Nghiên cứu khả năng hấp thu và giải phóng thuốc famotidine của màng bacterial cellulose để phục vụ việc sử dụng qua đường uống

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2

HOÀNG PHÚC NGÂN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THU
VÀ GIẢI PHÓNG THUỐC FAMOTIDINE CỦA
MÀNG BACTERIAL CELLULOSE ĐỂ PHỤC VỤ
VIỆC SỬ DỤNG QUA ĐƢỜNG UỐNG
Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 60 42 01 14

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Xuân Thành

HÀ NỘI, 2016


LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Xuân Thành đã tận tình
hƣớng dẫn, động viên, giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu. Sự hiểu biết
sâu sắc về khoa học cũng nhƣ kinh nghiệm của thầy là tiền đề giúp em đạt
đƣợc kết quả này.
Em xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Sau đại học, các thầy
cô giáo trong khoa Sinh – KTNN, các thầy cô trong Trung tâm Hỗ trợ Nghiên
cứu khoa học và Chuyển giao công nghệ, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2,
đã tận tình giảng dạy, tạo mọi điều kiện thuận lợi trong thời gian em học tập
và làm nghiên cứu tại Trƣờng.
Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè luôn bên cạnh, động
viên, khích lệ, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.
Hà nội, ngày 25 tháng 12 năm 2016

Học viên

Hoàng Phúc Ngân


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 luận văn là trung thực, khách quan và chƣa đƣợc tác giả
nào công bố trong bất cứ công trình nào.
Hà Nội, ngày 25 tháng 12 năm 2016
Học viên

Hoàng Phúc Ngân


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ..................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu............................................................................... 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu .............................................................................. 2
4. Vật liệu và phạm vi nghiên cứu .............................................................. 2
5. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................ 3
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................ 3
7. Đóng góp mới của luận văn .................................................................... 3
NỘI DUNG ....................................................................................................... 4
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 4
1.1. BACTERIAL CELLULOSE (BC) ......................................................... 4
1.1.1. Cấu trúc màng BC ............................................................................ 4
1.1.2. Tính chất lý hóa của màng S – BC ................................................... 7
1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo màng BC .......................... 7

1.1.4. Ứng dụng của màng BC.................................................................... 9
1.2. THUỐC FAMOTIDINE ....................................................................... 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 lượng và cách dùng .............................................................. 13
1.2.6. Tương tác thuốc............................................................................ 13
1.2.7. Bảo quản....................................................................................... 13
1.2.8. Các công trình nghiên cứu về thuốc Famotidine ......................... 13
1.3. QUÁ TRÌNH TIÊU HÓA Ở DẠ DÀY ................................................ 14
1.3.1. Cấu tạo của dạ dày....................................................................... 14


1.3.2. Chức năng tiêu hóa của dạ dày.................................................... 16
1.3.3. Chuyển hóa thức ăn từ dạ dày xuống ruột ................................... 22
1.3.4. Kết quả tiêu hóa ở dạ dày ............................................................ 22
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 hóa chất.................................................................. 23
2.1.3. Thiết bị và dụng cụ sử dụng trong quá trình nghiên cứu ............... 23
2.1.4. Môi trường lên men thu màng BC .................................................. 24
2.1.5. Môi trường pH dùng để xác định lượng thuốc giải phóng
thông qua hệ thống được thiết kế.............................................................. 24
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................... 25
2.2.1. Lên men thu màng BC từ một số môi trường.................................. 25
2.2.2. Xử lý màng trước khi hấp thu thuốc ............................................... 25
2.2.3. Đánh giá độ tinh khiết của màng .................................................... 26
2.2.4. Đo bề dày màng BC ........................................................................ 27

2.2.5. Xây dựng đường chuẩn của thuốc Famotidine trong dung
dịch HCl 0,1N ........................................................................................... 27
2.2.6. Xác định các thông số tối ưu của quá trình hấp thu thuốc
Famotidine vào màng BC ......................................................................... 28
2.2.7. Xác định lượng thuốc hấp thu vào màng ........................................ 29
2.2.8. Xác định lượng thuốc giải phóng thông qua hệ thống được
thiết kế ....................................................................................................... 30
2.2.9. Đánh giá động học giải phóng của thuốc từ màng BC .................. 30
2.2.10. Xử lý thống kê ............................................................................... 31
Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................... 33
3.1. Tạo màng BC ........................................................................................ 33


