Nghiên cứu khả năng giải phóng thuốc của vật liệu cellulose nạp diclofenac natri tạo ra từ gluconacetobacter xylinus trong môi trường nước dừa già​

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA SINH - KTNN VŨ THANH HÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG THUỐC CỦA VẬT LIỆU CELLULOSE NẠP DICLOFENAC NATRI TẠO RA TỪ GLUCONACETOBACTER XYLINUS TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC DỪA GIÀ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Sinh lý người động vật Hà Nội, tháng năm 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA SINH - KTNN VŨ THANH HÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG THUỐC CỦA VẬT LIỆU CELLULOSE NẠP DICLOFENAC NATRI TẠO RA TỪ GLUCONACETOBACTER XYLINUS TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC DỪA GIÀ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Sinh lý người động vật Người hướng dẫn khoa học ThS Ngô Thị Hải Yến Hà Nội, tháng năm 2019 LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới tồn thể thầy làm việc Viện nghiên cứu ứng dụng trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, toàn thể thầy cô giáo khoa Sinh – KTNN bạn sinh viên tham gia làm đề tài môn Sinh lý người động vật quan tâm, giúp đỡ tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành khóa luận với đề tài “Nghiên cứu khả giải phóng thuốc vật liệu Cellulose nạp Diclofenac Natri tạo từ Gluconacetobacter Xylinus môi trường nước dừa già” Đặc biệt, muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ThS Ngô Thị Hải Yến, người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ động viên tơi suốt q trình tơi thực hồn thành khóa luận Do lần đầu tiếp xúc với nghiên cứu khoa học thân chưa có nhiều kinh nghiệm nên tơi cịn nhiều thiếu sót q trình thực Vì vậy, tơi mong nhận lời góp ý q thầy bạn sinh viên để khóa luận hồn chỉnh Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2019 Sinh viên Vũ Thanh Hà LỜI CAM ĐOAN Tôi xin khẳng định kết khóa luận “Nghiên cứu khả giải phóng thuốc vật liệu Cellulose nạp Diclofenac Natri tạo từ Gluconacetobacter Xylinus môi trường nước dừa già” kết nghiên cứu cá nhân hướng dẫn ThS Ngô Thị Hải Yến, giảng viên trường Đại học Sư phạm Hà Nội Những số liệu kết khóa luận trung thực, khơng có chép đề tài khác Đề tài chưa cơng bố đâu hồn tồn khơng trùng với cơng trình nghiên cứu tác giả khác Trong đề tài, tơi có trích dẫn số liệu số tác giả, xin phép tác giả trích dẫn để bổ sung cho khóa luận Nếu sai tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2019 Sinh viên Vũ Thanh Hà DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Tính đề tài (nếu có) NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.Giới thiệu cellulose vi khuẩn ( CVK) 1.1.1 Đặc điểm phân loại Gluconacetobacter Xylinus 1.1.2 Màng cellulose vi khuẩn 1.2.Thuốc Diclofenac Natri 1.2.1.Cơng thức hóa học tên gọi 1.2.2.Tính chất 1.2.3.Công dụng chế tác động Diclofenac 1.2.4 Động học giải phóng thuốc 1.2.5.Dược lực học thuốc 1.2.6.Tác dụng không mong muốn thuốc 1.3.Tình hình giới Việt Nam 1.3.1 Trên giới .8 1.3.2 Ở Việt Nam CHƯƠNG 2.ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .10 2.1 Đối tượng nghiên cứu 10 2.2 Phạm vị nghiên cứu, địa điểm thời gian 10 2.3 Phương pháp nghiên cứu 10 2.3.1 Vật liệu nghiên cứu 10 2.3.1.1 Chủng vi sinh 10 2.3.1.2 Nguyên liệu hóa chất 10 2.3.1.3 Thiết bị dụng cụ 10 2.3.2 Cách bố trí thí nghiệm 11 2.3.3 Phương pháp nghiên cứu 11 2.3.3.1.Chế tạo màng CVK từ môi trường nước dừa già 11 2.3.3.2 Xử lí vật liệu CVK 12 2.3.4 Phương pháp pha dung dịch đệm .14 2.3.5 Phương pháp dựng đường chuẩn thuốc Diclofenac 14 2.3.6 Xác định lượng thuốc hấp thụ vào vật liệu BC .18 2.3.7.Nghiên cứu khả giải phóng thuốc vào màng môi trường nước dừa già 19 2.3.8 Phương pháp xử lý thống kê 20 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 21 3.1 Màng CVK nuôi cấy từ môi trường nước dừa già .21 3.2 Thu màng CVK thô từ môi trường 21 3.3 Tinh chế màng CVK 23 3.4 Xác định lượng thuốc Diclofenac giải phóng khỏi màng CVK 23 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36 Kết Luận .36 Kiến nghị 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Thành phần môi trường lên men tạo màng Cellulose vi khuẩn 12 Bảng 2.2 Mật độ quang (OD) dung dịch Diclofenac nồng độ khác (n=3) bước sóng 276nm 15 Bảng 2.3 Mật độ quang (OD) dung dịch Diclofenac nồng độ khác (n=3) bước sóng 278nm 16 Bảng 2.4 Mật độ quang (OD) dung dịch Diclofenac nồng độ khác (n =3) bước sóng 281nm .17 Bảng 3.1 Mật độ quang tiến hành giải phóng thuốc thời điểm khác môi trường pH khác màng không ép 26 Bảng 3.2 Mật độ quang tiến hành giải phóng thuốc thời điểm khác môi trường pH khác màng ép 28 Bảng 3.3 Tỉ lệ giải phóng thuốc màng chưa ép môi trường pH khác khoảng thời gian khác (n=3) 30 Bảng 3.4 Tỉ lệ giải phóng thuốc màng ép môi trường pH khác khoảng thời gian khác (n=3) 32 Bảng 3.5 Tỷ lệ thuốc Diclofenac giải phóng cực đại 24 màng môi trường pH khác 34 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo Diclofenac Hình 2.1 Sơ đồ xử lý CVK sau lên men 13 Hình 2.2 Phương trình đường chuẩn Diclofenac bước sóng 276nm 15 Hình 2.3 Phương trình đường chuẩn Diclofenac bước sóng 278nm 16 Hình 2.4 Phương trình đường chuẩn Diclofenac bước sóng 281nm 17 Hình 3.1 Màng CVK ni cấy mơi trường nước dừa già 21 Hình 3.2 Màng thu sau q trình ni cấy 22 Hình 3.3 Màng CVK bảo quản tủ lạnh 22 Hình 3.4 Màng CVK xả vịi nước 23 Hình 3.5 Màng CVK thu sau trình hấp thụ 24 Hình 3.6 Màng cho vào máy giải phóng .24 Hình 3.7 Mẫu rút lọ nhỏ để đo quang phổ 25 Hình 3.8 Biểu đồ so sánh mật độ quang lượng thuốc giải phóng màng 0,5cm 1cm chưa ép môi trường pH khác (n=3) 27 Hình 3.9 Biểu đồ so sánh mật độ quang lượng thuốc giải phóng màng 0,5cm 1cm ép môi trường pH khác (n=3) 29 Hình 3.10 Biểu đồ biểu diễn tỉ lệ giải phóng thuốc Diclofenac màng chưa ép pH thời gian khác 31 Hình 3.11 Biểu đồ biểu diễn tỉ lệ giải phóng thuốc Diclofenac màng ép pH thời gian khác 33 Hình 3.12 Khả giải phóng thuốc cực đại màng mơi trường pH khác 24 34 MỞ ĐẦU Ở Lý chọn đề tài nước ta năm gần đây, tỉ lệ phụ nữ mắc bệnh viêm khớp mãn tĩnh ngày tăng cao Đặc biệt độ tuổi từ 35- 55 tuổi, phụ nữ hay bị hành hạ đau viêm khớp dạng thấp gây nên [2] Theo nghiên cứu cho thấy Diclofenac–một dẫn chất acid phenylacetic thuốc chống viêm khơng steroid có tác dụng chống viêm giảm đau Vì vậy, người ta sử dụng Diclofenac để sản xuất thuốc dùng chữa bệnh viêm khớp Ngồi ra, Diclofenac cịn chất ức chế mạnh hoạt tính cyclooxygenase làm giảm tạo thành chất trung gian trình viêm prostacyclin, thromboxan prostaglandin Bên cạnh đó, Diclofenac cịn ức chế tạo thành mucin gây tổn hại cho đường tiêu hóa dẫn đến làm giảm tổng hợp prostaglandin [3] Các nghiên cứu gần phát hiên có số lồi vi khuẩn tự nhiên có khả tạo màng cellulose Khi nuôi cấy mơi trường thích hợp vi khuẩn có khả hình thành lớp màng cellulose sinh học khiết gọi màng cellulose vi khuẩn (CVK) [5] Màng CVK nguồn vật liệu quan tâm, thu hút ý nhà nghiên cứu nhờ đặc tính ưu việt mà đem lại như: Màng CVK có độ tinh khiết cao, độ dẻo dai học lớn đặc biệt có khả hút nước giữ nước tốt Hiện màng CVK áp dụng nhiều lĩnh vực khác Điển hình, lĩnh vực y học, điều trị bỏng màng CVK ứng dụng làm da nhân tạo