1.3.1. Giới thiệu về bỏng
1.3.1.1. Khái niệm bỏng
Bỏng là những tơn thương mơ mà có thể gây ra bởi cháy, mặt trời, hóa chất, vật nóng hoặc chất lỏng, điện hoặc các phương tiện khác. Bỏng có thể coi là vấn đề y tế hoặc trường hợp khẩn cấp đe dọa tính mạng
Điều trị bỏng phụ thuộc vào mức độ nghiêm trong và kích thước của nó. Có thể điều trị bỏng nhỏ ở nhà bằng cách sử dụng các biện pháp sơ cứu chẳng hạn như làm mát da và áp một lớp kem gây mê hoặc gel lô hội. Bỏng sâu và lan rộng cần chăm sóc y tế ngay lập tức [7].
Bỏng là một trong những tai nạn thương tâm nhất thường gặp trong đời sống hằng ngày và thường để lại những di chứng nặng nề về thẩm mỹ cũng như sức khỏe cho con người. Theo thống kê, trung bình mỗi năm Viện bỏng quốc gia tiếp nhận trên 2000 trường hợp bỏng, trong đó chiếm hơn một nửa là trẻ em. Năm 2005 khoa Phỏng- Chỉnh hình Bệnh Viện Nhi đồng 1 Tp.Hồ Chí Minh đã tiếp nhận gần 2000 trẻ em bị bỏng phải nhập viện, trong đó 79% trường hợp bỏng do nước sơi, 17% do lửa và 4% do hóa chất.
21
1.3.1.2. Các triệu chứng bỏng
- Đỏ, sưng da - Ướt hoặc ẩm da - Xuất hiện mụn nước
- Đen hoặc cháy da trong trường hợp nghiêm trọng
1.3.1.3. Phân loại bỏng
Bỏng độ một: Vết bỏng chỉ ảnh hưởng đến các lớp ngoài của da (biểu bì). Vết bỏng gây mẫn, đỏ, đau và thường giải quyết với các biện pháp cấp cứu trong vài ngày đến một tuần.
Bỏng độ hai: Vết bỏng ảnh hưởng tới biều bì và lớp thứ hai của da, gây mẫn đỏ, đau và sưng. Bỏng độ hai thường trơng ướt và ẩm. Mụn nước có thể phát triển và đau có thể nặng. Bỏng sâu độ hai có thể gây ra sẹo.
Bỏng độ ba: Bỏng liên quan đến lớp biểu bì, hạ bì và tiếp cận các mô bên dưới chúng ( mô dưới da). Da có thể xuất hiện cứng, sáp màu trắng. Bỏng độ ba có thể phá hủy dây thần kinh.
Bỏng độ bốn: Vết bỏng nghiêm trọng nhất, tổn thương ngồi lớp mơ dưới da và vào các dây thần kinh cơ bắp và xương nằm bên dưới. Da có thể xuất hiện đen hoặc cháy. Nếu thần kinh thiệt hại đáng kể có thể cảm thấy khơng đau.
1.3.1.3. Nguyên nhân gây bỏng
Bỏng xảy ra khi da tiếp xúc với nhiệt độ cao trên 60ºC. Nhiều chất có khả năng gây bỏng bao gồm:
- Lửa
- Chất lỏng hoặc hơi nước nóng
- Kim loại, thủy tinh hoặc các đối tượng khác nóng - Dịng điện
- Bức xạ chẳng hạn như từ X- quang hoặc xạ trị ung thư
- Ánh sáng mặt trời hoặc tia cực tím (UV), ánh sáng từ đèn chiếu sáng
- Hóa chất như axit mạnh, kiềm (như dung dịch kiềm hoặc xi măng), sơn móng hoặc xăng
22 - Ma sát
1.3.1.4. Phương pháp điều trị và thuốc
Bỏng điều trị phụ thuộc vào mức độ nghiêm trọng và kích thước của vết bỏng
Bỏng nhẹ: Điều vị bỏng độ một và độ hai ở nhà bằng cách sử dụng các biện pháp tự chăm sóc như làm mát da và dùng thuốc giảm đau. Bỏng nhẹ thường giải quyết trong một vài ngày hoặc đến vài tuần.