3.1.1. Thu màng BC từ các môi trường lên men ....................................... 33
3.1.2. Quá trình xử lý màng BC trước khi hấp thu thuốc ......................... 34
3.1.3. Xác định điều kiện nuôi cấy để có độ dày màng BC thích hợp ...... 35
3.1.4. Đo bề dày màng BC ........................................................................ 36
3.1.5. Kiểm tra độ tinh khiết của màng BC .............................................. 38
3.2. Khảo sát khả năng hấp thu thuốc của màng BC ................................... 38
3.2.1. Kết quả khảo sát các thông số tối ưu của quá trình hấp thu
thuốc Famotidine vào màng BC ............................................................... 38
3.2.2. Xác định lượng thuốc hấp thu vào màng ........................................ 42
3.3. Tỷ lệ thuốc Famotidine giải phóng khỏi màng BC............................... 44
3.3.1. Tỷ lệ giải phóng thuốc từ màng CNM ............................................ 45
3.3.2. Tỷ lệ giải phóng thuôc từ màng Dừa .............................................. 47
3.3.3. Tỷ lệ giải phóng thuốc từ màng Gạo .............................................. 50
3.3.4. So sánh ảnh hưởng của pH đến khả năng giải phóng thuốc của
cả 3 loại màng ........................................................................................... 52
3.4. Đánh giá động học giải phóng của thuốc Famotidine từ màng BC ...... 53
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 59


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
A – BC

Agitade – Bacterial cellulose

BC

Bacterial cellulose

CCK

Cholecystokinin

CNM

Cao nấm men

et al

Cộng sự

GIP

Gastric Inhibitory Peptide

MT1

Môi trƣờng 1

MT2

Môi trƣờng 2

MT3

Môi trƣờng 3

S – BC

Static – Bacterial celllulose

SGF

Simulated gastric flulid

SIF

Simulated intestinal flulid


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Ảnh hƣởng của nguồn cacbon đến năng suất sản xuất màng
BC ..................................................................................................... 7
Bảng 2.1. Thành phần của các môi trƣờng lên men thu màng BC ................. 24
Bảng 2.2. Cách bố trí thí nghiệm đo bề dày màng .......................................... 27
Bảng 2.3. Giá trị mật độ quang (OD) của dung dịch Famotidineở các
nồng độ khác nhau (n = 3) .............................................................. 27

Bảng 2.4. Các mức biến thiên và các yếu tố ảnh hƣởng trongquá trình
hấp thu thuốc Famotidine vào màng BC ........................................ 28
Bảng 3.1. Kết quả thu màng BC tƣơi ở các độ dày khác nhau ....................... 36
Bảng 3.2. Giá trị đo độ dày của màng Gạo ..................................................... 36
Bảng 3.3. Giá trị đo độ dày màng Dừa ........................................................... 37
Bảng 3.4. Giá trị đo độ dày màng CNM ......................................................... 37
Bảng 3.5. Các yếu tố quy hoạch thực nghiệm ................................................ 39
Bảng 3.6. Mô hình quy hoạch thực nghiệm trong quá trình hấp thuthuốc
Famotidine vào màng BC ............................................................... 39
Bảng 3.7. Các yếu tố của thí nghiệm đƣờng dốc nhất .................................... 41
Bảng 3.8. Hàm lƣợng thuốc Famotidine hấp thu vào màng BCở thí
nghiệm đƣờng dốc nhất................................................................... 41
Bảng 3.9. Khối lƣợng thuốc hấp thu vào các màng BC khác nhauvới độ
dày khác nhau tại 2h (n = 3) ........................................................... 42
Bảng 3.10. Hiệu suất thuốc hấp thu vào các màng BC khác nhauvới độ
dày màng khác nhau trong 2h ......................................................... 43
Bảng 3.11. Tỷ lệ giải phóng thuốc từ màng CNM dày 0.5cmở các pH
khác nhau trong khoảng thời gian khác nhau ................................. 45
Bảng 3.12. Tỷ lệ giải phóng thuốc từ màng CNM dày 1cm ở các pH
khác nhau trong khoảng thời gian khác nhau ................................. 46


