BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP XANH NANO BẠC TRONG
GEL NHA ĐAM VÀ KẾT HỢP VỚI CHITOSAN ỨNG
DỤNG TRONG TẠO MÀNG CHỮA VẾT THƯƠNG

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Thái Ngọc Uyên
ThS. Trần Thị Ngọc Mai
Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Phước Sinh

MSSV: 1311101032

i

Lớp: 13DSH02

TP. Hồ Chí Minh, 2017


Đồ án tốt nghiệp

Em xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu mà em trực tiếp thực hiện dưới sự hướng
dẫn của TS. Nguyễn Thái Ngọc Uyên và ThS. Trần Thị Ngọc Mai. Tất cả các số liệu,
kết quả trình bày trong đồ án tốt nghiệp hoàn toàn trung thực, khách quan và không sao
chép số liệu của bất kỳ công trình nghiên cứu nào. Em xin chịu trách nhiệm về lời cam
đoan này.
TP. HCM, ngày 26 tháng 07 năm 2017
Sinh viên thực hiện
(Đã Ký) Nguyễn
Phước Sinh

iii


Đồ án tốt
nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm n

an giám hiệu trường

Đại học Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh cùng các thầy cô khoa Công Nghệ Sinh Học –Thực
phẩm – Môi trường của trường Đại học Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh và khoa Vật liệu
polymer và Composite của trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Tp. Hồ Chí Minh đã tận
tình chỉ dạy, giúp đỡ truyền đạt cho em những kiến thức quý giá trong suốt

uá trình

nghiên cứu vừa qua.
Đặc biệt, em xin gửi lời cám n chân thành đến cô Nguyễn Thái Ngọc Uyên và cô


MỤC

CÁC

BẢNG

............................................................................................vi DANH MỤC CÁC ĐỒ
THỊ ........................................................................................vii DANH MỤC CÁC SƠ
ĐỒ ........................................................................................ viii DANH MỤC CÁC
HÌNH

ẢNH

...................................................................................ix

MỞ

ĐẦU

.........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU........................................................6
1.1. Màng sinh học chữa vết thương .........................................................................6
1.1.1. Định nghĩa ......................................................................................................6
1.1.2. Tính chất .........................................................................................................6
1.2. Tổng quan về chitosan .........................................................................................6
1.2.1. Định nghĩa ......................................................................................................6
1.2.2. Cấu trúc của chitosan ....................................................................................7
1.2.3. Các tính chất của chitosan.............................................................................7
1.2.4. Ứng dụng của chitosan ................................................................................10

2.3.1. Qui trình........................................................................................................29
2.3.2. Thuyết minh quy trình..................................................................................31
2.4. Bố trí thí nghiệm ................................................................................................33
2.4.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm .................................................................................33
2.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đun lên sự tạo thành dịch Ag-NP ......34
2.4.3. Khảo ảnh hưởng của nhiệt độ đun lên sự hình thành Ag-NP...................35
2.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian khuấy lên sự hình thành Ag-NP........35

ii


Đồ án tốt
nghiệp
2.4.5. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dịch chiết nha đam-AgNO3 lên sự hình
thành Ag-NP
...........................................................................................................35
2.4.6. Phương pháp phân tích Ag-NP được tạo thành .........................................36
2.4.7. Tạo màng bán thấm CS-Ag-NP ...................................................................37
2.4.8. Khảo sát tính chất của màng bán thấm CS-Ag-NP ....................................38
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ................................................................40
3.1.

Tổng hợp Ag-NP .............................................................................................40

3.1.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đun lên sự tạo thành
Ag-NP. .....................................................................................................................40
3.1.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt đun lên sự tổng hợp AgNP ............................................................................................................................4
1
3.1.3. Thí nghiệm 3 : Khảo sát thời gian khuấy lên sự tổng hợp Ag-NP ............42
3.1.4. Thí nghiệm 4: Khảo tỷ lệ dịch chiết nha đam kết hợp với dung dịch AgNO3

