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

======

TRẦN THỊ NGỌC ÁNH

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP THỤ
THUỐC FAMOTIDIN 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. LÊ NGỌC HOÀN

HÀ NỘI, 2017


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS. Lê Ngọc Hoàn đã tận tình hƣớng
dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu. Sự hiểu biết sâu sắc
về khoa học cũng nhƣ kinh nghiệm của thầy là tiền đề giúp tôi đạt đƣợc kết
quả này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, các thầy cô giáo trong khoa
Sinh- KTNN, các thầy cô trong Viện Nghiên cứu Khoa học và Ứng dụng
Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2, đã tận tình giảng dạy, tạo mọi điều kiện
thuận lợi trong thời gian tôi học tập và làm nghiên cứu tại trƣờng.
Cuối cùng , xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè luôn bên cạnh , động
viên, khích lệ, giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận này.

HM

Hooc mon

MT1

Môi trƣờng 1

MT2

Môi trƣờng 2

MT3

Môi trƣờng 3

OD

Giá trị mật độ quang

S – CVK

Static – Cellulose vi khuẩn


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài ......................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu .................................................................................. 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................. 2

1.5.1.2. Tình hình nghiên cứu về màng CVK trên thế giới ........................... 15
1.5.2. Tình hình nghiên cứu về thuốc famotidin tại Việt Nam và trên thế giới
..................................................................................................................... 16
1.5.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ..................................................... 16
1.5.2.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ................................................... 16
Chƣơng 2 ..................................................................................................... 17
VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................... 17
2.1. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................... 17
2.1.1. Giống vi khuẩn ................................................................................... 17
2.1.2. Nguyên liệu và hóa chất ..................................................................... 17
2.1.3. Thiết bị và dụng cụ ............................................................................. 17
2.1.4. Môi trƣờng chuẩn lên men thu màng CVK ......................................... 18
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................... 18
2.2.1. Tạo dịch giống vi khuẩn ..................................................................... 18
2.2.2. Lên men thu màng CVK từ môi trƣờng chuẩn .................................... 19
2.2.3. Xử lí màng trƣớc khi hấp thu thuốc .................................................... 19
2.2.4. Đánh giá độ tinh khiết của màng ........................................................ 20
2.2.5. Đo bề dày màng CVK ........................................................................ 20
2.2.6. Xây dựng đƣờng chuẩn của thuốc famotidin trong dung dịch HCl 0,1N
..................................................................................................................... 21
2.2.7. Xác định lƣợng thuốc hấp thu vào màng ............................................. 22


Chƣơng 3 ..................................................................................................... 24
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................................. 24
3.1. Tạo dịch giống....................................................................................... 24
3.2. Tạo màng CVK ..................................................................................... 24
3.2.1. Thu màng CVK .................................................................................. 24
3.2.2. Quá trình xử lí màng trƣớc khi hấp thụ thuốc ..................................... 25
3.2.3. Xác định điều kiện nuôi cấy để có độ dày màng CVK thích hợp ........ 25

Hình 2.2. Dùng thƣớc đo dộ dày màng ......................................................... 21
Hình 2.3. Phƣơng trình đƣờng chuẩn của thuốc famotidin ............................ 22
Hình 3.1. Dịch giống .................................................................................... 24
Hình 3.2. Màng trong bình tam giác nuôi 8-9 ngày ...................................... 24
Hình 3.3. Màng tinh sạch ............................................................................. 25
Hình 3.4. Kết quả thí nghiệm thử sự xuất hiện của glucose .......................... 27
Hình 3.5. Biểu đồ biểu diễn khối lƣợng hấp thu thuốc vào màng trong 2 giờ
30 phút ......................................................................................................... 29
Hình 3.6. Biểu đồ thể hiện hiệu suất thuốc hấp thu vào màng CVK trong thời
gian 2 giờ 30 phút......................................................................................... 30


