Nghiên cứu đặc tính lý hóa và khả năng hấp thụ thuốc ranitidin của vật liệu bacterial cellulose (LVThS k20)

BỘ GIÁODỤCVÀĐÀOTẠO
TRƯỜNGĐẠI HỌCSƯPHẠM HÀNỘI 2

NGUYỄN HẢI YẾN

NGHIÊNCỨU ĐẶCTÍNHLÝHÓAVÀ KHẢ NĂNG
HẤP THỤ THUỐC RANITIDIN CỦA VẬT LIỆU
BACTERIAL CELLULOSE

Chuyên ngành:Sinhhọc thực nghiệm
Mã số: 8 42 01 14

LUẬNVĂNTHẠCSĨSINHHỌC
Ngườihướng dẫn khoa học: TS. NguyễnXuânThành

HÀNỘI, 2018


LỜI CẢMƠN
Lờiđầu tiên cho tôi xinđược gửi lời cảm ơnsâu sắc đến TS. Nguyễn
XuânThành, thầy đãnhiệttìnhchỉ bảo,hướng dẫn để tôi hoàn thiện luậnvăn
nàyđúngthời hạn.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô giáo trong khoa Sinh –
KTNN,cùng cácthầycô tạiViệnNghiên cứuKhoa họcvà Ứng dụng, trường Đại
học Sư phạm Hà Nội2đãtạo

mọi

điềukiệnthuậnlợigiúp

đỡtôihoàn

thànhluậnvănnày.
Tôi xin được gửi lời cảm ơn tới những đồng nghiệp ở trường THPT
Phạm Công Bìnhnơi tôi đangcông tác, người thântronggia đình, bạnbè đã
luôn quantâm,độngviên, khích lệ tôi cố gắng trong quátrìnhhọc tậpvàlàm
luậnvăn.
HàNội, ngày22 tháng12 năm2018
Tácgiả luậnvăn

Nguyễn Hải Yến


LỜI CAMĐOAN
Tôi xincamđoan các số liệu có trong luậnvăn này làkết quả nghiên
cứu của tôi.Cácsố liệu thu được làtrungthực vàkhông trùnglặp, saochép với
luậnvăn khác. Tôi cũng xin cam đoan các thông tin mà được trích dẫn trong
luận văn đều được ghi rõ nguồn tư liệu trích dẫn. Tôi xin chịu trách
nhiệmtrước hộiđồng bảo vệ luậnvăn Thạc sĩ.
HàNội,ngày22 tháng 12 năm2018
Tácgiả luậnvăn

Nguyễn Hải Yến


MỤC LỤC
MỞĐẦU........................................................................................................... 1
1.Lýdochọnđề tài........................................................................................... 1
2.Mụcđíchnghiêncứu..................................................................................... 2
3. Nhiệmvụnghiêncứu .................................................................................... 2

4.Đối tượngvà phạmvinghiêncứu................................................................. 2
5. Phươngpháp nghiêncứu............................................................................... 3
6.Đóng gópmớicủađề tài ............................................................................... 3
NỘI DUNG .......................................................................................................
4
CHƯƠNG1:TỔNG QUANTÀI LIỆU........................................................... 4
1.1.Đặcđiểmcủa vikhuẩn Acetobacter xylinum ........................................... 4
1.2.Đặcđiểmvề cấutrúcvàđặctínhcủavậtliệuBC ..................................... 5
1.3.Ứngdụngcủa vậtliệuBC trongyhọc....................................................... 7
1.4.Đặcđiểmvề thuốc ranitidin ..................................................................... 10
1.4.1.Đặcđiểmchung..................................................................................... 10
1.4.2.Tính chất................................................................................................ 10
1.4.3.Độổn địnhvàbảoquản ........................................................................ 10
1.4.4.Dượclývàcơchếtácdụng................................................................... 11
1.4.5.Chỉđịnh ................................................................................................. 11
1.4.6.Tươngtácthuốc..................................................................................... 12
1.4.7.Tênthươngmại ..................................................................................... 12
1.5. Tổngquannghiêncứuvềthuốcranitidin ................................................ 12
CHƯƠNG2.VẬTLIỆUVÀPHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU .................. 15
2.1.Vậtliệu nghiêncứu .................................................................................. 15
2.1.1.Chủngvikhuẩn ..................................................................................... 15
2.1.2.Hóachấtsửdụng................................................................................... 15


2.1.3.Thiếtbị và dụngcụsửdụng .................................................................. 16
2.2.Phươngphápnghiêncứu.......................................................................... 16
2.2.1.Phương pháplênmen thu vậtliệuBC .................................................. 16
2.2.2. Xâydựng phươngtrìnhđườngchuẩnranitidin. Xácđịnhcác điều
kiện tốiưucủaquátrìnhnạp thuốcranitidinvàovậtliệuBC ........................ 20
2.2.3.Xácđịnhlượng thuốcđược nạpvàovật liệuBC .................................. 24

