TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA SINH - KTNN

======

NGUYỄN THỊ HUYỀN TRANG

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG GIẢI PHÓNG
THUỐC CURCUMIN CỦA MÀNG CELLULOSE
VI KHUẨN LÊN MEN TỪ MÔI TRƢỜNG CHUẨN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành: Sinh lý học ngƣời và động vật

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học
TS. NGUYỄN XUÂN THÀNH

HÀ NỘI, 2017


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên em xin gửi lời biết ơn sâu sắc nhất tới TS. Nguyễn Xuân Thành
là người đã tận tình theo sát và hướng dẫn em hoàn thành khóa luận tốt
nghiệp của mình.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Giám hiệu Trường ĐHSP Hà Nội 2;
các thầy, cô trong khoa Sinh kỹ thuật Nông nghiệp; các thầy, cô ở Viện
Nghiên cứu Khoa học và Ứng dụng Trường ĐHSP Hà Nội 2 đã tạo điều kiện
và giúp đỡ em hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp của mình.
Do bước đầu đi vào thực tế và sáng tạo trong nghiên cứu khoa học, kiến
thức của em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ. Do vậy, không tránh khỏi
những thiếu sót là điều chắc chắn, em rất mong nhận được sự góp ý quý báu

1.1.2. Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn A. xylinum ........................................ 4
1.1.3. Môi trường nuôi cấy A. xylinum ............................................................. 5
1.1.4.Cấu trúc của màng BC ............................................................................. 5
1.1.6. Ứng dụng của màng BC .......................................................................... 6
1.2. Curcumin .................................................................................................... 6
1.2.1. Công thức cấu tạo.................................................................................... 6
1.2.2. Tính chất lí hóa của curcumin ................................................................. 7
1.2.3. Dược chất ................................................................................................ 9
1.2.4. Sinh khả dụng ........................................................................................ 11
1.2.5. Rủi ro và tác dụng phụ .......................................................................... 11
1.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước .............................................. 12
1.3.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ......................................................... 12
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước.......................................................... 14
Chương 2. Đối tượng - Phương pháp nghiên cứu ........................................... 16
2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 16
2.2. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 16
2.2.1. Hóa chất................................................................................................. 16


2.2.2.Thiết bị, dụng cụ .................................................................................... 16
2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 16
2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 17
2.4.1. Tạo màng BC từ môi trường chuẩn ...................................................... 17
2.4.2. Phương pháp dựng đường chuẩn .......................................................... 18
2.4.3. Tạo màng BC nạp curcumin ................................................................. 20
2.4.4. Xác định lượng curcumin nạp vào màng BC ........................................ 20
2.4.5. Chuẩn bị môi trường đệm PBS (Phosphat buffered saline) - PBS 1X . 22
2.4.6. Xác định lượng thuốc giải phóng của màng BC đã nạp thuốc
curcumin .......................................................................................................... 22
Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận ................................................... 25

(mg/ml) khác nhau (n = 3) .................................................................. 19
Bảng 2.3. Môi trường đệm PBS ......................................................... 22
Bảng 3.2: Mật độ quang khi tiến hành giải phóng thuốc tại các thời
điểm khác nhau trong các môi trường pH khác nhau ......................... 29
Bảng 3.3: Tỉ lệ giải phóng dược chất của các màng ở các môi trường
pH khác nhau trong các khoảng thời gian khác nhau (n = 3)............. 31
Bảng 3.4: Hệ số tương quan R2, tốc độ giải phóng thuốc (k) và trị số
số mũ giải phóng (n) đối với các môi trường pH khác nhau .............. 34


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.2: Cấu tạo của curcumin .............................................................. 7
Hình 1.3: Cấu tạo của Demetoxy - curcumin .......................................... 7
Hình 1.4: Cấu tạo của Bis - demetoxy - curcumin .................................. 7
Hình 1.5: Cấu tạo của xiclocurcumin ...................................................... 7
Hình 2.1. Quy trình tinh chế màng BC .................................................. 18
Hình 2.2: Phương trình đường chuẩn của curcumin (n = 3) ................. 20
Hình 3.1: Màng BC được nuôi cấy trong môi trường chuẩn................. 25
Hình 3.2: Màng BC tinh chế .................................................................. 26
Hình 3.4: Màng BC nạp thuốc sấy khô ................................................. 27
Hình 3.5: Màng BC khi cho vào môi trường pH 2 và 12 ...................... 28
Hình 3.6: Biểu đồ so sánh mật độ quang của lượng thuốc giải phóng ở
màng 0,5cm và 1cm trong các môi trường pH khác nhau (n = 3) ......... 30
Hình 3.7: Biểu đồ tỉ lệ dược chất giải phóng ở pH = 2 ......................... 32
Hình 3.8: Biểu đồ tỉ lệ dược chất giải phóng ở pH = 12 ....................... 33


