Nghiên cứu so sánh khả năng giải phóng thuốc của vật liệu cellulose nạp diclofenac natri tạo ra từ gluconacetobacter xylinus trong một số môi trường nuôi cấy​

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA SINH – KTNN - NGUYỄN THỊ PHƯƠNG CHI NGHIÊN CỨU SO SÁNH KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG THUỐC CỦA VẬT LIỆU CELLULOSE NẠP DICLOFENAC NATRI TẠO RA TỪ GLUCONACETOBACTER XYLINUS TRONG MỘT SỐ MƠI TRƯỜNG NI CẤY KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Sinh lý học người động vật HÀ NỘI, 5/ 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA SINH – KTNN - NGUYỄN THỊ PHƯƠNG CHI NGHIÊN CỨU SO SÁNH KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG THUỐC CỦA VẬT LIỆU CELLULOSE NẠP DICLOFENAC NATRI TẠO RA TỪ GLUCONACETOBACTER XYLINUS TRONG MỘT SỐ MƠI TRƯỜNG NI CẤY KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Sinh lý học người động vật Người hướng dẫn khoa học ThS NGÔ THỊ HẢI YẾN HÀ NỘI, 5/ 2019 LỜI CẢM ƠN Trong trình hồn thành khóa luận tốt nghiệp, tơi nhận nhiều giúp đỡ từ thầy cô Trước tiên, xin gửi lời cảm ơn tới ThS Ngô Thị Hải Yến, người hướng dẫn, tận tình bảo tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành khóa luận Tơi xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô Viện Nghiên cứu Khoa học Ứng dụng Trường Đại học Sư phạm Hà Nội tạo điều kiện, truyền đạt kiến thức q báu giúp tơi hồn thành khóa luận Tơi xin cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Sinh – KTNN, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Đặc biệt, xin cảm ơn gia đình bạn bè quan tâm, giúp đỡ suốt trình học tập hồn thành khóa luận Do bước đầu làm quen với công việc nghiên cứu khoa học nên tránh sai sót, mong nhận góp ý q thầy để khóa luận hồn chỉnh Một lần nữa, xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 20/05/2019 Sinh viên Nguyễn Thị Phương Chi LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan điều viết khóa luận “Nghiên cứu so sánh khả giải phóng thuốc vật liệu cellulose nạp Diclofenac natri tạo từ Gluconacetobacter xylinus số môi trường nuôi cấy”là kết nghiên cứu cá nhân, hoàn thành “Viện Nghiên cứu Khoa học Ứng dụng trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2”, hướng dẫn trực tiếp ThS Ngô Thị Hải Yến Các số liệu kết nghiên cứu khóa luận trung thực, khách quan không trùng lặp với khóa luận Trong có tham khảo số tài liệu tác giả nhằm bổ sung cho số liệu khóa luận Nếu sai, tơi xin chịu trách nhiệm hồn tồn trước hội đồng bảo vệ Hà Nội, ngày 20/05/2019 Sinh viên Nguyễn Thị Phương Chi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu .2 Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn .2 NỘI DUNG .3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Cellulose vi khuẩn (BC) 1.1.1 Vị trí phân loại vi khuẩn G xylinus 1.1.2 Đặc điểm sinh lý 1.1.3 Đặc điểm nuôi cấy 1.1.4 Tính chất màng BC 1.2 Thuốc Diclofenac natri .6 1.2.2 Công thức 1.2.3 Tác dụng dược lý chế tác dụng 1.2.4 Dược động học 1.2.5 Chỉ định 1.2.6 Tác dụng phụ 1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.3.1 Tình hình ngiên cứu giới 1.3.