Luận văn thạc sĩ vật lý kỹ thuật tác động của laser bán dẫn công suất thấp đối với vi khuẩn escherichia coli e coli trong sữa của bò bị viêm vú

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu vật lý kỹ thuật tác động của laser bán dẫn công suất thấp đối với vi khuẩn escherichia coli e coli, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Nguyễn Anh Khoa
• Người hướng dẫn: PGS.TS. Trần Minh Thái
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Vật lý kỹ thuật
• Đề tài: Tác Động Của Laser Bán Dẫn Công Suất Thấp Lên Vi Khuẩn E. Coli Trong Sữa Bò Viêm Vú
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: BỐI CẢNH HÌNH THÀNH ĐỀ TÀI, MỤC TIỂU VÀ NHIỆM VỤ CHÍNH
• 1.1. BỐI CẢNH HÌNH THÀNH ĐỀ TÀI
• 1.2. MỤC TIỂU CỦA ĐỀ TÀI
• 1.3. NHIỆM VỤ CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI
• 1.4. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ CHÍNH LIÊN QUAN TRỰC TIẾP ĐẾN ĐỀ TÀI
• 1.4.1. CẤU TRÚC BẦU VÚ BÒ SỮA
• 1.4.2. QUÁ TRÌNH TẠO SỮA Ở BẦU VÚ
• 1.4.3. BỆNH VIÊM VÚ Ở BÒ
• 1.4.3.1. Khái niệm về bệnh
• 1.4.3.2. Nguyên nhân gây viêm vú
• 1.4.3.3. Phân loại bệnh viêm vú ở bò sữa theo tính chất gây bệnh
• 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ
• 2.2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ BẰNG KHÁNG SINH
• 2.3. CÁC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG LASER TRONG ĐIỀU TRỊ BỆNH CHO GIA SÚC
• 2.4. PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG VI KHUẨN
• 2.4.1. Tổng quan các phương pháp định lượng vi khuẩn
• 2.4.2. Tiêu chuẩn độ đục McFarland
• 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ SỰ TƯƠNG TÁC CHÙM TIA LASER BÁN DẪN LÀM VIỆC Ở BƯỚC SÓNG KHÁC NHAU VỚI CÔNG SUẤT THẤP LÊN VI KHUẨN E.COLI
• 3.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ ĐỐI TƯỢNG KHẢO SÁT
• 3.2. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
• 3.3. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THU NHẬN ĐƯỢC
• 4. KẾT QUẢ KHẢO SÁT BẰNG THỰC NGHIỆM SỰ TƯƠNG TÁC CHÙM TIA LASER BÁN DẪN LÀM VIỆC Ở CÁC BƯỚC SÓNG KHÁC NHAU VỚI CÔNG SUẤT THẤP LÊN VI KHUẨN E.COLI
• 4.1. KẾT QUẢ KHẢO SÁT BẰNG THỰC NGHIỆM KHI THỜI GIAN TƯƠNG TÁC CỦA CHÙM TIA LASER BÁN DẪN CÔNG SUẤT THẤP VỚI VI KHUẨN E.COLI LÀ 10 PHÚT
• 4.2. KẾT QUẢ KHẢO SÁT BẰNG THỰC NGHIỆM KHI THỜI GIAN TƯƠNG TÁC CỦA CHÙM TIA LASER BÁN DẪN CÔNG SUẤT THẤP VỚI VI KHUẨN E.COLI LÀ 20 PHÚT
• 4.3. KẾT QUẢ KHẢO SÁT BẰNG THỰC NGHIỆM KHI THỜI GIAN TƯƠNG TÁC CỦA CHÙM TIA LASER BÁN DẪN CÔNG SUẤT THẤP VỚI VI KHUẨN E.COLI LÀ 30 PHÚT
• 4.4. KẾT LUẬN VỀ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
• 5. MÔ PHỎNG VỀ SỰ LAN TRUYỀN CỦA CHÙM TIA LASER CÔNG SUẤT THẤP Ở BƯỚC SÓNG 780 NM VÀ 940 NM TRÊN CƠ THỂ BÒ SỮA
• 5.1. Ý TƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ VIÊM VÚ Ở BÒ SỮA BẰNG LASER BÁN DẪN CÔNG SUẤT THẤP
• 5.2. SỐ LIỆU THỰC HIỆN MÔ PHỎNG
• 5.3. KẾT QUẢ CỦA QUÁ TRÌNH MÔ PHỎNG
• 5.4. KẾT LUẬN VỀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
• 6. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 6.1. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THU THẬP ĐƯỢC
• 6.2. ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI VỀ MẶT KHOA HỌC VÀ XÃ HỘI
• 6.3. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG

Tóm tắt

I. Giới thiệu và mục tiêu nghiên cứu

Luận văn tập trung vào việc nghiên cứu tác động của laser bán dẫn công suất thấp lên vi khuẩn E. Coli trong sữa bò viêm vú. Mục tiêu chính là khảo sát sự đáp ứng của vi khuẩn E. Coli đối với chùm tia laser công suất thấp, từ đó đề xuất phương pháp điều trị hiệu quả hơn, giảm sự phụ thuộc vào kháng sinh. E. Coli là một trong những tác nhân chính gây viêm vú ở bò sữa, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng sữa và sức khỏe đàn bò.

1.1. Bối cảnh nghiên cứu

Bệnh viêm vú ở bò sữa là vấn đề nghiêm trọng trong ngành chăn nuôi, gây thiệt hại kinh tế lớn. Việc sử dụng kháng sinh để điều trị dẫn đến tình trạng kháng thuốc. Laser bán dẫn công suất thấp được xem là giải pháp tiềm năng, không gây kháng thuốc và có khả năng tiêu diệt vi khuẩn hiệu quả.

1.2. Mục tiêu cụ thể

Nghiên cứu nhằm xác định hiệu quả của laser công suất thấp ở các bước sóng khác nhau (780 nm và 940 nm) trong việc ức chế và tiêu diệt E. Coli trong môi trường sữa bò viêm vú. Kết quả sẽ là cơ sở để phát triển phác đồ điều trị mới.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện qua hai giai đoạn chính: thực nghiệm và mô phỏng. Vi khuẩn E. Coli được nuôi cấy trong môi trường Tryptone Bile Glucuronic Agar, sau đó chiếu laser bán dẫn công suất thấp ở các bước sóng và thời gian khác nhau. Quá trình mô phỏng tập trung vào sự lan truyền của chùm tia laser trong mô vú bò, đặc biệt là tác động lên hạch lympho.

2.1. Thực nghiệm

E. Coli được nuôi cấy với nồng độ 10^5 và 10^6 CFU/ml. Thiết bị laser với 14 kênh (940 nm) và 4 kênh (780 nm và 940 nm) được sử dụng. Các mẫu được chiếu trong 10, 20 và 30 phút, sau đó ủ ở 37°C trong 24 giờ. Kết quả được đánh giá qua số lượng khuẩn lạc.

2.2. Mô phỏng

Mô phỏng sự lan truyền của chùm tia laser trong mô vú bò, tập trung vào hạch lympho. Kết quả cho thấy khả năng xuyên sâu của laser, tác động đến hệ miễn dịch và giảm triệu chứng viêm.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả thực nghiệm cho thấy laser công suất thấp với bước sóng kết hợp 780 nm và 940 nm có hiệu quả cao trong việc tiêu diệt E. Coli. Tỉ lệ giảm khuẩn đạt 53.48% sau 30 phút chiếu. Mô phỏng cũng xác nhận khả năng xuyên sâu của laser, tác động đến hạch lympho trong tuyến vú.

3.1. Hiệu quả tiêu diệt vi khuẩn

Laser bán dẫn công suất thấp với bước sóng kết hợp cho hiệu quả cao nhất, đặc biệt ở công suất 18 mW. Kết quả này mở ra hướng điều trị mới, giảm thiểu sử dụng kháng sinh.

3.2. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đóng góp quan trọng trong việc phát triển phương pháp điều trị viêm vú ở bò sữa bằng kỹ thuật laser, giúp nâng cao chất lượng sữa và sức khỏe đàn bò.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Bệnh viêm vú ở bò sữa là một trong những vấn đề phổ biến và gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng trong ngành chăn nuôi bò sữa toàn cầu, với tỷ lệ mắc bệnh tại Việt Nam dao động khoảng 30-50% đàn bò. Vi khuẩn Escherichia coli (E.Coli) là một trong những tác nhân chính gây viêm nhiễm tuyến vú, làm giảm sản lượng sữa từ 10 đến 30% và ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng sữa. Việc sử dụng kháng sinh trong điều trị viêm vú tuy phổ biến nhưng dẫn đến tồn dư kháng sinh trong sữa, gây ảnh hưởng đến an toàn thực phẩm và tạo điều kiện cho vi khuẩn kháng thuốc phát triển.

