CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1. Một số khái niệm quan trọng VÁt th°¢ng có thể đ°āc đánh nghĩa là sự gián đo¿n sÃp xÁp sinh lý cąa các tÁ bào da và rái lo¿n chćc nng cąa nó trong viác kÁt nái và bÁo vá các mô và c¢ quan bên d°çi. Nó có thể là nguyên nhân chính do vô tình cÃt, rách, trầy x°çc, áp lực, nhiát đå quá cao, hóa chÃt và dòng đián, hoặc thć phát sau can thiáp ph¿u thuÁt hoặc bánh (ví dă: tiểu đ°éng, loét hoặc ung th° biểu mô). Các tán th°¢ng bao gßm các cÃp đå nh° Ánh h°ëng đÁn lçp biểu bì đÁn đå dày måt phần (Ánh h°ëng đÁn cÁ lçp biểu bì và các phần cąa lçp h¿ bì) và đå dày toàn bå (bao gßm cÁ mÿ d°çi da và x°¢ng) [2].
Chāa lành vÁt th°¢ng là måt quá trình sinh lý trong c¢ thể, trong đó c¢ thể sáng sÿa chāa các tán th°¢ng mô, khôi phăc tính toàn vẹn về mặt giÁi ph¿u và lÃy l¿i chćc nng cąa các bå phÁn bá th°¢ng. Måt vÁt th°¢ng có thể đ°āc đóng l¿i hoặc để tự chāa lành theo c¢ chÁ tự nhiên trong c¢ thể, quá trình chāa lành xÁy ra thông qua måt lo¿t các sự kián chßng chéo và bá Ánh h°ëng bëi måt sá yÁu tá bên trong và bên ngoài [3]. Đối tượng nghiên cứu Chitin là polysaccharid phá biÁn thć hai trong tự nhiên sau cellulose. Quá trình deacetyl hóa måt phần chitin thúc đẩy quá trình thu đ°āc chitosan và sự khác biát giāa chúng là ë nhóm acetyl.
Chitin bao gßm chą yÁu đ¢n vá cąa N-acetyl-D-gluamine (GlcNAc), trong khi chitosan bao gßm chą yÁu D-gluamine (GlcN). Các đ¢n vá c¢ bÁn hình thành cÃu trúc chitin và chitosan liên kÁt vçi nhau bëi liên kêt ³-(1➔4) glycosidic[4]. Chitosan là måt oligomer vçi liên kÁt ³-(1➔4)-linked D-glucosamine có thể đ°āc điều chÁ từ quá trình deacetyl hóa và thąy phân chitin, th°éng đ°āc tìm thÃy chą yÁu trong bå x°¢ng ngoài cąa đång vÁt giáp xác và côn trùng, ngoài vi khuẩn, giçi nÃm và nÃm. Nghiên cću gần đây chß ra rằng chitosan nh° là polymer sinh hãc có tính t°¢ng hāp sinh hãc cao, có khÁ nng phân hąy sinh hãc và không gây đåc tÁ bào.
Đánh giá tính chÃt cąa oligomer chitosan chą yÁu dựa vào khái l°āng phân tÿ và đå deacetyl hóa, liên qua đÁn tỷ lá giāa GlcNAc và GlcN. Hầu hÁt các sÁn phẩm chitosan trên thá tr°éng có khái l°āng phân tÿ từ 50-2000 kDa, vçi đå deacetyl từ 80-90%. Dựa vào khái l°āng phân tÿ, chitosan có thể đ°āc nhóm thành 3 nhóm chính: khái l°āng phân tÿ thÃp (<100 kDa), khái l°āng phân tÿ trung bình (100–1000 kDa), và khái l°āng phân tÿ cao (>1000 kDa) [4]. Tuy nhiên, chitosan không tan trong n°çc giçi h¿n khÁ nng ćng dăng cąa nó.
Từ đó, nhiều nghiên cću tng khÁ nng hòa tan trong n°çc cąa chitosan bằng cách thay đái cÃu trúc hoặc t¿o ra các d¿n xuÃt cąa chitosan. C¢ chÁ kháng khuẩn cąa oligomer chitosan v¿n còn ch°a rõ. Tuy nhiên, nhiều giÁ thuyÁt rằng bÁn chÃt kháng khuẩn t°¢ng tự chitosan, trong đó polycation d°çi pH 6,5 là måt yÁu tá quyÁt đánh. Đián tích d°¢ng trong chuãi t°¢ng tác vçi các thành phần tích đián âm trong màng tÁ bào vi sinh vÁt, làm thay đái tính chÃt rào cÁn cąa chúng và do đó ngn cÁn sự xâm nhÁp cąa các chÃt dinh d°ÿng hoặc gây rò rß các chÃt bên trong tÁ bào.