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Famotidin, một thuốc kháng thụ thể H2 thể dụng dài nhất so với các
thuốc kháng H2 thế hệ cũ, hoạt tính mạnh hơn so với hai thuốc cùng nhóm
ranitidin và cimetidin, lần lƣợt gấp 7,5 và 20 lần. Famotidin không ức chế hệ
enzym CYP450 nên ít ảnh hƣởng đến chuyển hóa các thuốc khác và nó cũng
ít gây tác dụng phụ trên hệ thần kinh và nội tiết so với thế hệ 1. Tuy nhiên
famotidin có độ tan thấp, đƣợc hấp thu không hoàn toàn ở đƣờng tiêu hóa,
sinh khả dụng không cao khoảng 40 – 45%. Các nghiên cứu hiện nay tập
trung cải thiện công thức và quy trình bào chế nhằm tạo chế phẩm có độ hòa
tan cao, cải thiện sinh khả dụng của thuốc [8].
Cellulose vi khuẩn ( CVK) là sản phẩm của một số loài vi khuẩn, đặc
biệt là vi khuẩn Acetobacter xylinum (A. xylinum). CVK đƣợc tạo ra từ A.
xylinum có cấu trúc hóa học rất giống cellulose của thực vật nhƣng có một số
tính chất lí hóa đặc biệt nhƣ đƣờng kính sợi nhỏ, độ tinh khiết cao, độ
polymer hóa lớn, độ bền cơ học và khả năng thấm hút nƣớc cao, có thể bị
thủy phân bởi enzym,...Vì vậy CVK đƣợc ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực
công nghệ nhƣ thực phẩm, công nghệ giấy, công nghệ pin,... Trong lĩnh vực y

thuốc để tăng hoạt tính sinh học của famotidin.

2


Chƣơng 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Acetobacter xylinum (A. xylinum)
1.1.1. Phân loại
A. xylinum thuộc nhóm vi khuẩn Acetic, chi Acetobacter, họ
Pseudomonadaceae. Là loại hiếu khí bắt buộc, có nhu mao và sản xuất
cellulose ngoại bào. Theo khóa phân loại của Bergey, A. xylinum thuộc [7]:
 Lớp: Schizomycetes
 Bộ: Pseudomonadales
 Bộ phụ: Pseudomonadieae
 Họ: Pseudomonadaceae
1.1.2. Đặc điểm hình thái
A. xylinum có dạng hình que thẳng, hơi cong, kích thƣớc ngang khoảng 0,6 –
0,8 µm, dài khoảng 2 - 3µm, vi khuẩn không sinh bào tử, gram âm, không di
động, sắp xếp riêng rẽ đôi khi xếp thành chuỗi, nhƣng khi tế bào già hay do
điều kiện môi trƣờng nuôi cấy, hình dạng có thể biến đổi: tế bào dài hơn,
phình to ra, phân nhánh hoặc không phân nhánh [7].

Hình 1.1. Hình ảnh vi khuẩn A. xylinum

3


1.1.3. Đặc điểm nuôi cấy
Theo một số nghiên cứu A. xylinum có một số tính chất sau:

- Theo AJ. Brown (1886), CVK gồm nhiều sợi siêu nhỏ có bản chất là
hemicellulose, đƣờng kính 1,5nm kết hợp với nhau tạo thành bó, nhiều bó hợp
thành dãy khoảng 100nm, rộng khoảng 3 - 8nm[4].
- CVK có đƣờng kính sợi nhỏ hơn 100A0, nhỏ hơn rất nhiều so với các
sợi cellulose thực vật (1/100). CVK có cấu trúc siêu mịn và độ chịu lực của
nó gần bằng nhôm. Khi đem so sánh đƣờng kính của CVK với đƣờng kính
của các sợi nhân tạo cho thấy: kích thƣớc của CVK còn nhỏ hơn cả kích
thƣớc của sợi tổng hợp hóa học có đƣờng kính nhỏ nhất [5].
Bảng 1.1. Đƣờng kính của các loại sợi[7]
Loại sợi

