Luận văn nghiên cứu đặc tính lý hóa và khả năng hấp thụ thuốc ranitidin của vật liệu bacterial cellulose

đã sử dụng vật liệu BC đường kính 12 mm làm hệ vật liệu để phát hànhthuốc trong ống nghiệm, sử dụng famotidin và tizanidine là thuốc mô hình.Các nghiên cứu in vitro cho thấy hơn 80 phát

NGUY ỄN HẢI YẾN

NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH LÝ HÓA VÀ KHẢ NĂNG

H ẤP THỤ THUỐC RANITIDIN CỦA VẬT LIỆU

Lời đầu tiên cho tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Xuân Thành, thầy đã nhiệt tình chỉ bảo, hướng dẫn để tôi hoàn thiện luận vănnày đúng thời hạn

Tôi xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô giáo trong khoa Sinh – KTNN, cùng các thầy cô tại Viện Nghiên cứu Khoa học và Ứng dụng, trườngĐại học Sư phạm Hà Nội 2 đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi hoànthành luận văn này

Tôi xin được gửi lời cảm ơn tới những đồng nghiệp ở trường THPT

Phạm Công Bình nơi tôi đang công tác, người thân trong gia đình, bạn bè đãluôn quan tâm, động viên, khích lệ tôi cố gắng trong quá trình học tập và làm

luận văn

Hà Nội, ngày 22 tháng 12 năm 2018

Tác giả luận văn

Nguy ễn Hải Yến

Tôi xin cam đoan các số liệu có trong luận văn này là kết quả nghiên

cứu của tôi Các số liệu thu được là trung thực và không trùng lặp, sao chép

với luận văn khác Tôi cũng xin cam đoan các thông tin mà được trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn tư liệu trích dẫn Tôi xin chịu tráchnhiệm trước hội đồng bảo vệ luận văn Thạc sĩ

Hà Nội, ngày 22 tháng 12 năm 2018

Tác giả luận văn

Nguy ễn Hải Yến

M ỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Đóng góp mới của đề tài 3

NỘI DUNG 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1 1 Đặc điểm của vi khuẩn Acetobacter xylinum 4

1.2 Đặc điểm về cấu trúc và đặc tính của vật liệu BC 5

1.3 Ứng dụng của vật liệu BC trong y học 7

1.4 Đặc điểm về thuốc ranitidin 10

1.4.1 Đặc điểm chung 10

1.4.2 Tính chất 10

1.4.3 Độ ổn định và bảo quản 10

1.4.4 Dược lý và cơ chế tác dụng 11

1.4.5 Chỉ định 11

1.4.6 Tương tác thuốc 12

1.4.7 Tên thương mại 12

1.5 Tổng quan nghiên cứu về thuốc ranitidin 12

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

2.1 Vật liệu nghiên cứu 15

2.1.1 Chủng vi khuẩn 15

2.1.2 Hóa chất sử dụng 15

2.1.3 Thiết bị và dụng cụ sử dụng 16

2.2 Phương pháp nghiên cứu 16

2.2.1 Phương pháp lên men thu vật liệu BC 16

2.2.2 Xây dựng phương trình đường chuẩn ranitidin Xác định các điều kiện tối ưu của quá trình nạp thuốc ranitidin vào vật liệu BC 20

2.2.3 Xác định lượng thuốc được nạp vào vật liệu BC 24

2.2.4 Khảo sát khả năng hút nước của vật liệu BC nạp ranitidin 25

2.2.5 Khảo sát tính thông thoáng của vật liệu BC nạp ranitidin 26

2.2.6 Khảo sát khả năng cản vi khuẩn của vật liệu BC nạp ranitidin 26

2.2.7 Xử lý thống kê 27

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 28

3.1 Kết quả tạo các loại vật liệu BC 28

3.1.1 Thu vật liệu BC được tạo ra từ các môi trường nuôi cấy 28

3.1.2 Đo bề dày vật liệu BC 29

3.1.3 Kết quả quá trình tinh chế BC trước khi nạp thuốc 31

3.1.4 Kết quả đo pH của BC tinh chế 32

3.1.5 Kết quả xác định trọng lượng BC khô 33

3.1.6 Kết quả kiểm tra độ tinh khiết của vật liệu BC sau xử lý 33

3.2 Kết quả quét phổ hấp thụ và xây dựng đường chuẩn của thuốc ranitidin 35

3.3 Khảo sát các điều kiện tối ưu của quá trình nạp thuốc ranitidin vào vật liệu BC 37

3.3.1 Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nạp thuốc ranitidin vào vật liệu BC 37

3.3.2 Tối ưu hóa hiệu suất nạp thuốc ranitidin của vật liệu BC 38

3.4 Xác định khối lượng thuốc ranitidin được nạp vào BC 45 3.5 Kết quả khảo sát khả năng thấm hút nước của hệ vật liệu BC nạp

ranitidin 50

3.6 Khảo sát tính thông thoáng của vật liệu BC nạp ranitidin 51

3.7 Khảo sát khả năng cản khuẩn của vật liệu BC nạp ranitidin 52

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

DANH M ỤC BẢNG KÍ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT

A xylinum Acetobacter xylinum

SD Standard deviation (Độ lệch chuẩn)

UV-Vis Ultraviolet - Visible

DANH M ỤC BẢNG

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của ranitidin hydroclotid 10

Bảng 2.1 Hóa chất sử dụng trong nghiên cứu 15

Bảng 2.2 Thành phần các môi trường lên men thu vật liệu BC 17

Bảng 2.3 Các mức thí nghiệm 23

Bảng 2.4 Tỷ lệ vật liệu BC trên thể tích dung dịch Ran 24

Bảng 2.5 Thành phần môi trường thạch dinh dưỡng 26

Bảng 3.1 Đo bề dày vật liệu BC nuôi cấy trong MTC 30

Bảng 3.2 Đo bề dày vật liệu BC nuôi cấy trong MTD 30

Bảng 3.3 Đo bề dày vật liệu BC nuôi cấy trong MTG 31

Bảng 3.4 Kết quả đo pH của vật liệu BC tinh chế 33

Bảng 3.5 Kết quả đo mật độ quang (OD) của dung dịch ranitidin ở các nồng độ (µg/ml) khác nhau 36

Bảng 3.6 Các mức và khoảng biến thiên của thí nghiệm 39

Bảng 3.7 Mã hóa ma trận quy hoạch thực nghiệm và lượng thuốc nạp vào vật liệu BC 40

Bảng 3.8 Kết quả hiệu suất nạp thuốc ở những điều kiện dự đoán 43

Bảng 3.9 Kết quả hiệu suất nạp thuốc ranitidin vào vật liệu BC kích thước 7,7 x 3,7 cm 46

Bảng 3.10 Kết quả hiệu suất nạp thuốc ranitidin vào vật liệu BC kích thước 5,7 x 2,7 cm 47

Bảng 3.11 Kết quả hiệu suất nạp thuốc ranitidin vào vật liệu BC kích thước 1,5 x 1,5 cm 48