Do các đián tích d°¢ng cąa nó, chitosan cũng có thể t°¢ng tác vçi phần âm cąa màng tÁ bào, điều này có thể d¿n đÁn sự tái tá chćc và më các protein liên kÁt chặt ch¿, giÁi thích đặc tính tng c°éng thẩm thÃu cąa nó [5]. Hai c¢ chÁ chính đã đ°āc báo cáo trong tài liáu để giÁi thích các ho¿t đång kháng khuẩn và kháng nÃm cąa chitosan. Trong 15 Phan Thá Thanh Tâm– LuÁn vn th¿c sĩ c¢ chÁ đầu tiên đ°āc đề xuÃt, chitosan tích đián d°¢ng có thể t°¢ng tác vçi các nhóm tích đián âm trên bề mặt tÁ bào và do đó làm thay đái tính thÃm cąa nó. Điều này s¿ ngn cÁn các vÁt liáu thiÁt yÁu xâm nhÁp vào tÁ bào và d¿n đÁn rò rß các chÃt hòa tan c¢ bÁn ra khßi tÁ bào.
C¢ chÁ thć hai liên quan đÁn sự liên kÁt cąa chitosan vçi DNA cąa tÁ bào (v¿n thông qua các nhóm amin đ°āc proton hóa), điều này s¿ d¿n đÁn sự ćc chÁ quá trình táng hāp RNA cąa vi sinh vÁt. Trên thực tÁ, đặc tính kháng khuẩn cąa chitosan có thể là kÁt quÁ cąa sự kÁt hāp cąa cÁ hai c¢ chÁ. Thách thćc chính cąa nghiên cću này là đánh giá đ°āc đå an toàn và khÁ nng hã trā lành th°¢ng cąa COS. Do thành phần chính chą yÁu đ°āc làm từ PCL, måt lo¿i polyester thiÁu các nhóm chćc nng ho¿t đång, màng PCL-Ag có bề mặt kỵ n°çc, không thể t°¢ng tác vçi các thành phần phą °a n°çc về mặt vÁt lý hoặc hóa hãc.
Để khÃc phăc vÃn đề này, poloxamer 407 (POX) đ°āc chãn làm 8chÃt keo9 để kÁt hāp màng PCL tích hāp AgNPs vçi lçp phą COS-PVP. Là polyme triblock có khái kỵ n°çc trung tâm cąa polypropylen glycol và hai khái °a n°çc khái polyethylene glycol, POX có thể kÁt nái vçi cÁ PCL và COS-PVP cùng lúc và giā chúng nh° måt khái tháng nhÃt. Sau đó, dung dách COS-PVP đ°āc phą lên lçp trung gian để thu đ°āc sÁn phẩm màng đa lçp. Vçi lçp kỵ n°çc có thành phần AgNPs giúp bÁo vá vÁt th°¢ng khßi bá nhißm khuẩn và các các nhân nhißm khuẩn từ bên ngoài, đßng théi lçp trong cùng cho phép thÃm hút tát và sÿ dăng COS nh° måt hāp chÃt tự nhiên lành tính có khÁ nng hã trā lành th°¢ng nh°ng đßng théi cũng là tác nhân kháng khuẩn giúp bÁo vá vÁt th°¢ng khßi sự nhißm trùng trong quá trình lành th°¢ng.
Từ đó, giÁ thiÁt giúp vÁt th°¢ng lành nhanh và giÁm nguy c¢ viêm nhißm đ°āc đặt ra trong luÁn vn này. Tình hình nghiên cāu Nhiều nghiên cću gần đây cho thÃy tính khÁ thi sÿ dăng màng chitosan để chāa lành các vÁt th°¢ng bßng. Các vÁt th°¢ng có khÁ nng lành tự nhiên, nh°ng có nhāng ng°éi bá rái lo¿n d¿n đÁn giÁm khÁ nng tự chāa lành vÁt th°¢ng, chẳng h¿n nh° bánh nhân tiểu đ°éng có thể phát triển thành mãn tính, vÁt th°¢ng không lành khiÁn bánh nhân đau đçn và cháu đựng trong théi gian dài [5]. Trong nhāng tr°éng hāp nh° vÁy, cần có théi gian điều trá dài, điều này cũng s¿ làm tng chi phí liên quan đÁn chm sóc y tÁ tiên tiÁn.
Do đó, trãng tâm là các chÃt trá liáu tự nhiên có thể đẩy nhanh quá trình chāa lành vÁt th°¢ng và đßng théi có thể dß dàng tiÁp cÁn vçi ng°éi dân giúp giÁm chi phí điều trá, và chitosan d°éng nh° đáp ćng tÃt cÁ các điều kián này. Chitosan đẩy nhanh quá trình chāa lành vÁt th°¢ng bằng cách kích thích các tÁ bào viêm, đ¿i thực bào và nguyên bào sāi, do đó thúc đẩy giai đo¿n viêm. Bằng cách này, giai đo¿n viêm dißn ra nhanh h¢n và giÁm nhanh, giai đo¿n tng sinh bÃt đầu sçm h¢n trong quá trình chāa lành vÁt th°¢ng5. Màng chitosan vçi oleic acid và glycerol 1% đã đ°āc chuẩn bá tr°çc đó.