Bỏng nghiêm trọng: Bỏng nặng được coi là một cấp cứu y tế và điều trị y tế khẩn cấp
Thuốc trị bỏng được sử dụng hoặc thuốc giảm đau, kháng sinh tiêm tĩnh mạch để giảm đau và ngăn ngừa nhiễm trùng. Thuốc tại chỗ (gel, kem bôi) cũng được sử dụng để giảm đau và tăng tốc độ chữa lành.
1.3.2. Gel trị bỏng
1.3.2.1. Khái niệm
Gel là thuốc dạng thể mềm dùng để bôi lên da hoặc niêm mạc nhằm bảo vệ da hoặc đưa thuốc thấm qua da. Trong đó một hay nhiều dược chất được hòa tan hay phân tán trong tá dược polyme thiên nhiên hoặc tổng hợp.
Chitosan/nano bạc được nghiên cứu ứng dụng trong việc kháng khuẩn trong dung dịch nhờ đặc tính kháng khuẩn đặc biệt của hạt nano bạc. Các tính chất của chitosan/nano bạc được khảo sát bằng phổ UV-Vis, ảnh hiển vi truyền qua (TEM). Khả năng kháng khuản của vật liệu trên đã được khảo sát với một số vi khuẩn gram âm ( E.Coli và P.aeruginosa), vi khuẩn gram dương (L.fermentum, S.aureus và B.subtilis) và nấm (C.albians). Khảo sát đã chứng minh khả năng ứng dụng của vật
liệu chitosan/nano bạc trong kháng khuẩn dung dịch.[6]
Đây chính là cơ sở để nhóm nghiên cứu hiện đang tiến hành chế tạo gel với ba thành phần chính chứa nano bạc kết hợp curcumin trên nền WSC nhằm đưa ra sản phẩm hoàn hảo hơn trong y dược và mỹ phẩm (điều trị các vết thương ngồi da, có tính sát khuẩn vừa nhanh làm liền sẹo, làm mịn da…)
Các kết quả nghiên cứu trên đã được công bố trong 5 bài báo trên các tạp chí quốc tế (SCI) có uy tín của Nhà xuất bản Elsevier (Collids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspect, Materials Science and Engineering: C và Talanta), 2 bài trên tạp chí SCI-E (J.Chitin and Chitosan). Các kiên cứu sơ bộ này đã thể hiện rõ vật liệu chitosan có rất nhiều tiềm năng ứng dụng trong y sinh học.
23
1.3.2.1. Một số thành phần trong gel trị bỏng
a) Chitosan hịa tan trong nước:
WSC có tác dụng kháng khuẩn khá tốt đối với cả 3 loại vi khuẩn thường gặp trong nhiễm khuẩn bỏng cả invitro và invivo [10].
Ngồi ra WSC cịn có tác dụng tăng cường tập trung các tế bào viêm vào vùng tổn thương trong giai đoạn sớm của quá trình liền vết thương, giúp vết thương được làm sạch nhanh chóng, tạo điều kiện tốt cho quá trình tái tạo. Vì vậy WSC được coi là dược chất quan trọng trong gel trị bỏng.