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Hiện nay, Acetobacter xylinum cũng như BC là đối tượng của nhiều

HIV,…
Tuy nhiên, curcumin có một số nhược điểm về sinh khả dụng như ít
tan trong nước, khó được hấp thu, không bền vững trong ruột và một lượng
rất nhỏ đi qua đường tiêu hóa và nhanh chóng bị thoái hóa hoặc liðờng pH khác nhau
Khi tiến hành giải phóng thuốc trong các môi trường pH, ta rút mẫu ở
các khoảng thời gian 0,5h; 1h; 2h; 4h; 6h; 8h… và tiến hành đo mật độ quang
của các mẫu và thu được kết quả như bảng 3.2:

28


Bảng 3.2: Mật độ quang khi tiến hành giải phóng thuốc tại các thời điểm
khác nhau trong các môi trƣờng pH khác nhau
Giờ (h)
pH 2
pH 12
0,5 m
0,5

1

2

4

6

8

12


0,360±

0,000152

0,000577

0,000104

0,002081

0,371±

0,362±

0,375±

0,368±

0,000115

0,000057

0,0001

0,000152

0,379±

0,369±


0,398±

0,409±

0,397±

0,173291

0,000173

0,000763

0,000076

0,379±

0,377±

0,378±

0,380±

0,000217

0,000152

0,00005

0,001

0.38
0.37
0.36
0.35
0.34
0.33
0.32
0.31

pH 2 (0,5cm)
pH 2 (1cm)

pH 12 (0,5cm)
pH 12 (1cm)

0,5

1

2

4
6
8
Thời gian (h)

12

24



6

8

12

24

pH 2

pH 12

0,5cm

1cm

0,5cm

1cm

3,474±

2,788±

3,978±

3,219±

0,0125


0,0145

0,0065

0,0196

0,0101

6,944±

6,207±

7,263±

6,601±

0,0326

0,0443

0,0921

0,0584

8,083±

8,911±

8,955±


8,36±

9,565±

0,0923

0,0176

0,0145

0,0172

7,628±

7,411±

7,985±

8,506±

0,2707

0,0261

0,0143

0,0699

Nhận xét: theo kết quả về tỉ lệ giải phóng thuốc ở các môi trường

8
Thời gian (h)

12

24

Hình 3.7: Biểu đồ tỉ lệ dƣợc chất giải phóng ở pH = 2

32


Tỉ lệ dược chất giải phóng (%)

14
12
10
8

pH 12 (0,5cm)

6

pH 12 (1cm)
4
2
0
0,5

1

R2

First - order

k1

Higuchi

R2

kH

Hixson - Crowwel

R2

kHC

Korsmeyer - Peppas

R2

kKP

n

12

0,5cm


0,0002

0,0001

0,0002

0,0002

0,4498±

0,0301±

0,6876±

0,0522±

0,0719

0,0116

0,0317

0,0112

2,5263±

2,5173±

2,6743±


0,0021±

0,002±

0,0002

0,0002

0,0001

0,0017

0,6044±

0,5739±

0,5399±

0,6787±

0,0308

0,0032

0,0056

0,0087

5,2097±


Theo nghiên cứu trước đây, mô hình First - order đại diện cho tỉ lệ
giải phóng thuốc phụ thuộc vào nồng độ của thuốc. Mô hình Higuchi giả định
rằng việc giải phóng thuốc là do cơ chế khuếch tán. Mô hình Krosmeyer Peppas đưa ra cái nhìn toàn diện nhất về tỉ lệ giải phóng thuốc tỉ lệ với sự