Kích thƣớc

Tóc

100µm

Bông vải

10µm

Gỗ thông

30 – 75nm

Sợi tổng hợp

10µm

Sợi tổng hợp kĩ thuật cao

gum (HM pectin, LM pectin) lên tính chất của CVK. Các mảnh CVK có độ
cứng là 3,68kg/cm2. Độ cứng của các miếng CVK giảm khi chúng đƣợc
nhúng vào dung dịch đƣờng, HM pectin, LM pectin, carrageenan và độ cứng
tăng lên khi đƣợc nhúng vào dung dịch muối.
Sản phẩm của cellulose vi khuẩn có một số tính chất nhƣ sau:
- Độ bền hóa học, độ bền cơ học và sức căng cao.
- Khả năng giữ nƣớc và độ ẩm cao, do đó có thể điều chỉnh độ xốp.
- Do khả năng S – CVK hình thành sẵn màng, khi ứng dụng trong làm
vải không cần khâu dệt, làm giấy không cần khâu bột giấy.
- Có thể theo dõi, kiểm soát lý tính của cellulose do cấu trúc của
cellulose vi khuẩn có khả năng biến đổi trong quá trình nuôi cấy.
- Cellulose vi khuẩn là cellulose sinh học duy nhất đƣợc tổng hợp mà
không gắn lignin, có thể dễ dàng bị phân hủy bởi một số nhóm vi sinh vật. Vì
vậy, cellulose vi khuẩn đƣợc xem là nguồn vật liệu mới có nhiều ƣu thế trong
tƣơng lai [2].
1.2.3. Một số ứng dụng của CVK trong y học
Ứng dụng trong điều trị bỏng: Dựa vào khả năng đặc biệt của CVK nhƣ
khả năng thấm nƣớc cao, khả năng kết dính chặt chẽ và trơ về mặt hóa học
6


nên CVK có vai trò nhƣ màng sinh học. Trong trƣờng hợp bị bỏng nặng, các
vết thƣơng cần màng để che chắn vết thƣơng, hạn chế sự tiếp xúc với môi
trƣờng bên ngoài dễ bị nhiễm trùng. Ngƣời ta còn dùng màng sinh học để
thay thế da tạm thời. ở Brazil, ngƣời ta cũng đã ứng dụng thành công màng
CVK để làm da nhân tạo[7].
Ngoài ra, màng CVK còn đƣợc ứng dụng trong ghép mô, cơ quan nội
tạng,... làm tác nhân vận chuyển thuốc. Dựa vào đặc tính trƣơng nở của CVK
ngƣời ta ứng dụng làm tác nhân vận chuyển thuốc, làm tá dƣợc tự rã, dùng
làm huyền phù CVK để ổn định các tá dƣợc dạng nƣớc, làm cho chúng không

C N

H2N

N

CH2SCH2CH2C

S

NH2

- Phân khối thuốc: 337,43 g/mol
- Loại thuốc: Đối kháng thụ thể histamine H2
- Tính chất của thuốc: famotidin là một chất kết tinh màu trắng, vàng
nhạt, nó ít tan trong nƣớc, không tan trong ethanol, aceton, ethyl acetat và
ethyl ether, dễ tan trong acid vô cơ loãng.
Famotidin ức chế cạnh tranh tác dụng của histamine ở thụ thể H 2 tế bào
vách, làm giảm tiết và giảm nồng độ acid dạ dày cả ngày và đêm, và cả khi
kích thích do thức ăn, histamine hoặc pentagastrin. Hoạt tính đối kháng
histamine ở thụ thể H2 của famotidin phục hồi chậm, do thuốc khuếch tán
chậm khỏi thụ thể. So sánh phân tử lƣợng famotidin có hoạt lực mạnh gấp 20
– 150 lần so với cimetidine và 3- 20 lần so với ranitdine trong ức chế tiết acid
dạ dày.
Famotidin hấp thu không hoàn toàn ở đƣờng tiêu hóa và sinh khả dụng
khoảng 40 – 45%. Sau khi uống nồng độ tối đa trong huyết tƣơng đạt trong 1
– 3 giờ. Nồng độ thuốc trong huyết tƣơng sau khi dùng nhiều liều cũng tƣơng
đƣơng nhƣ dùng liều đơn. 15 – 20% famotidin liên kết với protein huyết
tƣơng [5].