thay tạm thời Ngoài màng CVK tác nhân chuyển thuốc chất làm co mạch [12,21] Ở Việt Nam, màng CVK có nhu cầu sử dụng cao giá thành nhập từ nước lớn việc nghiên cứu màng CVK mức hạn chế.Tuy nhiên, phương pháp lên men tĩnh vi khuẩn 28 pH= 0,5cm pH= 6,8 0,5cm Hình 3.9 Biểu đồ so sánh mật độ quang lượng thuốc giải phóng màng 0,5cm 1cm ép 50% môi trường pH khác (n=3) Số liệu Bảng 3.1 Bảng 3.2 cho thấy giá trị OD (y) trung bình thuốc Diclofenac giải phóng từ màng CVK- Diclofenac môi trường đệm pH tăng dần đến thời điểm dịnh dừng lại khơng tăng độ dày màng 0,5cm 1cm Giá trị OD (y) đạt cực đại thời thời điểm dù môi trường pH khác Ở môi trường đệm pH, giá trị OD (y) trung bình thuốc Diclofenac giải phóng từ màng CVK – Diclofenac đạt cực đại 24 lớn môi trường pH = 6,8 Từ giá trị OD (y) trung bình Bảng 3.1 3.2 thuốc Diclofenac tiến hành giải phóng từ màng CVK, thay vào phương trình (1) (2) (3) tính nồng độ CM tương ứng với khoảng thời gian Sau tìm giá trị nồng độ Diclofenac, thay vào công thức (6) ta tính tỉ lệ giải phóng thuốc Diclofenac màng CVK – Diclofenac độ dày, thời gian môi trường pH khác Bảng 3.3 Bảng 3.4 29 Bảng 3.3 Tỉ lệ giải phóng thuốc màng chưa ép môi trường pH khác khoảng thời gian khác (n=3) Thời pH Gian Độ dày màng 0,5cm 1cm 0,5cm 4,5 1cm 0,5cm 6,8 1cm 0,5cm 7,4 1cm 30 pH2 0.5cm pH4.5 1cm pH7.4 0.5cm Hình 3.10 Biểu đồ biểu diễn tỉ lệ giải phóng thuốc Diclofenac màng chưa ép pH thời gian khác 31 Bảng 3.4 Tỉ lệ giải phóng thuốc màng ép nước 50% môi trường pH khác khoảng thời gian khác (n=3) Thời gian pH Độ dày màng 0,5 h 0,5cm 1cm 0,5cm 4,5 1cm 0,5cm 6,8 1cm 0,5cm 7,4 1cm 32 pH2 0,5cm pH4,5 1cm pH7,4 0,5cm Hình 3.11 Biểu đồ biểu diễn tỉ lệ giải phóng thuốc Diclofenac màng ép nước 50% pH thời gian khác Nhận xét Theo số liệu từ Bảng 3.3 3.4, với biểu đồ Hình 3.10 3.11 ta thấy tỉ lệ giải phóng thuốc tăng dần, mơi trường đệm pH = 6,8 màng có khả giải phóng thuốc tốt pH =2, pH = 4,5 pH = 7,4 Tỷ lệ giải phóng loại màng môi trường pH đạt cực đại 24 giờ, thể Bảng 3.5 Hình 3.12: 33 Bảng 3.5 Tỷ lệ thuốc Diclofenac giải phóng cực đại 24 màng môi trường pH khác Độ dày pH 4,5 6,8 7,4 22% 21% 20% 19% 18% 0,5cm pH=2 Hình 3.12 Khả giải phóng thuốc cực đại màng môi trường pH khác 24 Trong môi trường pH =2, pH = 4,5, pH = 7,4 pH = 6,8 màng CVK dày 1cm có khả giải phóng thuốc Diclofenac nhanh tốt màng CVK dày 0,5cm Tại pH =2, tỷ lệ thuốc Diclofenac giải 34 phóng từ màng chưa ép có độ dày 1cm (21,07%) lớn màng 0,5cm (18,91%); màng ép nước 50% có độ dày 1cm (21,62 %) lớn màng có độ dày 0,5cm (19,28%) Trong mơi trường pH, màng ép nước 50% có khả giải phóng thuốc tốt màng chưa ép Tại pH =6,8, tỉ lệ thuốc Diclofenac giải phóng tốt Tỉ lệ thuốc Diclofenac giải phóng được từ màng CVK ép nước 50% 1cm (25,18%) lớn màng chưa ép 1cm (23,16%) Tại pH= 4,5 màng có độ dày 1cm, màng ép có tỷ lệ giải phóng thuốc lớn màng chưa ép (21,71 % > 21,34 %) Hàm lượng thuốc Diclofenac giải phóng từ màng CVK đạt nhiều 24 lớn pH = 6,8 Với màng chưa ép có độ dày 0,5cm 21,87%, màng chưa ép có độ dày 1cm 22,89% Với màng ép có độ dày 0,5cm 22,16%, màng ép có độ dày 1cm 22,99% 35 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết Luận Từ kết đạt sau nghiên cứu, rút kết luận sau: Trong môi trường pH = 2; pH =4,5; pH = 6,8 pH =7,4 màng có độ dày 1cm có khả giải phóng thuốc Diclofenac tốt màng có độ dày 0,5cm Trong môi trường pH, màng ép nước 50% có khả giải phóng thuốc Diclofenac nhiều màng chưa ép Hàm lượng thuốc Diclofenac giải phóng từ màng CVK đạt nhiều 24 pH = 6,8 lượng thuốc giải phóng nhiểu so với mơi trường pH khác Kiến nghị Cần tiếp tục nghiên cứu sâu để làm tăng sinh khả dụng kéo dài thời gian giải phóng thuốc Ngồi nghiên cứu khả giải phóng thuốc Diclofenac màng CVK tạo chủng Gluconacetobacter Xylinus môi trường nước dừa già, tiếp tục nghiên cứu khả giải phóng thuốc khác môi trường khác nước chè xanh, nước nho,… 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Trịnh Hữu Bằng, Đỗ Công Quỳnh.