Luận văn thạc sĩ này nhằm khảo sát tác động của chùm tia laser bán dẫn công suất thấp với các bước sóng 780 nm và 940 nm lên vi khuẩn E.Coli trong sữa của bò bị viêm vú. Nghiên cứu được thực hiện tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh trong năm 2016-2017, với mục tiêu xây dựng phương pháp điều trị viêm vú không dùng thuốc, giảm sự lệ thuộc vào kháng sinh, đồng thời nâng cao chất lượng và sản lượng sữa. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển liệu pháp điều trị mới, góp phần cải thiện sức khỏe bò sữa và hiệu quả kinh tế cho người chăn nuôi.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính:

1. Hiệu ứng kích thích sinh học của laser công suất thấp (Low-Level Laser Therapy - LLLT): Laser công suất thấp có khả năng kích thích các quá trình sinh học, tăng cường hoạt động miễn dịch và tiêu diệt vi khuẩn mà không gây tổn thương mô.
2. Mô hình tương tác quang học trong mô sinh học: Mô phỏng sự lan truyền và phân bố mật độ công suất của chùm tia laser trong mô tuyến vú và hạch lympho, giúp đánh giá khả năng xuyên sâu và tác động sinh học của laser.

Các khái niệm chính bao gồm:

• Vi khuẩn E.Coli và vai trò trong viêm vú bò sữa
• Bước sóng laser và công suất chiếu
• Định lượng vi khuẩn bằng tiêu chuẩn McFarland
• Mô phỏng Monte-Carlo về sự lan truyền ánh sáng trong mô sinh học
• Hệ thống tuyến vú và hạch lympho trong bò sữa

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành với chủng vi khuẩn E.Coli chuẩn ATCC 25922, nuôi cấy trên môi trường Tryptone Bile Glucuronic Agar (TBX) với nồng độ pha loãng 10^5 và 10^6 CFU/ml. Thiết bị laser bán dẫn công suất thấp gồm 14 kênh, trong đó 10 kênh bước sóng 940 nm (công suất 0-12 mW) và 4 kênh kết hợp bước sóng 780 nm và 940 nm (công suất 0-20 mW) được sử dụng để chiếu trực tiếp lên môi trường nuôi cấy.

Các nhóm thí nghiệm gồm:

• Nhóm đối chứng không chiếu laser
• Nhóm chiếu laser đơn bước sóng 940 nm với thời gian 10, 20, 30 phút
• Nhóm chiếu laser đồng thời hai bước sóng 780 nm và 940 nm với thời gian tương tự

Mỗi thí nghiệm được lặp lại 10 lần. Sau chiếu laser, các đĩa được ủ ở 37°C trong 24 giờ, sau đó đếm số lượng khuẩn lạc để đánh giá hiệu quả tiêu diệt vi khuẩn. Phương pháp định lượng vi khuẩn dựa trên tiêu chuẩn McFarland, sử dụng máy đo độ đục để xác định nồng độ tế bào vi khuẩn.

Phần mô phỏng sử dụng phương pháp Monte-Carlo để mô phỏng sự lan truyền và phân bố mật độ công suất của chùm tia laser trong mô tuyến vú và hạch lympho, với khoảng cách xuyên sâu đến hạch lympho khoảng 27 mm từ bề mặt da.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả tiêu diệt vi khuẩn E.Coli của laser đồng bước sóng:

   • Chiếu laser đồng thời bước sóng 780 nm và 940 nm ở công suất 18 mW trong 30 phút giảm số lượng khuẩn lạc khoảng 53.48% so với nhóm đối chứng.
   • Ở thời gian chiếu 10 và 20 phút, tỷ lệ giảm khuẩn lạc lần lượt thấp hơn, cho thấy hiệu quả tăng theo thời gian chiếu.

