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
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ 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 ĐƯỜNG UỐNG
Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 60 42 01 14

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC
Người hướng 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
hướng dẫn, động viên, giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu. Sự hiểu biết
sâu sắc về khoa học cũng như kinh nghiệm của thầy là tiền đề giúp em đạt
được 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, Trường Đại học Sư 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 Trường.
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 chưa được 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. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................ 3
6. Ý nghĩa khoa học và thực tễn ................................................................ 3
7. Đóng góp mới của luận văn .................................................................... 3
NỘI DUNG ....................................................................................................... 4
Chương 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
Chương 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG 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. Phương 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 tnh khiết của màng.................................................... 26

2.2.4. Đo bề dày màng BC ........................................................................ 27
2.2.5. Xây dựng đường chuẩn của thuốc Famotdine trong dung
dịch HCl 0,1N........................................................................................... 27
2.2.6. Xác định các thông số tối ưu của quá trình hấp thu thuốc
Famotdine 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
Chương 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 tnh 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 trường 1

MT2

Môi trường 2

MT3

Môi trường 3

S – BC

Static – Bacterial celllulose

SGF

Simulated gastric flulid

SIF

Simulated intestinal flulid


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Ảnh hưởng của nguồn cacbon đến năng suất sản xuất màng
BC ..................................................................................................... 7
Bảng 2.1. Thành phần của các môi trường 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 hưởng trongquá trình
hấp thu thuốc Famotidine vào màng BC ........................................ 28

Bảng 3.1. Kết quả thu màng BC tươi 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
Famotdine vào màng BC ............................................................... 39
Bảng 3.7. Các yếu tố của thí nghiệm đường dốc nhất .................................... 41
Bảng 3.8. Hàm lượng thuốc Famotidine hấp thu vào màng BCở thí
nghiệm đường dốc nhất...................................................................
41
Bảng 3.9. Khối lượng 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. Phương trình đường chuẩn của thuốc Famotdine .......................... 28
Hình 3.1. Môi trường dinh dưỡng lên men thu màng CNM ........................... 33
Hình 3.2. Môi trường dinh dưỡng lên men thu màng Dừa ............................. 33
Hình 3.3. Môi trường dinh dưỡng lên men thu màng Gạo ............................. 34
Hình 3.4. Màng BC thô được ngâm trong NaOH 3%..................................... 34
Hình 3.5. Màng BC ngâm trong HCl 3%........................................................ 34
Hình 3.6. Màng BC được rửa dưới vòi nước .................................................. 35
Hình 3.7. Màng BC tinh khiết ......................................................................... 35

Hình 3.8. Kết quả thử sự hiện diện của đường glucose .................................. 38
Hình 3.9. Biểu đồ biểu diễn khối lượng 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 Famotdine 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
Famotdine là một trong số các loại thuốc đường tiêu hóa dùng qua
đường tiêm hoặc uống, hòa tan được trong axit, rất ít tan trong nước [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 lượng 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 đường ưa thích nhất và truyền thống để phân
phối thuốc. So với đường têm, hệ thống phân phối thuốc qua đường
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) được tạo thành từ Acetobacter xylinum có cấu
trúc hóa học rất giống của cellulose thực vật nhưng có một số tính chất hóa lý
đặc biệt như: độ bền cơ học, khả năng thấm hút nước cao, đường kính
sợi nhỏ, độ tnh khiết cao, độ polymer hóa lớn, có khả năng phục hồi độ ẩm
ban đầu,... Vì vậy, BC được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực như: 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 được sử
dụng trong một vài hệ thống để phân phối thuốc ví dụ như: 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 được
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 Berberine
qua màng BC còn được thử nghiệm mô phỏng trong dạ dày, ruột. Các kết quả
thu được cho thấy, thuốc đã được giải phóng với một tốc độ chậm.
Việc thiết kế hệ thống hấp thu và giải phóng thuốc dựa trên màng BC