điều chỉnh theo từng ngƣời và kéo dài theo chỉ định lâm sàng. Dùng đồng thời
thuốc chống acid nếu cần [5].
 Bảo quản: Ở nhiệt độ phòng dƣới 400C [5].
1.3.5. Tác dụng không mong muốn
- Thƣờng gặp: nhức đầu, chóng mặt, táo bón, ỉa chảy.
- Ít gặp: sốt, mệt mỏi, suy nhƣợc, loạn nhịp tim, vàng da ứ mật, buồn
nôn, chán ăn, khô miệng.
- Phản ứng quá mẫn cảm: choáng phản vệ, phù mạch, phù mắt, phù
mặt, mày đay, phát ban, sung kết mạc.
- Đau cơ xƣơng, chuột rút, đau khớp.
- Co giật toàn thân, rối loạn tâm thần, ảo giác, lú lẫn, kích động, trầm
cảm, lo âu, mất ngủ.
- Co thắt phế quản
- Mất vị giác, ù tai
- Hiếm gặp: đánh trống ngực, giảm bạch cầu hạt, giảm huyết cầu toàn
thân, giảm tiểu cầu, hoại tử da nhiễm độc, rụng tóc, ngứa, khô da đỏ ửng.
- Tác dụng khác: liệt dƣơng, vú to ở đàn ông [5].
1.3.6. Tương tác thuốc
Thức ăn làm tăng nhẹ và thuốc kháng acid làm giảm nhẹ sinh khả dụng
của famotidin, nhƣng các tác dụng này không ảnh hƣởng quan trọng đến tác
dụng lâm sàng, famotidin còn có thể phối hợp với thuốc kháng acid [5].
1.4. Quá trình tiêu hóa ở dạ dày
1.4.1. Cấu tạo của dạ dày
Dạ dày là phần phình lớn nhất của ống tiêu hóa nằm trong khoang
bụng. Ở ngƣời lớn dạ dày có thể tích khoảng 1,5 – 3 lít. Phía trên nối với thực
quản, phía dƣới nối với tá tràng. Hình dáng dạ dày thay đổi tùy theo lúc no,
đói và lứa tuổi. Dạ dày có hai bờ cong lớn và bờ cong nhỏ
10



1.4.2.2. Tiêu hóa cơ học thức ăn ở dạ dày
Ở phần tâm vị: tâm vị không có các cơ vòng thắt nhƣ ở hạ vị, nên việc
đóng mở là nhờ lớp niêm mạc dày lên và các cơ hoành bọc xung quanh. Do
vậy, tâm vị đóng, mở không đƣợc chặt nhƣ môn vị. Khi mở tâm vị thức ăn sẽ
đƣợc chuyển tới phần cuối cùng của thực quản, kích thích của thức ăn vào
phần này theo cơ chế phản xạ ruột, tâm vị đƣợc mở ra cho thức ăn dồn vào dạ
dày. Khi thức ăn đƣợc đẩy dồn vào dạ dày sẽ làm trung hòa bớt độ axit của
dịch vị, đó là nguyên nhân làm tâm vị đóng lại. Nhƣ vậy, sau khi mở, tâm vị
lại lập tức đóng lại. Chu kì mở tâm vị tiếp theo chỉ xảy ra khi độ pH của dịch
vị đã trở lại bình thƣờng. Đó là lí do thức ăn không trào ngƣợc trở lại thực
quản.
Ở phần thân vị và hạ vị: khi dạ dày không có thức ăn, thì dạ dày sẽ co
bóp thƣa và yếu. Sau khi ăn 10 – 20 phút thì bắt đầu các cử động nhu động
theo chiều từ trên xuống dƣới với tần số 20 nhịp/giây, làm cho khối thức ăn
đƣợc chuyển động theo chiều từ trên xuống, sát thành dạ dày và nhồi từ dƣới
lên ở chính giữa. Độ axit của dịch vị càng tăng, thì có bóp của dạ dày càng
mạnh, làm cho thức ăn ngấm đều dịch vị và chuyển xuống phần hạ vị. Ở hạ vị
thành cơ dày, cơ có bóp mạnh hơn nên thức ăn đƣợc nghiền nát, nhào trộn với
dịch vị và tạo thành một dịch lỏng gọi là vị trấp rồi đƣợc chuyển qua môn vị
xuống tá tràng.
Ở phần môn vị: bình thƣờng môn vị vẫn hé mở, nhƣng khi bữa ăn bắt
đầu, dịch vị tâm lí đã đƣợc tiết ra, một vài giọt axit HCl bài tiết ra sẽ rơi
xuống tá tràng và từ tá tràng kích thích ngƣợc lại môn vị làm môn vị đóng
chặt lại. Mỗi nhịp co của dạ dày sẽ gây một áp lực nhất định làm mở môn vị
và một lƣợng vị trấp đƣợc đẩy xuống tá tràng. Vị trấp có độ axit cao sẽ làm
12


