nhiều khoáng chất,
vitamin, acid amin,... phù hợp cho quá trình hình thành màng CVK [27].
Nƣớc gạo cũng là một trong những thành phần thích hợp để tạo màng CVK vì
trong nƣớc gạo chứa nhiều cacbonhydrat, các vitamin nhóm B, các nguyên tố
vi lƣợng nhƣ Fe, Zn,... và acid amin.
Ngoài ra các điều kiện nuôi cấy nhƣ độ pH, nhiệt độ, độ thông khí, thời
gian nuôi cấy,... cũng ảnh hƣởng đến quá trình hình thành màng CVK.
Vi khuẩn A. xylinum phát triển thuận lợi trên môi trƣờng có pH thấp. Do đó
môi trƣờng nuôi cấy thu màng CVK cần đƣợc bổ sung thêm acid acetic nhằm

10


acid hóa môi trƣờng, đồng thời nó có tác dụng sát khuẩn, giúp ngăn chặn sự
phát triển của vi sinh vật có hại [22], [27], [38].
Nhiệt độ thích hợp để nuôi cấy vi sinh vật tạo màng CVK là từ khoảng
250C đến 30oC. Ở nhiệt độ thấp quá, quá trình lên men xảy ra chậm. Nếu nhiệt
độ quá cao sẽ ức chế hoạt động và đến mức nào đó sẽ đình chỉ sự sinh sản của
tế bào và hiệu suất lên men sẽ giảm [18], [19], [21], [23].
Vi khuẩn A. xylinum là vi khuẩn hiếu khí bắt buộc nên điều kiện tiên quyết,
quyết định đến năng suất tạo màng CVK là độ thông khí. Lên men tĩnh cần sử
dụng dụng cụ có bề mặt thoáng và lớp môi trƣờng mỏng [41].
Tùy vào thời gian nuôi cấy để ngƣời ta thu đƣợc màng với độ dày mong
muốn. Thƣờng 24h sau khi nuôi cấy sẽ xuất hiện lớp đục trên bề mặt, phía
dƣới có những sợi tơ nhỏ hƣớng lên. Sau 36 – 48h sẽ hình thành lớp màng

mỏng và ngày càng dày lên.
1.2. Thuốc famotidin
1.2.1. Giới thiệu chung về thuốc
Tên chung quốc tế: Famotidine
Tên biệt dƣợc: Famogast, famonit 40, famotidin 20mg.
Tên IUPAC: 3-[2-[(aminoiminomethy) amino]-4-thiazolyl] methyl] thio]-N(aminosulfonyl) propanimidamide. Công thức phân tử: CH5N7O2S3
Phân tử khối: 337,43 g/mol
Tính chất của thuốc: Famotidin là một chất kết tinh màu trắng, vàng
nhạt. Nó ít tan trong nƣớc, không tan trong ethanol, aceton, ethyl acetat và
ethyl ether. Nó dễ tan trong acid vô cơ loãng.
Famotidin ức chế cạnh tranh tác dụng của histamine ở thụ thể H2 tế bào
vách, làm giảm tiết và giảm nồng độ acid dạ dày cả ngày và đêm, và cả khi
kích thích do thức ăn, histamine hoặc pentagastrin. Hoạt tính đối kháng
histamine ở thụ thể H2 của Famotidin phục hồi chậm, do thuốc khuếch tán

11


chậm khỏi thụ thể. So sánh theo phân tử lƣợng Famotidin có hoạt lực mạnh
hơn gấp 20 – 150 lần so với cimetidine và 3 – 20 lần so với Ranitidine trong
ức chế tiết acid dạ dày.
Famotidin hấp thu không hoàn toàn ở đƣờng tiêu hóa và sinh khả dụng
khoảng 40 – 45% [42]. Sau khi uống nồng độ tối đa trong huyết tƣơng đạt
trong 1 – 3 giờ. Nồng độ thuốc trong huyết tƣơng sau khi dùng nhiều liều
cũng tƣơng đƣơng nhƣ dùng liều đơn. 15 – 20% Famotidin liên kết với
protein huyết tƣơng.
1.2.2. Chỉ định
Famotidin đƣợc chỉ định trong việc điều trị viêm loét dạ dày, tá tràng,
bệnh trào ngƣợc dạ dày – thực quản, bệnh lý tăng tiết đƣờng tiêu hóa (ví dụ
hội chứng Zollinger – Ellison, đa u tuyến nội tiết).