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 10 2.1 Đối tượng nghiên cứu 10 2.2 Vật liệu nghiên cứu 10 2.2.1 Chủng vi khuẩn 10 2.2.2 Nguyên liệu hóa chất 10 2.2.3 Các thiết bị 11 2.3 Nội dung nghiên cứu 11 2.4 Phương pháp nghiên cứu 11 2.4.1 Bố trí thí nghiệm 11 2.4.2 Phương pháp chế tạo màng BC 12 2.4.3 Đánh giá độ tinh khiết màng BC 13 2.4.5 Xác định lượng thuốc hấp thụ vào vật liệu BC 18 2.4.6 Môi trường pH dùng để xác định lượng thuốc giải phóng 18 2.4.8 Xử lý thống kê .20 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 21 3.1 Tạo màng BC lên men từ loại môi trường (MT chuẩn, MT gạo, MT dừa) 21 3.2 Hấp thụ thuốc Diclofenac natri 22 3.3 Xác định lượng thuốc giải phóng khỏi màng BC 23 3.3.1 Xác định lượng thuốc Diclofenac natri giải phóng từ màng BC lên men từ môi trường chuẩn 25 3.3.2 Xác định lượng thuốc Diclofenac natri giải phóng từ màng BC lên men từ môi trường dừa 32 3.4 So sánh khả giải phóng thuốc Diclofenac natri màng BC lên men từ loại môi trường khác mơi trường có pH=6,8 36 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .40 Kết luận .40 Kiến nghị 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO .41 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng nước vo gạo Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng nước dừa già .4 Bảng 2.1: Thành phần trong loại môi trường nuôi cấy vi khuẩn 12 Bảng 2.2: Giá trị OD dung dịch diclofenac natri nồng độ khác (n=3) bước sóng 276nm 15 Bảng 2.3: Giá trị OD dung dịch diclofenac natri nồng độ khác (n=3) bước sóng 278nm 16 Bảng 2.4: Giá trị OD dung dịch diclofenac natri nồng độ khác (n=3) bước sóng 281nm 17 Bảng 3.1: Lượng thuốc hấp thụ vào loại màng khác 23 Bảng 3.2: Tỉ lệ (%) thuốc giải phóng màng BC tạo từ mơi trường chuẩn (Màng BC không ép nước) .25 Bảng 3.3: Tỉ lệ (%) thuốc giải phóng màng BC tạo từ mơi trường chuẩn (Màng BC ép nước 50%) 26 Bảng 3.4: Tỉ lệ (%) thuốc giải phóng màng BC tạo từ mơi trường gạo (Màng BC không ép nước) 29 Bảng 3.5: Tỉ lệ (%) thuốc giải phóng màng BC tạo từ mơi trường gạo (Màng BC ép nước 50%) 30 Bảng 3.6: Tỉ lệ (%) thuốc giải phóng màng BC tạo từ mơi trường dừa (Màng BC không ép nước) 33 Bảng 3.7: Tỉ lệ (%) thuốc giải phóng màng BC tạo từ mơi trường dừa (Màng BC ép nước 50%) .34 Bảng 3.8: Khả giải phóng thuốc màng BC (khơng ép nước) với độ dày khác 24 37 Bảng 3.9: Khả giải phóng thuốc màng BC (ép nước 50%) với độ dày khác 24 38 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Thuốc Diclofenac natri dạng tinh khiết 10 Hình 2.2: Phương trình đường chuẩn thuốc Diclofenac natri bước sóng 276nm 15 Hình 2.4: Phương trình đường chuẩn thuốc Diclofenac natri bước sóng 281nm 17 Hình 3.1: Ni cấy màng BC loại mơi trường 21 Hình 3.2: Màng BC thu sau q trình ni cấy .22 Hình 3.3: Màng BC thu sau trình hấp thụ thuốc .23 Hình 3.4: Màng cho vào máy giải phóng 24 Hình 3.5: Mẫu rút để đo quang phổ 24 Hình 3.6: Tỉ lệ (%) thuốc giải phóng màng BC tạo từ mơi trường chuẩn (Màng BC không ép nước) .27 Hình 3.7: Tỉ lệ (%) thuốc giải phóng màng BC tạo từ mơi trường chuẩn (Màng BC ép nước 50%) 27 Hình 3.8: Khả giải phóng thuốc màng BC tạo từ MT chuẩn mơi trường có pH khác 24h .28 Hình 3.9 Tỉ lệ giải phóng thuốc nồng độ pH khác thời điểm khác màng gạo chưa ép nước 31 Hình 3.10 Tỉ lệ giải phóng thuốc nồng độ pH khác thời điểm khác màng gạo ép 50% nước 31 Hình 3.11: Khả giải phóng thuốc màng BC tạo từ MT gạo mơi trường có pH khác 24h .32 Hình 3.12: Tỉ lệ (%) thuốc giải phóng màng BC tạo từ mơi trường dừa (Màng BC không ép nước) 35 Hình 3.13: Tỉ lệ (%) thuốc giải phóng màng BC tạo từ mơi trường dừa (Màng BC ép nước 50%) .35 Hình 3.14: Khả giải phóng thuốc màng BC tạo từ MT dừa mơi trường có pH khác 24h .36 Hình 3.15: Khả giải phóng thuốc màng BC (khơng ép nước) với độ dày khác 24 37 Hình 3.16: Khả giải phóng thuốc màng BC (ép nước 50%) với độ dày khác 24 38 30 Tỉ lệ giải phóng thuốc % Dựng đồ thị biểu diễn phần mềm Excel 2010, ta Hình 3.9, Hình 3.10 pH2 M pH4.5 pH6.8 pH7.4 Hình 3.9 Tỉ lệ giải phóng thuốc nồng độ pH khác thời Tỉ lệ giải phóng % điểm pH2 Màng 0,5cm pH4,5 Màng 0,5cm pH6,8 Màng 0,5cm pH7,4 Màng 0,5cm Hình 3.10 Tỉ lệ giải phóng thuố c nồng độ pH khác thời điểm khác màng g 31 Nhận xét: Tỉ lệ thuốc giải phóng Ta thấy tỉ lệ giải phóng thuốc tăng dần, m màng có khả giải phóng thuốc cao pH =2, pH =4,5 pH = 7,4; đạt cực đại 24 Cụ thể: pH=2 Hình 3.11: Khả giải phóng thuốc màng BC tạo từ MT gạo Màng có độ dày 1cm có khả giải phóng cao màng dày 0,5cm Tại mơi trường có độ pH=6,8, màng BC có khả giải phóng thuốc cao 3.3.2 Xác định lượng thuốc Diclofenac natri giải phóng từ màng BC lên men từ mơi trường dừa Lượng thuốc giải phóng khỏi màng BC có độ dày 0,5 cm 1cm khoảng thời gian khác dung dịch có độ pH khác thể Bảng 3.6 Bảng 3.7 32 Bảng 3.6: Tỉ lệ (%) thuốc giải phóng màng BC tạo từ mơi trường dừa (Màng BC không ép nước) pH Độ Dày màng 0,5cm 1cm 0,5cm 4,5 1cm 0,5cm 6,8 1cm 0,5cm 7,4 1cm 33 Bảng 3.7: Tỉ lệ (%) thuốc giải phóng màng BC tạo từ môi trường dừa (Màng BC ép nước 50%) Thời gian pH Độ dày màng 0,5cm 1cm 0,5cm 4,5 1cm 0,5cm 6,8 1cm 0,5cm 7,4 1cm 0,5 h 34 Tỉ lệ thuốc gi ải phóng (%) Dựng đồ thị biểu diễn phần mềm Excel hình 13 pH2 0.5cm pH4.5 1cm pH7.4 0.5cm Tỉ lệ thuốc gi ải phóng (%) Hình 3.12: Tỉ lệ (%) thuốc giải phóng màng BC tạo từ mơi trường dừa Hình 3.13: Tỉ lệ (%) thuốc gi ải phóng củ a màng BC tạo từ mơi trường dừa 35 Nhận xét: Theo số liệu từ Bảng 3.6 3.7, ta thấy tỉ lệ giải phóng thuốc tăng dần, mơi trường đệm pH = 6,8 màng có khả giải phóng thuốc cao pH =2, pH =4,5 pH = 7,4, đạt cực đại 24 Cụ thể: Tỉ lệ thuốc giải phóng 22% 21% 20% 19% 18% 0,5cm pH=2 Hình 3.14: Khả giải phóng thuốc màng BC tạo từ MT dừa mơi trường có pH khác 24h Màng có độ dày 1cm có khả giải phóng cao màng dày 0,5cm Tại mơi trường có độ pH=6,8, màng BC có khả giải phóng thuốc cao 3.4 So sánh khả giải phóng thuốc Diclofenac natri màng BC lên men từ loại mơi trường khác mơi trường có pH=6,8 Các loại màng BC có khả giải phóng thuốc cao mơi trường pH=6,8 VÌ vậy, so sánh khả giải phóng thuốc màng BC, tơi xét điều kiện mơi trường • Đối với màng BC không ép nước 36 Khả giải phóng thuốc Diclofenac natri màng BC lên men từ loại mơi trường khác mơi trường có pH=6,8 thể Bảng 3.8 Hình 3.15 Bảng 3.8: Khả giải phóng thuốc màng BC (không ép nước) với độ dày khác 24 Màng chuẩn Màng gạo Tỉ lệthu ốc g i ải phóng (%) Màng dừa Hình 3.15: Khả giải phóng thuốc màng BC (khơng ép nước) với độ dày khác 24 • Đối với màng BC ép nước 50% 37 Khả