Nghiên cứu khả năng giải phóng thuốc của vật liệu cellulose nạp diclofenac natri tạo từ gluconacetobacter xylinus nuôi cấy trong môi trường nước vo gạo​

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA SINH - KTNN - TRẦN THỊ HƯỜNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG THUỐC CỦA VẬT LIỆU CELLULOSE NẠP DICLOFENAC NATRI TẠO TỪ GLUCONACETOBACTER XYLINUS NUÔI CẤY TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC VO GẠO KHÓA 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 - TRẦN THỊ HƯỜNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG THUỐC CỦA VẬT LIỆU CELLULOSE NẠP DICLOFENAC NATRI TẠO TỪ GLUCONACETOBACTER XYLINUS NI CẤY TRONG MƠI TRƯỜNG NƯỚC VO GẠO KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành : Sinh lý học người động vật Người hướng dẫn ThS Phạm Thị Kim Dung Hà Nội, 5/2019 LỜI CẢM ƠN Thành công nỗ lực thân ủng hộ, giúp đỡ người cho dù trực tiếp hay gián tiếp, hay nhiều Viện Nghiên Cứu Khoa học Ứng dụng-Trường Đại học Sư phạm Hà Nội nơi em chọn để hồn thành chương trình học, thực nghiên cứu, hồn thiện khóa luận tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu khả giải phóng thuốc vật liệu cellulose nạp Diclofenac Natri tạo từ glconacetobacter xylinus nuôi cấy môi trường nước vo gạo” Em xin gửi lời cảm ơn Th.S Phạm Thị Kim Dung, người tận tình hướng dẫn em suốt trình nghiên cứu thực đề tài khóa luận Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô khoa Sinh-KTNN thầy cô Viện Nghiên cứu Khoa học Ứng dụng-Trường Đại học Sư phạm Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Em xin bày tỏ lịng biết ơn vơ hạn tới gia đình, bạn bè thân u chăm sóc khích lệ em thời gian nghiên cứu Bài khóa luận tốt nghiệp em cịn nhiều thiếu sót, em mong nhận đóng góp, nhận xét, góp ý quý thầy, bạn để khóa luận em hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày 20 tháng 05 năm 2019 Sinh viên Trần Thị Hường LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan viết khóa luận tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu khả giải phóng thuốc vật liệu cellulose nạp Diclofenac Natri tạo từ Glconacetobacter Xylinus nuôi cấy môi trường nước vo gạo” thật, kết nghiên cứu cá nhân em, không chép, khơng trùng lặp với đề tài Trong trình viết luận văn tốt nghiệp em có tham khảo, trích dẫn số tài liệu có nguồn gốc rõ ràng, hướng dẫn Th.S Phạm Thị Kim Dung Nếu đề tài có vấn đề em xin hồn tồn chịu trách nhiệm Hà Nội, Ngày 20 Tháng 05 Năm 2019 Sinh viên Trần Thị Hường DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài .1 Mục đích nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn Tính đề tài PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan đối tượng, lĩnh vực nghiên cứu .4 1.1.1 Tổng quan vật liệu cellulose tạo từ gluconacetobacter xylinus 1.1.2 Tổng quan thuốc Diclofenac Natri 1.1.2.1 Cơng thức hố học 1.1.2.2 Tính chất hóa lý 1.1.2.3 Độ ổn định 1.1.2.4 Hấp thụ 1.1.2.5 Tác dụng định 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu ngồi nước .6 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng 2.1.1 Đối tượng .7 2.1.2 Nguyên vật