giúp thuốc được hấp thu vào màng BC tốt và được giải phóng một cách kéo
dài, điều này có thể giúp tăng khả dụng sinh học của thuốc Famotdine trong
điều trị bệnh nên chúng tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu khả năng hấp thu
và giải phóng thuốc Famotdine 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 Famotdine dựa
trên màng BC nhằm giúp thuốc được hấp thu vào màng BC tốt và đươc 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 trường 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
được thiết kế.
4. Vật liệu và phạm vi nghiên cứu
 Vật liệu nghiên cứu: màng BC được thu từ các môi trường lên
men khác nhau, thuốc Famotdine dạng tinh khiết.
 Phạm vi nghiên cứu: khả năng hấp thu và giải phóng thuốc
Famotdine của màng BC để phục vụ việc sử dụng qua đường uống in vitro.
 Địa điểm nghiên cứu: Trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu khoa học và
Chuyển giao công nghệ, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2.


5. Phương pháp nghiên cứu
 Lên men thu màng BC từ một số môi trường.
 Xử lý màng BC trước khi hấp thu thuốc.
 Đánh giá độ tinh khiết của màng BC.
 Đo bề dày màng.
 Xác định các thông số tối ưu của quá trình hấp thu thuốc

Famotdine
vào màng BC.
 Xác định lượng thuốc hấp thu vào màng BC.
 Xác định lượng thuốc giải phóng thông qua hệ thống được 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 như 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 hướng tạo hệ thống
hấp thu thuốc, giải phóng thuốc với tốc độ chậm để tăng khả dụng sinh
học của
thuốc.


NỘI DUNG
Chương 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]
0

BC có đường kính sợi nhỏ hơn 100A [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 đường kính của BC với đường
kính của các sợi nhân tạo cho thấy: kích thước của BC còn nhỏ hơn cả kích
thước của sợi tổng hợp hóa học có đường kính nhỏ nhất [15] (Hình 1.2).


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 được bó lại và hình thành nên các ribbon
(Yamanaka và cộng sự, 2000). Kích thước của các ribbon là 3 – 4 x 70 –
80nm [39]. Các BC khác nhau thường có độ polymer hóa khác nhau thường
nằm trong khoảng 2000 đến 6000, trong một số trường hợp lên đến 16000
–
20000. Trong khi đó mức polymer hóa trung bình của thực vật thường

nằm trong khoảng 13000 – 14000 [9].
Cấu trúc của BC phụ thuộc chặt chẽ vào điều kiện nuôi cấy. Khi nuôi
cấy theo phương 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 được dẻo dai, dày, có màu trắng trong hơi ngả màu vàng. BC
được tạo ra từ phương pháp nuôi cấy tĩnh gọi là S – BC (Statc – Bacterial
cellulose) trong đó chuỗi xếp song song quanh trục. Các sợi cellulose liên tục
được tạo ra từ những lỗ được 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, sợi S – BC
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
lượng nhỏ cellulose được hình thành dưới dạng huyền phù phân tán trong đó
chuỗi β – 1,4 glucan xếp một cách ngẫu nhiên. BC được tạo ra bằng phương
pháp động dưới dạng các hạt nhỏ, các sợi rối rắm, cong và không trật tự do
sự dao động của môi trường nuôi cấy, hoặc các hạt bông hình sao phân tán
trong môi trường 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 được
quan sát rõ ràng dưới 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]


1.1.2. Tính chất lý hóa của màng S – BC

Hình dạng, kích thước của sản phẩm BC rất đa dạng và có thể chủ động
tạo ra kích thước mong muốn. S – BC có tính chất cơ lý bền và ổn định nó
giúp cho BC có thể chịu được sự tác động của môi trường như khuấy trộn
hoặc các áp lực. BC không tan trong môi trường phản ứng. Giá thể BC có độ
trương nở tốt. Độ trương nở giúp cho sự khuếch tán của cơ chất và sản phẩm.
Môi trường trong và ngoài chất mang không có sự khác biệt. BC đã qua xử lý
không gây tác động đến chất được hấp thu. Sau giai đoạn xử lý, BC chỉ là giá
thể trơ về mặt hóa học, có độ trương nở tốt. Màng BC có thể tái sử
dụng nhiều lần trong ứng dụng làm chất mang, an toàn cho môi trường 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 hưởng của nguồn cacbon đến năng suất sản xuất BC được thể
hiện ở Bảng 1.1.
Bảng 1.1. Ảnh hưởng 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