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................56

5


Đồ án tốt
nghiệp

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
KÍ TỰ

TIẾNG ANH

TIẾNG VIỆT

Ag-NP

Silver nanoparticle

Nano bạc

CS

Chitosan

Chitosan

CS-Ag-NP

Chitosan silver nanoparticle


RNA

Ribonucleic acid

SIAA

Strategic Insurance Agency Alliance

TEM

Transmission electron microscopy

TiO2-NPs

Titanium dioxide nanoparticles

TPP

Tripolyphosphat

Nano Titanium oxit

United States Food and Drug
USFDA

Administration

UV-VIS



Đồ án tốt
nghiệp

DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ
Đồ thị 3.1: Ảnh hưởng của thời gian đun lên sự tạo thành dịch chiết nha đam. ...40
Đồ thị 3.2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đun lên sự hình thành Ag-NP. .......................41
Đồ thị 3.3: Ảnh hưởng của thời gian khuấy lên sự tổng hợp Ag-NP.......................43
Đồ thị 3.4: Ảnh hưởng tỷ lệ dịch chiết nha đam-AgNO3 lên sự hình thành AgNP...................................................................................................................................4
4
Đồ thị 3.5: Tỷ lệ 0-1( 0 nha đam – 1 bạc). ..................................................................44
Đồ thị 3.6: Tỷ lệ 1-0 ( 1 nha đam-0 bạc). ....................................................................45
Đồ thị 3.7: Mật độ phân bố của hạt Ag-NP trong dung dịch. ..................................48
Đồ thị 3.8: Độ hấp thu dung dịch điệm trung bình của màng CS-Ag-NP. .............51
Đồ thị 3.9: Tốc độ truyền hơi nước trung bình của màng CS-Ag-NP.....................53

vii


Đồ án tốt
nghiệp

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 2.1: Qui trình tiến hành thí nghiệm ................................................................ 30
Sơ đồ 2.2: Qui trình khảo sát các tính chất của CS-Ag-NP .................................... 33
Sơ đồ 2.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm ............................................................................. 34

8



Đồ án tốt
nghiệp
MỞ ĐẦU
 ĐẶT VẤN
ĐỀ
Theo thống kê hàng năm trên thế giới, có rất nhiều trường hợp bịtai nạn, chiếm vị
trí hàng đầu trong những nguyên nhân gây ra tử vong, đặc biệt là ở trẻ em. Vết thư ng
thường dễ bị nhiễm khuẩn do da bị tổn thư ng, tạo điều kiện cho vi khuẩn, nấm xâm
nhập và làm ức chế miễn dịch toàn thân.Vết thư ng trên c gây hậu quả khó lường,
không chỉ ảnh hưởng tới sức khỏe mà cả khía cạnh thẩm mỹ của con người. Quá trình
điều trị thư ng tích diễn ra thông qua một loạt các quá trình chồng chéo lên nhau như
keo tụ, viêm nhiễm, tăng trưởng và tái tạo mô. Các tổn thư ng đó nếu không được
chăm sóc đúng cách rất dễ bị sẹo sau khi lành hoặc bị nhiễm trùng có thể dẫn đến nguy
hiểm tính mạng. Mục tiêu cuối cùng của điều trị tổn thư ng là sự phục hồi nhanh và
không để lại di chứng.Vì vậy, để đạt hiệu quả cao nhất trong việc điều trị vết thư ng ta
cần có loại thuốc hội đủ các tính năng như kháng khuẩn, chống viêm, liền sẹo…Do đó,
việc nghiên cứu và phát triển một loại vật liệu mới có khả năng điều trị hiệu uả vết
thư ng trở nên cấp thiết (Nguyễn Văn Khôi, 2007; Phạm Ngọc Lân, 2007; Nguyễn Thị
Ngọc Tú, 2005).
Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu polymer sinh học trong lĩnh vực y sinh như
cho hệ giải phóng thuốc, cấy ghép mô, tế bào, cấy ghép da, chất keo dán y sinh, đệm y
sinh, chỉ khâu tự tiêu,... do màng polymer sinh học có ưu điểm là khi được cấy lên vết
thư ng, nó có khả năng kháng khuẩn và tạo điều kiện thông thoáng trên bề mặt da giúp
da tái tạo nhanh, khi phục hồi bệnh nhân sẽ không đau, không để lại sẹo (Kunal Pal và
Cộng sự, 2006; Kunal Pal và Cộng sự, 2007). Để chữa bỏng và điều trị vết thư ng
người ta có thể sử dụng các màng sinh học để thay thế băng gạc từpolymer phân hủy
sinh học thông qua enzyme có thể như: collagen, chitin và chitosan (CS) (Cheng Ho
Chen và Cộng sự, 2008). Trong đó, chitosan được biết là mộtpolymer thiên nhiên có
trong vỏ giáp xác như tôm, cua, mai mực …Chúng có khả năng tư ng thích và tự phân
hủy sinh học, độc tính thấp, hoạt tính sinh học cao và đa dạng bao gồm tính kháng