Bảng 3.13. Tỷ lệ giải phóng thuốc từ màng Dừa dày 0.5cm ở các pH
khác nhau trong khoảng thời gian khác nhau ................................. 48
Bảng 3.14. Tỷ lệ giải phóng thuốc từ màng Dừa dày 1cm ở các pHkhác
nhau trong khoảng thời gian khác nhau .......................................... 49
Bảng3.15. Tỷ lệ giải phóng thuốc từ màng Gạo dày 0.5cm ở các pH khác
nhau trong khoảng thời gian khác nhau .......................................... 50
Bảng 3.16. Tỷ lệ giải phóng thuốc từ màng Gạo dày 1cm ở các pH khác
nhau trong khoảng thời gian khác nhau .......................................... 51

Bảng 3.17. Các tham số của quá trình giải phóng thuốc từ màng CNM
theo mô hình động học tại các pH khác nhau ................................. 54
Bảng 3.18. Các tham số của quá trình giải phóng thuốc từ màng Dừatheo
mô hình động học tại các pH khác nhau ......................................... 55
Bảng 3.19. Các tham số của quá trình giải phóng thuốc từ màng Gạotheo
mô hình động học tại các pH khác nhau ......................................... 56


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Cấu trúc của màng BC [12], [21] ...................................................... 4
Hình 1.2. Cellulose thực vật và BC [28] ........................................................... 5
Hình 1.3. Cấu trúc A – BC (a) và S – BC (b) [40]............................................ 6
Hình 1.4. Cấu tạo của dạ dày .......................................................................... 15
Hình 1.5. Cử động co bóp của dạ dày ............................................................. 17
Hình 1.6. Sơ đồ cấu tạo tuyến vị của dạ dày ................................................... 18
Hình 1.7. Sơ đồ giai đoạn đầu của sự bài tiết dịch vị ..................................... 20
Hình 1.8. Sơ đồ giai đoạn dạ dày của sự bài tiết dịch vị................................. 20
Hình 1.9. Sơ đồ giai đoạn ruột của sự bài tiết dịch vị ..................................... 21
Hình 2.1.Sơ đồ quá trình xử lý màng BC ....................................................... 26
Hình 2.2. Phƣơng trình đƣờng chuẩn của thuốc Famotidine .......................... 28
Hình 3.1. Môi trƣờng dinh dƣỡng lên men thu màng CNM ........................... 33
Hình 3.2. Môi trƣờng dinh dƣỡng lên men thu màng Dừa ............................. 33
Hình 3.3. Môi trƣờng dinh dƣỡng lên men thu màng Gạo ............................. 34
Hình 3.4. Màng BC thô đƣợc ngâm trong NaOH 3%..................................... 34
Hình 3.5. Màng BC ngâm trong HCl 3%........................................................ 34
Hình 3.6. Màng BC đƣợc rửa dƣới vòi nƣớc .................................................. 35
Hình 3.7. Màng BC tinh khiết ......................................................................... 35
Hình 3.8. Kết quả thử sự hiện diện của đƣờng glucose .................................. 38
Hình 3.9. Biểu đồ biểu diễn khối lƣợng hấp thu thuốc vào các màng BC

khác nhau tại 2h .......................................................................... 42
Hình 3.10. Biểu đồ thể hiện hiệu suất thuốc nạpvào các màng BC khác
nhau tại 2h ................................................................................... 44
Hình 3.11. Quá trình giải phóng thuốc Famotidine từ màng BC.................... 45


