MỞ ĐẦU. Lí do chọn đề tài. Mục đích nghiên cứu. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .Vật liệu cellulose (VLC) và vi sinh vật tổng hợp vật liệu cellulose .Vật liệu cellulose (VLC). Vi sinh vật tổng hợp VLC. 6 Khóa luận tốt nghiệp đại học 1.
Môi trường nuôi cấy G. Tổng quan về thuốc Neomycin Sulfate (NS). Công thức cấu tạo. Dược lý và dược động học.
Chỉ định và chống chỉ định. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước. Vật liệu cellulose (VLC). Thuốc Neomycin Sulfate.
VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Vật liệu nghiên cứu. Hóa chất và dung môi sử dụng trong nghiên cứu. Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu.
Vật liệu làm môi trường nuôi cấy vi sinh vật tạo VLC. Phương pháp nghiên cứu. Chuẩn bị VLC. Chế tạo VLC nạp thuốc NS.
Xác định lượng thuốc giải phóng thông qua hệ thống được thiết kế. Xử lý thống kê. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. Thu VLC thô và tinh chế VLC.
Thu VLC thô. Tinh chế VLC. Xác định lượng thuốc NS nạp vào VLC. Xác định tỉ lệ thuốc NS giải phóng từ các hệ thống đã thiết kế.
Mật độ quang của NS khi tiến hành giải phóng thuốc từ các hệ thống đã thiết kế. Tỉ lệ giải phóng NS của VLC ở các hệ thống đã thiết kế. 26 Khóa luận tốt nghiệp đại học KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO.
30 DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Ứng dụng của VLC. Thành phần của các môi trường nuôi cấy thu VLC. Thành phần dinh dưỡng của cao nấm men.
Thành phần môi trường chuẩn tạo VLC. Môi trường đệm pH = 7,4. Mật độ quang của dung dịch NS ở các nồng độ (n = 3). Lượng thuốc NS hấp thụ vào VLC (n = 3).
Mật độ quang phổ khi tiến hành giải phóng thuốc từ các hệ thống đã thiết kế (n = 3). Tỉ lệ giải phóng thuốc NS từ VLC ở các hệ thống đã thiết kế (n=3). 26 Khóa luận tốt nghiệp đại học DANH MỤC HÌNH Hình 1. Cấu trúc của VLC.
Cấu trúc sợi cellulose của VLC. Công thức cấu tạo của NS. Quy trình tinh chế VLC. Phương trình đường chuẩn của NS trong môi trường pH = 7,4.
VLC thô lên men từ môi trường chuẩn. VLC sau khi tinh chế. Thí nghiệm kiểm tra sự hiện diện của protein trong màng. Hiệu chỉnh pH.
Dùng máy khuấy từ gia nhiệt, tốc độ khuấy 50 vòng/phút, nhiệt độ 37 ± 0,50C. Các mẫu được rút ra để đo quang phổ. Giá trị OD trung bình giải phóng thuốc NS của VLC. 25 Khóa luận tốt nghiệp đại học Hình 3.
Tỷ lệ giải phóng thuốc NS của VLC. Lí do chọn đề tài Trong nhiều năm trở lại đây, các nhà nghiên cứu đã đặc biệt quan tâm tới việc ứng dụng các vật liệu sinh học trong đời sống, nhất là trong chăm sóc sức khỏe. Trong đó được quan tâm và chú trọng hơn cả đó là vật liệu cellulose (VLC). Vật liệu cellulose (VLC) là sản phẩm do vi khuẩn tổng hợp ra, ví dụ như chủng Gluconacetobacter xylinus (G.
Chúng gồm các phân tử glucose liên kết với nhau bằng liên kết β - 1,4 glucorit (rất giống với cellulose của thực vật), tuy nhiên, VLC không chứa các hợp chất cao phân tử như peptin, hemicellulose, ligin và sáp nến. Vì thế, ngoài độ dẻo dai, bền chắc, độ đàn hồi cao, khả năng chịu nhiệt tốt, chúng còn có những đặc tính vượt trội như: độ tinh khiết cao, có khả năng hút nước cao ở trạng thái ẩm và có thể phục hồi, tái chế hay phân hủy hoàn toàn. Trong y học, chúng được quan tâm vì có bề mặt tiếp xúc lớn hơn gỗ bình thường, không độc, không gây dị ứng và đặc biệt là khả năng cản khuẩn [4, 6]. Ngoài ra VLC còn có tác dụng giữ Khóa luận tốt nghiệp đại học thuốc và kéo dài thời gian giải phóng thuốc.