đặc tính kháng khuẩn tuyệt vời của Ag-NP đã thu hút được sự quan tâm nghiên cứu và
ứng dụng làm chất diệt khuẩn. Tuy nhiên phư ng pháp tổng hợp Ag-NP thường dùng
các chất hóa học để khử ion bạc thành bạc nguyên tử, việc xử lí hóa chất sau tổng hợp
gây ra nhiều tốn kém, gây ô nhiễm môi trường và sản phẩm cũng có thể còn chứa tồn


dư hóa chất độc hại nên phư ng pháp tổng hợp nano bạc từ các chất tự nhiên (tổng hợp
xanh) có hoạt tính đang trở nên ngày càng quan trọng do tính thân thiện môi trường của
phư ng pháp an toàn với sức khỏe. Bên cạnh đó, các thành phần có trong nha đam có
tác dụng giúp nhanh lành vết thư ng, trị thâm, liền sẹo. Với khả năng ứng dụng rộng
rãi của bạc, chitosan và nha đam, cộng với đặc tính không độc, kháng khuẩn cao, tư ng
hợp với c thể nên trong công nghệ bào chế dược phẩm chúng có thể được sử dụng kết
hợp để tạo vật liệu kháng khuẩn, trị vết thư ng đạt hiệu quả cao.
Nên đề tài “Nghiên cứu tổng hợp xanh nano bạc trong gel nha đam và kết hợp
với chitosan ứng dụng trong tạo màng chữa vết thương” được lựa chọn nghiên cứu
 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
Các nghiên cứu trước đây cho thấy khả năng ứng dụng vật liệu lai chitosan-nano
bạc (CS-Ag-NP) trong điều trị vết thư ng
Nguyễn Thị Mỹ Lan và cộng sự đã nghiên cứu hỗn hợp Chitosan tan trong nướcbacterial cellulose-Polyvinyl pyrolidone và có bổ sung thêm dung dịch Ag-NP nhằm
tăng tính kháng khuẩn của hỗn h p. Kết quả rất tốt khi thử nghiệm trên chuột bị bỏng
da. Dịch paste ở các mẫu có chứa Ag-NP ở các nồng độ 10 ppm, 20 ppm, 30 ppm có
khả năng kháng được hai chủng Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus là
hai chủng vi khuẩn phổ biến trên các vết bỏng. Khi bôi dịch paste lên vết bỏng có thể
rút ngắn thời gian lành hóa, vùng da tổn thư ng phục hồi lại như bình thường (Nguyễn
Thị Mỹ Lan và Cộng sự, 2009).
Vật liệu tổ hợp Ag-NP – Curcumin – Chitosan dùng điều trị vết bỏng đạt hiệu quả
cao h n so với việc để vết bỏng lành tự nhiên hoặc chỉ dùng CS; hỗn hợp CS-Ag-NP.
Đặc biệt việc điều trị vết bỏng bằng vật liệu tổ hợp Ag-NP – Curcumin – Chitosan sẽ
giúp vết thư ng hoàn toàn liền sẹo (Trần Thị Nguyệt, 2015).
Theo kết quả nghiên cứu của Rita Singh và Durgeshwer Singh được thực hiện trên

với chitosan tạo màng bán thấm ứng dụng vào việc chữa vết thư ng.
Nhiệm vụ cụ thể:
-

Tổng quan tài liệu về chitosan, nha đam, nano bạc

-

Xác định thời gian đun cho dịch chiết nha đam tối ưu tạo Ag-NP.

-

Xác định nhiệt độ đun dịch nha đam tối ưu tạo Ag-NP.

-

Xác định thời gian khuấy tối ưu tạo Ag-NP.

-

Xác định tỷ lệ dịch chiết nha đam-AgNO3.

-

Phối trộn Ag-NP với chitosan để tạo màng bán thấm CS-Ag-NP có khả năng
chữa vết thư ng

-

Khảo sát một số tính chất của màng bán thấm CS-Ag-NP


 KẾT CẤU CỦA ĐỒ ÁN
Đồ án tốt nghiệp gồm có 3 chư ng:
-

Chư ng 1: Tổng quan tài liệu: tổng quan các tài liệu tham khảo để thực hiện đồ
án tốt nghiệp.

-

Chư ng 2: Vật liệu và phư ng pháp nghiên cứu: trình bày vật liệu và các
phư ng pháp được dùng để nghiên cứu, kiểm tra kết quả.

-

Chư ng 3: Kết quả và biện luận: đưa ra các kết quả đã nghiên cứu được cùng
với các biện luận, so sánh với các kết quả với nhau.