2.2.4. Khảo sátkhảnănghútnướccủavậtliệuBC nạp ranitidin .................. 25
2.2.5. Khảosáttínhthông thoángcủavậtliệuBCnạp ranitidin .................... 26
2.2.6. Khảosátkhảnăng cảnvikhuẩncủavậtliệuBCnạpranitidin ............ 26
2.2.7. Xử lýthốngkê....................................................................................... 27
CHƯƠNG3. KẾTQUẢNGHIÊNCỨUVÀ THẢOLUẬN ........................ 28
3.1.Kếtquảtạocácloại vậtliệuBC............................................................... 28
3.1.1.Thuvậtliệu BCđượctạoratừ các môitrường nuôicấy...................... 28
3.1.2.Đobề dàyvậtliệuBC ........................................................................... 29
3.1.3.Kếtquả quátrình tinhchếBCtrướckhinạpthuốc .............................. 31
3.1.4.Kếtquả đo pHcủaBCtinhchế............................................................. 32
3.1.5.Kếtquả xácđịnh trọnglượngBC khô .................................................. 33
3.1.6.Kếtquả kiểmtra độtinh khiếtcủavật liệu BC sauxử lý ..................... 33
3.2. Kết quả quét phổ hấp thụ và xây dựng đường chuẩn của thuốc
ranitidin ........................................................................................................... 35
3.3. Khảo sátcác điềukiện tốiưucủa quá trìnhnạpthuốc ranitidin vào
vậtliệuBC....................................................................................................... 37
3.3.1. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nạp thuốc
ranitidinvàovậtliệuBC ................................................................................. 37
3.3.2.Tốiưuhóa hiệusuấtnạpthuốcranitidincủavậtliệu BC..................... 38
3.4.Xácđịnhkhốilượngthuốcranitidinđược nạpvàoBC ........................... 45
3.5. Kết quả khảo sát khả năng thấm hút nước của hệvật liệu BC nạp


ranitidin ........................................................................................................... 50
3.6.Khảosáttính thông thoángcủavật liệuBCnạpranitidin ....................... 51
3.7.Khảosátkhảnăngcảnkhuẩncủavật liệuBCnạpranitidin ................... 52
KẾTLUẬNVÀKIẾNNGHỊ......................................................................... 55
TÀILIỆUTHAMKHẢO............................................................................... 56

DANH MỤC BẢNGKÍHIỆUCÁC CHỮ VIẾT TẮT
A. xylinum

Acetobacter xylinum

BC

Bacterial Celullose

Cs

Cộng sự

Nxb

Nhàxuấtbản

MTC

Môitrườngchuẩn

MTD

Môitrườngnướcdừa già

MTG

Môitrườngnướcvogạo

OD

Mật độquang phổ

Ran

Ranitidin

SD

Standarddeviation(Độlệch chuẩn)

UV-Vis

Ultraviolet - Visible


DANH MỤC BẢNG
Hình 1.1.Côngthức cấutạocủa ranitidin hydroclotid................................... 10
Bảng2.1.Hóachấtsửdụng trongnghiêncứu ................................................ 15
Bảng2.2.Thànhphầncácmôitrườnglênmenthu vậtliệuBC..................... 17
Bảng2.3.Cácmứcthínghiệm........................................................................ 23
Bảng2.4.TỷlệvậtliệuBCtrênthểtích dungdịchRan ................................ 24
Bảng2.5.Thànhphầnmôitrườngthạchdinh dưỡng ..................................... 26
Bảng3.1.Đobềdày vậtliệuBC nuôicấytrongMTC................................... 30
Bảng3.2.Đobềdàyvật liệuBCnuôicấy trongMTD .................................. 30
Bảng3.3.Đobềdàyvật liệuBCnuôicấy trongMTG .................................. 31
Bảng3.4.KếtquảđopHcủavậtliệu BCtinhchế ......................................... 33
Bảng3.5.Kếtquảđomậtđộquang (OD) củadungdịchranitidinở các
nồngđộ(µg/ml) khácnhau........................................................... 36
Bảng3.6.Cácmứcvàkhoảngbiếnthiêncủathínghiệm............................... 39

Bảng3.7.Mãhóama trậnquyhoạch thựcnghiệm vàlượng thuốc nạp vàovậtliệu
BC.............................................................................. 40
Bảng3.8.Kếtquảhiệusuấtnạpthuốcở nhữngđiềukiện dự đoán ............... 43
Bảng3.9.Kếtquảhiệusuấtnạpthuốcranitidinvàovật liệuBC kích
thước 7,7x3,7cm ........................................................................ 46
Bảng3.10.Kếtquảhiệusuấtnạpthuốcranitidinvàovật liệuBC kích
thước 5,7x2,7cm ........................................................................ 47
Bảng3.11.KếtquảhiệusuấtnạpthuốcranitidinvàovậtliệuBC kích
thước 1,5x1,5cm ........................................................................ 48
Bảng3.12.LượngnướchútđượccủavậtliệuBCnạp ranitidin.................... 50
Bảng3.13.Tốc độthoáthơinước củavậtliệuBCnạpranitidin ................... 51


DANH MỤCHÌNH
Hình 3.2.Vật liệu BC vớicác kíchthướcnghiêncứu .................................... 29
Hình 3.3.Đobề dàyvật liệu BC ..................................................................... 29
Hình 3.4a.Vật liệu BC thôđược rửa bằngnướcmáynhiều lần..................... 31
Hình 3.4b.Vật liệu BC thôsaukhiđược hấp trong NaOH 3%...................... 32
Hình 3.4c.Vật liệu BC tinh khiết.................................................................... 32
Hình 3.5.Kết quả tìm sự tồn tại của glucose trong vật liệu BC sau xử lý...... 34
Hình 3.8.Xây dựngphươngtrìnhđườngchuẩncủaranitidin ........................ 36
Hình 3.9.Cácmứcthínghiệm nhậpvàophần mềm JMP .............................. 39
Hình 3.10.Biểu đồ vàkết quả phân tích thể hiệntươngquantuyếntính
của cácyếu tố với hiệu suất nạp thuốc ranitidin ............................. 41
Hình 3.11. Dự đoán các thông số tối ưucủa các yếu tố ảnh hưởng lên hiệu
suất nạp thuốc ranitidin

với sự hỗ trợ của công cụ Prediction

Profiler trong phần mềm JMP........................................ 43

Hình 3.12.Khốilượng Ran nạpvào vật liệuBCkíchthước 7,7 x 3,7 cm..... 46
Hình 3.13.Khốilượng Ran nạpvào vật liệuBCkíchthước 5,7 x 2,7 cm..... 47
Hình 3.14.Khốilượng Ran nạpvào vật liệu BCkíchthước 1,5 x 1,5 cm.... 49
Hình 3.15.Thử nghiệm khả hút nước của vật liệu BC nạp ranititdin............. 50
Hình 3.16.Khả năngcản khuẩn của vật liệu BC nạp ranitidin....................... 53
Hình 3.17.Khả năngcản khuẩn của vải gạcvô trùng .................................... 54