Do vậy, VLC được coi là một hướng đi mới trên con đường tìm ra những nguồn nguyên liệu mới hiện nay. Trên thế giới, VLC đã ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống, ví dụ như: dùng VLC làm thực phẩm, màng lọc nước, dùng làm chất mang đặc biệt cho pin và năng lượng cho tế bào và còn có thể làm môi trường cơ chất trong sinh học,. Đặc biệt trong y học, VLC được dùng làm chất bọc ngoài và vật liệu vận tải thuốc được sử dụng ngoài da, làm da tạm thời trong quá trình điều trị loét da, trị bỏng và còn làm mạch máu nhân tạo trong điều trị các bệnh tim mạch. Và trong lĩnh vực làm đẹp, VLC còn được dùng làm mặt nạ dưỡng da cho con người [8, 13].
Ở Việt Nam, việc dùng VLC trong nghiên cứu và ứng dụng còn chưa phổ biến. Các nghiên cứu ứng dụng chỉ mới dừng lại ở những bước đầu, chưa đi sâu vào các bước tiếp theo. Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng có thể nuôi cấy thu VLC từ nhiều loại môi trường. Tuy nhiên, trên thế giới, VLC lên men từ môi trường chuẩn được 1 sử dụng phổ biến hơn cả do chúng có độ bền cao hơn VLC lên men từ các môi trường khác.
Neomycin Sulfate (NS) là một loại thuốc kháng sinh được sử dụng nhằm hạn chế nguy cơ nhiễm trùng trong quá trình phẫu thuật ruột và có thể làm giảm các triệu chứng của hôn mê gan. Tuy nhiên các nghiên cứu gần đây lại chỉ ra rằng NS có nhiều tác dụng phụ nghiêm trọng như thay đổi tâm trạng, chán ăn, hô hấp yếu, gặp vấn đề về thị giác thậm chí gây co giật. Ngoài ra, NS được hấp thu kém qua đường tiêu hóa bình thường. Phần hấp thụ nhỏ được phân bố nhanh trong các mô và được bài tiết qua thận để phù hợp với mức độ chức năng thận.
Phần không được hấp thụ của thuốc (khoảng 97%) được loại bỏ không thay đổi trong phân. Từ kết quả tạo ra được VLC trên việc nuôi cấy loài vi khuẩn thuộc chủng G. xylinus có thể chế tạo màng sinh học nạp thuốc Neomycin Sulfate để khảo sát sự giải phóng thuốc qua màng nhằm tăng khả năng và thời gian giải phóng từ đó tăng sinh khả dụng của thuốc. Tôi quyết định chọn đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu khả năng giải phóng thuốc của vật liệu cellulose Khóa luận tốt nghiệp đại học nạp Neomycin Sulfate tạo ra từ Gluconacetobacter xylinus nuôi cấy trong môi trƣờng chuẩn”.
Mục đích nghiên cứu - Tạo VLC lên men từ môi trường chuẩn nạp NS. - Thiết kế hệ thống giải phóng thuốc của VLC nạp NS ở các độ dày màng và pH môi trường khác nhau. Đánh giá khả năng giải phóng thuốc trong các trường hợp đó rồi từ đó định hướng khả năng giải phóng thuốc trong cơ thể. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống giải phóng thuốc của VLC nạp NS tạo ra từ G.
xylinus nuôi cấy trong môi trường chuẩn. - Phạm vi nghiên cứu: Trong quy mô phòng thí nghiệm. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn * Ý nghĩa khoa học - Tiếp tục nghiên cứu tiềm năng giải phóng thuốc tại chỗ của VLC. Nghiên cứu sự giải phóng NS từ VLC nạp thuốc có thể khắc phục được hạn Khóa luận tốt nghiệp đại học chế của thuốc, tăng hiệu quả cho việc điều trị các bệnh lý.