Bảng 3.12 Lượng nước hút được của vật liệu BC nạp ranitidin 50

Bảng 3.13 Tốc độ thoát hơi nước của vật liệu BC nạp ranitidin 51

DANH M ỤC HÌNH

Hình 3.2 Vật liệu BC với các kích thước nghiên cứu 29

Hình 3.3 Đo bề dày vật liệu BC 29

Hình 3.4a Vật liệu BC thô được rửa bằng nước máy nhiều lần 31

Hình 3.4b Vật liệu BC thô sau khi được hấp trong NaOH 3% 32

Hình 3.4c Vật liệu BC tinh khiết 32

Hình 3.5 Kết quả tìm sự tồn tại của glucose trong vật liệu BC sau xử lý 34

Hình 3.8 Xây dựng phương trình đường chuẩn của ranitidin 36

Hình 3.9 Các mức thí nghiệm nhập vào phần mềm JMP 39

Hình 3.10 Biểu đồ và kết quả phân tích thể hiện tương quan tuyến tính của các yếu tố với hiệu suất nạp thuốc ranitidin 41

Hình 3.11 Dự đoán các thông số tối ưu của các yếu tố ảnh hưởng lên hiệu suất nạp thuốc ranitidin với sự hỗ trợ của công cụ Prediction Profiler trong phần mềm JMP 43

Hình 3.12 Khối lượng Ran nạp vào vật liệu BC kích thước 7,7 x 3,7 cm 46

Hình 3.13 Khối lượng Ran nạp vào vật liệu BC kích thước 5,7 x 2,7 cm 47

Hình 3.14 Khối lượng Ran nạp vào vật liệu BC kích thước 1,5 x 1,5 cm 49

Hình 3.15 Thử nghiệm khả hút nước của vật liệu BC nạp ranititdin 50

Hình 3.16 Khả năng cản khuẩn của vật liệu BC nạp ranitidin 53

Hình 3.17 Khả năng cản khuẩn của vải gạc vô trùng 54

M Ở ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay ở nước ta, tỉ lệ người mắc bệnh viêm loét dạ dày - tá tràng ngàycàng gia tăng Nguyên nhân gây bệnh có thể do những căng thẳng trong côngviệc, ăn uống không đúng giờ, chế độ ăn chưa hợp lý… Nếu bệnh không đượcphát hiện sớm và chữa trị đúng cách có thể gây ra những biến chứng nguy hiểmnhư: xuất huyết dạ dày, thủng dạ dày, có thể dẫn đến ung thư dạ dày

Trên thị trường hiện nay có một số loại thuốc được dùng để hỗ trợ điều

trị bệnh viêm loét dạ dày - tá tràng trong đó có thuốc ranitidin Ranitidin được

dùng qua đường uống hoặc tiêm, có tác dụng ức chế cạnh tranh với histamin ở các thụ thể H2 của tế bào thành dạ dày, làm giảm lượng acid dạ dày tiết ra cả ngày và đêm trong điều kiện cơ bản và cả trong tình trạng bị kích thích bởi

thức ăn, acid amin, histamin hoặc pentagastrin Sinh khả dụng của ranitidin sau khi uống đạt khoảng 50% [2]

Cellulose vi khuẩn (Bacterial Cellulose - BC) là dạng tinh khiết củacellulose và có một số đặc tính tốt như: Mạng lưới sợi siêu mịn, có khả nănggiữ nước cao, có độ bền kéo cao, độ xốp cao hơn, tính phân hủy sinh học,tính chất an toàn và không độc hại, tương thích sinh học cao với các tế bàonguyên bào sợi cơ thể, dễ dàng chế tạo thành một hình dạng mong muốn [6], [19], [32] Hiện nay, BC là nguồn vật liệu mới được ứng dụng đa dạng trong các lĩnh vực khác nhau như: Thực phẩm chức năng, miếng thấm, vật liệubăng vết thương, giàn giáo mô – kĩ thuật trong y sinh học, da nhân tạo, ghépmạch máu, vận chuyển protein và hệ thống giao thuốc có kiểm soát [32] Nghiên cứu Huang L và Cs (2013) [21] đã sử dụng hệ mạng lưới 3D-nano-cellulose của vật liệu BC nghiên cứu sự vận chuyển và giải phóng thuốc

berberin in vitro Kết quả thu được là sử dụng vật liệu BC có thể kéo dài đáng

kể thời gian giao thuốc Gần đây nghiên cứu Badshah M và Cs (2017) [18]

đã sử dụng vật liệu BC (đường kính 12 mm) làm hệ vật liệu để phát hànhthuốc trong ống nghiệm, sử dụng famotidin và tizanidine là thuốc mô hình.

Các nghiên cứu in vitro cho thấy hơn 80 phát hành thuốc trong 15 phút ban

đầu cho tất các các công thức, phù hợp với tiêu chí phát hành ngay lập tức

Hiệu suất hấp thụ thuốc famotidin và tizanidin vào vật liệu BC nằm trong

khoảng từ 18,10 - 67,64%

Với mục đích thiết kế hệ thống vận chuyển và giao thuốc mới dựa trên

vật liệu BC, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu đặc tính lý

hóa và khả năng hấp thụ thuốc ranitidin của vật liệu Bacterial Cellulose”

2 M ục đích nghiên cứu

· Đánh giá khả năng nạp thuốc ranitidin của các loại vật liệu BC với cáckích thước nghiên cứu và khảo sát, xác định được các đặc tính của vật

liệu BC trước và sau khi nạp thuốc

3 Nhi ệm vụ nghiên cứu

· Tạo được các loại vật liệu BC, xử lý vật liệu BC thô trước khi cho nạp thuốc, đo pH, tính lượng BC tạo thành, thử độ tinh khiết của vật liệu

BC sau xử lý

· Khảo sát tối ưu hóa khả năng hấp thụ ranitidin vào vật liệu BC

· Nạp ranitidin vào vật liệu BC ở kích thước khác nhau, về bề dày (0,5

cm hoặc 1 cm), độ rộng (1,5 x 1,5 cm; 5,7 x 2,7 cm; 7,7 x 3,7 cm), ở các điều kiện đã tối ưu hóa, từ đó so sánh hiệu suất nạp thuốc trong

mỗi trường hợp

· Khảo sát một số đặc tính của vật liệu BC trước và sau khi nạp thuốc

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

* Đối tượng nghiên cứu

Các đặc tính lý hóa và khả năng nạp thuốc ranitidin của các loại vật liệu

BC được tạo ra từ 3 loại môi trường nuôi cấy (MTC, MTD, MTG)

* Địa điểm nghiên cứu

- Viện Nghiên cứu Khoa học và Ứng dụng, Trường ĐHSP Hà Nội 2

5 Ph ương pháp nghiên cứu

· Tạo vật liệu BC, xử lý vật liệu BC thô trước khi cho nạp thuốc tạo BC tinh chế, đo pH, trọng lượng BC khô thu được, thử độ tinh khiết của vật

liệu BC sau xử lý

· Xây dựng phương trình đường chuẩn ranitidin, khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nạp thuốc của vật liệu BC, xác định các điều kiện

tối ưu cho quá trình nạp thuốc ranitidin vào vật liệu BC

· Xác định khối lượng ranitidin được nạp vào các loại vật liệu BC

· Khảo sát một số đặc tính của các loại vật liệu BC trước và sau khi nạp ranitidin

· Xử lý thống kê

6 Đóng góp mới của đề tài

Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp dữ liệu về khả năng nạp thuốc ranitidin của các loại vật liệu BC và đặc tính lý hóa của vật liệu BC trước vàsau khi nạp thuốc

Kết quả nghiên cứu có thể làm cơ sở cho các nghiên cứu về khả năng

giải phóng thuốc từ vật liệu BC nạp thuốc in vitro, in vivo và thử nghiệm lâm

sàng trên người để định hướng sử dụng dùng cho đường uống hoặc dùng qua da

N ỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Đặc điểm của vi khuẩn Acetobacter xylinum

* Phân loại

Bacterial Cellulose được tạo ra bởi một số vi khuẩn thuộc các chi như:

Acetobacter, Rhizobium, Gluconacetobacter, Agrobacterium, Azotobacter, Achromobacter, Salmonella v à Sarcina Trong số các loài trên thì vi khuẩn

Acetobacter xylinum sản xuất cellulose đạt hiệu quả nhất [4], [5], [6], [18], [33]

Vi khuẩn A xylinum thuộc chi Acetobacter, họ Pseudomonadaceae [4],

[5], [11] Các thành viên thuộc chi Acetobacter trước đây có khả năng tạo BC đều được chuyển sang chi mới Gluconacetobacter [6].

* Hình thái

Acetobacter xylinum là vi khuẩn Gram âm, không sinh bào tử, có dạng hình que, thẳng hay hơi cong, có thể di động hoặc không di động [4] Đặc

điểm nhuộm Gram của vi khuẩn Acetobacter xylinum có thể thay đổi trong

những trường hợp đặc biệt do thay đổi các điều kiện của môi trường nuôi cấy hay do tế bào già đi [4], [11]

* Đặc điểm nuôi cấy

Acetobacter xylinum là vi khuẩn hiếu khí bắt buộc, được lên men hiệu

quả ở độ pH 3-7, nhiệt độ từ 25-30o

C, sử dụng saccarit làm nguồn cacbon

[26] Acetobacter xylinum có khả năng chịu được điều kiện pH thấp, vì thế khi nuôi cấy thường bổ sung thêm vào môi trường acid acetic để hạn chế các

loại vi khuẩn lạ [5], [11], [20], [27]

* Đặc điểm sinh hóa

Có khả năng oxy hóa ethanol thành acid acetic, phản ứng catalaza có

hiện tượng sủi bọt khí, sinh khối không phát triển trong môi trường Hoyer, có

khả năng chuyển hóa glucozo thành acid acetic, chuyển hóa glycerol thànhdihydroaceton, không sinh sắc tố nâu, có khả năng tổng hợp cellulose [5], [11]

1.2 Đặc điểm về cấu trúc và đặc tính của vật liệu BC

Bacterial Cellulose đã được báo cáo lần đầu tiên bởi Brown (1886) khi làm việc với vi khuẩn aceti năm 1886 Khối lượng rắn xuất hiện ở bề mặt của môi trường lên men Thành phần sau này đã được khoa học xác định là

cellulose và do vi sinh vật tên là Bacterium xylinum chịu trách nhiệm tổng

hợp Kể từ khi phát hiện ra nó có một số tên gọi khác và sau này được đặt tên

là Acetobacter xylinum (Bergey 1925) và trở thành tên gọi chính thức theo Bộ

luật danh pháp quốc tế vi khuẩn [25]

Việc xác định chính xác thành phần hóa học và đặc điểm cấu trúc của

BC được thực hiện bởi Hibbert và Barsha (1931) Họ kết luận rằng BC giống

hệt với cellulose thực vật Tuy nhiên không giống như cellulose thực vật, BC không yêu cầu thêm chế biến để loại đi các tạp chất không mong muốn nhưlignin, pectin và hemicellulose do đó có thể giữ lại một mức độ trùng hợp cao hơn [25]

BC có các đặc điểm cấu trúc phân tử độc đáo như các sợi nhỏ, hình

thành microfibrils, không chứa lignin và hemicellulose [27] Acetobacter

xylinum có khả năng sản sinh ra một số lượng lớn cellulose chất lượng caođược tổ chức dưới dạng dải xoắn của các gói microfibrillar Các microfibrils

từ mỗi trang tổng hợp lắp ráp đến tạo thành một dải lớn cellulose trong môitrường tăng trưởng Trong quá trình tổng hợp BC, các hợp chất cacbon khácnhau của môi trường được sử dụng bởi vi khuẩn, sau đó được polymer hóathành các chuỗi β-1,4-glucan đơn tuyến tính và cuối cùng tiết ra bên ngoài các

tế bào thông qua một hàng tuyến tính nằm trên màng ngoài của chúng Tiếptheo lắp ráp các chuỗi β-1,4-glucan bên ngoài tế bào là một quy trình phâncấp chính xác Ban đầu chúng tạo thành các subfibrils (bao gồm 10-15 chuỗiβ-1,4-glucan), sau đó là microfibrils và cuối cùng là các gói microfibrils (gồm

khoảng 1000 chuỗi β-1,4-glucan) [19], [27]

BC có những tính chất độc đáo và vượt trội như độ bền kéo lớn, bảnchất tinh thể cao hơn, minh bạch, khả năng giữ nước cao hơn, mạng lưới sợisiêu mịn và mức độ trùng hợp cao hơn [24] Các tính chất đặc biệt của BCchủ yếu là do cấu trúc microfibrils của nó Những microfibrils này được sắpxếp theo cấu trúc hình dạng 3-D bao gồm các mạng lưới siêu mịn các sợinano cellulose (3-8 nm) Cấu trúc 3-D không tìm thấy trong cellulose thựcvật, dẫn đến độ kết tinh cao (60-80 ) và sức mạnh cơ học khổng lồ Đặc biệt

là kích thước của BC các sợi nhỏ hơn khoảng 100 lần so với cellulose thựcvật Cấu trúc nano độc đáo này trong một diện tích bề mặt lớn có thể chứamột lượng lớn nước (lên đến 200 lần khối lượng khô của nó) và ở cùng mộtthời gian hiển thị độ đàn hồi tuyệt vời, độ ẩm ướt cao và sự phù hợp Kíchthước nhỏ của các sợi BC có vẻ là yếu tố then chốt quyết định hiệu suất vượttrội của nó như một hệ thống chữa lành vết thương Hơn nữa, cellulose vikhuẩn có độ xốp cao, vật liệu cho phép chuyển tiềm năng thuốc kháng sinh hoặc các loại thuốc khác vào vết thương, đồng thời phục vụ như một rào cảnvật lý hiệu quả chống lại bất kì nhiễm trùng bên ngoài Cellulose vi khuẩn cóthể tạo ra được hình dạng mong muốn tùy thuộc vào kĩ thuật lên men và điềukiện sử dụng Ở điều kiện nhiệt độ cao cho phép loại bỏ các tế bào nhúng vàotrong mạng cellulose, và có thể đạt được một vật liệu sinh học không độc hại

và hoàn toàn sinh học [19], [24], [27]

Đặc tính của BC tổng hợp thay đổi tùy theo quy trình nuôi cấy, gồm cóphương pháp nuôi cấy trong điều kiện tĩnh và nuôi cấy trong điều kiện động [11] Việc lựa chọn phương pháp nuôi cấy nào phụ thuộc vào ứng dụng cuối cùng của BC là vật lý, hình thái và cơ học Ví dụ, thu được cellulose thông quaphương pháp nuôi cấy động có độ bền cơ học thấp hơn so với cellulose được

tạo ra trong nuôi cấy tĩnh Hơn nữa, phương pháp nuôi cấy động tạo ra lượng

BC ít hơn so với nuôi cấy tĩnh và có thể ảnh hưởng đến việc sản xuất BC [27]

