Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu tổng hợp xanh nano bạc trong gel nha đam và kết hợp với chitosan ứng dụng trong tạo màng chữa vết thương

Đồ án tốt nghiệp
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP XANH NANO BẠC TRONG
GEL NHA ĐAM VÀ KẾT HỢP VỚI CHITOSAN ỨNG
DỤNG TRONG TẠO MÀNG CHỮA VẾT THƯƠNG

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Thái Ngọc Uyên
ThS. Trần Thị Ngọc Mai
Sinh viên thực hiện
MSSV: 1311101032

: Nguyễn Phước Sinh
Lớp: 13DSH02

TP. Hồ Chí iMinh, 2017


Đồ án tốt nghiệp
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP XANH NANO BẠC TRONG
GEL NHA ĐAM VÀ KẾT HỢP VỚI CHITOSAN ỨNG
DỤNG TRONG TẠO MÀNG CHỮA VẾT THƯƠNG

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Thái Ngọc Uyên
ThS. Trần Thị Ngọc Mai
Sinh viên thực hiện
MSSV: 1311101032

: Nguyễn Phước Sinh
Lớp: 13DSH02

TP. Hồ Chí iiMinh, 2017


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu mà em trực tiếp thực hiện dưới sự hướng
dẫn của TS. Nguyễn Thái Ngọc Uyên và ThS. Trần Thị Ngọc Mai. Tất cả các số liệu,
kết quả trình bày trong đồ án tốt nghiệp hồn tồn trung thực, khách quan và khơng sao
chép số liệu của bất kỳ cơng trình nghiên cứu nào. Em xin chịu trách nhiệm về lời cam

đoan này.
TP. HCM, ngày 26 tháng 07 năm 2017
Sinh viên thực hiện
(Đã Ký)
Nguyễn Phước Sinh

iii


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm n an giám hiệu trường
Đại học Cơng Nghệ Tp. Hồ Chí Minh cùng các thầy cô khoa Công Nghệ Sinh Học –Thực
phẩm – Môi trường của trường Đại học Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh và khoa Vật liệu
polymer và Composite của trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Tp. Hồ Chí Minh đã tận
tình chỉ dạy, giúp đỡ truyền đạt cho em những kiến thức quý giá trong suốt uá trình
nghiên cứu vừa qua.
Đặc biệt, em xin gửi lời cám n chân thành đến cô Nguyễn Thái Ngọc Uyên và cô
Trần Thị Ngọc Mai người đã tận tình hướng dẫn và hết lịng giúp đỡ cho em trong suốt
q trình thực hiện đồ án.
Em xin cám n gia đình và bạn bè luôn ở bên cạnh, là nguồn cổ vũ động viên tinh thần
to lớn trong suốt quá trình học tập và thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Mặc dù đã cố gắng nhiều trong q trình thực hiện đồ án khó tránh khỏi những sai sót,
rất mong q thầy cơ và các bạn xem xét và góp ý để em có thể rút ra những kinh nghiệm
quý báu cho quá trình công tác và học tập sau này.
Xin chân thành cảm ơn!
TP. HCM, ngày 26 tháng 07 năm 2017
Sinh viên thực hiện
(Đã Ký)

Nguyễn Phước Sinh

iv


Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC
MỤC LỤC ........................................................................................................................i
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................ vi
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ ........................................................................................vii
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ........................................................................................ viii
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ...................................................................................ix
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ........................................................ 6
1.1. Màng sinh học chữa vết thương ......................................................................... 6
1.1.1. Định nghĩa ...................................................................................................... 6
1.1.2. Tính chất ......................................................................................................... 6
1.2. Tổng quan về chitosan ......................................................................................... 6
1.2.1. Định nghĩa ...................................................................................................... 6
1.2.2. Cấu trúc của chitosan .................................................................................... 7
1.2.3. Các tính chất của chitosan ............................................................................. 7
1.2.4. Ứng dụng của chitosan ................................................................................ 10
1.3. Hạt nano bạc ...................................................................................................... 13
1.3.1. Giới thiệu về nano bạc ................................................................................. 13
1.3.2. Đặc tính kháng khuẩn của bạc .................................................................... 14
1.3.3. Phương pháp tổng hợp Ag-NP .................................................................... 16
1.3.4. Độc tính ......................................................................................................... 18

i


Đồ án tốt nghiệp

1.3.5. Ứng dụng của nano bạc ............................................................................... 20
1.4. Giới thiệu cây nha đam ..................................................................................... 21
1.4.1. Phân loại ....................................................................................................... 21
1.4.2. Thành phần hóa học .................................................................................... 22
1.4.3. Ứng dụng ...................................................................................................... 25
1.4.4. Độc tính ......................................................................................................... 26
1.4.5. Tổng hợp Ag-NP từ lá nha đam .................................................................. 26
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ............................... 28
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................... 28
2.2. Thiết bị, vật liệu và hóa chất ............................................................................. 28
2.2.1. Thiết bị .......................................................................................................... 28
2.2.2. Vật liệu .......................................................................................................... 28
2.2.3. Hóa chất ........................................................................................................ 28
2.3. Quy trình thực hiện ........................................................................................... 29
2.3.1. Qui trình........................................................................................................ 29
2.3.2. Thuyết minh quy trình.................................................................................. 31
2.4. Bố trí thí nghiệm ................................................................................................ 33
2.4.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ................................................................................. 33
2.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đun lên sự tạo thành dịch Ag-NP ...... 34
2.4.3. Khảo ảnh hưởng của nhiệt độ đun lên sự hình thành Ag-NP ................... 35
2.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian khuấy lên sự hình thành Ag-NP ........ 35