1


2

MỞ ĐẦU
1.Lýdochọnđề tài
Hiện nay ở nước ta, tỉ lệ người mắc bệnh viêm loét dạ dày - tá tràng
ngày càng gia tăng. Nguyên nhân gây bệnh có thể do những căng thẳng trong
công việc, ăn uống khôngđúng giờ, chếđộănchưa hợp lý… Nếu bệnhkhông
được phát hiệnsớm và chữa trị đúng cách có thể gây ra những biến chứng
nguy hiểm như: xuất huyết dạ dày, thủng dạ dày, có thểdẫn đến ung thư dạ dày.
Trên thị trường hiệnnaycómột số loại thuốc được dùng để hỗ trợ điều trị
bệnh viêmloétdạ dày - tátràngtrongđócóthuốc ranitidin. Ranitidinđược dùng
quađường uống hoặc tiêm,cótácdụng ức chế cạnh tranh với histamin ở cácthụ
thể H2 của tế bàothành dạ dày, làm giảm lượng acid dạ dày tiết ra cả ngày và
đêm trong điều kiệncơbản và cả trongtình trạng bị kích thíchbởi thức ăn,
acid amin, histamin hoặc pentagastrin. Sinh khả dụng của ranitidin sau khi
uống đạt khoảng 50% [2].
Cellulose vi khuẩn (Bacterial Cellulose - BC) là dạng tinh khiết của
cellulose và có mộtsốđặctínhtốt như:Mạnglưới sợisiêu mịn, có khảnăng giữ
nước cao, có độ bền kéo cao, độ xốp cao hơn, tính phân hủy sinh học,

tínhchấtantoàn vàkhông độchại, tươngthíchsinh học cao với cáctếbào
nguyênbào sợicơthể,dễdàng chếtạo thànhmột hìnhdạngmongmuốn [6], [19],
[32]. Hiện nay, BC là nguồn vậtliệu mới được ứngdụngđadạng trong các lĩnh
vực khác nhau như: Thực phẩm chức năng, miếng thấm, vật liệu băng vết
thương,giàn giáomô– kĩthuậttrong y sinh học,danhântạo,ghép mạch máu,
vận chuyển protein và hệ thống giao thuốc có kiểm soát [32]. Nghiên cứu
Huang L.và Cs (2013) [21] đãsử dụng hệmạnglưới3D-nano- cellulose của
vật liệu BC nghiên cứu sự vận chuyển và giải phóng thuốc berberin in
vitro.Kếtquả thuđượclàsử dụngvậtliệuBCcóthểkéodàiđáng kểthời gian giao
thuốc.Gầnđâynghiêncứu Badshah M. và Cs (2017) [18]


đã sử dụng vật liệu BC (đường kính 12 mm) làm hệ vật liệu để phát hành
thuốc trong ống nghiệm, sử dụng famotidin và tizanidinelà thuốc mô hình.
Cácnghiêncứu in vitro cho thấy hơn80

pháthànhthuốc trong15phútban đầu

cho tấtcáccáccông thức, phù hợp vớitiêuchí pháthành ngay lập tức. Hiệu
suất hấp thụ thuốc famotidin và tizanidin vào vật liệu BC nằm trong
khoảng từ 18,10 - 67,64%.
Với mục đíchthiết kế hệ thống vận chuyểnvà giaothuốc mới dựa trên
vật liệu BC, chúng tôiđãtiếnhànhthực hiện đề tài “Nghiêncứuđặc tínhlý
hóavàkhả nănghấp thụ thuốc ranitidin của vật liệuBacterialCellulose”.
2. Mụcđíchnghiêncứu
· Đánh giá khả năng nạp thuốc ranitidin của cácloại vật liệu BC vớicác
kích thước nghiêncứu và khảosát,xácđịnhđược cácđặc tính của vật
liệuBCtrước và saukhinạp thuốc.
3. Nhiệm vụ nghiêncứu
· Tạo được cácloại vật liệu BC, xử lývật liệu BC thô trước khi cho nạp

thuốc, đo pH, tínhlượng BC tạothành, thử độ tinh khiết của vật liệu
BC sau xử lý.
· Khảosáttốiưuhóa khả nănghấp thụ ranitidinvàovật liệu BC.
· Nạpranitidinvào vật liệu BC ở kích thước khác nhau,về bề dày (0,5
cm hoặc 1 cm),độ rộng (1,5 x 1,5 cm; 5,7 x 2,7 cm; 7,7 x 3,7 cm), ở
các điều kiệnđã tối ưu hóa, từ đó so sánh hiệu suất nạp thuốc trong
mỗitrường hợp.
· Khảosát một số đặctínhcủa vật liệuBCtrước và saukhinạp thuốc.
4.Đốitượngvàphạmvinghiêncứu
*Đối tượng nghiêncứu
Cácđặctính lýhóavàkhảnăngnạpthuốc ranitidincủa cácloạivậtliệu
BC đượctạoratừ 3loạimôi trườngnuôi cấy(MTC, MTD, MTG).