Hình 3.12. Đồ thị giải phóng thuốc Famotidine từ màng CNM dày 0,5cm
ở các pH khác nhau ..................................................................... 46
Hình 3.13. Đồ thị giải phóng thuốc Famotidine từ màng CNM dày 1cm ở
các pH khác nhau ........................................................................ 47
Hình 3.14. Đồ thị giải phóng thuốc Famotidine từ màng Dừa dày 0,5cm
ở các pH khác nhau ..................................................................... 48
Hình 3.15. Đồ thị giải phóng thuốc Famotidine từ màng Dừa dày 1cm ở
các pH khác nhau ........................................................................ 49
Hình 3.16. Đồ thị giải phóng thuốc Famotidine từ màng Gạo dày 0,5cm
ở các pH khác nhau ..................................................................... 51
Hình 3.17. Đồ thị giải phóng thuốc Famotidine từ màng Gạo dày 1cm ở
các pH khác nhau ........................................................................ 52


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Famotidine 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 [42]. Nó
có tác dụng làm giảm tiết dịch vị bằng cách đối kháng với histamin tại thụ thể
H2 ở các vách tế bào niêm mạc dạ dày, làm giảm tiết cả số lƣợng và nồng độ
HCl của dịch vị, làm lành các vết loét dạ dày, tá tràng, giảm đau do loét. Tuy
nhiên, sinh khả dụng của Famotidine thấp là khoảng 40 – 45% đã làm cản trở
các ứng dụng điều trị của nó trong một thời gian dài [42]. Do đó, cần thiết kế

một hệ thống để giúp thuốc hấp thu và giải phóng một cách từ từ đồng thời
tăng khả dụng sinh học của thuốc.
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, làm tăng hiệu quả của thuốc uống. Nó cũng ngăn chặn nguy
cơ lây truyền bệnh, giảm chi phí và áp lực cho bệnh nhân [37].
Bacterial cellulose (BC) đƣợc tạo thành từ Acetobacter xylinum có cấu
trúc hóa học rất giống của cellulose thực vật nhƣng có một số tính chất hóa lý
đặc biệt nhƣ: độ bền cơ học, khả năng thấm hút nƣớc cao, đƣờng kính sợi
nhỏ, độ tinh khiết cao, độ polymer hóa lớn, có khả năng phục hồi độ ẩm ban
đầu,... Vì vậy, BC đƣợc ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực nhƣ: thực phẩm,
công nghiệp dệt, công nghiệp giấy, mỹ phẩm, y học,... đáng chú ý nhất là
trong sự kiểm soát các hệ thống vận chuyển thuốc. BC đã đƣợc sử dụng trong
một vài hệ thống để phân phối thuốc ví dụ nhƣ: Amin et al. [7] đã báo cáo
việc sử dụng màng BC làm màng bọc cho Paracetamol bằng cách sử dụng kĩ
thuật phun phủ. Kết quả cho thấy, màng BC giúp cho thuốc đƣợc giải phóng
một cách kéo dài làm tăng hiệu quả sử dụng của thuốc, Huang et al. [16]


2

nghiên cứu việc sử dụng màng BC cho việc kiểm soát in vitro của Berberine.
Ngoài thẩm thấu qua da, thí nghiệm kiểm soát sự giải phóng thuốc Berberine
qua màng BC còn đƣợc thử nghiệm mô phỏng trong dạ dày, ruột. Các kết quả
thu đƣợc cho thấy, thuốc đã đƣợc giải phóng với một tốc độ chậm.
Việc thiết kế hệ thống hấp thu và giải phóng thuốc dựa trên màng BC
giúp thuốc đƣợc hấp thu vào màng BC tốt và đƣợc giải phóng một cách kéo
dài, điều này có thể giúp tăng khả dụng sinh học của thuốc Famotidine trong
điều trị bệnh nên chúng tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu khả năng hấp thu và

giải phóng thuốc Famotidine của màng Bacterial cellulose để phục vụ việc
sử dụng qua đường uống”.
2. Mục đích nghiên cứu
Thiết kế hệ thống hấp thu và giải phóng thuốc Famotidine dựa trên
màng BC nhằm giúp thuốc đƣợc hấp thu vào màng BC tốt và đƣơc giải phóng
một cách kéo dài, điều này có thể giúp tăng sinh khả dụng của thuốc.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
 Thu sản phẩm BC từ môi trƣờng nuôi cấy và xử lý.
 Thiết kế hệ thống hấp thu và giải phóng thuốc qua màng BC.
 Đánh giá khả năng hấp thu và giải phóng thuốc thông qua hệ thống
đƣợc thiết kế.
4. Vật liệu và phạm vi nghiên cứu
 Vật liệu nghiên cứu: màng BC đƣợc thu từ các môi trƣờng lên
men khác nhau, thuốc Famotidine dạng tinh khiết.
 Phạm vi nghiên cứu: khả năng hấp thu và giải phóng thuốc
Famotidine của màng BC để phục vụ việc sử dụng qua đƣờng uống in vitro.
 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.