ii

Đồ án tốt nghiệp

2.4.5. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dịch chiết nha đam-AgNO3 lên sự hình
thành Ag-NP ........................................................................................................... 35
2.4.6. Phương pháp phân tích Ag-NP được tạo thành ......................................... 36
2.4.7. Tạo màng bán thấm CS-Ag-NP ................................................................... 37
2.4.8. Khảo sát tính chất của màng bán thấm CS-Ag-NP .................................... 38
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ................................................................ 40
3.1.

Tổng hợp Ag-NP ............................................................................................. 40

3.1.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đun lên sự tạo thành
Ag-NP. ..................................................................................................................... 40
3.1.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt đun lên sự tổng hợp AgNP ............................................................................................................................ 41
3.1.3. Thí nghiệm 3 : Khảo sát thời gian khuấy lên sự tổng hợp Ag-NP ............ 42
3.1.4. Thí nghiệm 4: Khảo tỷ lệ dịch chiết nha đam kết hợp với dung dịch AgNO3
lên sự tổng hợp Ag-NP. .......................................................................................... 44
3.1.5. Kết quả chụp EDX xác định sự có mặt của Ag-NP trong mẫu .................. 46
3.1.6. Kết quả chụp TEM ....................................................................................... 47
3.2.

Tạo màng bán thấm CS-Ag-NP..................................................................... 48

3.3.

Khảo sát các tính chất của màng CS-Ag-NP................................................ 49

3.3.1. Kết quả khảo sát khả năng kháng khuẩn của màng bán thấm CS-AgNP ............................................................................................................................ 49
3.3.2. Khảo sát khả năng hấp thu dung dịch đệm phosphate .............................. 51

3.3.3. Khảo sát tốc độ truyền hơi nước .................................................................. 52
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................. 54

iii


Đồ án tốt nghiệp

4.1. KẾT LUẬN ......................................................................................................... 54
4.2. KIẾN NGHỊ: ...................................................................................................... 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 56

iv


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
KÍ TỰ

TIẾNG ANH

TIẾNG VIỆT

Ag-NP

Silver nanoparticle

Nano bạc

CS

Chitosan

Chitosan

CS-Ag-NP

Chitosan silver nanoparticle

Chitosan nano bạc

CS-TPP

Chitosan-tripolyphosphat

DNA

Deoxyribonucleicacid

FDA

Food and Drug Administration

MBC

Minimum bactericidal concentration

NA

Nutrient Agar

NB

Nutrient Broth

PVP

Polyvinyl pyrolidone

RNA

Ribonucleic acid

SIAA

Strategic Insurance Agency Alliance

TEM

Transmission electron microscopy

TiO2-NPs

Titanium dioxide nanoparticles

TPP

Tripolyphosphat

Nano Titanium oxit

United States Food and Drug
USFDA

Administration

UV-VIS

UV–visible

XRD

X-ray diffraction

ZnO-NPs

Zinc oxide nanoparticles

Nano kẽm oxit

v


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Số nguyên tử bạc trong một hạt Ag-NP ................................................... 14
Bảng 1.2: Thành phần cacbohydrat của nha đam .................................................... 22
Bảng 2.1: Các thiếc bị sử dụng. ................................................................................... 28

Bảng 2.2: Các hóa chất sử dụng. ................................................................................. 29
Bảng 3.1: Kết quả chụp EDX mẫu Ag-NP. ................................................................ 46
Bảng 3.2: Kết quả kháng khuẩn của màng CS-Ag-NP............................................. 50
Bảng 3.3: Độ hấp thu dung dịch đệm pH = 7.4 của màng CS-Ag-NP. .................... 51
Bảng 3.4: Khảo sát tốc độ truyền hơi nước của màng CS-Ag-NP. .......................... 52

vi


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
Đồ thị 3.1: Ảnh hưởng của thời gian đun lên sự tạo thành dịch chiết nha đam. ... 40
Đồ thị 3.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đun lên sự hình thành Ag-NP. ....................... 41
Đồ thị 3.3: Ảnh hưởng của thời gian khuấy lên sự tổng hợp Ag-NP....................... 43
Đồ thị 3.4: Ảnh hưởng tỷ lệ dịch chiết nha đam-AgNO3 lên sự hình thành AgNP................................................................................................................................... 44
Đồ thị 3.5: Tỷ lệ 0-1( 0 nha đam – 1 bạc). .................................................................. 44
Đồ thị 3.6: Tỷ lệ 1-0 ( 1 nha đam-0 bạc). .................................................................... 45
Đồ thị 3.7: Mật độ phân bố của hạt Ag-NP trong dung dịch. .................................. 48
Đồ thị 3.8: Độ hấp thu dung dịch điệm trung bình của màng CS-Ag-NP. ............. 51
Đồ thị 3.9: Tốc độ truyền hơi nước trung bình của màng CS-Ag-NP..................... 53

vii


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 2.1: Qui trình tiến hành thí nghiệm ................................................................ 30
Sơ đồ 2.2: Qui trình khảo sát các tính chất của CS-Ag-NP .................................... 33