-

Chư ng 4: Kết luận và kiến nghị: Tóm tắt các kết quả đã đạt được và kiến nghị
nghiên cứu sâu h n về kết quả


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Màng sinh học chữa vết thương
1.1.1. Định nghĩa
Chữa các vết thư ng là một uá trình thúc đẩy nhanh chóng sự phục hồi da và làm
nhanh sự lành vết thư ng. Màng sinh học có cấu trúc xốp được thiết kế để phủ lên và
chữa vết bỏng, vết thư ng. Màng sinh học có tác dụng kiểm soát mất nước do bay h i,

1.2. Tổng quan về chitosan
1.2.1. Định nghĩa
Chitin là thành phần cấu trúc nên vỏ côn trùng, tôm, cua, vách tế bào nấm. Chitin
có cấu tạo tư ng tự như cellulose, nhưng có khác biệt là đ n vị cấu tạo nên chitin là Nacetyl-D-glucosamine, các đ n vị này nối với nhau bằng liên kết β-1,4-glycoside
(Tưởng Ngọc Thục Uyên, 2010).


1.2.2. Cấu trúc của chitosan
Chitosan một polysacarit mạch thẳng, là dẫn xuất đề axetyl hoá của chitin, trong đó
nhóm (–NH2) thay thế nhóm (-NHCOCH3) ở vị trí C(2). Chitosan được cấu tạo từ các
mắt xích D-glucozamin liên kết với nhau bởi các liên kết β-(1-4)-glicoside, do vậy
chitosan có thể gọi là poly β-(1-4)-2-amino-2-deoxi-D-gluco hoặc là poly β-(1-4)-Dglucozamin (Nguyễn Thị Thu Trang, 2016)

Hình 1.1: Cấu trúc chitin và chitosan (Tưởng Ngọc Thục Uyên, 2010).
Công thức tổng quát của chitin, chitosan có dạng: (C8H11NO5)n với cấu tạo như sau:

Hình 1.2: Công thức tổng quát của chitin và chitosan (Nguyễn Thị Thu Trang,
2016).
1.2.3. Các tính chất của chitosan (Nguyễn Thị Thùy Trang, 2011)
1.2.3.1. Mức độ deacetyl hóa


Mức độ deacetyl hóa là một đặc tính quan trọng của quá trình sản xuất chitosan bởi
vì nó ảnh hưởng đến tính chất hóa lý và khả năng ứng dụng của chitosan sau này. Mức
độ deacetyl hóa của chitosan vào khoảng 56 – 99% (nhìn chung là 80%).
1.2.3.2. Trọng lượng phân tử Chitosan
Chitosan làpolymer sinh học có khối lượng phân tử cao.Khối lượng chitin thường
lớn h n 1 triệu Dalton trong khi các sản phẩm chitosan thư ng phẩm có khối lượng
khoảng 100.000 – 1.200.000 Dalton.
1.2.3.3. Độ nhớt

nước rất cao (Fwu Long Mi và Cộng sự, 2001; Fwu Long Mi và Cộng sự, 2003).
1.2.3.8. Hoạt tính sinh học của chitosan
Chitosan là polymer chứa nhóm chức mang điện tích dư ng cho phép gắn kết với
các thành phần sinh học mang điện tích âm và có thể tái sinh theo con đường sinh học
trên trái đất, có khả năng thủy phân sinh học bằng enzyme trong c thể, tư ng hợp sinh
học với các c

uan, mô và tế bào động thực vật, kích thích uá trình đông máu và làm

lành vết thư ng, tư ng tác chuyên biệt với các thành phần của chất nền ngoại bào và
các nhân tố tăng trưởng. Ngoài ra, chitosan còn có tác dụng giảm cholesterol do liên
kết có chọn lọc với các lành axít béo, không gây độc do các sản phẩm sau thủy phân
đều là các chất chuyển hoá tự nhiên, không gây đáp ứng miễn dịch trong mô và c
uan động vật, có tác dụng hỗ trợ trong điều hòa miễn dịch. Chitosan có thể xử lý tạo
nhiều dạng sản phẩm như dạng miếng, màng, tấm xốp, sợi, hạt, bột mịn, bông và gel
(Antoni Niekraszewicz, 2005)
Hoạt tính kháng khuẩn của chitosan và các dẫn xuất của nó đã nhận được sự quan
tâm đáng kể trong những năm gần đây. C chế kháng khuẩn của chitosan là nhờ một số
c chế sau (Hang Thi Au và Cộng sự, 2012):


Chitosan là một polymer mang điện dư ng, chúng tư ng tác với thành

phần
polyanion vách tế bào (polysaccharides và protein) của vi sinh vật, kết quả là sự
rò rỉ thành phần nội bào do các thay đổi trong tính thấm của hàng rào (barrier),