liệu nghiên cứu 2.1.3 Thiết bị dụng cụ 2.1.3.1 Thiết bị 2.2 Phạm vi nghiên cứu 2.3 Phương pháp nghiên cứu .9 2.3.1 Bố trí thí nghiệm 2.3.2 Chuẩn bị màng BC 2.3.3 Xử lí kiểm tra độ tinh khiết VLC 11 2.3.4 Phương pháp dựng đường chuẩn 11 2.3.5 Tạo VLC nạp Diclofenac Natri 14 2.3.6 Pha dung dịch đệm 14 2.3.7 Xác định lượng thuốc giải phóng VLC nạp thuốc Diclofenac Natri nuôi cấy môi trường nước vo gạo 15 2.3.8 Phương pháp thống kê xử lí số liệu 16 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 17 3.1 Tạo VLC nuôi cấy môi trường nước vo gạo 17 3.2 Màng tinh chế .18 3.3 Vật liệu cellulose nạp thuốc Diclofenac Natri 18 3.4 Xác định lượng thuốc Diclofenac natri giải phóng khỏi màng 18 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Vật liệu sử dụng nghiên cứu Bảng 2.2 Các thiết bị sử dụng nghiên cứu .8 Bảng 2.3 Dụng cụ sử dụng nghiên cứu .8 Bảng 2.4 Tạo VLC môi trường nuôi cấy nước vo gạo 10 Bảng 2.5 Mật độ quang_OD, dung dịch Diclofenac nồng độ khác (n=3) bước sóng 278nm 13 Bảng 3.1 Kết thu VLC 17 Bảng 3.2 Giá tri OD tiến hành giải phóng thuốc Diclofenac Natri thời điểm khác VLC chưa ép nước .20 Bảng 3.3 Giá trị OD tiến hành giải phóng thuốc Diclofenac Natri thời điểm khác VLC ép 50% nước .21 Bảng 3.4: Tỉ lệ giải phóng thuốc màng chưa ép nước môi trường pH khác khoảng thời gian khác nhau(%) (n=3) 24 Bảng 3.5: Tỉ lệ giải phóng thuốc màng ép 50% nước môi trường pH khác khoảng thời gian khác nhau(%) (n=3) 25 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc hóa học thuốc Diclofenac Natri .5 Hình 2.1 Sơ đồ trình tạo Vật liệu cellulose thơ 10 Hình 2.2 Sơ đồ chu trình tinh chế VLC .11 Hình 2.3 Phương trình đường chuẩn Diclofenac bước sóng 278nm 13 Hình 2.4 Pha dung dịch đệm 15 Hình 2.5 Máy khuấy từ nhiệt tủ ấm 16 Hình 3.1 Tạo VLC ni cấy mơi trường nước vo gạo .17 Hình 3.2 Rung siêu âm .18 Hình 3.3 Máy xác định lượng thuốc giải phóng .19 Hình 3.4 Mẫu rút để đo quang phổ .19 Hình 3.5 Biểu đồ so sánh mật độ quang phổ lượng thuốc giải phóng màng 0,5cm 1cm chưa ép nước môi trường pH khác (n=3) .22 Hình 3.6 Biểu đồ so sánh mật độ quang phổ lượng thuốc giải phóng màng 0,5cm 1cm ép nước mơi trường pH khác (n=3) 22 Hình 3.7 Tỉ lệ giải phóng thuốc nồng độ pH khác thời điểm khác màng gạo chưa ép nước( % ) (n=3) .26 Hình 3.8 Tỉ lệ giải phóng thuốc nồng độ pH khác thời điểm khác màng gạo ép 50% nước( % ) (n=3) 27 Hình 3.9 Tỉ lệ giải phóng thuốc nồng độ pH khác thời điểm 24 màng chưa ép màng ép 50% nước (% ) (n=3) 28 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Vật liệu cellulose (VLC) có giá thành thấp tạo nên từ nguyên liệu dễ kiếm, rẻ sản xuất quy mơ cơng nghiệp VLC có cấu trúc hóa học giống cellulose thực vật có số tính chất hóa lí đặc biệt như: độ tinh lớn, độ kết tinh độ bền học cao, khả đàn hồi tốt, phân hủy sinh học, tái chế, bề mặt tiếp xúc lớn gỗ thường, không độc khơng gây dị ứng, có khả chịu nhiệt tốt đặc biệt khả cản khuẩn Do tính chất tương đối đặc biệt mà màng cellulose vi khuẩn ứng dụng nhiều lĩnh vực như: thực phẩm, công nghiệp, mĩ phẩm đặc biệt y học [3, 4, 8] Việc nghiên cứu ứng dụng