Sơ đồ 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ............................................................................. 34

viii


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Cấu trúc chitin và chitosan ...................................................................... 7
Hình 1.2: Cơng thức tổng quát của chitin và chitosan ........................................... 7
Hình 1.3: Tác động của ion bạc lên vi khuẩn ........................................................... 15
Hình 1.4: Ion bạc vơ hiệu hóa enzym chuyển hóa oxy của vi khuẩn...................... 16
Hình 1.5: Ion bạc liên kết với các base của DNA ..................................................... 16
Hình 1.6: Tổng hợp xanh Ag-NP từ dịch chiết thực vật .......................................... 17
Hình 1.7: Các ứng dụng của Ag-NP .......................................................................... 20
Hình 1.8: Cây nha đam ............................................................................................... 21
Hình 3.1: Ảnh hưởng của thời gian đun lên sự hình thành Ag-NP. ....................... 41
Hình 3.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đun lên sự hình thành Ag-NP. ........................ 42
Hình 3.3: Ảnh hưởng của thời gian khuấy lên sự hình thành Ag-NP. ................... 43
Hình 3.4: Ảnh hưởng của tỉ lệ dịch chiết nha đam – AgNO3 lên sự hình thành AgNP.................................................................................................................................. 46
Hình 3.5: Kết quả chụp EDX mẫu Ag-NP. ............................................................... 46
Hình 3.6: Kết chụp TEM dịch Ag-NP. ...................................................................... 47
Hình 3.7: Tạo màng bán thấm CS-Ag-NP. ............................................................... 49
Hình 3.8: Kết quả kháng khuẩn của màng CS-Ag-NP với 7% chitosan ............... 50

ix


Đồ án tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
 ĐẶT VẤN ĐỀ
Theo thống kê hàng năm trên thế giới, có rất nhiều trường hợp bịtai nạn, chiếm vị
trí hàng đầu trong những nguyên nhân gây ra tử vong, đặc biệt là ở trẻ em. Vết thư ng
thường dễ bị nhiễm khuẩn do da bị tổn thư ng, tạo điều kiện cho vi khuẩn, nấm xâm
nhập và làm ức chế miễn dịch toàn thân.Vết thư ng trên c gây hậu quả khó lường,
khơng chỉ ảnh hưởng tới sức khỏe mà cả khía cạnh thẩm mỹ của con người. Q trình
điều trị thư ng tích diễn ra thơng qua một loạt các q trình chồng chéo lên nhau như
keo tụ, viêm nhiễm, tăng trưởng và tái tạo mơ. Các tổn thư ng đó nếu khơng được
chăm sóc đúng cách rất dễ bị sẹo sau khi lành hoặc bị nhiễm trùng có thể dẫn đến nguy
hiểm tính mạng. Mục tiêu cuối cùng của điều trị tổn thư ng là sự phục hồi nhanh và
không để lại di chứng.Vì vậy, để đạt hiệu quả cao nhất trong việc điều trị vết thư ng ta
cần có loại thuốc hội đủ các tính năng như kháng khuẩn, chống viêm, liền sẹo…Do đó,
việc nghiên cứu và phát triển một loại vật liệu mới có khả năng điều trị hiệu uả vết
thư ng trở nên cấp thiết (Nguyễn Văn Khôi, 2007; Phạm Ngọc Lân, 2007; Nguyễn Thị
Ngọc Tú, 2005).
Đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu polymer sinh học trong lĩnh vực y sinh như
cho hệ giải phóng thuốc, cấy ghép mơ, tế bào, cấy ghép da, chất keo dán y sinh, đệm y
sinh, chỉ khâu tự tiêu,... do màng polymer sinh học có ưu điểm là khi được cấy lên vết
thư ng, nó có khả năng kháng khuẩn và tạo điều kiện thơng thống trên bề mặt da giúp
da tái tạo nhanh, khi phục hồi bệnh nhân sẽ không đau, không để lại sẹo (Kunal Pal và
Cộng sự, 2006; Kunal Pal và Cộng sự, 2007). Để chữa bỏng và điều trị vết thư ng
người ta có thể sử dụng các màng sinh học để thay thế băng gạc từpolymer phân hủy
sinh học thơng qua enzyme có thể như: collagen, chitin và chitosan (CS) (Cheng Ho
Chen và Cộng sự, 2008). Trong đó, chitosan được biết là mộtpolymer thiên nhiên có
trong vỏ giáp xác như tơm, cua, mai mực …Chúng có khả năng tư ng thích và tự phân
hủy sinh học, độc tính thấp, hoạt tính sinh học cao và đa dạng bao gồm tính kháng
1