Các màng chitosan này có hình thái phù hāp và đ°āc sÿ dăng nghiên cću in vivo vçi chuåt Wistar® cho thÃy màng chitosan đ°āc cÃy ghép t°¢ng thích sinh hãc và có khÁ nng hÃp thă sinh hãc giúp mô khße m¿nh. Từ kÁt quÁ khÁo sát này, màng chitosan có thể cho phép sÿ dăng chúng để chāa lành vÁt th°¢ng [6]. Trong måt nghiên cću khác cho thÃy, kÁt hāp giāa màng polysulfone(PSF) và chitosan cho thÃy tng khÁ nng kháng khuẩn, trong đó màng PSF- chćng minh khÁ nng kháng khuẩn khoÁng 105 cells/ml trong vòng 18 gié, các c¢ chÁ có thể bao gßm phá vÿ thành tÁ bào vi khuẩn và màng tÁ bào, thÁi ra måt l°āng nhß cation kim lo¿i sÃt, t°¢ng tác vçi các măc tiêu nåi bào và lÃng đãng trên vi khuẩn[7]. C¢ chÁ có thể giÁi thích cho khÁ nng kháng khuẩn bao gßm viác phá vÿ thành tÁ bào vi khuẩn và màng sinh chÃt, các t°¢ng tác vçi các măc tiêu gÃn ngoài bề mặt màng và phá hąy tÁ bào vi khuẩn.
16 Phan Thá Thanh Tâm– LuÁn vn th¿c sĩ Vi khuẩn th°éng đ°āc chia làm 2 nhóm chính: vi khuẩn gram âm và vi khuẩn gram d°¢ng dựa theo kÁt quÁ nhuåm gram. Thành tÁ bào cąa vi khuẩn gram âm gßm lçp ngoài là màng tÁ bào và thành peptidoglycan. Lçp ngo¿i bào gßm 2 đ¢n lçp không cân xćng. Lçp bên trong chß bao gßm phospholipid, trong khi lçp ngoài bao gßm phospholipid và lipopolysaccharide.
Bề mặt cąa vi khuẩn gram âm đ°āc tích đián âm do các nhóm phosphate và pyrophosphates cąa lipopolysaccharides ë lçp ngoài. Thành tÁ bào cąa vi khuẩn gram d°¢ng bao gßm peptidoglycan và teichoic acids (Hình 1). Bề mặt cąa vi khuẩn gram d°¢ng đ°āc tích đián âm do các nhóm carboxyl và phosphate cąa teichoic acids. Cơ chế kháng khuẩn của COS dựa vào cơ chế kháng khuẩn của chitosan.
Khi COS đ°āc hòa tan trong dung dách n°çc có tính acid, các nhóm NH2- đ°āc proton hóa thành cation -NH3C[8]. GiÁ thiÁt phù hāp nhÃt cho khÁ nng kháng khuẩn là các nhóm polycationic (-NH3C) tự nhiên vì có sự có mặt cąa gác amine từ nhóm glutamine. Tính chÃt quan trãng này giÁ thích cho khÁ nng bám vào nhāng thành phần mang đián tích âm trên bề mặt cąa vi khuẩn. Viác bám dính này cho phép kích ho¿t nh°ng thay đái trên bề mặt tÁ bào d¿n đÁn sự rò rß tÁ bào chÃt d¿n đÁn sự chÁt tÁ bào[9], teichoic acid và lipopolysaccharide trong vi khuẩn gram âm cho phép chitosan bám vào và phá hąy bề mặt tÁ bào vi khuẩn, t¿o ra c¢ chÁ diát khuẩn.
Perinelli và đßng nghiáp đặt giÁ thiÁt rằng chitosan bám vào DNA cąa vi khuẩn d¿n đÁn ćc chÁ quá trình phiên mã cąa mRNA cũng nh° là t°¢ng tác vçi bề mặt tÁ bào. Je và Kim (2006) đề xuÃt måt giÁ thiÁt rằng c¢ chÁ kháng khuẩn cąa chitosan là bám lên màng tÁ bào và phá hąy từ đó thay đái chćc nng màng tÁ bào d¿n đÁn sự vÿ màng tÁ bào[10]. Trong måt nghiên cću khÁo sát Ánh h°ëng cąa khái l°āng trung bình cąa chitosan (90- 300 kDa) đái vçi khÁ nng diát khuẩn cąa nhóm khuẩn gram âm trên cá n°çc ngãt cho thÃy: ë nßng đå 0.8% (w/v) cąa chitosan là điều kián cần và đą cąa cho ćc chÁ sự phát triển cąa areomonas hydrophila, khÁo sát t°¢ng t°, cho thÃy 0.4% chitosan là điều kián cần để ćc chÁ sự phát triển cąa flavobacterium columnare và edwardsiella ictaluri. GiÁ thuyÁt đặt ra rằng sự có mặt cąa các nhóm mang đián tích âm và bề mặt kỵ n°çc cąa vi khuẩn là nguyên nhân d¿n đÁn sự t°¢ng tác ćc chÁ vi khuẩn cąa chitosan [11].