giải phóng thuốc Diclofenac natri màng BC lên men từ loại mơi trường khác mơi trường có pH=6,8 thể Bảng 3.9 Hình 3.16 Bảng 3.9: Khả giải phóng thuốc màng BC (ép nước 50%) với độ dày khác 24 Màng chuẩn Màng gạo Tỉ l ệ thuốc giải phóng (%) Màng dừa Hình 3.16: Khả giải phóng thuốc màng BC (ép nước 50%) với độ Nhận xét: Về đặc điểm giải phóng thuốc Diclofenac natri loại màng BC khác • Khả giải phóng thuốc theo thứ tự sau: - Đối với màng BC khơng ép nước: 38 + Màng BC có độ dày 0,5cm: Màng dừa (21,87%) > Màng gạo (18,08%) > Màng chuẩn (18,02%) + Màng BC có độ dày 1cm: Màng dừa (22,31%) > Màng gạo (20,69%) > Màng chuẩn (19,78%) - Đối với màng BC ép nước 50%: + Màng BC có độ dày 0,5cm: Màng dừa (22,16%) > Màng chuẩn (17,54%) > Màng gạo (16,86%) + Màng BC có độ dày 1cm: Màng dừa (22,29%) > Màng gạo (20,29%) > Màng chuẩn (19,31%) Như vậy, khả giải phóng thuốc màng dừa cao (ở hai loại màng dày 0,5cm 1cm) Chứng tỏ với loại màng độ dày khác khả giải phóng thuốc khác Màng BC có độ dày 1cm có khả giải phóng cao màng BC có độ dày 0,5cm - • Về đặc điểm màng BC Trong mơi trường pH=6,8, màng BC có trương nở nhiều nên tạo nhiều khe hở màng mơi trường cịn lại (pH=2, pH=4,5 pH=7,4) Do liên kết màng trở nên lỏng lẻo hơn, tạo điều kiện cho thuốc Diclofenac natri xuyên qua sợi cellulose nhiều - Thuốc Diclofenac natri có độ tan tốt mơi trường có pH=2 (điển hình mơi trường dịch vị dày) không bao bọc màng - BC, độ thải trừ thuốc 2,5-6(h) Màng BC cấu tạo sợi polime bền nên q trình giải phóng thuốc khơng có ăn mịn màng Do đó, màng BC phù hợp để làm hệ thống vận chuyển thuốc (qua đường uống), lúc thời gian giải phóng thuốc kéo dài đến 24 39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua trình làm thực nghiệm, tơi thu kết sau: Màng BC lên men từ loại môi trường khác (MT chuẩn, MT gạo, MT dừa) có độ dày 1cm 0,5cm đánh giá có đủ tiêu chuẩn làm vật liệu giải phóng thuốc Diclofenac natri Nhìn chung, màng BC có độ dày 1cm có tỉ lệ thuốc giải phóng cao so với màng 0,5cm Màng BC ép nước 50% có tỉ lệ giải phóng thuốc cao so với màng BC khơng ép nước Lượng thuốc giải phóng loại màng nhiều dần theo thời gian Tỉ lệ thuốc giải phóng loại màng nhiều dần theo thứ tự: Màng MT chuẩn, màng MT gạo màng MT dừa Kiến nghị Cần tiếp tục khảo sát thêm khả giải phóng thuốc Diclofenac natri màng BC nuôi cấy từ số loại môi trường tự nhiên khác như: nước nho, nước chè xanh,… để bổ sung thêm nguồn nguyên liệu tự nhiên Tiếp tục nghiên cứu khả giải phóng thuốc Diclofenac natri với lượng mẫu lớn để cung cấp số liệu cho nghiên cứu nhằm ứng dụng màng sản xuất thuốc 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Bộ Y tế (2009), “Dược Điển Việt Nam IV”, NXB Hà Nội 2009 [2] Bộ Y tế (2002), Dược thư quốc gia Việt Nam, tr.1084 – 1088 [3] Nguyễn Thúy Hương, Phạm Thành Hổ (2003), “Chọn lọc dòng Acetobacter xylinum thích hợp cho loại mơi trường dùng sản xuất cellulose vi khuẩn với quy mô lớn”,Tạp chí Di truyền học & Ứng dụng, 3:49-54 Đặng Thị Hồng (2007), ‘Phân lập, tuyển chọn nghiên cứu số đặc tính Sinh học vi khuẩn chế tạo màng sinh học (CVK)’ Luận án thạc sĩ sinh học Đại học Sư phạm Hà Nội [4] [5] Phan Thị Thu Hồng cộng (2015),“Sử dụng cellulose tổng hợp vi