2. So sánh hiệu quả giữa laser đơn bước sóng và đồng bước sóng:

   • Laser đơn bước sóng 940 nm cũng có tác dụng ức chế vi khuẩn nhưng tỷ lệ giảm khuẩn lạc thấp hơn đáng kể so với laser đồng bước sóng.
   • Ví dụ, ở công suất 18 mW và thời gian 30 phút, laser đơn bước sóng giảm khoảng 30-40% số lượng vi khuẩn.

3. Ảnh hưởng của nồng độ vi khuẩn đến hiệu quả điều trị:

   • Ở nồng độ 10^5 CFU/ml, hiệu quả tiêu diệt vi khuẩn cao hơn so với nồng độ 10^6 CFU/ml, cho thấy nồng độ vi khuẩn ảnh hưởng đến khả năng ức chế của laser.

4. Kết quả mô phỏng sự lan truyền laser trong mô:

   • Chùm tia laser công suất thấp có khả năng xuyên sâu đến hạch lympho trong tuyến vú bò sữa với khoảng cách 27 mm.
   • Mật độ công suất phân bố đồng đều ở các bước sóng 780 nm và 940 nm, hỗ trợ khả năng kích thích miễn dịch tại hạch lympho.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả tiêu diệt vi khuẩn E.Coli của laser đồng bước sóng cao hơn so với laser đơn bước sóng có thể do sự cộng hưởng và tăng cường hấp thụ năng lượng tại các bước sóng khác nhau, làm tăng hiệu quả diệt khuẩn. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trước đây trong lĩnh vực y sinh học, cho thấy laser công suất thấp có khả năng kích thích sinh học và tiêu diệt vi khuẩn mà không tạo ra hiện tượng kháng thuốc.

Sự giảm hiệu quả ở nồng độ vi khuẩn cao hơn phản ánh giới hạn của phương pháp trong điều kiện tải vi khuẩn lớn, đòi hỏi điều chỉnh công suất hoặc thời gian chiếu phù hợp. Mô phỏng cho thấy laser có thể tác động sâu đến hạch lympho, nơi tập trung các tế bào miễn dịch, từ đó kích thích hệ miễn dịch của bò sữa, góp phần giảm triệu chứng viêm và tăng cường sức đề kháng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh số lượng khuẩn lạc giữa các nhóm thí nghiệm theo thời gian chiếu và công suất, cũng như bảng phân bố mật độ công suất laser trong mô. Những kết quả này mở ra hướng phát triển liệu pháp điều trị viêm vú bằng laser không dùng thuốc, giảm thiểu tác động tiêu cực của kháng sinh.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Ứng dụng laser đồng bước sóng 780 nm và 940 nm trong điều trị viêm vú bò sữa:

   • Khuyến nghị sử dụng laser công suất 18 mW với thời gian chiếu tối thiểu 30 phút để đạt hiệu quả tiêu diệt vi khuẩn tối ưu.
   • Thời gian áp dụng: trong giai đoạn cấp tính của viêm vú, thực hiện hàng ngày hoặc theo phác đồ cụ thể.

2. Phát triển thiết bị laser chuyên dụng cho chăn nuôi bò sữa:

   • Thiết kế thiết bị laser bán dẫn công suất thấp phù hợp với điều kiện trang trại, dễ sử dụng và an toàn cho người vận hành.
   • Chủ thể thực hiện: các công ty công nghệ y sinh và phòng thí nghiệm nghiên cứu.

3. Đào tạo kỹ thuật viên và người chăn nuôi về phương pháp điều trị laser:

   • Tổ chức các khóa đào tạo kỹ thuật chiếu laser, cách bảo trì thiết bị và theo dõi hiệu quả điều trị.
   • Mục tiêu nâng cao nhận thức và kỹ năng áp dụng công nghệ mới trong chăn nuôi.

4. Nghiên cứu mở rộng và thử nghiệm lâm sàng trên đàn bò sữa thực tế:

   • Tiến hành thử nghiệm trên quy mô lớn tại các trang trại để đánh giá hiệu quả lâu dài và tác động kinh tế.
   • Thời gian thực hiện: 1-2 năm, phối hợp giữa các viện nghiên cứu và doanh nghiệp chăn nuôi.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Người chăn nuôi bò sữa:

   • Hiểu rõ về bệnh viêm vú và phương pháp điều trị mới không dùng thuốc, giúp giảm thiểu tổn thất kinh tế và nâng cao chất lượng sữa.