1.3 Ứng dụng của vật liệu BC trong y học

chế, chẳng hạn như giảm tần số liều, độ ổn định tương đối của thuốc nồng độ

và hiệu quả điều trị Vì vậy một số nghiên cứu đã thực hiện một số nỗ lực để

kiểm soát việc phát hành thuốc dựa trên BC làm hệ thống [32], [33]

Theo Amin M., Ahmad N và Cs (2012) [16], mục đích là nghiên cứutính chất phủ màng và phát hành thuốc của vật liệu sinh học BC Viên nénparacetamol mô hình được phủ bằng BC, sử dụng kĩ thuật phun sơn và nghiêncứu phát hành thuốc trong ống nghiệm của những viên thuốc này Kết quảthấy rằng BC đã hình thành chất lượng cao, phim mềm có thể gập lại, linhhoạt và đồng đều mà không cần thêm bất kì chất làm dẻo nào Họ có thể sosánh với Aquacoat ECD (với dẻo) trong độ bền cơ học, phần trăm độ dãn dài

và mô đun đàn hồi Nhiệt lượng quét vi sai (DSC) BC cho thấy giá trị Tg cao cho thấy sự ổn định nhiệt của màng Như vậy BC có thể dùng như một chấtphủ màng, phủ nước mới với chi phí thấp hơn và tính chất tạo màng tốt hơn

so với các chất phủ màng khác

Theo Huang L và Cs (2013) [21], nghiên cứu đã sử dụng hệ mạng lưới 3D-nano-cellulose của vật liệu BC làm chất mang cho berberin hydrochloride

và berberine sulphate để sản xuất một hệ thống phát hành có kiểm soát mới

Nghiên cứu phát hành và thử nghiệm qua da thực hiện in vitro Vật liệu BC đóng băng khô 10 mm đã được tối ưu hóa để phân phối thuốc Các tỉ lệ phát

hành thấp nhất là trong dạ dày mô phỏng (SGF) hoặc trong dung dịch H2SO4, cao nhất trong mô phỏng chất lỏng ruột (SIF) và tỉ lệ trung gian được tìm thấy trong điều kiện kiềm Kết quả sử dụng vật liệu BC giúp kéo dài đáng kể thời gian phát hành thuốc

Theo Abeer M và Cs (2014) [15], báo cáo cho thấy rõ ràng rằng BC làthành phần chính và duy nhất của một số sản phẩm được phê duyệt để thay băng vết thương, được xem như một tá dược dược phẩm phân phối thuốc hệ

thống Bài đánh giá này thực hiện các ứng dụng có thể và sửa đổi hóa học của

BC cho việc phân phối thuốc diễn ra cho đến gần đây Đây cũng là một nỗ lực

để xem xét khi sử dụng BC làm một hệ thống vận chuyển và giao thuốc mới

Theo Ullah H và Cs (2016) [32] đã đánh giá, khám phá những ứngdụng đa dạng của BC trong thực phẩm, mỹ phẩm và giao thuốc Sử dụng BC

để giao thuốc có kiểm soát, giao thuốc qua da, cung cấp thuốc nha khoa, phânphối protein, mô kĩ thuật giao thuốc Trên cơ sở các nghiên cứu hiện tại, việcgiao thuốc dựa trên BC có thể được tinh chỉnh thêm để có được sự kiểm soáttinh vi hơn đối với việc phát hành thuốc kích thích đáp ứng

Trong nghiên cứu gần đây của Badshah M và Cs (2017) [18] đã sử

dụng vật liệu BC (đường kính 12 mm) làm hệ vật liệu để phát hành thuốc trong ống nghiệm, sử dụng famotidin và tizanidine là thuốc mô hình Trongnghiên cứu này các vật liệu BC đã được chuẩn bị và đánh giá cho tải thuốc ở

những điều kiện khác nhau (ví dụ không bao giờ sấy khô, sấy khô một phần, đông khô), nồng độ thuốc, thời gian tải và thành phần dung môi Các nghiên

cứu giải thể invitro cho thấy hơn 80 phát hành thuốc trong 15 phút ban đầu

cho tất các các công thức, phù hợp với tiêu chí phát hành ngay lập tức Kết

quả BC có thể được ứng dụng cho việc nạp thuốc qua đường uống

Nghiên cứu của Ullah H và Cs (2017) [33] đã nghiên cứu và đánh giácellulose vi khuẩn (BC) làm vỏ viên nang cho việc phát hành thuốc Nghiên

cứu hiện tại cho thấy BC là một triển vọng đầy hứa hẹn vật liệu sinh học để đóng gói thuốc dưới dạng vỏ nang như một thay thế cho viên nang gelatin.Không phân biệt quy trình sấy, độ dày thành của vỏ và lượng thuốc đầy, viênnang BC vỏ cho phép phát hành thuốc ngay lập tức và bền vững Hơn nữa, vỏ nang BC cũng có thể duy trì thuốc giải phóng khi chế tạo dưới dạng viênnang Tóm lại điều này là nỗ lực đầu tiên mà BC có thể được sử dụng cho

việc phát hành thuốc và duy trì tùy thuộc vào các chế phẩm của vật liệu lõi.Trong tương lai, những vỏ viên nang dựa trên BC có thể được chế tạo thêm

với cấu trúc hai mảnh thích hợp và có thể đánh giá để đóng gói và phát hành

một số loại thuốc khác

* Ở Việt Nam

Nguyễn Văn Thanh và Cs (2006) [11] đã nghiên cứu tạo vật liệu trịbỏng từ màng BC tinh chế và hoạt chất tái sinh mô của dầu Mù u Kết quả đềtài sẽ được ứng dụng vào sản xuất vật liệu trị bỏng từ các vật liệu có giá thànhsản xuất thấp, góp phần nâng cao hiệu quả điều trị và giảm chi phí cho nhữngbệnh nhân điều trị bỏng

Võ Công Danh, Nguyễn Thúy Hương (2012) [3] đã thực hiện tạo màngBacterial Cellulose (BC) cố định bạc nano làm vật liệu trị bỏng Kết quảmàng BC-Ag đáp ứng được yêu cầu dùng làm vật liệu băng vết thương nóichung và vết bỏng nói riêng, đặc biệt các vết thương nhiễm khuẩn

Nguyễn Xuân Thành (2018) [12] đã nghiên cứu đánh giá sự hấp thụ

thuốc famotidine của cellulose được tạo ra từ Acetobacter xylinum trong một

số môi trường nuôi cấy

Phan Thị Huyền Vy, Nguyễn Xuân Thành và Cs (2018) [14] đã nghiêncứu tối ưu hóa hiệu suất nạp thuốc famotidin của vật liệu BC từ chủng vi

khuẩn trong dịch trà xanh lên men nuôi cấy trong một số môi trường dinhdưỡng theo phương pháp đáp ứng bề mặt và bằng mô hình Box-Behnken nhằm tối ưu hóa lượng thuốc hấp thụ vào vật liệu BC.