b) Nano bạc
Hình 1.12: Hình ảnh chụp TEM của nano bạc
Phương pháp điều chế nano bạc:
Một số phương pháp điển hình để chế tạo nano bạc sau:
- Phương pháp ăn mòn laze: đây là một phương pháp từ trên xuống. Vật liệu ban đầu là một tấm bạc được đặt trong một dung dịch có chứa chất hoạt động bề mặt. Một chùm Laser xung có bước sóng 532 nm, độ rộng xung là 10 ns, tấn số 10Hz, năng lượng mỗi xung là 90 mJ, đường kính vùng kim loại bị tác dụng từ 1- 3nm. Dưới tác dụng của chùm laser xung, các hạt nano có kích thước khoảng 10nm được hình thành và được bao phủ bới chất hoạt hóa bề mặt anion CnH2n+1SO3Na với n=8, 10, 12, 14 với nồng độ từ 0,001 đến 0,1M
- Phương pháp khử hóa học: dùng các tác nhân hóa học để khử ion kim loại thành kim loại. Thơng thường, các tác nhân hóa học ở dạng dung dịch lỏng nên còn gọi là phương pháp hóa ướt. Đây là phương pháp từ dưới lên. Dung dịch ban đầu là AgNO3. Tác nhân khử thường được sử dụng là các chất hóa học như axit citric, vitamin C, NaBH4, etanol(cồn), eytlen glycol. Để các hạt nhân phân tán tốt trong dung môi mà không bị kết tụ thành đám, người ta sử dụng phương pháp tĩnh điện để
24
làm cho bề mặt các hạt nano có cùng điện tích và đẩy nhau hoặc làm bền bằng chất hoạt hóa bề mặt. Bảo vệ bằng phương pháp tĩnh điện đơn giản nhưng bị giới hạn bởi một số chất khử. Phương pháp sử dụng chất hoạt động bề mặt hoặc hợp chất cao phân tử được sử dụng rộng rãi. Bằng phương pháp hóa học, người ta có thể chế tạo được các hạt nano có kích thước từ 10 đến 100 nm
- Phương pháp khử vật lý: dùng các tác nhân vật lý như điện tử, sóng điện từ năng lượng cao như tia gamma, tia tử ngoại, tia laze để khử ion kim loại thành kim loại. Dưới tác dụng của các tác nhân vật lý, có nhiều quá trình biến đổi của dung môi và phụ gia trong dung môi để sinh ra các hốc hóa học có tác dụng khử ion thành kim loại. Ví dụ, người ta dùng chùm laser xung có bước sóng 500nm, độ xung dài 6 ns, tần số 10 Hz, công suất 12-14 nJ chiều vào dung dịch có chứa AgNO3 như là gốc kim loại Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) như là chất hoạt hóa bề mặt để thu được hạt nano bạc
- Phương pháp khử sinh học: dùng vi khuẩn là tác nhân khử ion kim loại. Người ta cấy vi khuẩn MKY vào trong dung dịch có chứa ion bạc để thu được hạt nano bạc. Phương pháp này đơn giản, thân thiện với mơi trường và có thể tạo hạt với số lượng lớn
Ứng dụng của nano bạc:
Nano bạc hiện nay được áp dụng rất nhiều trong các lĩnh vực của đời sống. Hầu như các ứng dụng này đều liên quan đến tính chất kháng khuẩn của nó.
- Trong các thiết bị gia dụng: điều hòa nhiệt độ, tủ lạnh, máy giặt, máy khử độc hoa quả…
- Trong sản xuất hàng tiêu dùng: bình sữa trẻ em, bát đĩa, đồ chơi, hộp đựng thực phẩm…
- Sản xuất sợi nhân tạo dùng dệt vải, khăn, quần áo, khẩu trang y tế… có khả năng kháng khuẩn, chống hơi.
- Y tế: tổng hợp các sản phẩm như bột bạc kháng khuẩn, các loại thuốc… hay các sản phẩm vô trùng tuyệt đối khi phủ lên bề mặt lớp nano bạc như băng gạc vệ sinh, dao kéo phẫu thuật…
Với hoạt tính kháng khuẩn, nano bạc trở thành hoạt chất quan trọng trong gel trị bỏng, mặt khác cũng là dung mơi hịa tan WSC.
Cấu trúc hóa h
Curcumin là thành ph thuộc họ Gừng (Zingiberaceae
Hình 1.
Tên gọi: (1E,6E)-1,7-bis (4 Cơng thức phân tử: C21 Phân tử lượng: Mcurcumin
Tính chất vật lý:
- Curcumin trích t 185ºC
- Curcumin khơng tan trong nư dicloetylen, benzen, axit axetic
- Trong mơi trư
acid, dung dịch có màu vàng ánh l tím trong mơi trường ki
- Màu của curcumin b hiện diện của SO2 với n
- Dung dịch curcumin trong dung mơi h sóng khoảng 420-430nm
25
u trúc hóa học:
là thành phần chính của curcuminoid – một ch Zingiberaceae) được sử dụng như một gia vị ph
Hình 1.13: Công thức cấu tạo của curcumin
bis (4-hydroxy-3-methoxyphenyl) -1,6-heptadiene 21H20O6
curcumin= 368,38 g/mol
t lý:
Curcumin trích từ củ nghệ có dạng bột màu vàng, nhiệ
Curcumin khơng tan trong nước, tan trong cồn, axeton, met axit axetic…
Trong mơi trường trung tính, dung dịch curcumin có màu vàng. Mơi trư ch có màu vàng ánh lục (vàng chanh). Dung dịch có màu cam t
ng kiềm [4].