1.2.3. Chống chỉ định
Dị ứng với các thành phần của thuốc. Famotidine nên dùng thận trọng
với ngƣời bị suy thận do thuốc thải trừ chủ yếu qua thận.
1.2.4. Tác dụng không mong muốn
Tiêu hóa: tiêu chảy hoặc táo bón, buồn nôn và nôn, khô miệng, biến ăn.
 Thần kinh: Ðau đầu, chóng mặt, trầm cảm, rối loạn tâm thần nhất thời, mất
ngủ.
 Da: dị ứng, phát ban da khô, vàng da, trứng cá.
 Thận: Tăng creatinin huyết.
 Tim mạch: gây loạn nhịp tim, nhịp tim bất thƣờng, rối loạn tâm thất nhất
thời.
 Máu: dễ chảy máu, tăng transaminase huyết tƣơng, hiếm khi mất bạch cầu
hạt, giảm toàn thể tiểu cầu, giảm bạch cầu, giảm tiểu cầu, thiếu máu không tái
tạo. Các thuốc kháng histamin H2 gây giảm tiết acid nên cũng giảm hấp thụ
vitamin B12 rất dễ gây thiếu máu.

12




Gan: Viêm gan mãn tính dẫn đến vàng da, rối loạn chức năng

gan, viêm tụy, nhƣng sẽ khỏi khi ngừng thuốc.


Cơ: đau cơ, đau khớp.

1.2.5. Liều lượng và cách dùng
Cách dùng: Famotidin thƣờng dùng đƣờng uống, có thể tiêm tĩnh mạch

chậm hoặc truyền tĩnh mạch chậm cho các bệnh nhân bị quá tăng tiết acid
hoặc loét tá tràng dai dẳng hoặc ngƣời không đƣợc uống. Có thể phối hợp với
thuốc
chống acid để giảm đau nếu cần.
Liều lƣợng đối với đƣờng uống:
Loét tá tràng: 40mg/ngày một lần vào giờ đi ngủ, hầu hết bệnh nhân
khỏi trong vòng 4 tuần. Loét dạ dày lành tính: 40mg/ngày một lần vào giờ đi
ngủ. Bệnh trào ngƣợc dạ dày, thực quản: 20mg x 2 lần/ngày trong 6 tuần.
Liều uống cho ngƣời bệnh viêm thực quản có loét kèm trào ngƣợc là 20
hoặc 40mg x 2 lần/ngày trong 12 tuần.
Các bệnh lí tăng tiết dịch vị (hội chứng Zollinger – Ellison, đau tuyến
nội tiết): liều uống dựa vào đáp ứng của ngƣời bệnh, liều bắt đầu ở ngƣời lớn
là 20mg/lần/6h, có thể bắt đầu liều cao hơn ở một số ngƣời bệnh, liều phải
điều chỉnh theo từng ngƣời và kéo dài theo chỉ định lâm sàng. Dùng đồng thời
thuốc chống acid nếu cần.
1.2.6. Bảo quản
Bảo quản ở nhiệt độ phòng dƣới 400C
1.2.7. Các công trình nghiên cứu về thuốc Famotidin
 Trên thế giới
Trên thế giới, đã có những công trình nghiên cứu về thuốc Famotidin
nhƣ:

13


- Satishbabu BK et al. [6] đã xây dựng và đánh giá hệ thống giải phóng
thuốc chậm của Famotidindựa trên dầu gan cá thu kết hợp với hạt calcium
alginate.
- Schwariz Jl et al. [7] có công trình nghiên cứu về hệ thống phân phối
thuốc mới lạ cho Famotidin.

- Zhu X et al. [9] đã nghiên cứu thiết kế hệ thống phân phối thuốc làm
tăng sinh khả dụng của Famotidin.
- Gao S, Liu GL, Gao XH, đã nghiên cứu dƣợc động học và sinh khả
dụng của Famotidin trên 10 tình nguyện viên ngƣời Trung Quốc [4].
 Ở Việt Nam
- Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và ứng dụng màng CVK còn ở mức độ
khiêm tốn, các nghiên cứu ứng dụng mới chỉ dừng lại bƣớc đầu nghiên cứu.
Các kết quả ứng dụng của màng CVK hầu nhƣ mới chỉ dừng lại ở điều kiện
thí nghiệm.
1.3 Bệnh lí đƣờng tiêu hoá - Chứng đau dạ dày
1.3.1. Cấu tạo dạ dày
Dạ dày là phần phình lớn nhất của ống tiêu hóa nằm trong khoang bụng
có nhiệm vụ dự trữ và tiêu hoá thức ăn.
Ở ngƣời trƣởng thành, thể tích của dạ dày đạt khoảng 3 lít. Khi đói, dạ
dày xẹp lại, kích thƣớc bé, nằm sát cơ hoành. Khi có đầy thức ăn, dạ dày
phình lớn, phần đáy ngang với rốn(hình 1.2).