1.4 Đặc điểm về thuốc ranitidin

1.4.1 Đặc điểm chung

Ranitidin:

- Tên chung quốc tế: Ranitidine

- Tên khoa học: N-[2-[[[5-[(dimethylamino) methyl] furan-2-yl] methyl] sulphanyl] ethyl]-N’- methyl-2-nitroethen-1,1- diamin

- Công thức cấu tạo ranitidin hydroclorid (xem hình 1.1)

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của ranitidin hydroclotid

(Nguồn: Dược Điển Việt Nam IV, 2009 [1])

1 4.2 Tính chất

Loại thuốc: Đối kháng thụ thể histamin H2, dạng bột kết tinh trắng hoặcvàng nhạt Tan hoàn toàn trong nước, hơi tan trong ethanol khan, rất khó tantrong methylen clorid [1]

1.4.3 Độ ổn định và bảo quản

Viên nén: Bảo quản nơi khô ráo ở nhiệt độ từ 15 - 30o

C, tránh ánh sáng

Thuốc tiêm: Bảo quản ở nhiệt độ 4 - 30 o

C, tránh ánh sáng Dung dịchkhông màu hoặc vàng, hơi sẫm màu không ảnh hưởng đến hiệu lực [2]

1.4.4 D ược lý và cơ chế tác dụng

Ranitidin có tác dụng ức chế cạnh tranh với histamin ở thụ thể H2 của

tế bào thành dạ dày, làm giảm lượng acid dạ dày tiết ra cả ngày và đêm trongđiều kiện cơ bản và cả trong tình trạng bị kích thích bởi thức ăn, acid amin,histamin hoặc pentagastrin Ranitidin có tác dụng ức chế tiết acid dạ dày

mạnh hơn cimetidin gấp 3-13 lần nhưng tác dụng không mong muốn (ADR)

lại ít hơn [2]

Dược động học

Ranitidin được hấp thu dễ dàng qua đường tiêu hóa, nồng độ cao nhất trong huyết tương đạt khoảng 2-3 giờ sau khi uống Sinh khả dụng của ranitidin sau khi uống khoảng 50 Sau khi tiêm tĩnh mạch, ranitidin đạt đỉnh trong huyết tương sau khoảng 15 phút Thuốc gắn khoảng 15% với protein huyết tương Nửa đời thải trừ khoảng 2-3 giờ và kéo dài trong suy thận Một tỉ

lệ nhỏ của ranitidin được chuyển hóa ở gan để thánh N-oxyd, S-oxyd vàdemethylranitidin; N-oxyd là chất chuyển hóa chính nhưng cũng chỉ chiếm khoảng 4 đến 6% liều Khoảng 30% liều để uống và 70 liều khi tiêm tĩnh

mạch được đào thải không biến đổi qua nước tiểu 24 giờ, có một phần thải qua phân [2]

1.4.5 Ch ỉ định

Điều trị loét dạ dày - tá tràng; Trào ngược dạ dày- thực quản; Hội

chứng Zollinger – Ellison; Loét do stress ở đường tiêu hóa trên; Đề phòngnguy cơ sặc acid trong quá trình gây mê; Chứng khó tiêu

Th ận trọng: Dùng thận trọng và giảm liều ở người bệnh suy thận vì

ranitidin đào thải chủ yếu qua thận Thận trọng ranitidin dùng ở người bệnh suy gan vì thuốc chuyển hóa ở gan Một vài bằng chứng cho thấy ranitidin có

thể thúc đẩy các rối loạn chuyển hóa porphyrin cấp ở người bệnh có tiền sử

mắc chứng bệnh này Vì vậy phải tránh dùng ranitidin ở bệnh nhân có tiền sử

rối loạn chuyển hóa porphyrin cấp Điều trị ranitidin dài hạn có thể gây thiếu

hụt vitamin B12 [2]

1.4.6 Tương tác thuốc

Ranitidin có thể làm giảm mức độ hấp thu và tác dụng của các thuốc

chống nấm azol như ketoconazol, itraconazol do làm tăng pH trong dạ dày.Ranitidin có thể làm giảm hấp thu và tác dụng của atazanavir, cefpodoxim, cefuroxim, fosamprenavir, indinavir, các muối sắt, mesalamin, nelfinavir Ranitidin có thể làm tăng mức hấp thu và tác dụng của saquinavir Sự hấp thu

của ranitidin không bị ảnh hưởng bởi thức ăn Tránh uống rượu vì có thể gâykích ứng niêm mạc dạ dày Các thuốc bao dạ dày - ruột làm giảm hấp thu của

ranitidin, nên uống cách xa nhau 2 giờ hoặc hơn [2]

1.4.7 Tên thương mại

Arnetine; Axotac-300; Cinitidine; Curan; Dudine; Emodum; Euphoric ACI-RIC; Gadean; Histac Evt; Ikorin-300; Intas Ranloc-150; Kantacid; Lanithina; Mactidin; Maxnocin; Moktin; Oferdin-50; Philkwontac; Philzaditac-150; Prijotac; Ran Fac; Ranicid; Raniprotect; Ranison; Ranistin;

Ranitan 150; Ranitidina; Ranitidine; Ranitidine “Dexa”; Ranocid 150;

Rantac; Rantacid 150; Ratidin F; Reducid 300; Reetac-R; Reetac-R300; Savizentac; Tv Zantidine; Ulcinorm 150; Umetac-300; Uphatac 150; Uranaltine; Wonramidine; Zantac [2]

1.5 Tổng quan nghiên cứu về thuốc ranitidin

cứu in vivo trên thỏ và Tmax, Cmax, AUC được tính và xác nhận cải thiện

đáng kể khả dụng sinh học Do đó những kết quả thu được cho thấy một hệthống phân phối chất lỏng vi sinh có thể được thiết kế thành công để cung cấpviệc phân phối thuốc được kiểm soát, cải thiện khả dụng sinh học ở miệng vànhiều đặc điểm mong muốn khác

Trong nghiên cứu của Yadav A và Cs (2012) [34], một hệ thống cungcấp thuốc uống nổi trên một đơn vị của ranitidin được phát triển để kéo dàithời gian ở dạ dày, mục tiêu niêm mạc dạ dày và giúp khả dụng sinh học củathuốc tăng lên Khả năng tương thích thuốc và polymer được nghiên cứu bằngcách hỗn hợp của thuốc và polyme đến các calorimetry quét khác nhau Dầugan cá tuyết bị mắc kẹt các hạt alginate canxi chứa ranitidin, có khả năng nổitrong điều kiện dạ dày đã được xây dựng và đánh giá

Nghiên cứu của Panth N và Cs (2013) [29], tiến hành xây dựng, đánhgiá và tối ưu hóa viên thuốc nổi trội ranitidin HCl Hệ thống phân phối thuốcnổi duy trì nổi trong chất lỏng dạ dày đảm bảo cư trú dạ dày kéo dài thời gian

và liên tục phát hành thuốc trước khi nó đạt đến sự hấp thụ cửa sổ, do đó đảmbảo sinh khả dụng tối ưu

Nghiên cứu của Jain S và Cs (2014) [23] nhằm mục đích phát triển các

hệ thống phân phối có chứa Amoxicillin Trihydrat và Ranitidin hydrochlorid

để điều trị viêm loét đường tiêu hóa do H pylori gây ra để giảm thiểu tácdụng phụ, cho sự phóng thích kéo dài để giảm tần suất sử dụng thuốc

Nghiên cứu của Arun B và Cs (2016) [17] cho rằng polyme tổng hợpcho thấy nhiều bất lợi khác nhau như chi phí cao, không tương thích sinh học

và độc tính Thiết kế polymer tự nhiên mới có tính an toàn sinh học được sửdụng như một ma trận trong các hệ thống giao thuốc đã trở thành một phầnkhông thể tách rời trong việc phát triển và xây dựng các loại thuốc mới Vìvậy, nghiên cứu liên tục tìm kiếm các cách mới để phân phối thuốc cho một

tiểu trình phát hành được kiểm soát tốt, để giảm thiểu sự mất mát của thuốc

và để giảm tác dụng phụ Vì vậy, nghiên cứu này đã được tiến hành để xácđịnh động học phát tán thuốc của Rantidin hydrochlorid tiêu hóa bằng cách sửdụng polymer tự nhiên có chi phí thấp, đơn giản và an toàn sinh học