VLC nước quan tâm có số thành tựu định VLC có tẩm dầu mù u thử nghiệm thỏ gây bỏng làm màng trị bỏng giúp vết thương mau lành ngăn nhiễm trùng kết nghiên cứu Trường Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh Ngồi ra, VLC cịn ứng dụng trong: phẫu thuật, ghép mô, quan [9] Diclofenac dẫn chất acid phenylacetic thuốc chống viêm không steroid Diclofenac chất ức chế mạnh hoạt tính cyclooxygenase, làm giảm đáng kể tạo thành prostaglandin, prostacyclin thromboxan chất trung gian q trình viêm Diclofenac điều hịa đường lipoxygenase kết tụ tiểu cầu Thuốc có tác dụng chống viêm, giảm đau giảm sốt mạnh [5] Diclofenac Natri đánh giá có tác động giảm đau mạnh đau từ trung bình trầm trọng, viêm chấn thương, can thiệp phẫu thuật, thuốc nhanh chóng làm giảm chứng đau tự nhiên, đau vận động, giảm phù nề viêm phù nề vết thương [5] Tuy nhiên, dùng Diclofenac Natri gây tác dụng không mong muốn đau đầu, đau vùng thượng vị, chán ăn, khó tiêu, trướng bụng, bồn chồn, buồn nơn, nơn, ỉa chảy, gan tăng transaminase, ù tai; có gặp trường hợp phù, dị ừng, đau bụng, chảy máu đường tiêu hóa, Bảng 3.2 Giá tri OD tiến hành giải phóng thuốc Diclofenac Natri thời điểm khác VLC chưa ép nước Thời gian (giờ) pH2 Màng 0,5 cm 0,02 ± 0,0082 0,25 ± 0,0084 0,4 ± 0,0091 0,41 ± 0,0091 0,51 ± 0,0096 0,63 ± 0,01 0,75 ± 0,01 0,89 ± 0,011 0,93 ± 0,013 0,5 10 12 24 20 Bảng 3.3 Giá trị OD tiến hành giải phóng thuốc Diclofenac Natri thời điểm khác VLC ép 50% nước Thời pH2 gian Màng 0,5 cm (giờ) 0,5 0,32 ± 0,0087 0,37 ± 0,0089 0,43 ± 0,0092 0,48 ± 0,0095 0,54 ± 0,0097 0,65 ± 0,01 10 0,89 ± 0,011 12 0,92 ± 0,012 24 0,96 ± 0,013 Dựng đồ thị biểu diễn phần mềm Excel 2010, t có hình 3.5, hình 3.6: 21 Giá trị OD pH2 Màng pH4.5 Mà pH6.8 Mà pH7.4 Mà Giá trị OD Hình 3.5 Biểu đồ so sánh mật độ quang phổ lượng thuốc giải phóng màng 0,5cm 1cm chưa ép nước môi trường pH khác (n=3) 1,2 0,8 0,6 0,4 0,2 0.5 pH2 Màng 0.5cm pH4.5 Màng 0.5cm pH6.8 Màng 0.5cm pH7.4 Màng 0.5cm Hình 3.6 Biểu đồ so sánh mật độ quang phổ lượng thuốc giải phóng màng 0,5cm 1cm ép nước môi trường pH khác (n=3) 22 Số liệu bảng 3.2; 3.3, hình 3.5; 3.6 cho thấy: Cả môi trường đệm pH, giá trị OD (y) trung bình thuốc Diclofenac Natri giải phóng từ VLC độ dày màng tăng dần tới thời điểm định, giải phóng cao thời điểm 24 Trong mơi trường nước vo gạo, giá trị OD (y) trung bình thuốc Diclofenac Natri giải phóng cao mơi trường pH = 6,8 Từ bảng 3.2 3.3 (các giá trị OD (y) trung bình) thuốc Diclofenac Natri tiến hành giải phóng VLC, thay vào phương trình (1) (2) (3) ta tính nồng độ Diclofenac Natri tương ứng với khoảng thời gian Thay giá trị nồng độ Diclofenac Natri vừa tính vào cơng thức (6) ta xác định tỉ lệ giải phóng thuốc Diclofenac VLC độ dày, môi trường pH, thời gian khác thể qua bảng 3.4 3.5 23 Bảng 3.4: Tỉ lệ giải phóng thuốc màng chưa ép nước môi trường pH khác khoảng thời gian khác nhau(%) (n=3) Thời gian pH2 Màng (giờ) 0,5 cm 12 0,5 0,0 12 0,0 13 0, 13 0,0 14 0,0 15 0,0 16 10 0,0 17 12 0, 17 24 0,0 Bảng 3.5: Tỉ lệ giải phóng thuốc màng ép 50% nước môi trường pH khác khoảng thời gian khác