a curcumin bền với nhiệt độ, khơng bền với ánh sáng và khi có s i nồng độ ≥ 10ppm.
ch curcumin trong dung mơi hữu cơ có độ hấp th 430nm. t chất trong củ nghệ phổ biến ở Ấn Độ [4]. a curcumin heptadiene-3,5-dione ệt độ nóng chảy 184- n, axeton, metanol, , ch curcumin có màu vàng. Mơi trường ch có màu cam tới đỏ i ánh sáng và khi có sự p thụ cực đại ở bước
26
Hình 1.14: Hình ảnh curcumin trong tinh nghệ
Tính chất hóa học
- Curcumin dễ bị phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng hoặc môi trường pH thích hợp
- Phản ứng cộng với hydro - Phản ứng tạo phức với kim loại
- Phản ứng của nhóm OH trên vịng benzen - Phản ứng amin hóa
Ứng dụng của curcumin
- Curcumin có khả năng chống oxy hóa
- Curcumin được dùng trong điều trị HIV nhớ khả năng chống lại virus
- Curcumin có khả năng ngăn cản hoạt động của enzym cyclooxygenase tạo thêm tiểu huyết cầu nên curcumin có tác dụng chống đơng máu
- Curcumin có hoạt tính kháng viêm và nhanh liền sẹo
Curcumin là hoạt chất cần thiết trong gel trị bỏng để làm nhanh tốc độ điều trị vết thương, chống viêm, mau liền sẹo.
NGUYÊN LI 2.1. Hóa chất, dụng c
2.1.1. Hóa chất
Các hóa chất đư khơng cần qua tinh chế
Danh sách các hóa ch Bảng 2.1 STT Tên hóa chất 1 Chitosan 2 Axit axetic 3 Hydro peoxit 4 Natri hidroxit 5 Etanol 6 Curcumin 7 Nano bạc 8 Nước cất 2.1.2. Dụng cụ Cốc thủy tinh 50ml Cốc thủy tinh100ml 27 CHƯƠNG 2
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C ng cụ
t được sử dụng trong nghiên cứu thuộc loại hóa ch ế lại.
Danh sách các hóa chất được sử dụng được thể hiện ở bả
ng 2.1: Danh sách các hóa chất sử dụng nghiên c
Cơng thức CH3COOH H2O2 NaOH C2H5OH H2O 50ml Đũa khuấy 100ml Nhiệt kế 100ºC
U VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
i hóa chất tinh khiết, ảng 2.1 ng nghiên cứu Hãng sản xuất Việt Nam Trung Quốc Trung Quốc Trung Quốc Việt Nam Việt Nam Việt Nam Việt Nam
28
Ống đong 50ml Giấy đo pH Bình định mức 50ml Cân phân tích Bình định mức 100ml Giấy lọc Pipet 2ml Phễu lọc Pipet 5ml Phễu buchner Pipet 10ml Giấy nhôm Máy khuấy từ gia nhiệt Máy sấy
2.2 . Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Điều chế chitosan hòa tan trong nước (WSC)
Hiện nay có nhiều phương pháp để điều chế WSC. Với mục tiêu thu được WSC đạt hiệu suất cao, các thiết bị sử dụng đơn giản dễ dàng áp dụng ở quy mơ phịng thí nghiệm, chúng tơi sử dụng phương pháp hóa học với tác nhân chính là H2O2 để phân cắt mạch chitosan. Quy trình tổng hợp được thực hiện như sau:
Đầu tiên cân 1gam chitosan cho vào cốc thủy tinh. Cho 20ml dung dịch axit axetic 2%, khuấy đều để hòa tan chitosan. Dung dịch H2O2 (4-6%) được thêm vào cốc, sau đó được khuấy trên máy khuấy từ trong 2-4 giờ, ở 20-60ºC. Sau khi thực hiện xong phản ứng, dung dịch được trung hòa bằng dung dịch NaOH 10% đến pH 7. Phần chitosan không tan trong nước sẽ nổi lên trên, lọc bỏ phần nổi lên, thu phần dịch lọc. Tiếp theo, thêm 2 phần thể tích cồn tuyệt đối vào dịch lọc, sấy qua đêm ở 50ºC. Phần WSC sau khi đem sấy sẽ nổi lên trên. Lọc lại một lần nữa, thu phần kết tủa, sấy khơ ở nhiệt độ phịng thu được WSC.