3
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
 Lên men thu màng BC từ một số môi trƣờng.
 Xử lý màng BC trƣớc khi hấp thu thuốc.
 Đánh giá độ tinh khiết của màng BC.
 Đo bề dày màng.
 Xác định các thông số tối ƣu của quá trình hấp thu thuốc Famotidine
vào màng BC.
 Xác định lƣợng thuốc hấp thu vào màng BC.
 Xác định lƣợng thuốc giải phóng thông qua hệ thống đƣợc thiết kế.

 Đánh giá động học giải phóng của thuốc qua màng BC.
 Xử lý thống kê.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
 Ý nghĩa khoa học: Tăng thêm hiểu biết về ứng dụng của màng
BC; kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để thực hiện các nghiên cứu sâu
hơn về khả năng hấp thu cũng nhƣ giải phóng thuốc của màng BC trên nhiều
loại thuốc khác nhau. Điều này có thể giúp làm tăng khả dụng sinh học, tăng
hiệu quả điều trị của các loại thuốc đó.
 Ý nghĩa thực tiễn: Việc sử dụng màng BC làm vật liệu để hấp thu
và giúp giải phóng thuốc Famotidine từ từ, có thể làm tăng khả dụng sinh học
của thuốc.
7. Đóng góp mới của luận văn
 Đây là đề tài đầu tiên sử dụng màng BC làm hệ thống hấp thu, giải
phóng thuốc Famotidine.
 Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể định hƣớng tạo hệ thống hấp
thu thuốc, giải phóng thuốc với tốc độ chậm để tăng khả dụng sinh học của
thuốc.


4
NỘI DUNG
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. BACTERIAL CELLULOSE (BC)
1.1.1. Cấu trúc màng BC
Bacterial cellulose (BC) là sản phẩm trao đổi chất sơ cấp và chủ yếu tạo
màng bảo vệ. BC là một chuỗi polymer không phân nhánh do các glucopyranose
nối với nhau bằng liên kết β – 1,4 glucan (Hình 1.1). Những nghiên cứu đã cho
thấy cấu trúc hóa học cơ bản của BC giống cellulose của thực vật (plant cellulose
– PC), tuy nhiên chúng khác nhau về cấu trúc đại thể [9].

Hình 1.1. Cấu trúc của màng BC [12], [21]
BC có đƣờng kính sợi nhỏ hơn 100A0 [17], nhỏ hơn rất nhiều so với các
sợi cellulose thực vật (1/100) [11], [17]. BC có cấu trúc siêu mịn và độ chịu
lực của nó gần bằng nhôm. Khi đem so sánh đƣờng kính của BC với đƣờng
kính của các sợi nhân tạo cho thấy: kích thƣớc của BC còn nhỏ hơn cả kích
thƣớc của sợi tổng hợp hóa học có đƣờng kính nhỏ nhất [15] (Hình 1.2).


5

Cellulose thực vật (x200)

Bacterial cellulose (x20000)

Hình 1.2. Cellulose thực vật và BC [28]
Các chuỗi mới sinh của BC 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 BC khác nhau thƣờng có độ polymer hóa khác nhau thƣờng
nằm trong khoảng 2000 đến 6000, trong một số trƣờng hợp lên đến 16000 –
20000. Trong khi đó mức polymer hóa trung bình của thực vật thƣờng nằm
trong khoảng 13000 – 14000 [9].
Cấu trúc của BC 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 BC thu đƣợc dẻo dai, dày, có màu trắng trong hơi ngả màu vàng. BC
đƣợc tạo ra từ phƣơng pháp nuôi cấy tĩnh gọi là S – BC (Static – Bacterial
cellulose) 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 – BC
kéo dài và chồng lên các sợi khác theo chiều đan chéo nhau không có tổ chức,