2. Chuyên gia thú y và kỹ thuật viên chăn nuôi:

   • Áp dụng kiến thức về laser công suất thấp trong điều trị viêm vú, cải thiện hiệu quả điều trị và giảm sử dụng kháng sinh.

3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Vật lý kỹ thuật, Y sinh học:

   • Tham khảo phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng quang học trong mô sinh học, phát triển các ứng dụng laser trong y học thú y.

4. Doanh nghiệp công nghệ y sinh và thiết bị chăn nuôi:

   • Phát triển sản phẩm laser điều trị viêm vú bò sữa, mở rộng thị trường công nghệ chăm sóc sức khỏe gia súc.

Câu hỏi thường gặp

1. Laser công suất thấp có an toàn cho bò sữa không?
   Laser công suất thấp hoạt động ở mức năng lượng không gây tổn thương mô, đã được chứng minh an toàn trong nhiều nghiên cứu và ứng dụng thực tế, giúp kích thích sinh học mà không gây đau hay tác dụng phụ.

2. Hiệu quả điều trị viêm vú bằng laser so với kháng sinh như thế nào?
   Laser giúp giảm số lượng vi khuẩn và kích thích miễn dịch mà không để lại tồn dư kháng sinh trong sữa, giảm nguy cơ kháng thuốc. Tuy nhiên, hiệu quả có thể phụ thuộc vào mức độ bệnh và cần kết hợp với các biện pháp chăm sóc khác.

3. Có thể áp dụng laser cho các loại vi khuẩn khác ngoài E.Coli không?
   Nghiên cứu cho thấy laser công suất thấp có khả năng ức chế nhiều loại vi khuẩn gây bệnh khác nhau, tuy nhiên hiệu quả cụ thể cần được khảo sát thêm cho từng loại vi khuẩn.

4. Thời gian và tần suất chiếu laser như thế nào là phù hợp?
   Theo nghiên cứu, chiếu laser đồng bước sóng 780 nm và 940 nm với công suất 18 mW trong 30 phút cho hiệu quả tốt nhất. Tần suất chiếu nên được điều chỉnh theo tình trạng bệnh và hướng dẫn chuyên môn.

5. Phương pháp mô phỏng có giúp gì cho việc điều trị thực tế?
   Mô phỏng giúp xác định khả năng xuyên sâu của laser đến hạch lympho, từ đó tối ưu hóa bước sóng và công suất chiếu để tăng cường hiệu quả điều trị và kích thích miễn dịch.

Kết luận

• Laser bán dẫn công suất thấp với bước sóng đồng thời 780 nm và 940 nm có khả năng tiêu diệt và ức chế sự phát triển của vi khuẩn E.Coli trong sữa bò bị viêm vú, giảm số lượng khuẩn lạc đến 53.48% sau 30 phút chiếu.
• Mô phỏng cho thấy laser có khả năng xuyên sâu đến hạch lympho trong tuyến vú, hỗ trợ kích thích hệ miễn dịch và giảm triệu chứng viêm.
• Phương pháp điều trị bằng laser không dùng thuốc, giảm sự lệ thuộc vào kháng sinh, góp phần nâng cao chất lượng sữa và an toàn thực phẩm.
• Nghiên cứu mở ra hướng phát triển công nghệ chăm sóc sức khỏe bò sữa hiện đại, hiệu quả và bền vững.
• Các bước tiếp theo bao gồm thử nghiệm lâm sàng trên quy mô lớn và phát triển thiết bị laser chuyên dụng cho ngành chăn nuôi.

Hành động ngay hôm nay để ứng dụng công nghệ laser công suất thấp trong chăm sóc sức khỏe bò sữa, nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ môi trường chăn nuôi!

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. BOI CANH HÌNH THÀNH DE TÀI, MỤC TIỂU VÀ NHIỆM VỤ CHÍNH I. BOL CANH HÌNH THÀNH DE TÀI: Bò sữa là một cái máy tao sữa sinh hoc tinh vi và hoàn hảo, chính vì thế nuôi và vận hành cái máy này không dễ. Mục tiêu chính của người chăn nuôi bò sữa là làm sao sản xuất ra nhiều sữa với chất lượng cao đáp ứng cho tiêu chuẩn thu mua của các nhà máy chế biến sữa, từ đó tăng thu nhập cho bản thân mình.