*Phạm vinghiêncứu
- So sánh hiệu suất nạp thuốc ranitidin của các loại vật liệu BC khác
nhau ởcáckíchthướcnghiên cứu ở các điềukiệntốiưu đãxácđịnh.
- Khảo sátđược mộtsố đặc tínhcủahệ vật liệuBC trước và saukhinạp
thuốc ranitidin.
*Địađiểmnghiêncứu
- Viện Nghiêncứu Khoa họcvà Ứng dụng,TrườngĐHSPHàNội 2.
5. Phươngpháp nghiêncứu
· Tạo vật liệu BC, xử lý vật liệu BC thô trước khi cho nạp thuốc tạo BC
tinh chế, đo pH, trọng lượng BC khôthu được, thử độ tinh khiết của vật
liệu BC sau xử lý.
· Xâydựng phươngtrình đường chuẩn ranitidin, khảosát cácyếu tố ảnh
hưởngđến hiệu suất nạp thuốc của vật liệuBC,xác định cácđiều kiện
tốiưucho quátrìnhnạp thuốc ranitidinvàovật liệu BC.
· Xác định khối lượng ranitidin được nạp vàocác loại vật liệu BC.
· Khảo sát một số đặc tính của các loại vật liệu BC trước vàsaukhi nạp

ranitidin.
· Xử lý thốngkê.
6.Đóng gópmới củađề tài
Kết quả nghiêncứu của đề tài cung cấp dữ liệu về khả năng nạp thuốc
ranitidin của cácloại vật liệuBCvàđặc tínhlý hóa của vật liệuBCtrước và sau
khi nạp thuốc.
Kết quả nghiêncứucóthể làm cơsở chocác nghiêncứu về khả năng giải
phóng thuốc từ vật liệu BC nạp thuốc in vitro, in vivo và thử nghiệm lâm
sàng trênngười để địnhhướng sử dụngdùngchođường uống hoặc dùngquada.


NỘI DUNG
CHƯƠNG 1:TỔNGQUAN TÀILIỆU
1.1. Đặcđiểm của vi khuẩn Acetobacter xylinum
*Phânloại
Bacterial Cellulose được tạo ra bởi một số vi khuẩn thuộc các chi như:
Acetobacter, Rhizobium, Gluconacetobacter, Agrobacterium, Azotobacter,
Achromobacter, Salmonella và Sarcina. Trong số các loài trên thì vi
khuẩn Acetobacter xylinum sản xuất cellulose đạt hiệu quả nhất [4], [5], [6],
[18], [33].
Vi khuẩn A. xylinum thuộc chi Acetobacter, họ Pseudomonadaceae [4],
[5], [11]. Cácthành viênthuộc chi Acetobacter trước đâycó khả năng tạo BC
đềuđược chuyển sang chi mới Gluconacetobacter [6].
* Hìnhthái
Acetobacter xylinum làvikhuẩn Gramâm,không sinhbàotử, có dạng
hình que, thẳng hay hơi cong, có thể di động hoặc không di động [4]. Đặc
điểm nhuộm Gram của vi khuẩn Acetobacter xylinum có thể thay đổi trong
những trường hợp đặc biệt do thay đổicácđiều kiện của môitrường nuôicấy
hay do tế bàogiàđi [4], [11].
*Đặc điểmnuôicấy

Acetobacter xylinum là vikhuẩn hiếu khí bắt buộc, được lênmen hiệu
o

quả ở độ pH 3-7, nhiệt độ từ 25-30 C, sử dụng saccarit làm nguồn cacbon
[26]. Acetobacter xylinum có khả năng chịuđược điều kiện pH thấp,vì thế
khi nuôi cấy thường bổ sungthêm vàomôi trường acidaceticđể hạn chế các
loại vi khuẩn lạ [5], [11], [20], [27].
*Đặcđiểmsinhhóa
Cókhả năng oxy hóa ethanolthànhacid acetic, phản ứngcatalaza có
hiệntượng sủi bọtkhí, sinhkhốikhôngpháttriển trongmôitrườngHoyer,có khả
năng chuyển hóa glucozo thành acid acetic, chuyển hóa glycerol thành
dihydroaceton,khôngsinhsắc tố nâu, cókhả năng tổng hợp cellulose [5], [11].


1.2. Đặcđiểm về cấu trúc vàđặc tínhcủa vật liệu BC
Bacterial Cellulose đãđược báocáo lầnđầutiênbởi Brown (1886) khi
làm việc với vi khuẩn acetinăm 1886. Khốilượng rắn xuất hiện ở bề mặt của
môi trường lên men. Thành phần sau này đã được khoa học xác định là
cellulose và do vi sinh vật tên là Bacterium xylinum chịu trách nhiệm tổng hợp.
Kể từ khi pháthiện ranó cómột số têngọikhácvàsaunày được đặttên là
Acetobacter xylinum (Bergey 1925) vàtrở thànhtên gọi chínhthức theo Bộ luật
danhphápquốc tế vi khuẩn [25].
Việc xácđịnhchínhxác thànhphầnhóahọc vàđặc điểm cấutrúccủa
BCđược thực hiện bởi Hibbertvà Barsha (1931). Họ kết luận rằng BC giống
hệt với cellulose thực vật.Tuy nhiên không giốngnhư cellulosethực vật, BC
không yêucầuthêm chế biếnđể loại đi các tạp chấtkhôngmongmuốnnhư
lignin, pectinvàhemicellulosedođó có thể giữ lại một mức độ trùnghợp cao
hơn[25].
BC có các đặc điểm cấu trúc phân tử độc đáo như các sợi nhỏ, hình
thành microfibrils, không chứa lignin và hemicellulose [27]. Acetobacter

xylinum có khả năng sảnsinh ra một số lượng lớn cellulose chất lượng cao
đượctổchứcdướidạngdải xoắn củacác gói microfibrillar. Cácmicrofibrils từ
mỗi trang tổnghợp lắprápđếntạothànhmột dảilớncellulose trong môi
trườngtăngtrưởng. Trong quátrìnhtổnghợp BC,các hợpchấtcacbonkhác nhau
của môi trường được sử dụngbởi vi khuẩn, sau đó được polymer hóa
thànhcácchuỗiβ-1,4-glucanđơntuyếntínhvàcuốicùngtiết rabênngoài các tế
bàothôngquamộthàngtuyến tính nằm trênmàngngoàicủachúng.Tiếp theo
lắp ráp các chuỗi β-1,4-glucan bên ngoài tếbào là một quy trình phân cấp
chínhxác.Ban đầu chúngtạo thànhcácsubfibrils (bao gồm 10-15 chuỗi β-1,4glucan),sauđó làmicrofibrilsvàcuốicùnglàcácgóimicrofibrils(gồm khoảng
1000chuỗi β-1,4-glucan) [19], [27].