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 dưỡng phopho,
người ta sử dụng các nguồn dinh dưỡng phospho vô cơ như K2HPO4,
KH2PO4, KNO3,... [27]. Ngoài ra còn nhiều nguyên tố vi lượng cũng ảnh hưởng
đến quá trình tạo màng BC như Mg, Fe, S, Na, Ca, Mn, Cl,... Một trong số
nguyên liệu chủ yếu ngày nay được sử dụng để tạo màng BC là nước dừa già,
nước vo gạo, dịch hoa quả, rỉ đường,... nên khi nuôi cấy không cần phải bổ

sung nguyên tố vi lượng nữa [27].
Các chất kích thích sinh trưởng: Các vitamin như pyrodoxine, acid
nicotinic, p – aminobenzoic acid, biotn được xác định là cần thiết cho sự tăng
trưởng tế bào và tổng hợp cellulose, trong khi pantothenate và riboflavin
cho kết quả ngược lại [33]. Nước dừa già là nguồn nguyên liệu chủ yếu được
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 nước dừa có khác nhau. Lượng
đường khử tổng và protein trong nước dừa tăng lên khi dừa càng chín. Đường
ở đây có thể là glucose, fructose, sucrose hay sirbitol. Ngoài ra, nước dừa còn
nhiều khoáng chất, vitamin, acid amin,... phù hợp cho quá trình hình
thành màng BC [27]. Nước gạo cũng là một trong những thành phần
thích hợp để tạo màng BC vì trong nước gạo chứa nhiều cacbonhydrat, các
vitamin nhóm B, các nguyên tố vi lượng như Fe, Zn,... và acid amin.


Ngoài ra các điều kiện nuôi cấy như độ pH, nhiệt độ, độ thông khí, thời
gian nuôi cấy,... cũng ảnh hưởng đến quá trình hình thành màng BC.
- Vi khuẩn A. xylinum phát triển thuận lợi trên môi trường có pH thấp.
Do đó môi trường nuôi cấy thu màng BC cần được bổ sung thêm acid acetic
nhằm acid hóa môi trường, 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
0

0

25 C đến 30 C. 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 trường mỏng [41].
- Tùy vào thời gian nuôi cấy để người ta thu được màng với độ dày
mong muốn. Thường 24h sau khi nuôi cấy sẽ xuất hiện lớp đục trên bề mặt,
phía dưới có những sợi tơ nhỏ hướng 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
nước cao, có thể bị thủy phân bởi enzyme,... Vì vậy, BC được ứng dụng trong
rất nhiều lĩnh vực công nghệ khác nhau như: 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 được từ quá trình nuôi cấy tĩnh được nghiên cứu và sử
dụng làm da nhân tạo. Ở Brazil, màng BC ướt tinh sạch được sản xuất và bán
ra thị trường như một loại da nhân tạo dùng đắp vết thương [3]. Trường Đại
học Y dược Thành phố Hồ Chí Minh cũng nghiên cứu sử dụng màng BC có
tẩm dầu mù u làm màng trị bỏng được thực nghiệm ở thỏ. Kết quả cho
thấy


rằng màng BC giúp vết thương mau lành và ngăn không cho vết thương
nhiễm trùng [4]. Ngoài ra, màng BC còn được ứng dụng trong ghép mô, cơ
quan nội tạng,... làm tác nhân vận chuyển thuốc. Dựa vào đặc tính trương
nở của BC người ta ứng dụng làm tác nhân vận chuyển thuốc, làm tá dược tự
rã, dùng làm huyền phù BC để ổn định các tá dược dạng nước, 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 được báo cáo [24], trong đó
có 9 nghiên cứu với màng BC tnh 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 được 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 được thử nghiệm mô phỏng trong dạ dày
(SGF), ruột (SIF). Các kết quả thu được cho thấy rằng thuốc đã được giải
phóng với một tốc độ chậm trong pH thấp (như SGF), trung gian trong điều
kiện kiềm và tỷ lệ giải phóng nhanh nhất đã được quan sát với điều kiện gần
như trung tnh (như SIF), với những đường cong phát hành được 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] (như là một kháng sinh
thành phần), chứng minh một lần nữa rằng các tỷ lệ phát hành được kiểm
soát bằng cách khuếch tán.