Nghiên cứu của Ikasari E D và Cs (2017) [22], Ranitidin hydrochlorid

là thuốc được lựa chọn trong điều trị loét dạ dày-tá tràng Thuốc có thời gianbán hủy ngắn của khoảng 2-3 giờ, vì vậy cần phải dùng liều ranitidin HCl kéodài Nghiên cứu này xây dựng ở trong ống nghiệm để đánh giá các hạt nhỏcủa ranitidin HCl sử dụng 8 bột lô hội do tác dụng bảo vệ cytopathy

Nghiên cứu của Sahu V K và Cs (2016) [30], báo cáo đã miêu tả việcchuẩn bị và đánh giá các màng nhầy da nổi, sử dụng Trigonella foenum-graecum polysaccharide như một chất mang mới cho an toàn, địa phương hóa

và hiệu quả cung cấp ranitidin hydrochlorid vào GIT trên Phát hành thuốc invitro ranitidin hydrochlorid chỉ ra rằng microspheres chuẩn bị có thể được kéodài việc giải phóng thuốc tối đa 12 giờ

Gần đây, Sahu V K và Cs (2017) [31] báo cáo cho thấy địa hoá củaranitidin hydrochlorid (RH) vào phần trên của đường ruột có lợi cho khả năngsinh khả dụng thuốc tốt hơn Công việc hiện tại đã mô tả phương pháp chuẩn bịcác chất nền nổi trên polysaccharide mới cho việc phân phối thuốc vào dạ dày

* Ở Việt Nam

Ở Việt Nam vẫn chưa có báo cáo khoa học nào về việc sử dụng BC làm

vật liệu nạp thuốc và giao thuốc ranitidin có kiểm soát

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 V ật liệu nghiên cứu

2.1.1 Ch ủng vi khuẩn

Chủng vi khuẩn A xylinum được nuôi cấy tại Viện nghiên cứu Khoa học

và Ứng dụng, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

2.1.2 Hóa chất sử dụng

B ảng 2.1 Hóa chất sử dụng trong nghiên cứu

1 Ranitidin 99,5% Sigma - Mỹ

7 Disodium phosphate Trung Quốc

11 Acid hydrocloric đậm đặc Việt Nam

2.1.3 Thi ết bị và dụng cụ sử dụng

* Thi ết bị

- Buồng cấy vô trùng của Đức

- Tủ sấy, tủ ấm (Binder) của Đức

- Máy đo quang phổ UV- Vis 2450 (Shimadzu) của Nhật Bản

- Cân phân tích (Sartorius) của Thụy sỹ

- Cân kỹ thuật (Sartorius TE 3102 S)

- Nồi hấp khử trùng HV-110/HIRAIAMA của Nhật Bản

- Máy khuấy từ gia nhiệt (IKA)của Đức

- Máy nước cất 2 lần (Hamilton) của Anh

- Máy rửa siêu âm của Thụy sỹ

- Máy lắc tròn tốc độ chậm (Orbital Shakergallenkump) của Anh

- Máy lắc (Lab companion, SKF - 2075) của Hàn Quốc

- Tủ lạnh Daewoo, tủ lạnh sâu của Nhật Bản

* Dụng cụ

- Các bình định mức 50 ml - 1000 ml,

- Pipet 10 ml, Micropipet 10-1000 µl

- Các bình tam giác, hộp nhựa và một số dụng cụ khác

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp lên men thu vật liệu BC

2.2.1.1 Quy trình lên men thu vật liệu BC

Bước 1: Chuẩn bị các môi trường nuôi cấy vi khuẩn A xylinum tạo vật

liệu BC: Môi trường chuẩn (MTC - Hestrin và Schramm), môi trường nước

dừa già (MTD) và môi trường nước vo gạo (MTG) được nêu trong bảng 2.2 [4], [9], [11], [20]

B ảng 2.2 Thành phần các môi trường lên men thu vật liệu BC

Bước 3: Lấy các bình đựng môi trường ra khỏi nồi hấp, sau đó bật UV

để khử trùng môi trường trong 15 phút, để môi trường nguội

Bước 4: Khi môi trường nguội thì cho thêm dịch giống 10% vào các môi

trường nuôi cấy, tay lắc đều bình để cho dịch giống được phân bố đều trong các môi trường

Bước 5: Chuyển dịch sang các dụng cụ nuôi cấy đã chuẩn bị, bịt miệng dụng

cụ bằng vải gạc đã được vô trùng, đặt tĩnh trong thời gian 4 – 14 ngày ở 280

C

Bước 6: Thu hoạch vật liệu BC thô, rửa sạch bằng nước máy nhiều lần

2.2.1.2 Quy trình xử lý vật liệu BC thô trước khi nạp thuốc

Nguyên tắc: Vật liệu BC khi ngâm trong dung dịch kiềm mạnh (NaOH

3%) thì các tế bào vi khuẩn sẽ bị phá hủy giải phóng độc tố, các độc tố này có

bản chất là protein sẽ được tẩy đi trong quá trình xử lý tiếp theo Ngoài ra xử

lý BC thô để loại bỏ pepton và các chất còn lại của môi trường [5], [11]

Phương pháp: Xử lý vật liệu BC theo trình tự sau:

+ Thu vật liệu BC thô và rửa sạch bằng nước máy nhiều lần

+ Hấp vật liệu BC thô trong dung dịch NaOH 3

+ Xả vật liệu BC dưới vòi nước máy cho đến khi vật liệu có màu trắngtrong

Thử quỳ tím kiểm tra môi trường bề mặt vật liệu BC cần đạt là trung tính, ta thu được vật liệu BC tinh khiết [5], [9], [11]

2.2.1.3 Đo pH dịch chiết của vật liệu BC tinh chế

Tiến hành: Lựa chọn ngẫu nhiên các vật liệu BC tinh chế (BC-MTC, BC-MTD, BC-MTG) với bề dày 1cm và 0,5 cm để đo pH của dịch chiết Cân

BC và đo thể tích nước cất trong bình theo tỉ lệ (khối lượng /thể tích) là 1:100

Sử dụng máy lắc để lắc mẫu trong 3 giờ Đo pH dịch chiết BC ở các bình

bằng máy đo pH cầm tay, pH của dịch chiết cần đạt là trung tính [5], [9], [11] 2.2.1.4 Xác định trọng lượng BC khô thu được

Vật liệu BC tinh chế đem sấy ở 1050

C, áp suất thường đến trọng lượng không đổi (sự chênh lệch khối lượng sau khi sấy thêm môt giờ trong tủ sấy so

với lần trước đó không quá 0,5mg) được khối lượng khô So sánh hiệu suất

tạo BC của 3 môi trường nuôi cấy để tìm được môi trường và các thông số thích hợp cho năng suất tạo BC cao [5], [11]

2.2.1.5 Ki ểm tra độ tinh khiết của vật liệu BC sau xử lý

M ục đích:

Xác định vật liệu BC sau khi được xử lý đã được loại bỏ hết các chất có

nồng độ cao trong môi trường là đường glucose và protein Chế phẩm không

chứa hai hợp chất này có thể là bằng chứng đã loại các hợp chất của môitrường ra khỏi vật liệu BC [5], [11]