khuẩn Acetobacter xylinum để chế tạo vật liệu nhựa composite sinh học nhựa polyvinyl alcohol”, Tạp chí phát triển KH&CN, 18 (4): 114-124 [6] Dương Minh Lam cộng (2013), “Phân lập, tuyển chọn định loại chủng vi khuẩn BHN2 sinh màng cellulose vi khuẩn”, Tạp chí Sinh học, 35(1):74-79 [7] Tạ Long (Chủ tịch hội Khoa học Tiêu hóa Việt Nam), “Báo cáo Hội nghị Khoa học Tiêu hóa tồn quốc lần thứ 19 (tháng 11/2013)” Tại Hà Nội [8] Đinh Thị Kim Nhung (1998), “Tối ưu hóa thành phần mơi trường dinh dưỡng cho Acetobacter xylinum phương pháp quy hoạch thực nghiệm” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, 36(1), 10 – 12 [9] Đinh Thị Kim Nhung, Nguyễn Thị Thùy Vân, Trần Như Quỳnh (2012), “Nghiên cứu vi khuẩn A xylinum tạo màng Bacteril Cellulose ứng dụng điều trị bỏng”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, 50 (4), 453-462 [10] Nguyễn Văn Thanh (2006), “Nghiên cứu chế tạo màng cellulose trị bỏng từ Acetobactor xylinum”, đề tài KH&CN cấp Bộ Y tế Đàm Thị Thủy (2013), “Nghiên cứu bào chế viên nén Diclofenac natri giải phóng nhanh theo chế nhũ hóa”, Khóa luận tốt nghiệp dược sĩ [11] 41 Tơn Đức Q (2013) “Khảo sát tình hình sử dụng thuốc kháng viêm giảm đau không steroid điều trị BV đa khoa tỉnh Hà Tĩnh”, báo cáo Hà Nội [12] Tài liệu tiếng Anh Brown E (2007), “Bacterial cellulose/Themoplastic polymer nanocomposites”, Master of sience in chemical engineerin, Washington state university [13] Choi Y et al (2004), “Preparation and characterization of acrylic acid treated bacterial cellulose cation exchange membrane”, J Chem Technol Biotechnol, 79, 79-84 [14] [15] Hestrin S., Schramm M (1954), “Synthesis of cellulose by Acetobacter xylinum, Preparation of freeze-dried cells capable of polymerizing glucose to cellulose”, Biochem J 58(2): 345-352 Huang L et al (2013), "Nano-cellulose 3D-networks as controlled-release drug carriers", Journal of Materials Chemistry B (Materials for biology and medicine), 1, 2976-2984 [16] Kyle A.et al (2008), “Examination of metformin hydroclorid in a continuous dissolution/ HDM system”, Int.J.Pharmaceutics, 351, 127 – 132 [17] Pinto R.J et al (2009), “Antibacterial activity of nanocomposites of silver and bacterial or vegetable cellulosic fibers”, Acta Biomater, 5, 2279–2289 [18] Thanh Xuan Nguyen et al (2014), “Chitosan – coated nano – liposomes for the oral delivery of berberin hydrochloride”, J.Mater.Chem.B, 2, 7149 – 7159 [19] Tài liệu từ mạng Internet [20].http://ykhoanet.azurewebsites.net/duoc/duocpham/tracuu/DM0024 68.htm [21] https://hellobacsi.com/thuoc/diclofenac 42 ... luận ? ?Nghiên cứu so sánh khả giải phóng thuốc vật liệu cellulose nạp Diclofenac natri tạo từ Gluconacetobacter xylinus số môi trường nuôi cấy”là kết nghiên cứu cá nhân, hoàn thành “Viện Nghiên cứu. .. sánh khả giải phóng thuốc vật liệu BC loại môi trường nuôi cấy Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: So sánh khả giải phóng thuốc Diclofenac natri màng BC lên men từ loại môi trường. .. thấy thuốc giải phóng với tốc độ chậm Với mục đích nghiên cứu để bổ sung dẫn chứng khả giải phóng thuốc Diclofenac natri vật liệu BC, chọn đề tài:? ?Nghiên cứu so sánh khả giải phóng thuốc vật liệu