- Đánh giá tiềm năng của VLC nạp NS để từ đó đề xuất hướng nghiên cứu trên các loại thuốc khác. * Ý nghĩa thực tiễn - Sử dụng VLC làm vật liệu nạp và giải phóng thuốc định hướng khắc phục những hạn chế của NS dạng thương mại trong điều trị bệnh. - Định hướng tăng sinh khả dụng thuốc NS. 3 NỘI DUNG Chƣơng 1.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Vật liệu cellulose (VLC) và vi sinh vật tổng hợp vật liệu cellulose 1. Vật liệu cellulose (VLC) 1. Cấu trúc của VLC VLC là một chuỗi polymer do các liên kết β - 1, 4 - glucan nối glucopyranose lại với nhau.
Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng VLC có cấu trúc hóa học cơ bản rất giống cellulose của thực vật (plant cellulose – PC), nhưng chúng lại có cấu trúc đại thể khác nhau. Ngoài ra, cấu trúc của VLC còn phụ thuộc chặt chẽ vào điều kiện nuôi cấy. Khóa luận Hình tốt nghiệp 1. Cấu đại học trúc của VLC Quan sát VLC trên kính hiển vi điện tử quét (SEM) loại FE – SEM S4800 HITACHI với độ phân giải 1 nm cho thấy màng có các sợi cellulose rất nhỏ, mảnh, đồng nhất, liên kết chặt chẽ với nhau thể hiện ở Hình 1.
Cấu trúc sợi cellulose của VLC 1. Đặc tính của VLC 4 VLC xuất hiện thành một lớp màng mỏng trên bề mặt môi trường dinh dưỡng lỏng. Khi được đem đi làm khô, chúng có dạng bản mỏng với độ dày khoảng 0,01 – 0,5 nm giống như giấy da. VLC còn có những đặc tính nổi trội như: Trọng lượng nhẹ với độ tinh sạch cao, độ bền cơ học lớn (độ bền dai và chịu được lực kéo cao), có khả năng chịu nhiệt tốt và khả năng hút nước cực cao ở trạng thái ẩm (60 - 700 lần trọng lượng).
Chúng còn có khả năng tương thích sinh học cao, có bề mặt tiếp xúc lớn hơn gỗ thường, không độc, không gây dị ứng và đặc biệt là có khả năng cản khuẩn. Ứng dụng của VLC VLC được ứng dụng rất nhiều trong đời sống [13], cụ thể như sau: Bảng 1. Ứng dụng của VLC Lĩnh vực Ứng dụng Thực phẩm - Vỏ bao xúc xích, thịt nhân tạo Khóa luận tốt - Thạch dừa,nghiệp kem, salad đại học Y dược - Da nhân tạo, lớp màng trị bỏng - Phẫu thuật ghép mô, cơ quan Làm đẹp Móng nhân tạo, mặt nạ đẹp da Môi trường - Miếng hấp thu chất độc - Miếng thu hồi dầu Trang phục Quần áo, giày dép tự phân hủy Thể thao Lều lắp ráp 5 Thay thế sản - Giấy đặc biệt để lưu trữ hồ sơ phẩm rừng - Gỗ nhân tạo Khác - Màng lọc nước - Thùng hàng có độ bền cao - Tã lót có khả năng tái chế 1. Vi sinh vật tổng hợp VLC VLC có thể được tổng hợp từ nhiều loài vi sinh vật, trong đó chủng G.
xylinus được tập trung nghiên cứu nhiều nhất vì: Khả năng sản xuất sinh khối cao, VLC tạo ra có cấu trúc phù hợp cho các mục đích sử dụng… 1. xylinus) Khóa luận tốt nghiệp đại học G. xylinus thuộc nhóm vi khuẩn Acetic. Là vi khuẩn có chu mao, hiếu khí bắt buộc và sản xuất cellulose ngoại bào [8].