Đồ án tốt nghiệp

khuẩn, kháng nấm, tăng sinh tế bào, tăng cường miễn dịch của c thể nên gel chitosan
đã và đang được sử dụng nhiều trong điều trị vết thư ng.
Với sự phát triển của công nghệ nano và tiềm năng ứng dung của vật liệu này trong
y sinh, vật liệu nano thu hút rất nhiều nghiên cứu. Trong đó, nano bạc (Ag-NP) đang là
một vật liệu hấp dẫn đang được quan tâm của ngành dược hiện nay. Không chỉ có tác
dụng kháng khuẩn hiệu quả mà cịn sở hữu khả năng chống viêm tốt, Ag-NP được ứng
dụng để phát triển các miếng dán, kem trị vết thư ng, vết bỏng, chế tạo mỹ phẩm, chất
khử mùi và cả các dung dịch hỗ trợ tăng cường miễn dịch. C chế tác dụng đa dạng
chính là chìa khóa cho phổ kháng khuẩn rộng và những tác dụng hiệu quả của Ag-NP
(Chử Thị Thu Huyền và Cộng sự, 2014). Sự kết hợp giữa hạt nano và màng sinh học để
tạo màng sinh học dạng lai cũng là một hướng chế tạo vật liệu quan trọng trong cơng
nghệ y sinh. Trong đó, polymer sinh học dạng lai giữa chitosan và Ag-NP được nhiều
nhà khoa học chú ý nghiên cứu để ứng dụng vào lĩnh vực y sinh do chúng có tính
kháng khuẩn và đặc biệt là chúng có khả năng kích thích quá tình tái tạo tế bào
(Alemdaroğlu Ceren và Cộng sự, 2006; Abhishek Kaler và Cộng sự, 2014). Dạng vật
liệu lai này có thể được kết hợp các dạng băng gạc hoặc thuốc bôi để điều trị vết
thư ng do bỏng, do tai nạn, các vết loét do tiểu đường, các vết thư ng bị nhiễm
trùng,…
 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Ngày nay, khi việc kháng thuốc càng trở nên phổ biến thì việc tìm kiếm một loại
vật liệu có tiềm năng thay thế kháng sinh là một trong những nhu cầu cấp thiết. Bạc
được biết là kim loại có khả năng diệt khuẩn tốt, từ lâu đã được sử dụng để làm dụng
cụ bảo quản thức ăn.Với sự phát triển công nghệ nano, việc điều chế và khám phá các
đặc tính kháng khuẩn tuyệt vời của Ag-NP đã thu hút được sự quan tâm nghiên cứu và
ứng dụng làm chất diệt khuẩn. Tuy nhiên phư ng pháp tổng hợp Ag-NP thường dùng
các chất hóa học để khử ion bạc thành bạc ngun tử, việc xử lí hóa chất sau tổng hợp
gây ra nhiều tốn kém, gây ô nhiễm môi trường và sản phẩm cũng có thể cịn chứa tồn

2


Đồ án tốt nghiệp

dư hóa chất độc hại nên phư ng pháp tổng hợp nano bạc từ các chất tự nhiên (tổng hợp
xanh) có hoạt tính đang trở nên ngày càng quan trọng do tính thân thiện mơi trường của
phư ng pháp an tồn với sức khỏe. Bên cạnh đó, các thành phần có trong nha đam có
tác dụng giúp nhanh lành vết thư ng, trị thâm, liền sẹo. Với khả năng ứng dụng rộng
rãi của bạc, chitosan và nha đam, cộng với đặc tính khơng độc, kháng khuẩn cao, tư ng
hợp với c thể nên trong công nghệ bào chế dược phẩm chúng có thể được sử dụng kết
hợp để tạo vật liệu kháng khuẩn, trị vết thư ng đạt hiệu quả cao.
Nên đề tài “Nghiên cứu tổng hợp xanh nano bạc trong gel nha đam và kết hợp
với chitosan ứng dụng trong tạo màng chữa vết thương” được lựa chọn nghiên cứu
 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
Các nghiên cứu trước đây cho thấy khả năng ứng dụng vật liệu lai chitosan-nano
bạc (CS-Ag-NP) trong điều trị vết thư ng
Nguyễn Thị Mỹ Lan và cộng sự đã nghiên cứu hỗn hợp Chitosan tan trong nướcbacterial cellulose-Polyvinyl pyrolidone và có bổ sung thêm dung dịch Ag-NP nhằm
tăng tính kháng khuẩn của hỗn h p. Kết quả rất tốt khi thử nghiệm trên chuột bị bỏng
da. Dịch paste ở các mẫu có chứa Ag-NP ở các nồng độ 10 ppm, 20 ppm, 30 ppm có
khả năng kháng được hai chủng Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus là
hai chủng vi khuẩn phổ biến trên các vết bỏng. Khi bơi dịch paste lên vết bỏng có thể
rút ngắn thời gian lành hóa, vùng da tổn thư ng phục hồi lại như bình thường (Nguyễn
Thị Mỹ Lan và Cộng sự, 2009).
Vật liệu tổ hợp Ag-NP – Curcumin – Chitosan dùng điều trị vết bỏng đạt hiệu quả
cao h n so với việc để vết bỏng lành tự nhiên hoặc chỉ dùng CS; hỗn hợp CS-Ag-NP.
Đặc biệt việc điều trị vết bỏng bằng vật liệu tổ hợp Ag-NP – Curcumin – Chitosan sẽ
giúp vết thư ng hoàn toàn liền sẹo (Trần Thị Nguyệt, 2015).
Theo kết quả nghiên cứu của Rita Singh và Durgeshwer Singh được thực hiện trên
các chủng Pseudomonas aeruginosa và Staphylococcus aureus để xác định hiệu quả

kháng khuẩn của màng chitin có chứa Ag-NP với các nồng độ 30, 50, 70 và 100 ppm.