BCcó những tính chấtđộc đáovà vượt trội như độ bền kéo lớn, bản chất
tinhthể caohơn, minhbạch, khả nănggiữ nướccao hơn, mạnglướisợi siêu
mịnvà mứcđộ trùng hợp caohơn [24]. Các tính chất đặc biệt củaBC
chủyếulàdo cấutrúcmicrofibrils củanó. Những microfibrilsnày đượcsắp xếp
theo cấu trúc hình dạng 3-D bao gồm các mạng lưới siêu mịn các sợi nano
cellulose (3-8 nm). Cấu trúc 3-D không tìm thấy trong cellulose thực vật,dẫn
đếnđộkết tinhcao (60-80)vàsức mạnh cơ họckhổng lồ.Đặcbiệt là
kíchthước củaBCcác sợi nhỏ hơnkhoảng 100lầnsovới cellulosethực vật.
Cấu trúc nano độc đáo này trong một diện tích bề mặt lớn có thể chứa một
lượnglớn nước(lên đến200 lần khối lượngkhôcủanó)vàởcùng một thời
gianhiển thị độđàn hồi tuyệtvời, độẩmướtcao vàsự phùhợp. Kích thướcnhỏ
của các sợi BC có vẻ làyếu tốthenchốtquyếtđịnhhiệusuấtvượt trội của nó như
một hệ thống chữa lành vết thương. Hơn nữa, cellulose vi khuẩn có độxốp cao,
vậtliệuchophépchuyển tiềmnăng thuốc kháng sinh hoặccácloại
thuốckhácvàovết thương,đồngthời phụcvụ như mộtrào cản vật
lýhiệuquảchốnglạibấtkì nhiễmtrùngbênngoài.Cellulosevikhuẩncó
thểtạorađượchìnhdạngmong muốn tùythuộcvàokĩthuậtlênmenvàđiều
kiệnsửdụng. Ở điều kiện nhiệtđộ caocho phép loại bỏcáctếbàonhúngvào

trongmạng cellulose, vàcóthểđạtđượcmộtvật liệusinhhọckhông độchại
vàhoàntoànsinhhọc [19], [24], [27].
Đặc tính của BC tổng hợp thay đổi tùy theo quy trình nuôicấy, gồm có
phương pháp nuôi cấy trong điều kiện tĩnh vànuôi cấy trong điều kiện động
[11]. Việc lựa chọn phương pháp nuôi cấy nào phụ thuộc vào ứng dụng cuối
cùng củaBClàvật lý, hìnhtháivàcơ học.Ví dụ, thuđược cellulosethôngqua
phương phápnuôicấy độngcóđộ bền cơhọc thấp hơn sovới cellulose được tạo
ratrong nuôi cấy tĩnh.Hơnnữa, phươngphápnuôicấy động tạo ra lượng BC ít
hơn so vớinuôicấytĩnhvàcó thể ảnhhưởngđến việc sản xuất BC [27].


1.3. Ứng dụng của vật liệu BC trong y học
* Trên thếgiới
Vật liệu BC với những tính chất độc đáo và vượt trội của nó đã trở
thànhmột vật liệu sinh học đầy thú vị chocácứng dụng y sinh và dược phẩm.
BC đãđược dùng làm vật liệu để giao thuốc cho vết thương với các đặc tính
rào cản vậtlýhiệu quả của nóchống lại cácnhiễm trùngbênngoài[19]. Liều
dùng thường xuyên,daođộng nồngđộ thuốc trong huyết tươngvàbệnhnhân
không tuân thủ liềulượng thuốc liên quan với thời gian bán hủy ngắnhơn, làm
tác dụng của thuốc, đòi hỏi phải có những loại thuốc được xây dựng
thànhcácdạngbàochế có kiểm soát.Thuốc cóchu kìbán rãngắnhơnphải được
quản lý một cách cókiểm soát, bao gồm một số lợi thế của dạng bào chế,
chẳng hạn như giảm tần số liều,độ ổn địnhtươngđối của thuốc nồngđộ vàhiệu
quả điều trị. Vìvậy một số nghiêncứuđãthực hiện một số nỗ lực để kiểm
soátviệcpháthành thuốc dựatrên BClàmhệ thống [32], [33].
Theo Amin M., Ahmad N. vàCs (2012) [16], mụcđích lànghiêncứu
tínhchất phủ màng và phát hành thuốc của vậtliệu sinh học BC. Viên nén
paracetamol mô hìnhđượcphủ bằngBC,sửdụngkĩ thuậtphunsơn và nghiên
cứu phát hành thuốc trong ống nghiệm của những viên thuốc này. Kết quả
thấy rằng BC đãhình thành chất lượng cao, phim mềm có thể gập lại, linh hoạt

vàđồng đều mà khôngcầnthêm bất kì chấtlàm dẻonào. Họcóthểso sánh với
Aquacoat ECD (vớidẻo) trong độbền cơhọc, phầntrăm độdãn dài vàmô
đunđànhồi.Nhiệt lượng quétvi sai (DSC) BCchothấy giátrị T g cao chothấysự
ổnđịnhnhiệtcủamàng. Như vậy BCcóthểdùng như mộtchất phủ màng,
phủnướcmới