- Việc sản xuất các vật liệu tổng hợp nano – BC cho quá trình kiểm soát
thuốc đã được 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 hướng 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 tnh màu trắng, vàng
nhạt. Nó ít tan trong nước, không tan trong ethanol, aceton, ethyl acetat và
ethyl ether. Nó dễ tan trong acid vô cơ loãng.
Famotdine 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 tnh đối
kháng histamine ở thụ thể H2 của Famotdine phục hồi chậm, do thuốc
khuếch tán chậm khỏi thụ thể. So sánh theo phân tử lượng Famotidine có
hoạt lực mạnh hơn gấp 20 – 150 lần so với cimetdine và 3 – 20 lần so với
Ranitidine trong ức chế tiết acid dạ dày.


Famotdine hấp thu không hoàn toàn ở đường têu hóa và sinh khả
dụng khoảng 40 – 45% [42]. Sau khi uống nồng độ tối đa trong huyết tương
đạt trong 1 – 3 giờ. Nồng độ thuốc trong huyết tương sau khi dùng nhiều
liều cũng tương đương như dùng liều đơn. 15 – 20% Famotidine liên kết với
protein huyết tương.
1.2.2. Chỉ định
Famotdine được chỉ định trong việc điều trị viêm loét dạ dày, tá tràng,
bệnh trào ngược dạ dày – thực quản, bệnh lý tăng tiết đường têu 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. Famotdine nên dùng thận trọng
với người bị suy thận do thuốc thải trừ chủ yếu qua thận.
1.2.4. Tác dụng không mong muốn
 Thường gặp: nhức đầu, chóng mặt, táo bón, ỉa chảy.
 Ít gặp: sốt, mệt mỏi, suy nhược, loạn nhịp tm, 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 xương, 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 dương, vú to ở đàn ông.


1.2.5. Liều lượng và cách dùng
 Cách dùng: Famotidine thường dùng đường uống, có thể têm tĩnh
mạch chậm hoặc truyền tnh mạch chậm cho các bệnh nhân bị quá tăng tiết
acid hoặc loét tá tràng dai dẳng hoặc người không được uống. Có thể phối
hợp với thuốc chống acid để giảm đau nếu cần.
 Liều lượng đối với đường uống:
- Phác đồ điều trị khuẩn H. pylori: uống trong 2 tuần, 40mg trước 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 ngược dạ dày, thực quản: 20mg x 2 lần/ngày trong 6 tuần.
Liều uống cho người bệnh viêm thực quản có trớt loét kèm trào ngược 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 người bệnh, liều bắt đầu ở
người lớn là 20mg/lần/6h, có thể bắt đầu liều cao hơn ở một số người
bệnh, liều phải điều chỉnh theo từng người 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 Famotdine, nhưng các tác dụng này không ảnh hưởng quan trọng đến tác
dụng lâm sàng. Famotidine còn có thể phối hợp với thuốc kháng acid.
1.2.7. Bảo quản
0

Ở nhiệt độ phòng dưới 40 C.
1.2.8. Các công trình nghiên cứu về thuốc Famotidine
Trên thế giới, đã có nhiều công trình nghiên cứu về thuốc Famotdine
như:


- 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 đường uống và hương vị đắng của Famotdine.
- Fahmy R. H., Kassem M. A. [13] đã đánh gí tỉ lệ giải phóng thuốc
Famotdine 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 dược động học và sinh
khả dụng của Famotdine trên 10 tình nguyện viên người 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 người trưởng thành, thể tích của dạ dày đạt khoảng 3 lít. Khi đói,
dạ dày xẹp lại, kích thước bé, nằm sát cơ hoành. Khi có đầy thức ăn, dạ
dày phình lớn, phần đáy ngang với rốn (Hình 1.4).