3


Đồ án tốt nghiệp

Khơng có tính kháng đối với P. aeruginosa khi quan sát nghiệm thức chứa Ag-NP
nồng độ 70 ppm sau 1 giờ. Mật độ tế bào S. aureus giảm sau 1 giờ và giảm 4 lần sau 6
giờ với màng chitin Ag-NP nồng độ 100 ppm. Kết quả của thí nghiệm này chứng tỏ
khả năng kháng khuẩn của màng chitin chứa các hạt Ag-NP. Màng chitin với Ag-NP
có nồng độ 100 ppm cho thấy hoạt tính kháng khuẩn đầy hứa hẹn chống lại các mầm
bệnh thường nhiễm vào vết thư ng (Rita Singh và Durgeshwer Singh, 2014).
Kết quả nghiên cứu của Y. Yousefpoor và cộng sự đã khảo sát sự hồi phục của vết
trên chuột thông qua việc điều tri bằng Ag-NP trong gel nha đam cho thấy gel nha đam
làm tăng tỷ lệ lành vết thư ng, trong khi các hạt Ag-NP có hiệu ứng chậm h n; Và khi
chúng được phối trộn, nó cũng tư ng tự như hiệu quả trung bình của cả gel Aloe vera
và các hạt Ag-NP (Y. Yousefpoor và Cộng sự, 2016).
 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
-

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng lên sự tạo thành Ag-NP.

-

Kết hợp Ag-NP với chitosan tạo màng bán thấm có khả năng trị vết thư ng.

-

Khảo sát tính chất của màng bán thấm.

 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
Nhiệm vụ tổng quát: tổng hợp xanh hạt Ag-NP từ gel nha đam và kết hợp Ag-NP
với chitosan tạo màng bán thấm ứng dụng vào việc chữa vết thư ng.
Nhiệm vụ cụ thể:
-

Tổng quan tài liệu về chitosan, nha đam, nano bạc

-

Xác định thời gian đun cho dịch chiết nha đam tối ưu tạo Ag-NP.

-

Xác định nhiệt độ đun dịch nha đam tối ưu tạo Ag-NP.

-

Xác định thời gian khuấy tối ưu tạo Ag-NP.

-

Xác định tỷ lệ dịch chiết nha đam-AgNO3.

-

Phối trộn Ag-NP với chitosan để tạo màng bán thấm CS-Ag-NP có khả năng
chữa vết thư ng

-

Khảo sát một số tính chất của màng bán thấm CS-Ag-NP

4


Đồ án tốt nghiệp

 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đồ án tốt nghiệp đã sử dụng các phư ng pháp nghiên cứu:
-

Phư ng pháp đo pH của gel nha đam bằng máy đo pH

-

Đo hàm lượng chất khơ hịa tan bằng Brix kế.

-

Phư ng pháp đo UV-Vis.

-

Phư ng pháp đo TEM, EDX.
 CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
-

Lựa chọn được thời gian đun mẫu cho dịch chiết nha đam tối ưu.

-

Lựa chọn được nhiệt độ đun, thời gian khuấy cho kết quả tối ưu nhất tạo AgNP.

-

Lựa chọn được tỷ lệ dịch chiết và dung dịch AgNO3 cho kết quả tối ưu tạo AgNP.

-

Tạo được màng bán thấm CS-Ag-NP

-

Khảo sát các tính chất của màng

 KẾT CẤU CỦA ĐỒ ÁN
Đồ án tốt nghiệp gồm có 3 chư ng:
-

Chư ng 1: Tổng quan tài liệu: tổng quan các tài liệu tham khảo để thực hiện đồ
án tốt nghiệp.

-

Chư ng 2: Vật liệu và phư ng pháp nghiên cứu: trình bày vật liệu và các
phư ng pháp được dùng để nghiên cứu, kiểm tra kết quả.

-

Chư ng 3: Kết quả và biện luận: đưa ra các kết quả đã nghiên cứu được cùng
với các biện luận, so sánh với các kết quả với nhau.

-

Chư ng 4: Kết luận và kiến nghị: Tóm tắt các kết quả đã đạt được và kiến nghị
nghiên cứu sâu h n về kết quả

5


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Màng sinh học chữa vết thương
1.1.1. Định nghĩa
Chữa các vết thư ng là một trình thúc đẩy nhanh chóng sự phục hồi da và làm
nhanh sự lành vết thư ng. Màng sinh học có cấu trúc xốp được thiết kế để phủ lên và
chữa vết bỏng, vết thư ng. Màng sinh học có tác dụng kiểm sốt mất nước do bay h i,
đảm bảo trao đổi oxy cho da hơ hấp và thúc đẩy khả năng thốt chất lỏng. Ngồi ra nhờ
hoạt tính kháng khuẩn tự nhiên của các loại màng sinh học nên khi phủ lên màng có tác
dụng kháng khuẩn và hạn chế sự xâm nhiễm các vi sinh vật ngoại lai. Vết thư ng được
bao phủ bởi màng màng sinh học được cầm máu và làm lành nhanh chóng. Thí nghiệm
về mơ bệnh học đã xác nhận sự tăng tỷ lệ tái tạo biểu mô cũng như tổ chức collagen
dưới lớp biểu bì. Vết thư ng được chữa bằng màng sinh học sẽ có hiệu quả giảm sẹo
do ức chế các sự hình thành sợi trong vết thư ng, nó có tác dụng cầm máu và hình
thành lớp màng bao phủ bảo vệ vết thư ng (Kunal Pal và Cộng sự, 2006; Rita Singh và
Durgeshwer Singh, 2014).
1.1.2. Tính chất (Nguyễn Hường Hảo, 2015)