( 2001), Sinh lý học người động vật,Nxb Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội [2].Bộ Y tế (2009), “Dược thư Quốc Gia Việt Nam ”, NXB Hà Nội 2009 [3].Bộ Y tế (2013), “Danh mục thuốc tân dược thiết yếu lần thứ VI”, pp.18 [4].Hội đồng Dược điển Việt Nam, Dược điển Việt Nam IV, Nxb Y học, 2009 [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] Nguyễn Thúy Hương, Phạm Thành Hổ (2003), “Chọn lọc dịng Acetobacter xylinum thích hợp cho loại môi trường dùng sản xuất cellulose vi khuẩn với quy mơ lớn”,Tạp chí Di truyền học & Ứng dụng, 3:49-54 [7] 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 [8] Huỳnh Thị Ngọc Lan, Nguyễn Văn Thanh “Nghiên cứu đặc tính màng cellulose vi khuẩn từ Acetobacter xylinum sử dụng làm màng trị bỏng” Tạp chí Dược học số 361/2006, trang 18-20 [9] 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 [10] 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 Công nghệ, 50 (4), 453-462 37 [11] 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 [12] Nguyễn Văn Thanh (2006), “Nghiên cứu chế tạo màng cellulose trị bỏng từ Acetobactor xylinum”, đề tài KH&CN cấp Bộ Y tế Tài liệu tiếng Anh [13] 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 [14] Bertleff M.J., Lange J.F (2010), “Perforated peptic ulcer disease: a review of history and treatment”, Dig Surg, 27, pp.161-169 [15] Brown E (2007), “Bacterial cellulose/Themoplastic polymer nanocomposites”, Master of sience in chemical engineerin, Washington state university [16] Choi Y et al (2004), “Preparation and characterization of acrylic acid treated bacterial cellulose cation exchange membrane”, J Chem Technol Biotechnol, 79, 79-84 [17] Ghanshyam V Joshi, Bhavesh D Kevadiya & Hari C Bajaj (2016), “Controlled release formulation of ranitidinecontaining montmorillonite and Eudragit® E- 100”, 1046-1053 [18] GSK (2009) “Zantac® prescribing information”, updated April2009 [19] HeinzL, KlausM, etal (2005), “Coloratlasofpharmacology3th”, Thieme, p.172 [20] 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 38 [21] 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 [22] Kyle A.et al (2008), “Examination of metformin hydroclorid in a continuous dissolution/ HDM system”, Int J Pharmaceutics, 351, 127 – 132 [23] Pinto R.J et al (2009), “Antibacterial activity of nanocomposites of silver and bacterial or vegetable cellulosic fibers”, Acta Biomater, 5, 2279– 2289 [24] Thanh Xuan Nguyen.et al (2014), “Chitosan – coated nano – liposomes for the oral delivery of berberin hydrochloride”, J Mater Chem.B, 2, 7149 – 7159 39 ... thuốc Diclofenac môi trường nước dừa già, chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu khả giải phóng thuốc vật liệu Cellulose nạp Diclofenac Natri từ Gluconacebacter Xylinus môi trường nước dừa già.” Mục đích nghiên. ..TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA SINH - KTNN VŨ THANH HÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG THUỐC CỦA VẬT LIỆU CELLULOSE NẠP DICLOFENAC NATRI TẠO RA TỪ GLUCONACETOBACTER XYLINUS TRONG MÔI TRƯỜNG... khẳng định kết khóa luận ? ?Nghiên cứu khả giải phóng thuốc vật liệu Cellulose nạp Diclofenac Natri tạo từ Gluconacetobacter Xylinus môi trường nước dừa già” kết nghiên cứu cá nhân hướng dẫn ThS