Muốn đạt được mục tiêu này, người chăn nuôi phải chăm sóc nuôi dưỡng tốt đàn bò sữa với khẩu phần ăn đáp ứng đầy đủ nhu cầu dinh dưỡng, quản lý chuồng trại, môi trường sạch sẽ, vệ sinh và áp dụng các biện pháp kỹ thuật nhằm tăng cường sức khỏe và bảo vệ đàn bò sữa chống lại các tác nhân gây bệnh. Trong các loại bệnh thường xảy ra đối với bò sữa trong phạm vi thế giới nói chung, bệnh viêm vú là phổ biến nhất, dé lây lan và gây thiệt hại kinh tế rất lớn vì nó làm giảm sản lượng sữa và chất lượng sữa. Tại Việt Nam, trong thời gian gân đây, bệnh viêm vú trên đản bò sữa là vào khoảng 30 -50 % đàn bò bị mắc bệnh.Tuy không gây chết ngay cho bò mắc bệnh, nhưng thiệt hại về kinh tế là khá lớn, thậm chí phải loại thải vật nuôi: Trên bò đang vắt sữa, bệnh sẽ làm giảm khả năng tiết sữa (từ 10 — 30%) và chất lượng sữa; gây một số biến chứng hoặc tốn thương trực tiếp trên bầu vú (nang tuyến vú, ống dẫn sữa, thậm chí có thé gây teo bầu vú), ảnh hưởng đến chu kỳ sinh sản tiếp theo. HV: NGUYÊN ANH KHOA 2 GVHD: PGS.TS TRAN MINH THÁI - - Trên bê con dang bú sữa mẹ sẽ kém phát triển, tỉ lệ bệnh và chết cao.

- - Nguyên nhân: Do nhiều loại vi khuẩn va nam gây bệnh xâm nhập vào tuyến vú qua các vết thương ở bầu vú, núm vú. Sữa là môi trường rất tốt cho vi khuẩn va nam sinh sôi phát triển nhanh gây ra các 6 viêm, phá hoại các tổ chức tuyến sữa. Quá trình viêm kéo dai sẽ làm mất chức năng của mô sản xuất sữa trong tuyến vú gây ton thất kinh tế, làm thay đổi chất lượng sữa (Schroeder,2010). - _ Việc điều trị viêm vú ở bò là một trong những đề tài rất được quan tâm trong chăn nuôi, sản xuất hiện nay.

Cách điều trị phô biến là sử dụng kháng sinh, nhưng việc này lại làm tồn đọng dư lượng kháng sinh khá lớn đối với sữa của bò sau viêm. Điều nay vừa làm ảnh hưởng đến năng xuất, chất lượng sữa của bò, dẫn đến giá thành giảm hoặc không được thu mua bởi các công ty, xí nghiệp, qua đó ảnh hưởng đến kinh tế của nông dân. - _ Trong bối cảnh đó, Phòng thí nghiệm Công nghệ laser, khoa Khoa học ứng dụng- Trường đại học Bách Khoa- Đại học Quốc Gia TPHCM đẻ xuất chương trình với tên gọi : “Nghiên cứu ứng dụng Laser bán dẫn công suất thấp trong chăm sóc sức khỏe của bò sữa nhăm nâng cao sản lượng và chất lượng sữa do nó sinh sản ” - Con dé tài với tên gọi “Tác động laser bán dẫn công suất thấp đối với vi khuan Escherichia Coli (E.Coli) trong sữa của bò bị viêm HV: NGUYÊN ANH KHOA 3 GVHD: PGS.TS TRAN MINH THÁI vú” là bước đột phá đâu tiên của chương trình nghiên cứu nêu trên. MỤC TIỂU CUA DE TÀI: Mặc dù có nhiều yếu tố tác động gây ra viêm vú trên bò sữa, nhưng viêm do vi sinh vật vẫn được xem là tác nhân hàng đầu.