-

Tính chất thấm nước thấm khí

-

Chống nhiễm khuẩn và làm khơ da

-

Giúp da tái tạo nhanh

-

Phục hồi mà không gây đau cho bệnh nhân

-

Không để lại sẹo

1.2. Tổng quan về chitosan
1.2.1. Định nghĩa
Chitin là thành phần cấu trúc nên vỏ côn trùng, tôm, cua, vách tế bào nấm. Chitin
có cấu tạo tư ng tự như cellulose, nhưng có khác biệt là đ n vị cấu tạo nên chitin là Nacetyl-D-glucosamine, các đ n vị này nối với nhau bằng liên kết β-1,4-glycoside
(Tưởng Ngọc Thục Uyên, 2010).
6


Đồ án tốt nghiệp

1.2.2. Cấu trúc của chitosan
Chitosan một polysacarit mạch thẳng, là dẫn xuất đề axetyl hoá của chitin, trong đó
nhóm (–NH2) thay thế nhóm (-NHCOCH3) ở vị trí C(2). Chitosan được cấu tạo từ các
mắt xích D-glucozamin liên kết với nhau bởi các liên kết β-(1-4)-glicoside, do vậy
chitosan có thể gọi là poly β-(1-4)-2-amino-2-deoxi-D-gluco hoặc là poly β-(1-4)-Dglucozamin (Nguyễn Thị Thu Trang, 2016)

Hình 1.1: Cấu trúc chitin và chitosan (Tưởng Ngọc Thục Uyên, 2010).
Công thức tổng quát của chitin, chitosan có dạng: (C8H11NO5)n với cấu tạo như sau:

Hình 1.2: Công thức tổng quát của chitin và chitosan (Nguyễn Thị Thu Trang,
2016).
1.2.3. Các tính chất của chitosan (Nguyễn Thị Thùy Trang, 2011)
1.2.3.1. Mức độ deacetyl hóa

7


Đồ án tốt nghiệp

Mức độ deacetyl hóa là một đặc tính quan trọng của q trình sản xuất chitosan bởi
vì nó ảnh hưởng đến tính chất hóa lý và khả năng ứng dụng của chitosan sau này. Mức
độ deacetyl hóa của chitosan vào khoảng 56 – 99% (nhìn chung là 80%).
1.2.3.2. Trọng lượng phân tử Chitosan
Chitosan làpolymer sinh học có khối lượng phân tử cao.Khối lượng chitin thường
lớn h n 1 triệu Dalton trong khi các sản phẩm chitosan thư ng phẩm có khối lượng
khoảng 100.000 – 1.200.000 Dalton.
1.2.3.3. Độ nhớt
Độ nhớt là một nhân tố quan trọng để xác định khối lượng phân tử của chitosan.
Chitosan phân tử lượng cao thường làm cho dung dịch có độ nhớt cao.
1.2.3.4. Tính tan

Chitin tan trong hầu hết các dung mơi hữu c , trong khi đó chitosan tan trong các
dung dịch acid pH dưới 6,0. Các acid hữu c như acetic, formic và lactic thường được
sử dụng để hòa tan chitosan. Thường sử dụng nhất là dung dịch chitosan 1% tại pH 4,0.
Chitosan cũng tan trong dung dịch HCl 1% nhưng không tan trong H2SO4 và H3PO4.
1.2.3.5. Tỷ trọng
Trong một số nghiên cứu cho thấy tỷ trọng của chitin và chitosan từ giáp xác rất cao
(0,39 g/cm3). Mức độ deacetyl hóa cũng làm tăng tỷ trọng của chitosan.
1.2.3.6. Khả năng kết hợp với nước và khả năng kết hợp với chất béo
Sự hấp thụ nước của chitosan lớn h n rất nhiều so với cellulose hay chitin. Thông
thường, khả năng hấp thụ của chitosan khoảng 581 – 1150% (trung bình là 702%),khả
năng hấp thụ chất béo của chitin và chitosan trong khoảng 31% -170%, chitosan có
khả năng thấp h n rất nhiều so với chitin.
1.2.3.7. Khả năng tạo màng
Chitosan cịn có khả năng tạo màng.Màng chitosan được sử dụng nhiều trong bảo
quản thực phẩm. Màng chitosan khá dai, khó xé rách, có độ bền tư ng đư ng với một
số chất dẻo vẫn được dùng làm bao gói.