vớichi

phí

thấphơnvàtínhchấttạomàng

tốthơn

so

vớicácchấtphủmàng khác.
Theo Huang L. vàCs (2013) [21], nghiêncứu đã sử dụng hệ mạng lưới
3D-nano-cellulose của vật liệu BC làm chất mang cho berberin hydrochloride


vàberberine sulphateđể sản xuất một hệ thốngpháthànhcókiểm soát mới.
Nghiêncứupháthành vàthử nghiệm qua da thực hiện in vitro. Vật liệu BC
đóng băng khô10mm đãđược tối ưuhóa để phânphối thuốc. Cáctỉ lệ phát
hành thấp nhấtlàtrongdạ dày môphỏng (SGF) hoặc trong dung dịch H2SO4,
cao nhấttrongmôphỏng chất lỏng ruột(SIF)và tỉ lệ trunggianđượctìm thấy
trongđiều kiện kiềm. Kết quả sử dụng vật liệu BC giúp kéodàiđángkể thời
gian pháthành thuốc.
Theo Abeer M. vàCs (2014) [15], báocáo chothấy rõràng rằngBClà
thànhphần chính vàduy nhất của một số sản phẩm được phê duyệt để thay

băng vếtthương, được xem như một tádược dược phẩm phânphối thuốc hệ
thống. Bài đánhgiánày thực hiệncác ứng dụngcóthể vàsửa đổi hóahọc của BC
cho việcphânphối thuốc diễnra chođến gầnđây.Đâycũnglàmột nỗ lực để
xemxétkhi sử dụngBClàmmột hệ thống vận chuyểnvàgiao thuốc mới.
Theo Ullah H. và Cs (2016) [32] đã đánh giá, khám phá những ứng
dụng đadạng củaBC trongthựcphẩm,mỹphẩm vàgiao thuốc.Sử dụng BC
đểgiao thuốccó kiểmsoát, giaothuốcquada,cung cấp thuốc nhakhoa,phân
phốiprotein, môkĩ thuật giaothuốc . Trêncơsởcácnghiêncứuhiện tại, việc giao
thuốcdựatrênBC cóthểđượctinhchỉnhthêm đểcóđượcsự kiểm soát tinh vihơn
đốivớiviệcpháthànhthuốckíchthích đápứng.
Trong nghiên cứu gần đây của Badshah M. và Cs (2017) [18] đã sử
dụng vật liệu BC (đường kính 12 mm) làm hệ vật liệu để phát hành thuốc
trong ống nghiệm, sử dụng famotidin vàtizanidine là thuốc mô hình.Trong
nghiêncứu này cácvật liệuBCđãđược chuẩn bị vàđánh giácho tải thuốc ở
những điều kiệnkhác nhau(vídụ không baogiờ sấy khô,sấy khô một phần,
đông khô),nồngđộ thuốc, thời gian tảivà thành phầndung môi. Cácnghiên
cứu giải thể invitro cho thấy hơn80

phát hành thuốc trong 15 phútbanđầu

cho tấtcáccác công thức, phù hợp vớitiêu chí phát hành ngay lập tức. Kết
quả BC có thể được ứng dụng cho việc nạp thuốc quađường uống.


Nghiêncứu của Ullah H. vàCs (2017) [33] đã nghiên cứuvàđánhgiá
cellulose vi khuẩn(BC)làm vỏ viên nang choviệc pháthành thuốc. Nghiên
cứu hiện tại cho thấy BClàmột triển vọngđầy hứa hẹn vật liệu sinh học để
đóng gói thuốc dưới dạng vỏ nang như một thay thế cho viên nanggelatin.
Không phân biệtquy trìnhsấy, độ dày thànhcủa vỏ vàlượng thuốc đầy, viên
nang BC vỏ chophéppháthànhthuốc ngay lập tức vàbền vững.Hơn nữa, vỏ

nang BC cũng có thể duy trì thuốc giải phóng khi chế tạo dưới dạng viên
nang. Tóm lại điềunày là nỗ lực đầu tiên mà BCcó thể được sử dụng cho việc
pháthànhthuốc vàduy trì tùy thuộc vào các chế phẩm của vật liệulõi.
Trongtươnglai,những vỏ viênnang dựa trênBCcóthể được chế tạo thêm với
cấutrúchaimảnhthíchhợp và cóthể đánhgiá để đónggói vàpháthành một số
loại thuốc khác.
* Ở Việt Nam
Nguyễn Văn Thanh và Cs (2006) [11] đã nghiên cứu tạo vật liệu trị
bỏng

từ

màngBCtinhchếvàhoạtchấttáisinh

môcủadầuMùu.

Kếtquảđề

tàisẽđược ứngdụngvàosản xuấtvậtliệutrịbỏng từ cácvậtliệucógiá thành sản
xuất thấp,gópphầnnâng caohiệu quảđiềutrịvà giảm chi phíchonhững bệnh
nhânđiềutrịbỏng.
VõCôngDanh,NguyễnThúyHương(2012)[3]

đã

thựchiệntạo

màng

Bacterial Cellulose (BC) cố định bạc nano làm vật liệu trị bỏng. Kết quả

màng BC-Agđáp ứngđượcyêu cầu dùng làm vật liệu băng vết thươngnói
chungvàvếtbỏngnóiriêng,đặcbiệt cácvếtthươngnhiễmkhuẩn.
Nguyễn Xuân Thành (2018) [12] đã nghiên cứu đánh giá sự hấp thụ
thuốc famotidine củacellulose đượctạoratừ Acetobacter xylinum trong một
sốmôitrường nuôicấy.
PhanThị Huyền Vy, Nguyễn XuânThành và Cs (2018) [14] đã nghiên
cứu tối ưu hóa hiệu suất nạp thuốc famotidin của vật liệu BC từ chủng vi


khuẩn trong dịch trà xanh lên men nuôi cấy trong một số môi trường dinh
dưỡng theo phương pháp đáp ứng bề mặt và bằng mô hình Box-Behnken
nhằmtốiưu hóalượngthuốchấpthụvàovậtliệu BC.
1.4. Đặcđiểm về thuốc ranitidin
1.4.1. Đặcđiểm chung
Ranitidin:
- Tênchungquốc tế: Ranitidine
- Tên khoa học: N-[2-[[[5-[(dimethylamino) methyl] furan-2-yl]
methyl]
diamin.