14


Hình 1.2: Cấu tạo của dạ dày
Thành dạ dày đƣợc cấu tạo bởi 3 lớp cơ trơn: lớp cơ dọc bên ngoài, lớp
cơ vòng ở giữa, lớp cơ chéo ở trong. Bao phủ toàn bộ bề mặt trong là niêm
mạc có rất nhiều nếp nhăn. Giữa lớp cơ trơn và niêm mạc có tổ chức thần
kinh là đám rối Meissner và Auerbach.
Hình dạng dạ dày là một túi hơi cong với bờ cong bé phía phải và bờ
cong lớn phía trái. Đầu phía trên bờ cong bé có lỗ thông với thực quản gọi là
tâm vị. Dạ dày đƣợc chia ra ba phần là tâm vị (thƣợng vị), môn vị (hay hạ vị
hay hang vị) và phân thân. Từ dạ dày thông xuống tá tràng qua lỗ môn vị.
Xung quanh môn vị, có vòng cơ thắt để đóng mở môn vị. Lớp niêm mạc ở

đây có nếp gấp làm thành một van vị. Lớp tế bào thƣợng bì của niêm mạc
hình lăng trụ, có nhiều tuyến tiết ra chất nhày và dịch vị.
1.3.2. Chức năng tiêu hoá của dạ dày
 Chức năng chứa đựng thức ăn

15


Dạ dày chứa đựng thức ăn sau quá trình tiêu hóa ở khoang miệng. Phần
thân dạ dày có khả năng đàn hồi lớn, khi thức ăn qua thực quản vào, thân dạ
dày dãn dần ra. Do vậy áp suất trong dạ dày không tăng lên theo khối lƣợng
thức ăn vào, không cản trở cho việc nuốt thức ăn. Sau bữa ăn, toàn bộ thức ăn
đƣợc tích chứa ở phần thân dạ dày. Trừ khối thức ăn bám sát thành dạ dày bị
thấm dịch có độ pH acid mạnh, phần thức ăn ở giữa chƣa thấm dịch vị,
enzyme amylase của nƣớc bọt vẫn tiếp tục hoạt động phân giải tinh bột một
thời gian, tuy rằng bản thân dịch vị không có enzyme phân giải glucid.
 Chức năng co bóp cơ học
 Mở đóng tâm vị
Bình thƣờng tâm vị đóng kín, khi động tác nuốt đƣa một viên thức ăn
xuống sát ngay trên tâm vị thì thức ăn sẽ kích thích gây ra phản xạ ruột làm
tâm vị mở ra và thức ăn đi vào dạ dày. Thức ăn vừa vào sẽ kích thích dạ dày
gây ra phản xạ ruột làm tâm vị đóng lại. Tâm vị sẽ tiếp tục mở ra khi động tác
nuốt tiếp tục đƣa một viên thức ăn khác xuống sát ngay trên tâm vị.
Khi thức ăn trong dạ dày quá acid, tâm vị rất dễ mở ra dù trong thực
quản không có thức ăn, gây ra triệu chứng ợ hơi ợ chua ở một số bệnh nhân
loét dạ dày. Tâm vị cũng dễ mở ra khi áp suất trong dạ dày tăng lên quá cao:
hoặc do ăn quá nhiều hoặc do một số tác nhân kích thích tác động vào trung
tâm nôn làm cơ dạ dày, cơ hoành, cơ thành bụng co lại mạnh và đột ngột, các
chất chứa trong dạ dày sẽ bị nôn ra ngoài.
Ở trẻ em, tâm vị thƣờng đóng không chặt nên trẻ dễ bị nôn trớ sau khi

ăn.
 Nhu động của dạ dày
Khi thức ăn đi vào dạ dày thì nhu động bắt đầu xuất hiện. Đó là những
làn sóng co bóp lan từ vùng thân đến vùng hang dạ dày, khoảng 15 - 20 giây
một lần, càng đến vùng hang, nhu động càng mạnh.

16