Cùng với các rỗi loạn về sinh sản, nhiễm trùng chi, viêm vu đã được cho là bệnh phố biến làm giảm sản lượng và chất lượng sữa [1].Bénh viêm vú xảy ra là hệ qua do tác của nhiều yếu tố, bao gồm các yếu tố bên trong cơ thể con vật cũng như các yếu tô về con người và yếu t6 môi trường. Các yếu tố liên quan đến con vật còn bao gồm cả suy yếu hệ miễn dịch. Chức năng neutrophil bị thay đổi, rối loạn đáp ứng kháng thể, suy giảm sản xuất các cytokines kháng viêm thường xuất hiện ở giai đoạn chuyền tiếp [2.3] và thường xuất hiện ở các bệnh truyền nhiễm gây suy giảm miễn dịch [4]. Hầu hết các con vật nhạy cảm có thể chưa phát triển bệnh truyền nhiễm như viêm vú và viêm tử cung [5,6].

Vi khuẩn là một trong những tác nhân chính trong viêm vú trên bò sữa; tuy nhiên, nắm, mốc, viruses, và tảo cả thảy đều liên quan đến bệnh này [7. Về góc độ kinh tế, nhiều phương pháp điều trị đã được áp dụng từ trước đến nay. Mặc dù phát triển nhiều loại hoạt chất điều trị bệnh viêm vú, cho đến nay vẫn chưa có sự thống nhất cao trong chọn lựa phương pháp điều trị tối ưu. Nhìn chung, duy tri sự cân bang HV: NGUYÊN ANH KHOA 4 GVHD: PGS.TS TRAN MINH THÁI nội mô của cơ thể con vật, thực hành vệ sinh chuồng trại, chăm sóc, quản lý và sử dụng kháng sinh cục bộ bơm vảo trong tuyến sữa là liệu pháp thường được áp dụng trong dự phòng và điều trị bệnh viêm vú| 1,7,9].

Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu bằng thực nghiệm sự tương tác của chùm tia laser bán dẫn làm việc ở các bước sóng khác nhau với công suất thấp lên vi khuẩn E.Coli- tác nhân gây viêm tuyến vú ở bò sữa ngoài cơ thể của nó. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu này tiễn hành xây dựng phương pháp điều trị viêm vú ở bò sữa bang laser bán dẫn công suất thấp- một phương pháp điều trị không dùng thuốc, mà dựa trên hiệu ứng kích thích sinh học, nhăm nâng cao chât lượng sữa của bò sữa. NHIỆM VỤ CHÍNH CUA DE TÀI: Đề hoàn thành tốt mục tiêu đề ra, cần phải thực hiện hoàn chỉnh các nhiệm vụ chính sau đây: 1. Tông quan các van đề chính liên quan trực tiép đên đề tai gồm: e Cấu trúc bầu vú của bò sữa; e Bệnh viêm vú ở bò sữa; e Các phương pháp điều trị viêm vú ở bò sữa; e_ Các công trình nghiên cứu sử dụng laser công suất thấp trong điều trị cho bò sữa khi bị bệnh 2.

Xây dựng phương pháp nghiên cứu bằng thực nghiệm vẻ sự tương tác của chùm tia laser bán dân làm việc ở các bước sóng khác nhau với công suât thâp lên vi khuân E.Coli- tác nhan gây viêm vú ở bò sữa ngoài cơ thê của nó. HV: NGUYÊN ANH KHOA 5 GVHD: PGS.TS TRAN MINH THÁI 3. Xây dựng phương pháp đánh giá kết qua khảo sat 4. Mô phỏng sự lan truyền chùm tỉa laser làm việc ở các bước sóng khác nhau với công suất thấp từ bề mặt da vùng vú của bò sữa đến hạch Lympho trong tuyến vú của nó băng phương pháp Monte-Carlo.

kết luận HV: NGUYÊN ANH KHOA 6 GVHD: PGS.TS TRAN MINH THAI CHƯƠNG 2. TONG QUAN CAC VAN DE CHÍNH LIEN QUAN TRUC TIEP DEN DE TAI I. CAU TRÚC BAU VU BO SUA 1. Tuyến sữa: - Tuyến sữa hay còn gọi là tuyến vú là co quan sản xuất ra sữa.