34


trương nở của vật liệu mang thuốc, độ trương nở của vật liệu cao thì tốc độ
giải phóng thuốc càng cao và ngược lại [20].
Các công thức giải phóng thuốc từ các màng có độ dày khác nhau
cho thấy các mô hình Higuchi và Korsmeyer - peppas (R2 > 70%) có sự phù
hợp hơn so với các mô hình khác. Kết quả này cho thấy khả năng ứng dụng
của mô hình Korsmeyer - Peppas cho sự trương nở của các sợi cellulose của
màng BC. Trong hệ thống khuếch tán của Fickian [23, 24], nếu n < 0,43 thì
xảy ra sự giải phóng thuốc theo cơ chế khuếch qua vật liệu, nếu 0,43 < n
0,85 thì thuốc giải
phóng do sự ăn mòn vật liệu. Theo bảng 3.4 các giá trị n thu được đều < 0,43
chứng tỏ có sự giải phóng thuốc theo cơ chế khuếch tán, không có sự ăn mòn
BC trong quá trình giải phóng thuốc.
Việc giải phóng thuốc ở màng 0,5cm lớn hơn màng 1cm có thể giải
thích là do sự trương nở của màng BC ở các môi trường pH khác nhau. Ở môi
trường pH = 12 có sự trương nở nhiều hơn dẫn đến tạo các khe hở nhiều hơn,
các liên kết trong màng trở nên lỏng lẻo hơn, do đó lượng curcumin giải
phóng qua các sợi cellulose cũng nhiều và nhanh hơn. Màng BC được cấu tạo
bởi các polime cao phân tử rất bền nên không có sự ăn mòn xảy ra trong quá
trình giải phóng thuốc.

35



cứu bào chế hệ phân tán rắn chứa Curcumin. Nghiên cứu dược 4/2012.
5. Nguyễn Văn Mã, La Việt Hồng, Ong Xuân Phong (2013). Phương
pháp nghiên cứu sinh lý học thực vật.
6. 8. Đinh Thị Kim Nhung, Nguyễn Thị Thùy Vân, Trần Như Quỳnh
(2012), “Nghiên cứu vi khuẩn A. xylinum tạo màng Bacteril
Cellulose ứng dụng trong điều trị bỏng”, Tạp chí Khoa học và Công
nghệ, 50 (4), 453 - 462.
7. Nguyễn Văn Thanh (2006), Nghiên cứu chế tạo màng cellulose trị
bỏng từ Acetobacter xylium, đề tài cấp bộ, Bộ Y tế.

37


Tài liệu tiếng Anh

8. Aggarwal B. B., Sundaram C., Malani N., Ichikawa H. (2007).
“Curcumin: the Indian solid gold”. Adv. Exp. Med. Biol. 595: 1 - 75.
9. Armando JD. et al. (2014),”Do bacterial cellulose membranes have
potential in drug-delivery systems”, Expert Opin.
10. Bharat. B. Aggarwal Anusheree Kurar, Manoj S. Agagarwal, and
ShishirShishodia, “chapter 23 Curcumin Drived from Turmeric (Curcuma
longa):

a

Spice

for

All

18. Kolev, Tsonko M.; và ctv. (2005). “DFT and Experimental Studies
of the Structure and Vibrational Spectra of Curcumin”. International Journal
of Quantum Chemistry (Wiley Periodicals) 102 (6): 1069 - 1079.
19. Lin Huang, Xiuli Chen, Thanh Nguyen Xuan, Huiru Tang, Liming
Zhang and Guang Yang Nano - cellulose 3D - networks as controlled releasedrug carriers năm 2013.
20. Nguyen TX. et al. (2014), “Chitosan-coated nano-liposomes for the
oral delivery of berberine hydrochloride”, J. Mater. Chem. B, 2, 7149 - 7159.
21. Pinto RJB. et al. (2009), “Antibacterial activity of nanocomposites
of silver and bacterial or vegetable cellulosic fibers”, Acta Biomater, 5, 2279 2289.
22. Pubmed.org - Influence of piperine on the pharmacokinetics of
curcumin in animals and human volunteers – 1998 May; 64 (4): 353 - 6.
23. Ritger P L, Peppas N A (1987). “A simple equation for description
of solute release, Fickian and non- Fickian from release from non-swellable
devices in the from of slabs, spheres, cylinders or dics”, Journal of Controlled
Release, 5 (1), 23 - 26.
24. Shaker D S, EL-Leithy E S, Ghorab M K, et al. (2010),
“Optimization and characterization of diclofenac sodium microsphes
prepared by a modified coacervation method” , Drug discoveries &
therapeutics, 4 (3), 208 - 216 .

39


25. Wei B. et al. (2011), “Preparation and evaluation of a kind of
bacterial cellulose dry films with antibacterial properties”, Carbohydr Polym ,
84, 533 - 538.
26. Wippermann, J., Schumann, D., Klemm, D., Kosmehl, H., Salehi Gelani, S., & Wahlers, T. 2009. Preliminary Results of Small Arterial
Substitute Performed with a New Cylindrical Biomaterial Composed of
Bacterial Cellulose. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery
37(5): 592 - 596.