Hiệu suất tạo WSC: H = ố ố
29 Hình 2.1: Quy trình điều chế WSC
2.2.2. Tối ưu hóa q trình điều chế chitosan hịa tan trong nước(WSC)
Sau khi tổng hợp WSC, chúng tôi tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến lượng WSC tạo ra như nồng độ H2O2, thời gian khuấy và nhiệt độ của phản ứng [10].
2.2.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ H2O2
Quá trình điều chế WSC được tiến hành như trên (mục 2.2.1) với những nồng độ H2O2 khác nhau ( 6%; 5,5%; 5%; 4,5%; 4% ). Phản ứng được tiến hành ở 300C trong vòng 2 giờ.
1.Trung hòa bằng dung dịch NaOH 10% 2. Lọc bỏ kết tủa
3. Thêm 2 phần thể tích cồn tuyệt đối
1. Sấy qua đêm ở 50ºC
2. Lọc lấy kết tủa, sấy ở nhiệt độ phòng
chitosan
Hòa tan chitosan
Chitosan được phân cắt mạch
WSC
1. Dung dịch CH3COOH 2% 2. Khuấy
1. Dung dịch H2O2 (4-6%)
2. Khuấy từ trong 2-4 giờ, ở 20-40ºC
Dung dịch chứa chitosan hòa tan
30
2.2.2.2. Ảnh hưởng của thời gian khuấy
Quá trình điều chế WSC được tiến hành như trên (mục 2.2.1) với thời gian khuấy khác nhau ( 2 giờ; 2,5 giờ; 3 giờ; 3,5 giờ; 4 giờ ). Phản ứng được tiến hành với nồng độ H2O2 5,5% ở 30ºC.
2.2.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Quá trình điều chế WSC được tiến hành như trên (mục 2.2.1) với những nhiệt độ khác nhau ( 30ºC, 40ºC, 50ºC, 60ºC). Phản ứng được tiến hành với nồng độ H2O2 5,5% trong vòng 3,5 giờ.
2.2.2. Tổng hợp gel trị bỏng (WSC/nano bạc/ curcumin)
Cân 1,293 gam bột tinh nghệ (chứa 25% curcumin) hòa tan vào 1ml cồn tuyệt đối, khuấy trộn đều tạo hồn hợp lỏng sệt.
Thêm 2,055 gam WSC vào hỗn hợp trên, thêm vào 3ml dung dịch nano bạc, khuấy trộn đều tạo hỗn hợp đồng nhất. Bảo quản gel trong tủ lạnh.
Hình 2.2: Quy trình tổng hợp gel trị bỏng 2.2.3. Phân tích đặc trưng của vật liệu 2.2.3. Phân tích đặc trưng của vật liệu
Phân tích cấu trúc của WSC
Cấu trúc của WSC được tạo ra từ chitosan được xác định bằng phương pháp phổ hồng ngoại (IR) trong vùng từ 400 4.000 cm-1. Vùng này sẽ cho ta những thông
Bột tinh nghệ
Hổn hợp lỏng sệt
Gel trị bỏng
(WSC-nano bạc- curcumin)
1. Dung dịch cồn tuyệt đối 2. Khuấy trộn
1. WSC
2. dung dịch nano bạc 3. Khuấy trộn
31
tin quan trọng về dao động của các phân tử từ đó là thơng tin về cấu trúc của phân