nhau(%) (n=3) Thời gian (giờ) pH2 Màng 0,5 cm 0,5 11,958 ± 0,0074 12,339 ± 0,0075 12,784 ± 0,0077 13,168 ± 0,008 13,617 ± 0,0079 14,383 ± 0,0083 10 15,969 ± 0,0086 12 16,244 ± 0,0089 24 16,582 ± 0,094 Tỉ lệ giải phóng thuốc % 25 Qua bảng 3.4, bảng 3.5, dựng đồ thị biểu diễn phần mềm Excel 2010, ta hình 3.7, hình 3.8 pH pH pH pH Tỉ lệ giải phóng % Hình 3.7 Tỉ lệ giải phóng thuốc nồng độ pH khác thời điểm khác màng gạo chưa ép nước( % ) (n=3) pH2 Màng 0,5cm pH4,5 Màng 0,5cm pH6,8 Màng 0,5cm pH7,4 Màng 0,5cm 26 Hình 3.8 Tỉ lệ giải phóng thuốc nồng độ pH khác thời điểm khác màng gạo ép 50% nước( % ) (n=3) Số liệu bảng 3.4; 3.5, hình 3.7; 3.8 cho thấy: Tỷ lệ giải phóng thuốc VLC pH = 2; pH = 4,5; pH = 6,8; pH = 7,4 tăng dần cao 24 giờ: Ở pH = 2: tỷ lệ giải phóng màng dày 0,5cm (đối với màng khơng ép đạt 17,975% cao màng ép 50% nước đạt 16,582%) thấp tỷ lệ giải phóng màng dày 1cm (đối với màng không ép đạt 19,595% cao màng ép 50% nước đạt 19,131%) pH = 4,5: tỷ lệ giải phóng màng dày 0,5cm (đối với màng không ép đạt 17,738% cao màng ép 50% nước đạt 16,239%) thấp tỷ lệ giải phóng màng dày 1cm (đối với màng không ép đạt 19,229% cao màng ép 50% nước đạt 19,158%) Ở pH = 6,8: tỷ lệ giải phóng màng dày 0,5cm (đối với màng không ép đạt 18,078% cao màng ép 50% nước đạt 16,862%) thấp tỷ lệ giải phóng màng dày 1cm (đối với màng không ép đạt 20,690% cao màng ép 50% nước đạt 20,291%) Ở pH = 7,4: tỷ lệ giải phóng màng dày 0,5cm (đối với màng không ép đạt 17,564% cao màng ép 50% nước đạt 16,650%) thấp tỷ lệ giải phóng màng dày 1cm (đối với màng khơng ép đạt 20,042% cao màng ép 50% nước đạt 19,193%) Ở Vậy Khả giải phóng thuốc màng 1cm cao màng 0,5cm; màng chưa ép có tỉ lệ giải phóng cao màng ép 50% nước Dung dịch đệm pH = 6,8 màng có khả giải phóng thuốc cao sau tới pH=7,4; pH = pH = 4,5, thể qua hình 3.9: 27 Tỉ lệ giải phóng thuốc % Hình 3.9 Tỉ lệ giải phóng thuốc nồng độ pH khác thời điểm 24 màng chưa ép màng ép 50% nước (% ) (n=3) So sánh giá trị tỉ lệ trung bình cơng cụ Data analysis với mức ý nghĩa α = 0,05, ta có kết P < 0,05 (sự sai khác tỉ lệ giải phóng thuốc sau 24 loại màng có ý nghĩa thống kê) 28 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua trình thực nghiệm, nghiên cứu đề tài khóa luận, tơi thu hoạch số kết sau: Màng cellulose vi khuẩn tạo mơi trường nước vo gạo có độ dày 0,5cm sau ngày thu 1cm sau 14 ngày thu Thời gian giải phóng thuốc Diclofenac Natri tăng dần theo mốc thời gian, cao 24 giờ; tỷ lệ giải phóng thuốc Diclofenac Natri VLC mơi trường có pH = 2; pH = 4,5; pH = 6,8; pH = 7,4 tăng dần , giải phóng cao mơi trường có pH=6,8 Tỷ lệ thuốc giải phóng màng cellulose vi khuẩn có độ dày 1cm cao so với màng có độ dày 0,5 cm 2, Kiến nghị Tạo điều kiện hội để tiếp tục nghiên cứu khả giải phóng thuốc VLC nạp Diclofenac Natri từ loại môi trường đệm khác Tiếp tục nghiên cứu khả giải phóng VLC nạp loại thuốc khác để so sánh ưu điểm, hạn chế loại thuốc 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Bộ Y tế (2009), Dược thư quốc gia, 2859-2867 [2] Bộ Y tế (2013), Danh mục thuốc tân dược thiết yếu lần thứ VI, 18 [3] Bộ Y tế (2009), Dược Điển Việt Nam IV, NXB Hà Nội 2009 [4] Dương Minh Lam, Nguyễn Thị Thùy Vân, Đinh Thị Kim Nhung (2013), Phân Lập, tuyển chọn định loại chủng vi khuẩn BHN2 sinh màng cellulose vi khuẩn, Tạp chí Sinh học, 2013, 35(1): 74-79 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 [5] [6] Đinh Thị Kim Nhung, Nguyễn Thị Thùy Vân, Trần Như Quỳnh (2012), “Nghiên cứu vi khuẩn Acetobacter Xylinum tạo màng Bacterial Cellulose ứng dụng điều trị bỏng”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ 50 (4), 2012, 453 - 462 [7] 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 Công nghệ, 36(1), 10 – 12 Nguyễn Xuân Thành (2018), “Đánh giá hấp thụ famotidine cellulose tạo từ Acetobacter xylinum số mơi trường ni cấy”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ (Chuyên san Khoa học Nông nghiệp – Lâm nghiệp – Y dư [8] [9] Nguyễn Văn Thanh (2006), “Nghiên cứu chế tạo màng cellulose trị bỏng từ Acetobactor xylinum”, đề tài KH&CN cấp Bộ Y tế [10] Phan Thị Thu Hồng cộng (2015),“Sử dụng cellulose tổng hợp 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 vi 30 Tài liệu Tiếng anh Amin M.C.I.M et al (2012), "Bacterial cellulose film coating as drug delivery system: physicochemical, thermal and drug release properties", Journal of Sain Malaysiana, 41, 561-568 [11] Brown E (2007), “Bacterial cellulose/Themoplastic polymer nanocomposites”, Master of sience in chemical engineerin, Washington state university [12] Choi Y et al (2004), “Preparation and characterization of acrylic acid treated bacterial cellulose cation exchange membrane”, J, Chem, Technol, Biotechnol, 79, 79-84 [13] [14] 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 controlledrelease drug carriers", Journal of Materials Chemistry B (Materials for biology and medicine), 1, 2976-2984 [15] Kyle A.et al (2008), “Examination of metformin hydroclorid in a continuous dissolution/ HDM system”, Int.J.Pharmaceutics, 351, 127 – 132 [16] Pinto R.J et al (2009), “Antibacterial activity of nanocomposites of silver and bacterial or vegetable cellulosic fibers”, Acta Biomater, 5, 2279– 2289 [17] Thanh Xuan Nguyen et al (2014), “Chitosan – coated nano – liposomes for the oral delivery of berberin hydrochloride”, J.Mater.Chem.B, 2, 7149 – 7159 [18] [19] Wei B et al (2011), “Preparation and evaluation of a kind of bacterial cellulose dry films with antibacterial properties”, Carbohydr Polym, pp 84, 533 - 538 31 ... nghiên cứu Tạo thu VLC tạo từ Glconacetobacter Xylinus nuôi cấy môi trường môi trường nước vo gạo Nghiên cứu khả giải phóng thuốc vật liệu cellulose nạp Diclofenac Natri tạo từ Glconacetobacter Xylinus. .. môi trường nước vo gạo” Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu khả giải phóng thuốc vật liệu cellulose nạp Diclofenac Natri tạo từ Glconacetobacter Xylinus nuôi cấy môi trường nước vo gạo Nội dung nghiên. .. nghiệp với đề tài: ? ?Nghiên cứu khả giải phóng thuốc vật liệu cellulose nạp Diclofenac Natri tạo từ Glconacetobacter Xylinus nuôi cấy môi trường nước vo gạo” thật, kết nghiên cứu cá nhân em, khơng