Phương pháp:

Ø Tìm sự tồn tại của đường glucose trong vật liệu BC tinh chế

Nguyên tắc: Xác định sự tồn tại của đường glucose trong vật liệu BC

bằng thuốc thử Fehling

Ti ến hành: Chọn ngẫu nhiên các vật liệu BC tinh chế (MTC,

BC-MTD, BC-MTG), cắt nhỏ vật liệu, cho vào bình tam giác, thêm 100ml nước

cất, đặt bình đựng mẫu BC vào máy lắc và lắc mẫu trong 3 giờ, thu được dịch chiết BC Sử dụng 2 mẫu đối chứng là ống đựng nước cất và ống đựng dung

dịch D-glucose Quan sát nếu ống nghiệm nào có kết tủa màu nâu đỏ xuất

hiện thì có sự tồn tại của glucose trong mẫu thử, so sánh với các mẫu đối

chứng [5], [11]

Ø Tìm sự tồn tại của protein trong vật liệu BC tinh chế

Nguyên tắc: Vật liệu BC khi ngâm trong dung dịch NaOH 3 các tế

bào vi khuẩn sẽ bị phá hủy giải phóng độc tố, các độc tố này có bản chất làprotein sẽ được tẩy đi trong quá trình xử lý tiếp theo Xác định sự có mặt của protein còn lại trong vật liệu BC bằng thuốc thử acid triclor acetic 1%

Tiến hành: Chọn ngẫu nhiên các mẫu vật liệu BC tinh chế (BC-MTC, BC-MTD, BC-MTG) được cắt nhỏ, cho vào bình tam giác, thêm 100ml nước

cất, đặt bình đựng mẫu vào máy lắc và lắc mẫu trong 3 giờ, thu được dịch chiết vật liệu BC Sử dụng 2 mẫu đối chứng là ống đựng nước cất và ống đựng dung dịch pepton 1% Quan sát nếu ống nghiệm nào có kết tủa đục

thì trong mẫu thử đó có sự tồn tại của protein, so sánh với các mẫu đối

chứng [5], [11]

K ết luận: Vật liệu BC tinh khiết thu được sau xử lý phải có nhiều đặc

tính phù hợp với vật liệu nạp thuốc như:

+ Có màu trắng trong, không mùi, nhẵn, dẻo dai, đạt cảm quan

+ Có khả năng thấm hút tốt, độ thông thoáng cao, có khả năng ngăn cản khuẩn tốt [5], [9]

2.2.2 X ây dựng phương trình đường chuẩn ranitidin Xác định các điều

ki ện tối ưu của quá trình nạp thuốc ranitidin vào vật liệu BC

2.2.2.1 X ây dựng phương trình đường chuẩn ranitidin

Phương pháp: Chúng tôi sử dụng máy đo quang phổ UV-Vis

(Shimadru - Nhật Bản) để đo phổ vùng tử ngoại và khả kiến Máy bao gồm hệ

thống quang học có khả năng cung cấp ánh sáng đơn sắc trong dải từ 200 – 800nm Chúng tôi sử dụng hai cuvet đo dùng cho dung dịch thử và dung dịch đối chiếu được làm từ chất liệu thạch anh, dung sai về độ dài quang trình của

cốc đo là ±0,005cm Các cuvet đo được làm sạch và thao tác thận trọng [2]

* Chuẩn bị dung dịch đối chiếu: là dung dịch HCl 0,1 N

* Chu ẩn bị dung dịch thử: Cân 300 mg ranitidin cho vào bình định mức

100 ml Thêm vào 20-30 ml HCl 0,1N để hòa tan ranitidin Thể tích được làmthành 100 ml với dung môi tương tự (A) Lấy 10 ml dung dịch (A) và thể tích

được điều chỉnh đến 300 ml (B) Lấy 10 ml từ dung dịch (B) và pha loãng

thành 100ml để lấy 10 (µg/ml) trong dung dịch HCl 0,1N [29]

Quét phổ dung dịch ranitidin có nồng độ 10 (µg/ml) trong khoảng bước sóng từ 200 đến 600nm, lựa chọn bước sóng tại đó ranitidin đạt hấp thụ cực đại (λmax) [17], [29]

Chuẩn bị các bình chứa dung dịch ranitidin (được hòa tan trong dung

dịch HCl 0,1N) có nồng độ lần lượt là: 30, 60, 120, 180, 240, 300 µg/ml

Đo giá trị mật độ quang (OD) của dãy dung dịch ranitidin ở trên với dung dịch đối chiếu là dung dịch HCl 0,1N tại bước sóng đã lựa chọn (λmax)

Tiến hành đo giá trị mật độ quang (OD) 03 lần, lấy giá trị OD trung bình để xây dựng phương trình đường chuẩn biểu diễn mối tương quan giữa

độ hấp thụ và nồng độ ranitidin [21]

Phương trình tuyến tính biểu diễn mối quan hệ giữa nồng độ ranitidin

và độ hấp thụ có dạng: y = ax + b R2là hệ số tương quan

Trong đó: y : Độ hấp thụ (OD) của dung dịch tại λmax

x : Nồng độ của dung dịch ranitidin

2.2.2.2 Xác định các điều kiện tối ưu của quá trình nạp thuốc ranitidin vào

v ật liệu BC

* Kh ảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nạp thuốc ranitidin vào vật

li ệu BC

Thông thường các yếu tố môi trường như: Nồng độ thuốc, tốc độ lắc,

thời gian nạp thuốc, nhiệt độ…có mối quan hệ mật thiết với nhau và có ảnh hưởng khả năng nạp thuốc ranitidin của BC Vì vậy chúng tôi đã khảo sát sự ảnh hưởng của các yếu tố trên đến khả năng nạp ranitidin của BC, khảo sátkhoảng giới hạn ảnh hưởng, chọn ra các yếu tố có ảnh hưởng nhất để tiến hành tối ưu hóa hiệu suất nạp thuốc nhờ sự trợ giúp của phần mềm JMP [9], [10], [12], [14]

- Nồng độ (được thay đổi trong khoảng từ 100 - 300mg/ml)

Chuẩn bị 03 bình, mỗi bình chứa 25ml dung dịch ranitidin (được hòatan trong dung dịch HCl 0,1N) có nồng độ lần lượt là 100, 150, 200, 250,300mg ranitidin/ml Lấy 10µl dung dịch trong mỗi bình thí nghiệm (TN) phaloãng bằng dung dịch HCl 0,1N với tỷ lệ hợp lý (dùng tỷ lệ như đã xây dựngđường chuẩn), đo mật độ quang (OD1) Từ phương trình đường chuẩn (đãxây dựng) tính lượng ranitidin (m1) Lấy 03 màng BC, cân ghi lại khối lượng

ban đầu (mđ) cho vào bình TN đã chuẩn bị như trên Đặt 03 bình đã chuẩn bị

ở nhiệt độ phòng Sau 60, 80, 100, 120,… phút lấy 10µl dung dịch trong bình

TN, pha loãng với tỷ lệ hợp lý (dùng tỷ lệ như đã xây dựng đường chuẩn), đomật độ quang (OD2, OD3, OD4,…) Từ phương trình đường chuẩn đã xâydựng tính lượng ranitidin (m2, m3, m4,… mkđ) Lấy mẫu và đo đến khi ODkhông đổi so với lần đo trước thì dừng TN lại và thu lấy 03 màng BC trongmỗi bình TN cân được khối lượng cuối (mc) Khối lượng ranitidin được nạpvào BC được tính dựa vào giá trị OD thông qua phương trình đường chuẩn(m1 - mkđ) hoặc dựa vào khối lượng BC trước và sau nạp thuốc (mc - mđ) tìm

ra điều kiện nồng độ để vật liệu BC hấp thụ thuốc cao nhất

- Nhiệt độ (30 - 60 o

C ở nồng độ cố định đã biết)