8


Đồ án tốt nghiệp

Theo nghiên cứu của Fwu Long Mi và Cộng sự (Fwu Long Mi và Cộng sự, 2001;
Fwu Long Mi và Cộng sự, 2003) thì màng chitosan được tạo theo phư ng pháp sau:
Tạo dung dịch chứa hàm lượng chitosan lớn h n 3%, sau đó sấy để giảm bớt nước
trong dung dịch. Sau khi sấy cho dung dịch trao đổi ion vào ngâm trong 24 giờ. Cuối
cùng sấy cho đến khi màng khơ hồn tồn.
Cũng theo nghiên cứu này cho thấy màng chitosan tạo thành có độ hấp thu dung
dịch đệm phosphate pH = 7,4 (tư ng tự với dung dịch nội bào) và tốc độ truyền h i
nước rất cao (Fwu Long Mi và Cộng sự, 2001; Fwu Long Mi và Cộng sự, 2003).

1.2.3.8. Hoạt tính sinh học của chitosan
Chitosan là polymer chứa nhóm chức mang điện tích dư ng cho phép gắn kết với
các thành phần sinh học mang điện tích âm và có thể tái sinh theo con đường sinh học
trên trái đất, có khả năng thủy phân sinh học bằng enzyme trong c thể, tư ng hợp sinh
học với các c

uan, mô và tế bào động thực vật, kích thích trình đơng máu và làm

lành vết thư ng, tư ng tác chuyên biệt với các thành phần của chất nền ngoại bào và
các nhân tố tăng trưởng. Ngồi ra, chitosan cịn có tác dụng giảm cholesterol do liên
kết có chọn lọc với các lành axít béo, khơng gây độc do các sản phẩm sau thủy phân
đều là các chất chuyển hoá tự nhiên, không gây đáp ứng miễn dịch trong mô và c
uan động vật, có tác dụng hỗ trợ trong điều hịa miễn dịch. Chitosan có thể xử lý tạo
nhiều dạng sản phẩm như dạng miếng, màng, tấm xốp, sợi, hạt, bột mịn, bơng và gel
(Antoni Niekraszewicz, 2005)
Hoạt tính kháng khuẩn của chitosan và các dẫn xuất của nó đã nhận được sự quan
tâm đáng kể trong những năm gần đây. C chế kháng khuẩn của chitosan là nhờ một số
c chế sau (Hang Thi Au và Cộng sự, 2012):
 Chitosan là một polymer mang điện dư ng, chúng tư ng tác với thành phần
polyanion vách tế bào (polysaccharides và protein) của vi sinh vật, kết quả là sự
rò rỉ thành phần nội bào do các thay đổi trong tính thấm của hàng rào (barrier),

9


Đồ án tốt nghiệp

ngăn cản chất dinh dưỡng đi vào tế bào (đặc biệt là chitosan có khối lượng phân
tử thấp LMWC).
 Chitosan có khả năng kết hợp với DNA nên chitosan có khả năng ức chế tổng

hợp RNA và protein.
 Chitosan có khả năng gắn kết gây đơng tụ, kết tủa tế bào vi khuẩn và dẫn đến
chết tế bào. Chitosan cho thấy một phổ kháng khuẩn rộng kháng cả nấm, vi
khuẩn gram dư ng và gram âm.
Hoạt tính trong điều trị vết thư ng, chitosan có tác dụng cầm máu, đẩy nhanh quá
trình phát triển các tế bào ở vùng mô bị thư ng, tăng cường hoạt động của chitinase và
lysozyme, dẫn đến mau lành vết thư ng và giảm nhiễm trùng. Chitosan được báo cáo
là bền với dịch mật, dịch tuỵ và nước tiểu nên được dùng trong chỉ khâu phẫu thuật
thay thế cho các loại vật liệu khác có thể bị chất dịch trong c thể tấn công và đứt trước
khi vết thư ng lành hẳn (Alemdaroğlu Ceren và Cộng sự, 2006). Trong các trường hợp
bị bỏng, chitosan có thể tạo thành ở dạng màng xốp hút nước mạnh và giúp cho oxy
phân tán qua màng vào mô tổn thư ng rất dễ dàng, tạo điều kiện cho các mơ này bình
phục nhanh chóng (Trần Thị Nguyệt, 2015).
1.2.4. Ứng dụng của chitosan
1.2.4.1. Ứng dụng trong xử lý nước thải
Chitosan có khả năng hấp phụ tốt các kim loại nặng. Do đặc tính của nhóm amin tự
do trong cấu trúc chitosan được tạo thành khi deacetyl hóa chitin, các phức chelat của
nó làm cho khả năng hấp phụ kim loại (tăng gấp 5 đến 6 lần so với chitin). Khi ghép
một số nhóm chức vào khung cấu trúc của chitosan sẽ làm tăng khả năng hấp phụ kim
loại của chitosan lên nhiều lần (Nguyễn Thị Thùy Trang, 2011).
N-(o-cacboxybenzyl) chitosan, N-cacboxymetyl chitosan- hai dẫn xuất tan trong
nước và dithiocacbamat chitosan- dẫn xuất không tan trong nước là các chất hấp phụ
ion kim loại từ chitosan đã được Muzzarelli và Tanfani khảo sát (R.A.A Muzzarelli,
1989).
10