trung hòa bớt độ pH kiềm của dịch tụy ở đây. Đó là nguyên nhân đã làm cho

phản xạ có điều kiện:
Phản xạ không điều kiện: thông qua hệ thần kinh giao cảm và phó giao
cảm. Trung tâm thần kinh giao cảm tham gia phản xạ nằm ở sừng bên chất
xám của tủy sống gây bài tiết chủ yếu là thần kinh phó giao cảm. Khi thức ăn
tác dụng vào niêm mạc dạ dày, các thụ quan sẽ bị kích thích và xung thần
kinh hƣớng tâm sẽ đƣợc truyền về hành tủy. Xung thần kinh ly tâm sẽ theo
dây thần kinh số X chạy đến dạ dày. Các nhánh của thần kinh dây số X tác
động vào đám rối Meissner và từ các đám rối này có các sợi chạy đến tuyến vị
của niêm mạc dạ dày để gây ra sự bài tiết dịch vị của dạ dày.
Phản xạ có điều kiện với sự bài tiết dịch vị: hình dáng, màu sắc, mùi vị
của thức ăn, lời nói, chữ viết của con ngƣời... đều có thể gây tiết dịch vị.
+ Điều hòa bài tiết bằng cơ chế thể dịch: các tuyến vị vùng hang vị bài
tiết ra nhiều chất gastrin (qua kích thích dây thần kinh X và các sản phẩm tiêu
hóa của protein,...tác động qua đám rối Auerbach). Gastrin sẽ đƣợc thấm vào
máu trở lại vùng thân vị dạ dày sẽ kích thích các tuyến vị ở đây để tăng cƣờng
sự bài tiết dịch vị. Histamin, sản phẩm chuyển hóa của Histidin tác động vào
chất thụ cảm của tế bào thành làm tăng tiết axit HCl. Các hocmon ở phần vỏ
tuyến trên thận cũng có tác dụng làm tăng bài tiết dịch vị. Chất prostaglandin
của các mô trong cơ thể bài tiết ra lại có tác dụng làm giảm sự bài tiết dịch vị
ở dạ dày [3].
1.5. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc và trên thế giới
1.5.1. Tình hình nghiên cứu về màng CVK
1.5.1.1. Tình hình nghiên cứu về CVK tại Việt Nam
Tại Việt Nam nghiên cứu và sử dụng màng CVK từ vi khuẩn A.
xylinum ngày càng đƣợc quan tâm. Nguyễn Văn Thanh và Huỳnh Thị Ngọc
Lan [4] đã viết bài nghiên cứu: “nghiên cứu các đặc tính màng cellulose vi
14


khuẩn từ Acetobacter xylinum sử dụng làm màng trị bỏng”, bài viết đƣợc

giới
1.5.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
Trong nƣớc có nhiều công trình nghiên cứu về tác dụng của famotidin
phục vụ chữa trị bệnh nhƣ: “ Nghiên cứu xây dựng công thức và bào chế viên
nén famotidin 40mg” của tác giả Lê Phƣơng Thảo và cộng sự (2013) [8]; luận
văn thạc sĩ Sinh học ĐHSP Hà Nội 2 của tác giả Hoàng Phúc Ngân (2016)
[5], “Nghiên cứu khả năng hấp thu và giải phóng thuốc famotidine của màng
bacterial cellulose để phục vụ việc sử dụng qua đƣờng uống”, đây là đề tài
đầu tiên nghiên cứu sử dụng màng CVK làm hệ thống hấp thu, giải phóng
thuốc famotidin.
1.5.2.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về thuốc famotidin nhƣ:
- Anraku M., Hiraga A. et al. [10] đã nghiên cứu quá trình giải phóng
chậm của famotidin từ viên nén gồm chitosan/sulfobutyl ether β –
cyclodextrin composites.
- Gao S., Liu G. L., Gao X. H. [14] Đã nghiên cứu dƣợc động học và
sinh khả dụng của famotidin trên 10 tình nguyện viên ngƣời Trung Quốc.
- Schwariz J. L. et al. [18] có công trình nghiên cứu về hệ thống phân
phối thuốc mới cho famotidin.
- Maday F.M., Khaled K. A., Yamasaki K. et al. [17] đã đánh giá chức
năng axit của carboxymethyl – beta – cyclodextrin trong việc cải thiện sự ổn
định hóa học, sinh khả dụng đƣờng uống của famotidin.
- Fahmy R. H., Kassem M.A. [13] đã đánh giá tỉ lệ giải phóng thuốc
famotidin thông qua xây dựng viên liquuisolid trên cả in vitro và in vivo.

16