6
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. BC 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 – BC (Agitade – Bacterial cellulose) [41]. Sự khác nhau
về cấu trúc không gian ba chiều của hai dạng S – BC và A – BC đƣợc quan
sát rõ ràng dƣới kính hiển vi điện tử quét (Hình 1.3). Ngoài ra, bề mặt cắt
ngang của sợi A – BC (100 – 200nm) lớn hơn sợi S – BC (50 – 100nm). Sự
khác nhau về hình thái giữa hai loại BC này làm mức độ kết tinh, kích cỡ kết
tinh của chúng khác nhau [15].

Hình 1.3. Cấu trúc A – BC (a) và S – BC (b) [40]


7
1.1.2. Tính chất lý hóa của màng S – BC
Hình dạng, kích thƣớc của sản phẩm BC rất đa dạng và có thể chủ động
tạo ra kích thƣớc mong muốn. S – BC có tính chất cơ lý bền và ổn định nó
giúp cho BC có thể chịu đƣợc sự tác động của môi trƣờng nhƣ khuấy trộn
hoặc các áp lực. BC không tan trong môi trƣờng phản ứng. Giá thể BC có độ
trƣơng nở tốt. Độ trƣơng nở giúp cho sự khuếch tán của cơ chất và sản phẩm.
Môi trƣờng trong và ngoài chất mang không có sự khác biệt. BC đã qua xử lý
không gây tác động đến chất đƣợc hấp thu. Sau giai đoạn xử lý, BC chỉ là giá

thể trơ về mặt hóa học, có độ trƣơng nở tốt. Màng BC có thể tái sử dụng
nhiều lần trong ứng dụng làm chất mang, an toàn cho môi trƣờng sống [35].
1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo màng BC
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 BC đƣợc thể
hiện ở Bảng 1.1.
Bảng 1.1. Ảnh hƣởng của nguồn cacbon đến năng suất sản xuất màng BC
Nguồn cacbon

Năng suất tổng

Nguồn cacbon

Năng suất tổng

monosaccharide

hợp BC

disaccharide

hợp BC

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


8
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,
nguồn nitơ hữu cơ là pepton, cao nấm men [27].
Nguồn dinh dưỡng khoáng: Phospho bao giờ cũng chiếm tỉ lệ cao nhất
trong số các nguyên tố khoáng của tế bào vi sinh vật. Phospho 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 phospho vô cơ nhƣ K2HPO4,
KH2PO4, KNO3,... [27]. Ngoài ra còn nhiều nguyên tố vi lƣợng cũng ảnh
hƣởng đến quá trình tạo màng BC nhƣ Mg, Fe, S, Na, Ca, Mn, Cl,... Một
trong số nguyên liệu chủ yếu ngày nay đƣợc sử dụng để tạo màng BC 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 BC. 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
BC [27]. Nƣớc gạo cũng là một trong những thành phần thích hợp để tạo
màng BC vì trong nƣớc gạo chứa nhiều cacbonhydrat, các vitamin nhóm B,
các nguyên tố vi lƣợng nhƣ Fe, Zn,... và acid amin.


9
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 BC.
- Vi khuẩn A. xylinum phát triển thuận lợi trên môi trƣờng có pH thấp.
Do đó môi trƣờng nuôi cấy thu màng BC cần đƣợc bổ sung thêm acid acetic
nhằm 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 BC là từ khoảng
250C đến 300C. 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 BC 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.
1.1.4. Ứng dụng của màng BC
BC có độ tinh khiết cao, độ bền dai cơ học lớn, khả năng thấm hút nƣớc
cao, có thể bị thủy phân bởi enzyme,... Vì vậy, BC đƣợc ứng dụng trong rất
nhiều lĩnh vực công nghệ khác nhau nhƣ: thực phẩm, công nghiệp dệt, mỹ
phẩm, công nghệ giấy, công nghệ pin,... đặc biệt trong lĩnh vực y học. Trong
y học, màng BC thu đƣợc từ quá trình nuôi cấy tĩnh đƣợc nghiên cứu và sử