sulphanyl]

ethyl]-N’-

methyl-2-nitroethen-1,1-

- Công thức phântử: C13H22N4O3S
Ranitidin hydroclorid:
- Tên khoa học: N-[2-[[[5-[(dimethylamino) methyl] furan-2-yl]
methyl]

sulphanyl]ethyl]-N’hydroclorid.

methyl-2-nitroethen-1,1-

diamin

- Công thức phântử: C13H22N4O3S.HCl
- Công thức cấu tạo ranitidin hydroclorid (xem hình1.1)

Hình1.1. Côngthức cấu tạo của ranitidin hydroclotid
(Nguồn:DượcĐiển Việt Nam IV, 2009 [1])
1.4.2.Tínhchất
Loại thuốc:Đốikháng thụthể histamin H 2, dạng bột kết tinh trắnghoặc
vàng nhạt.Tanhoàn toàn trongnước,hơi tan trongethanolkhan, rất khótan
trong methylen clorid [1].
1.4.3. Độổnđịnh và bảoquản
o

Viên nén:Bảoquản nơikhôráoởnhiệtđộtừ15- 30 C,tránhánh sáng.


o

Thuốc tiêm:Bảo quảnởnhiệtđộ 4 - 30 C,tránh ánhsáng.Dung dịch
không màuhoặcvàng,hơisẫmmàukhông ảnh hưởngđến hiệulực [2].
1.4.4. Dượclý và cơ chế tácdụng
Ranitidin có tácdụng ức chế cạnh tranh với histamin ở thụ thể H2 của
tế bàothànhdạ dày, làm giảm lượng acid dạ dày tiết ra cả ngày vàđêmtrong
điều kiệncơbản và cả trong tìnhtrạng bị kíchthíchbởi thức ăn,acid amin,
histamin hoặc pentagastrin. Ranitidin có tác dụng ức chế tiết acid dạ dày

mạnhhơncimetidingấp 3-13 lần nhưngtácdụngkhông mong muốn (ADR)
lạiíthơn [2].
Dượcđộng học
Ranitidin được hấp thu dễ dàngqua đườngtiêuhóa,nồngđộ cao nhất
trong huyết tương đạt khoảng 2-3 giờ sau khi uống. Sinh khả dụng của
ranitidin sau khi uống khoảng50 .Saukhitiêm tĩnhmạch,ranitidinđạtđỉnh trong
huyết tương sau khoảng 15 phút. Thuốc gắn khoảng 15% với protein
huyếttương.Nửađời thải trừ khoảng 2-3 giờ vàkéodàitrongsuy thận. Một tỉ lệ
nhỏ của ranitidin được chuyển hóa ở gan để thánh N-oxyd, S-oxyd và
demethylranitidin; N-oxyd là chất chuyển hóa chính nhưng cũng chỉ chiếm
khoảng4 đến 6% liều. Khoảng 30% liều để uốngvà 70liều khi tiêmtĩnh
mạch được đào thải không biếnđổi qua nước tiểu 24 giờ, có một phần thải
quaphân [2].
1.4.5. Chỉ định
Điều trị loét dạ dày - tá tràng; Trào ngược dạ dày- thực quản; Hội
chứng Zollinger – Ellison; Loét do stress ở đường tiêu hóa trên; Đề phòng
nguy cơ sặc acidtrongquátrình gâymê;Chứngkhótiêu.
Thận trọng: Dùng thận trọng và giảm liều ở người bệnh suy thận vì
ranitidinđào thải chủ yếu qua thận. Thận trọng ranitidindùng ở người bệnh
suy ganvìthuốc chuyểnhóa ở gan. Một vài bằng chứng cho thấy ranitidincó


thể thúc đẩy các rối loạn chuyển hóaporphyrin cấp ở người bệnh có tiền sử
mắc chứng bệnhnày.Vìvậy phảitránhdùng ranitidin ở bệnh nhâncótiền sử rối
loạn chuyển hóaporphyrincấp. Điều trị ranitidindài hạncóthể gây thiếu hụt
vitamin B12 [2].
1.4.6. Tương tácthuốc
Ranitidin có thể làm giảm mức độ hấp thuvà tácdụng của các thuốc
chống nấm azol như ketoconazol, itraconazol do làm tăng pH trong dạ dày.
Ranitidin có thể làm giảm hấpthu vàtác dụng của atazanavir, cefpodoxim,

cefuroxim, fosamprenavir, indinavir, các muối sắt, mesalamin, nelfinavir.
Ranitidincóthể làm tăngmức hấp thuvàtác dụng của saquinavir. Sự hấp thu
của ranitidinkhôngbị ảnhhưởng bởi thức ăn. Tránhuốngrượu vìcóthể gây kích
ứngniêmmạc dạ dày.Cácthuốc bao dạ dày - ruộtlàmgiảm hấp thu của
ranitidin,nênuốngcáchxanhau 2giờ hoặc hơn [2].
1.4.7. Tênthươngmại
Arnetine; Axotac-300; Cinitidine; Curan; Dudine; Emodum; Euphoric
ACI-RIC; Gadean; Histac Evt;
Lanithina;

Mactidin;

Ikorin-300; Intas Ranloc-150; Kantacid;

Maxnocin;

Moktin;

Oferdin-50;

Philkwontac;

Philzaditac-150; Prijotac; Ran Fac; Ranicid; Raniprotect; Ranison; Ranistin;
Ranitan

150; Ranitidina; Ranitidine; Ranitidine “Dexa”; Ranocid 150;

Rantac; Rantacid 150; Ratidin F; Reducid 300; Reetac-R; Reetac-R300;
Savizentac; Tv Zantidine; Ulcinorm 150; Umetac-300; Uphatac 150;
Uranaltine; Wonramidine; Zantac [2].