- Tham gia cầu tạo bầu vú và tuyến sữa có các tô chức liên kết, tuyến thé, cơ, mach máu, lâm ba và thần kinh. Tổ chức liên kết: Tổ chức liên kết của tuyến sữa thực hiện chức năng định hình, bảo vệ cơ giới và sinh học. Chúng bao gồm các tô chức sau: e Da: Bao bọc bên ngoài bầu vú, nó là phan bảo vệ và hỗ trợ sự định hình của tuyến. Da giữ cho bầu vú găn chặt vào thành bụng của trâu bò.

e Mô liên kết mỏng: Đây là lớp mô mỏng nam ở phần nông khắp bề mặt da. e Mô liên kết dày: Lớp mô này nam sâu bên trong lớp mô liên kết mỏng, gắn phần da và tuyến thé bang su tao thanh su tao thành một lớp liên kết đàn hôi. e Màng treo bên nông: Lớp mô liên kết này bắt nguồn từ khung chậu trải rộng xuống phía dưới bao phủ và nâng đỡ phân bên tuyến thé. e Màng treo bên sâu: Bắt đầu từ khung chậu đi xuống phía dưới và hỗ trợ mô tuyến của bầu vú.

e Màng treo giữa: Đó là màng treo kép, bắt đầu từ đường giữa của thành bung chia bầu vú thành nữa trái, nữa phải. Mang này nâng đỡ phần giữa của vú chống lại lực kéo xuống và giữ bau vú ở vị trí cân bằng nếu các cau trúc phụ trợ khác bị tách roi. Tổ chức tuyến: Tổ chức tuyến gồm 2 phan chính: hệ thống tuyến bảo và hệ thống ống dẫn HV: NGUYÊN ANH KHOA 7 GVHD: PGS.TS TRAN MINH THÁI e Hệ thống tuyến bao: Tuyến bảo (nang tuyến) là đơn vị tạo sữa của tuyến sữa. Nó là tập hợp một tầng lớp tế bào thượng bì đơn.

Tuyến bào có số lượng rất lớn (trên 80.000 tuyến bao/em3). Hình dạng tế bào thay đối theo chu kỳ phân tiết sữa. Khi phân tiết mạnh, trong tế bào tích trữ nhiều dịch phân tiết. TẾ bảo có hướng hình trụ cao đầu nhỏ hướng vào xoang tuyến bảo.

Tế bào chứa nhiều hạt mỡ, protein kích thước khác nhau. Khi không phân tiết tế bào thu hẹp lại. Trong bầu vú, tuyến bào hợp lại với nhau thành từng chùm người ta gọi là chùm tuyến bào hoặc tiểu thuỳ. Mỗi một phan tư bầu vú được tập hợp bởi nhiều chùm tuyến bào và biệt lập với nhau bởi lớp ngăn màng treo giữa và các mô liên kết khác.

e Hệ thống ống dẫn: Hệ thống ống dẫn bao gồm hệ thống ống, phân nhánh theo kiểu cành cây, bắt đầu là các ống dẫn sữa nhỏ xuất phát từ các tuyến bảo (nên còn gọi là các ống dẫn tuyến bào). Sữa được tạo thành ở tuyến bào, di chuyển qua các ông dẫn sữa nhỏ trong chùm tuyến bao, sau đấy tập hợp vào ống dẫn chùm tuyến bào (còn gọi là ống dẫn sữa nhỏ). Sữa trước khi vào bể thường được chảy qua ống tập hop sữa lớn. ở chỗ phân nhánh ống dẫn sữa, thành ống hình thành các nếp nhăn hoa thị hạn chế sự di chuyển của sữa (đặc biệt thay ở tuyến sữa trâu).

e Bê sữa: Bề sữa được phân ra làm 2 phan, phan trên gọi là bể tuyến, phần dưới gọi là bể đầu vú. Giới hạn giữa 2 bể là nếp nhăn niêm mạc vòng. Giới hạn giữa bể đầu vú và lỗ đầu vú là tô chức Furstenlerge rozelt có kết cau như những chiếc hoa. Quanh lỗ đầu vú có cơ vòng Sphincter chỉ mở ra khi có phản xạ thải sữa.

Hệ cơ tuyến vú Xung quanh các nang tuyến có cơ biểu mô. Khi co này co bóp sữa được day từ nang tuyên vào hệ thông ông dân dé đô vào HV: NGUYÊN ANH KHOA 8 GVHD: PGS.