dụng làm da nhân tạo. Ở Brazil, màng BC ƣớt tinh sạch đƣợc sản xuất và bán
ra thị trƣờng nhƣ một loại da nhân tạo dùng đắp vết thƣơng [3]. Trƣờng Đại
học Y dƣợc Thành phố Hồ Chí Minh cũng nghiên cứu sử dụng màng BC có
tẩm dầu mù u làm màng trị bỏng đƣợc thực nghiệm ở thỏ. Kết quả cho thấy


10
rằng màng BC giúp vết thƣơng mau lành và ngăn không cho vết thƣơng
nhiễm trùng [4]. Ngoài ra, màng BC còn đƣợc ứng dụng trong ghép mô, cơ
quan nội tạng,... làm tác nhân vận chuyển thuốc. Dựa vào đặc tính trƣơng nở
của BC ngƣời ta ứng dụng làm tác nhân vận chuyển thuốc, làm tá dƣợc tự rã,
dùng làm huyền phù BC để ổn định các tá dƣợc dạng nƣớc, làm cho chúng
không bị tách pha khi bảo quản lâu ngày.
Tính đến cuối năm 2014 trên thế giới chỉ có 18 công trình nghiên cứu
ứng dụng BC trong quá trình phân phối thuốc đã đƣợc báo cáo [24], trong đó
có 9 nghiên cứu với màng BC tinh khiết, 2 nghiên cứu với thể chất biến đổi
màng BC và 7 với các vật liệu nanocomposite. Một số công trình nghiên cứu
về ứng dụng của BC trong việc phân phối thuốc:
- Amin et al. [7] đã báo cáo việc sử dụng màng BC làm màng bọc cho
Paracetamol bằng cách sử dụng kĩ thuật phun phủ. Kết quả cho thấy màng BC
giúp cho thuốc đƣợc giải phóng một cách kéo dài làm tăng hiệu quả sử dụng
của thuốc.
- Huang et al. [16] nghiên cứu việc sử dụng màng BC cho việc kiểm
soát in vitro của Berberine. Ngoài thẩm thấu qua da, thí nghiệm kiểm soát sự
giải phóng thuốc qua màng BC còn đƣợc thử nghiệm mô phỏng trong dạ dày
(SGF), ruột (SIF). Các kết quả thu đƣợc cho thấy rằng thuốc đã đƣợc giải
phóng với một tốc độ chậm trong pH thấp (nhƣ SGF), trung gian trong điều
kiện kiềm và tỷ lệ giải phóng nhanh nhất đã đƣợc quan sát với điều kiện gần
nhƣ trung tính (nhƣ SIF), với những đƣờng cong phát hành đƣợc kiểm soát
bằng cách khuếch tán.

- Stroescu et al. đã báo cáo việc sử dụng của poly (vinyl alcohol) – BC
cho sự kiểm soát các axit sorbic [20] và vanillin [36] (nhƣ là một kháng sinh
thành phần), chứng minh một lần nữa rằng các tỷ lệ phát hành đƣợc kiểm soát
bằng cách khuếch tán.


11
- Việc sản xuất các vật liệu tổng hợp nano – BC cho quá trình kiểm soát
thuốc đã đƣợc thử nghiệm với một số polymer, cụ thể là PAA [28], polyvinyl
alcohol [20], [36], polyacrylamide [28] và polyme in dấu phân tử [10],...
- Ở Việt Nam, việc nghiên cứu BC làm tác nhân vận chuyển thuốc còn
là một hƣớng đi mới.
1.2. THUỐC FAMOTIDINE
1.2.1. Giới thiệu chung về thuốc
Tên chung quốc tế: Famotidine
Tên IUPAC: 3-[2-[(aminoiminomethy) amino]-4-thiazolyl] methyl]
thio]-N-(aminosulfonyl) propanimidamide.
Công thức phân tử: CH5N7O2S3
Công thức cấu tạo:

Phân tử khối: 337,43 g/mol
Loại thuốc: đối kháng thụ thể histamine H2.
Tính chất của thuốc: Famotidine 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.
Famotidine 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 Famotidine phục hồi chậm, do thuốc khuếch tán
chậm khỏi thụ thể. So sánh theo phân tử lƣợng Famotidine 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.