1.5. Tổng quan nghiêncứu về thuốc ranitidin
*Trên thế giới
NghiêncứucủaMastiholimath V. S. vàCs (2008) [26], sửdụngranitidin
hydrochlorid đượcchuyểnquamột chất xơetyl cellulose hệthống vi khuẩn có
khả năngnổi trênchấtlỏngdạdàymô phỏngtrong 4-12giờ. Cácnghiên


cứu in vivo trên thỏvà Tmax, Cmax, AUCđược tính vàxác nhận cải thiện đáng
kể khảdụng sinh học.Dođó những kết quả thuđược chothấymột hệ
thốngphânphốichấtlỏng

visinhcóthểđược

việcphânphốithuốcđượckiểm

thiếtkếthànhcôngđể

soát,cảithiệnkhảdụngsinh

học

cungcấp
ởmiệngvà

nhiềuđặcđiểm mongmuốn khác.
Trong nghiêncứu củaYadav A. vàCs (2012) [34], mộthệthống cung cấp
thuốc uống nổi trênmột đơnvị của ranitidin được pháttriểnđể kéodài thời
gianở dạdày,mụctiêuniêm mạc dạdày và giúp khả dụng sinh học của thuốc
tănglên.Khảnăngtươngthíchthuốcvàpolymerđượcnghiêncứubằng

cách

hỗnhợpcủathuốcvàpolymeđếncáccalorimetryquét khácnhau.Dầu gancá tuyết
bịmắckẹt

cáchạt

alginate

canxichứaranitidin,có

khảnăngnổi

trongđiềukiệndạdàyđãđượcxâydựngvàđánh giá.
Nghiên cứu củaPanth N. và Cs (2013) [29], tiếnhànhxây dựng,đánh
giávà tối ưuhóaviênthuốcnổitrộiranitidinHCl. Hệthống phânphốithuốc nổi
duytrìnổi

trong

chấtlỏngdạdày

đảmbảocư

trúdạ

dàykéodàithời

gian

vàliêntụcpháthànhthuốctrướckhinóđạtđếnsựhấpthụcửasổ,dođóđảm bảosinhkhả
dụngtối ưu.
Nghiên cứucủaJainS. và Cs (2014) [23] nhằmmục đíchphát triển các
hệthốngphân

phối

cóchứaAmoxicillinTrihydrat

vàRanitidinhydrochlorid

để điều trị viêm loét đường tiêu hóa do H. pylori gây ra để giảm thiểu tác dụng
phụ,chosự phóngthíchkéo dàiđểgiảm tầnsuấtsửdụng thuốc.
Nghiêncứu của Arun B. và Cs (2016) [17] cho rằng polymetổnghợp
chothấy nhiềubấtlợikhácnhaunhư chiphí cao,không tươngthíchsinhhọc vàđộc
tính. Thiếtkếpolymertự nhiênmới cótínhantoàn sinhhọc đượcsử dụng như
mộtmatrậntrong cáchệthống giao thuốc đãtrởthànhmộtphần không thểtách
rời trong việc phát triểnvà xây dựng các loại thuốcmới. Vì
vậy,nghiêncứuliêntục tìmkiếmcáccáchmớiđể phânphốithuốccho một


tiểu trìnhphát hành đượckiểmsoáttốt, đểgiảm thiểusự mất mát củathuốc
vàđểgiảm

tácdụngphụ.Vìvậy,nghiêncứu này

đãđược tiếnhànhđể

xác

địnhđộng họcpháttánthuốccủa Rantidin hydrochloridtiêuhóabằng cáchsử dụng
polymertựnhiêncóchiphíthấp,đơngiản vàan toànsinhhọc.
Nghiên cứu của Ikasari E. D. vàCs (2017) [22], Ranitidin hydrochlorid
là thuốcđượclựachọntrongđiềutrịloét dạdày-tátràng. Thuốc có thờigian
bánhủy ngắncủakhoảng2-3giờ,vì vậycầnphải dùngliềuranitidinHClkéo dài.
Nghiên cứunày xây dựng ở trong ống nghiệm để đánhgiá cáchạt nhỏ của
ranitidin HCl sửdụng8bộtlôhộidotácdụngbảo vệ cytopathy.
NghiêncứucủaSahu V. K. vàCs (2016) [30],báocáo đã miêutảviệc
chuẩn bị và đánh giá các màng nhầy da nổi, sử dụng Trigonella foenumgraecumpolysaccharidenhư mộtchấtmang mới choan toàn, địaphươnghóa
vàhiệuquảcungcấp ranitidin hydrochlorid vào GITtrên.Pháthành thuốc in
vitro ranitidin hydrochlorid chỉrarằngmicrospheres chuẩnbị cóthểđược kéo
dàiviệcgiảiphóngthuốctốiđa12giờ.
Gần đây, Sahu V. K. vàCs (2017) [31] báo cáo chothấy địahoá của
ranitidin hydrochlorid (RH) vàophần trên củađườngruột cólợichokhảnăng
sinhkhảdụng thuốc tốt hơn. Công việc hiệntại đãmô tả phương phápchuẩn bị
các chấtnềnnổi trênpolysaccharidemớichoviệcphânphối thuốc vàodạ dày.
* Ở Việt Nam
Ở Việt Nam vẫnchưacóbáocáo khoa học nào về việc sử dụngBClàm
vật liệu nạp thuốc vàgiao thuốc ranitidin cókiểmsoát.