Các thí nghiệm được tiến hành tương tự: Cố định nồng độ (lượngranitidin được nạp vào BC cao nhất đã tìm được ở trên) và thay đổi nhiệt độ(30, 40, 50…)

Dựa vào các thí nghiệm đã tìm (điều kiện nồng độ, nhiệt độ và tốc độ

lắc) ở trên, tìm ra khoảng thời gian để hấp thụ thuốc cao nhất

* T ối ưu hóa hiệu suất nạp thuốc ranitidin vào vật liệu BC

Mục đích: Sau khi đã tìm ra được 04 yếu tố có ảnh hưởng nhiều nhất

tới quá trình nạp thuốc ranitidin, chúng tôi nghiên cứu tối ưu hóa hiệu suất

nạp thuốc ranitidin của vật liệu BC [6], [7], [9], [10], [14]

Phương pháp thử nghiệm: Các thí nghiệm được thực hiện lặp lại 03 lần, lấy

giá trị trung bình

Bài toán tối ưu: Xác định nồng độ ranitidin; nhiệt độ; thời gian nạp thuốc; tốc

độ lắc tối ưu để hiệu suất nạp thuốc Ran của vật liệu BC là tối đa [14]

+ Tiến hành bố trí thí nghiệm với 04 yếu tố ảnh hưởng được khảo sát gồm: x1 là nồng độ Ran (mg/ml), x2 là nhiệt độ (0

C), x3 là tốc độ lắc (vòng/phút), x4 là thời gian (phút) Hàm mục tiêu (Y) là hàm lượng thuốc ranitidin nạp vào BC (mg) Các mức thí nghiệm gồm: Mức cơ sở 0, mức trên +1, mức dưới -1 được mã hóa và nêu trong bảng 2.3 [6], [7], [9], [10], [14]

Bảng 2.3 Các mức thí nghiệm Các yếu tố

+ Số lượng thí nghiệm được xác định theo phần mềm JMP Thí nghiệm

có nhiều nghi vấn được lặp lại Thí nghiệm ở tâm lặp lại 03 lần

+ Phương trình hồi quy có dạng:

Y = b0 + b1x1 + b2x2 + b3x3 + b4x4 + b12x1x2 + b13x1x3 + b14x1x4

+ b23x2x3 + b24 x2x4 + b34x3x4 (2.1) Trong đó: b0, b1, b2, b3, b4… : Các hệ số của phương trình hồi quy [6], [7], [9], [10]

+ Bố trí thí nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm “thiết kế bề mặt đápứng” mô hình Box-Behnken với sự trợ giúp của phần mềm JMP dựa vào 04

yếu tố nêu trên [14]

* L ập ma trận quy hoạch thực nghiệm theo mô hình Box-Behnken bằng

ph ần mềm JMP

Với mức giới hạn của 04 yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nạp thuốc Ran

đã được khảo sát sơ bộ, phần mềm JMP được dùng để bố trí thí nghiệm theo

mô hình Box-Behnken Ma trận quy hoạch thực nghiệm thu được gồm 27 phảnứng, thông số đáp ứng của ma trận quy hoạch thực nghiệm là hiệu suất nạpthuốc Số liệu thí nghiệm thu được sẽ được phân tích trên phần mềm thống kêJMP phiên bản 10.0, từ đó sẽ xác định mối tương quan giữa các yếu tố nồng

độ, nhiệt độ, tốc độ lắc, thời gian và hiệu suất nạp thuốc; xây dựng phươngtrình bề mặt đáp ứng và dự đoán điều kiện cho hiệu suất nạp thuốc tối đa [14]

2.2.3 X ác định lượng thuốc được nạp vào vật liệu BC

- Sử dụng vật liệu BC được tạo ra từ 3 loại môi trường nuôi cấy (MTC, MTD, MTG) có kích thước đều nhau về bề dày (0,5 cm hoặc 1 cm), độ rộng (1,5x1,5 cm; 5,7 x 2,7 cm; 7,7 x 3,7 cm), đem nạp thuốc Ran theo các điềukiện thí nghiệm tối ưu hóa được xác định ở mục 2.2.2.2

- Chuẩn bị dung dịch ranitidin (được hòa tan trong dung dịch HCl 0,1N) thể tích 75 ml Dựa vào tỷ lệ dung dịch và thể tích vật liệu BC, chúng tôi đã thiết

kế thí nghiệm để đảm bảo tỷ lệ thuốc trên diện tích vật liệu tương đương nhauđược nêu trong bảng 2.4

B ảng 2.4 Tỷ lệ vật liệu BC trên thể tích dung dịch Ran

Kích thước

vật liệu BC

Thể tíchmàng (cm3

)

Số lượng

màng/ml

Thể tíchmàng (cm3

- Để tính được lượng thuốc ranitidin đã được nạp vào BC được thực

hiện theo một số nghiên cứu khác [14], [21] Lấy 10µl dung dịch trong mỗi

bình thí nghiệm (TN) đã chuẩn bị, pha loãng bằng dung dịch HCl 0,1N với tỷ

lệ hợp lý, đo mật độ quang (OD1) Từ phương trình đường chuẩn đã xây dựngtính lượng ranitidin ban đầu (m1) Sau khoảng thời gian nạp thuốc tối đa là

120 phút, tiến hành rút mẫu dung dịch ra và đo mật độ quang (OD2) từ đó

tính được lượng thuốc ranitidin còn lại trong dung dịch tại thời điểm lấy mẫu(m2) Khối lượng thuốc được nạp vào các vật liệu BC (mht) được tính theocông thức 2.2 [21]

mht (mg) = m1 – m2 (mg) (2.2) Trong đó: mht : Lượng thuốc đã được nạp vào BC

m1: Lượng thuốc ban đầu trong dung dịch

m2: Lượng thuốc còn lại trong dung dịch sau khoảng thời

gian nhất định vật liệu nạp thuốc

- Hiệu suất nạp thuốc vào vật liệu BC được tính theo công thức 2.3 [21]

Trong đó: EE: Phần trăm thuốc nạp vào vật liệu

2.2.4 Kh ảo sát khả năng hút nước của vật liệu BC nạp ranitidin

Tiến hành khảo sát đối với vật liệu BC đã nạp ranitidin có bề dày 0,5cm

và 1cm Vật liệu BC chứa ranitidin được làm khô và tạo vật liệu ở những độ ẩm khác nhau bằng cách sấy vật liệu trong tủ sấy và xác định độ ẩm Sau đó khảo sát

khả năng hút nước của vật liệu BC chứa ranitidin trên những bản thạch bán lỏng

gồm 0,2% thạch agar Ở nồng độ này bản thạch chứa hàm lượng nước lớn (99,8 ) và có một bề mặt rất ẩm ướt, tương tự bề mặt của da

Vật liệu BC chứa Ran thử nghiệm được cân sau đó vật liệu được đặt trên đĩa petri chứa bản thạch bán lỏng, BC có thể hút nước từ bản thạch dễ