12
Famotidine 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% Famotidine liên kết với
protein huyết tƣơng.
1.2.2. Chỉ định
Famotidine 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
 Thƣờng gặp: nhức đầu, chóng mặt, táo bón, ỉa chảy.
 Ít gặp: sốt, mệt mỏi, suy nhƣợc, loạn nhịp tim, vàng da ứ mật, buồn
nôn, chán ăn, khô miệng.
 Phản ứng quá mẫn: choáng phản vệ, phù mạch, phù mắt, phù mặt,
mày đay, phát ban, sung huyết kết mạc.
 Đau cơ xƣơng, chuột rút, đau khớp.
 Co giật toàn thân, rối loạn tâm thần: ảo giác, lú lẫn, kích động, trầm
cảm lo âu, mất ngủ.
 Co thắt phế quản.
 Mất vị giác, ù tai.
 Hiếm gặp: đánh trống ngực, giảm bạch cầu hạt, giảm huyết cầu toàn
thân, giảm tiểu cầu, hoại tử da nhiễm độc, rụng tóc, ngứa, khô da đỏ ửng.

 Tác dụng khác: liệt dƣơng, vú to ở đàn ông.


13
1.2.5. Liều lượng và cách dùng
 Cách dùng: Famotidine 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:
- Phác đồ điều trị khuẩn H. pylori: uống trong 2 tuần, 40mg trƣớc khi
đi ngủ hoặc 20mg ngày 2 lần.
- 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 trớt 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, đa u
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. Tương tác thuốc
Thức ăn làm tăng nhẹ và thuốc kháng acid làm giảm nhẹ sinh khả dụng
của Famotidine, nhƣng các tác dụng này không ảnh hƣởng quan trọng đến tác
dụng lâm sàng. Famotidine còn có thể phối hợp với thuốc kháng acid.
1.2.7. Bảo quản
Ở nhiệt độ phòng dƣới 400C.
1.2.8. Các công trình nghiên cứu về thuốc Famotidine

Trên thế giới, đã có nhiều công trình nghiên cứu về thuốc Famotidine nhƣ:


14
- Satishbabu B. K. et al. [31] đã xây dựng và đánh giá hệ thống giải
phóng thuốc chậm của Famotidine dựa trên dầu gan cá thu kết hợp với hạt
calcium alginate.
- Schwariz J. L. et al. [32] có công trình nghiên cứu về hệ thống phân
phối thuốc mới lạ cho Famotidine.
- Anraku M., Hiraga A. et al. [8] đã nghiên cứu quá trình giải phóng
chậm của Famotidine từ viên nén gồm chitosan/sulfobutyl ether β –
cyclodextrin composites.
- Zhu X. et al. [42] đã nghiên cứu thiết kế hệ thống phân phối thuốc
làm tăng sinh khả dụng của Famotidine trên chuột cống.
- Mady F. M., Khaled K. A., Yamasaki K. et al. [26] đã đánh giá chức
năng axit của carboxymethyl – beta – cyclodextrin trong việc cải thiện sự ổn
định hóa học, sinh khả dụng đƣờng uống và hƣơng vị đắng của Famotidine.
- Fahmy R. H., Kassem M. A. [13] đã đánh gí tỉ lệ giải phóng thuốc
Famotidine thông qua xây dựng viên liquisolid trên cả in vitro và in vivo.
- Gao S., Liu G. L., Gao X. H. [14] đã nghiên cứu dƣợc động học và
sinh khả dụng của Famotidine trên 10 tình nguyện viên ngƣời Trung Quốc.
1.3. QUÁ TRÌNH TIÊU HÓA Ở DẠ DÀY
1.3.1. Cấu tạo của dạ dày
Dạ dày là phần phình lớn nhất của ống tiêu hóa nằm trong khong bụng.
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 1.4).