Đồ án tốt nghiệp

1.2.4.2. Ứng dụng trong y sinh

ăng cứu thư ng kiểu mới, kỹ thuật cao, có thành phần cấu tạo bởi chất chitosan vì
chitosan cịn có khả năng chống viêm cấp trên mô lành. So với các loại băng thường,
tốc độ cầm máu, tính sát khuẩn và thời gian lành mơ khi sử dụng loại băng này có hiệu
quả h n gấp nhiều lần. Chitosan ở cấu trúc nano, với tính năng uan trọng là tư ng
thích sinh học và có khả năng phân hủy sinh học có thể được sử dụng như một chất dẫn
thuốc tiềm năng. Để tạo cấu trúc phù hợp với mục đích dẫn thuốc cho chitosan, nhóm
nghiên cứu Trần Đại Lâm sử dụng tripolyphosphat (TPP) làm chất tạo liên kết chéo
thông ua tư ng tác tĩnh điện. Từ thời gian nhả thuốc khi khơng có CS-TPP vào
khoảng 7-8 giờ trong mơi trường giả dịch ruột và khoảng 0,5 giờ trong môi trường giả
dịch dạ dày, artesunat đã được kéo dài thời gian nhả thuốc lên khoảng 25-30 giờ (Trần
Đại Lâm và Cộng sự, 2006). Trên c sở đó, CS-TPP đã được ứng dụng làm chất dẫn
thuốc cho thuốc trị sốt rét artesunat (dẫn xuất artemisinin) (Trần Đại Lâm và Cộng sự,
2006; Lam Dai Tran và Cộng sự, 2011).
Nanocompozitpolymer-kim loại là nhóm vật liệu có nhiều tính năng vượt trội nhờ
có cấu trúc đặc biệt, trong đó polymer đóng vai trị như chất bao bọc bên ngồi và ổn
định hạt kim loại có kích thước nano nhờ vào đặc điểm đó người ta đã tạo nên vật liệu
tổ hợp chitosan-Ag-NP (CS-Ag-NP) được nghiên cứu ứng dụng trong việc kháng
khuẩn trong dung dịch nhờ đặc tính kháng khuẩn đặc biệt của hạt Ag-NP. Khả năng
kháng khuẩn của vật liệu trên đã được khảo sát với một số vi khuẩn như vi khuẩn gram
âm (E.Coli và P.aeruginosa), vi khuẩn gram dư ng (L.fermentum, S.aureus và
B.subtilis) và nấm (C.albians). Các kết quả khảo sát đã chứng minh khả năng ứng dụng
của vật liệu CS-Ag-NP trong dung dịch kháng khuẩn (Hang Thi Au và Cộng sự, 2012).
Ngoài ra CS-Ag-NP còn được kết hợp với curcumin hoặc bacterial cellulose và
polyvinyl pyrolidone tạo thành vật liệu có tác dụng trong điều vết thư ng (Nguyễn Thị
Mỹ Lan và Cộng sự, 2009; Trần Thị Nguyệt, 2015). Chitosan còn được dùng để bộc

11


Đồ án tốt nghiệp

nano sắt từ sử dụng trong điều trị ung thư bằng phư ng pháp shock nhiệt (Trần Đại
Lâm và Cộng sự, 2006).
1.2.4.3. Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm
Chitosan là polymer dùng an toàn cho người, lại có hoạt tính sinh học đa dạng,
chitosan đã được đưa vào thành phần thức ăn: sữa chua, bánh kẹo, nước ngọt, chất phụ
gia bảo quản tốt cho giò và bánh cuốn ở nhiệt độ phòng. Vật liệu chitosan được sử
dụng để bảo quản đóng gói thức ăn, hoa uả tư i, thủy hải sản tư i, khô.
1.2.4.4. Ứng dụng trong nông nghiệp
Trong nông nghiệp, chitosan được sử dụng chủ yếu là xử lý hạt giống tự nhiên và
chất tăng trưởng của thực vật, thuốc trừ sâu sinh thái thân thiện giúp tăng khả năng tự
nhiên của cây trồng chống nhiễm trùng nấm. Chitosan giúp tăng uang hợp, thúc đẩy
và tăng cường sự tăng trưởng thực vật, kích thích sự hấp thu chất dinh dưỡng, tăng tỷ
lệ nảy mầm và tăng sức sống thực vật. Khi sử dụng như xử lý hạt giống hoặc lớp phủ
giống trên bắp, bông, khoai tây giống, đậu tư ng, củ cải đường, cà chua, lúa mì và các
hạt giống khác, nó tạo nên một phản ứng miễn dịch trong sự phát triển của rễ bằng việc
phá hủy nang tuyến trùng của giun tròn ký sinh mà không ảnh hưởng đến hạt (M.M.
Chang và Cộng sự, 1992). Chitosan có hoạt tính kháng khuẩn cao nên trong những
năm gần đây, chitin, chitosan và các sản phẩm biến tính được quan tâm ứng dụng nhiều
trong việc bảo quản các sản phẩm nông sản sau khi thu hoạch như cam, chanh, cà chua,
chuối, dâu tây, vải, táo… và một vài sản phẩm khác và đã thu được kết quả khả quan
(A. Dornard và Cộng sự, 1986).
1.2.4.5. Trong công nghiệp
Chitosan được dùng để sản xuất vải chịu nhiệt, chống thấm, vải chitosan được dùng
cho may quần áo diệt khuẩn trong y tế, làm tăng độ bền của giấy, góp phần tăng tính
bền của hoa vải. Sử dụng trong sản xuất s n chống mốc và chống thấm (Pradip Kumar
Dutta, 2004)…
1.2.4.6. Trong công nghệ in ấn

12