Tài liệu Nghiên cứu sự vận tải và phân phối thuốc berberincủa màng bacterial cellulose lên men từ nước vo gạo định hướng sử dụng qua da

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH- KTNN ====== TRẦN THỊ KIM THOA NGHIÊN CỨU SỰ VẬN TẢI VÀ PHÂN PHỐI THUỐC BERBERIN CỦA MÀNG BACTERIAL CELLULOSE LÊN MEN TỪ NƢỚC VO GẠO ĐỊNH HƢỚNG SỬ DỤNG QUA DA KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Sinh lý ngƣời và động vật Ngƣời hƣớng dẫn khoa học TS. LÊ NGỌC HOÀN HÀ NỘI, 2016 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn trân thành và sâu sắc tới thầy: TS. Lê Ngọc Hoàn, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội, ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo cũng nhƣ giúp đỡ tôi trong suốt thời gian làm khóa luận vừa qua. Tôi xin trân thành cảm ơn tập thể các thầy, cô giáo của Trung tâm Hỗ trợ NCKH & CGCN và Bộ môn Sinh lý ngƣời và động vật và các chị là học viên cao học đã cho tôi nhiều lời khuyên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình làm thực nghiệm tại bộ môn. Tôi cũng xin đƣợc gửi lời cảm ơn tới toàn bộ các thầy, cô giáo và cán bộ nhân viên Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội 2- những ngƣời đã dạy bảo và giúp đỡ tôi trong suốt 4 năm học tại đây. Cuối cùng, tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cha mẹ, ngƣời thân, bạn bè, những ngƣời luôn bên tôi, chia sẻ, động viên, giúp đỡ tôi những lúc gặp nhiều khó khăn nhất. Hà Nội, ngày 16 tháng 5 năm 2016. SINH VIÊN Trần Thị Kim Thoa LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu này là của riêng tôi, các số liệu, kết quả trong khóa luận là trung thực, không trùng lặp với bất kì công trình nghiên cứu nào khác. Hà Nội, ngày 16 tháng 5 năm 2016. SINH VIÊN Trần Thị Kim Thoa DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Tên đầy đủ Từ viết tắt A. xylinum Acetobacter xylinum BC Bacterial cellulose BH Berberine hydrochloride C E. coli h Nồng độ Escherichia coli Giờ HIV Virus suy giảm miễn dịch ở ngƣời PC Plant cellulose OD Optical Density Et al An other MỤC LỤC MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Lí do chọn đề tài ............................................................................................ 1 2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................... 3 3. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 3 4. Ý nghĩa của đề tài .......................................................................................... 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................... 5 1.1. Giới thiệu cellulose vi khuẩn (Bacterial celluose-BC) .............................. 5 1.1.1. Vi khuẩn sản sinh ra BC.......................................................................... 5 1.1.2. Đặc điểmvà ứng dụng của BC ................................................................ 6 1.1.2.1. Đặc điểm cấu trúc của BC.................................................................... 6 1.1.2.2. Tính chất độc đáo của BC .................................................................... 6 1.1.2.3. Ứng dụng của BC ................................................................................. 7 1.2. Tình hình nghiên cứu về hƣớng nghiên cứu trong và ngoài nƣớc ............. 9 1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .......................................................... 9 1.2.2.Tình hình nghiên cứu trong nƣớc........................................................... 10 1.3. Giới thiệu về thuốc Berberin .................................................................... 10 1.3.1. Cấu trúc ................................................................................................. 10 1.3.2. Nguồn gốc ............................................................................................. 11 1.3.3. Tính chất................................................................................................ 11 1.3.4. Tác dụng dƣợc lý................................................................................... 12 1.4. Tình hình nghiên cứu về thuốc Berberin trong và ngoài nƣớc ................ 13 1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ........................................................ 13 1.4.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ........................................................ 13 CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 15 2.1. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................. 15 2.1.1. Giống vi khuẩn. .................................................................................... 15 2.1.2. Nguyên liệu và hóa chất ........................................................................ 15 2.1.3.Thiết bị và dụng cụ................................................................................. 15 2.1.4. Môi trƣờng tạo màng BC ...................................................................... 15 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu.......................................................................... 17 2.2.1. Phƣơngpháp lên men thu màng BC từ môi trƣờng nƣớc vo gạo .......... 17 2.2.2. Phƣơng pháp xử lý màng BC trƣớc khi hấp thụ thuốc ......................... 18 2.2.3. Phƣơng pháp xác định đƣờng chuẩn ..................................................... 20 2.2.4. Phƣơng pháp xác định lƣợng thuốc đƣợc hấp thụ qua màng BC ......... 21 2.2.5. Phƣơng pháp pha môi trƣờng đệm PBS ( Phosphate buffered saline)PBS 1X ............................................................................................................ 22 2.2.6. Phƣơngpháp xác định lƣợng thuốc giải phóng thông qua hệ thống vận tải đƣợc thiết kế ........................................................................................ 23 2.2.7. Phƣơng pháp phân tích dƣợc động học giải phóng của BH ................. 23 2.2.8. Phƣơng pháp xử lý thống kê ................................................................ 24 2.3. Địa điểm tiến hành nghiên cứu ................................................................ 24 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 25 3.1. Thu màng BC ........................................................................................... 25 3.1.1. Màng BC thu đƣợc khi nuôi cấy trong môi trƣờng nƣớc vo gạo.......... 25 3.1.2. Màng BC thu đƣợc sau khi nuôi cấy ..................................................... 26 3.1.3. Màng BC tinh chế ................................................................................. 26 3.2. Màng BC hấp thụ thuốc BH..................................................................... 27 3.3. Xác định lƣợng thuốc BH giải phóng khỏi màng BC trong môi trƣờng pH= 7,4 ............................................................................................................ 30 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 37 1. Kết luận ....................................................................................................... 37 2. Đề nghị ........................................................................................................ 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 38 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Ứng dụng của BC ........................................................................... 7 Bảng 2.1: Môi trƣờng tạo màng BC.............................................................. 17 Bảng 2.2: Nồng độBH và giá trị OD345nm (n=3)............................................ 20 Bảng 2.3: Môi trƣờng đệm PBS .................................................................... 22 Bảng 3.1: Giá trị trung bình OD của dung dịch BH 5% khi ngâm màng BC (n=3)........................................................................................................ 29 Bảng 3.2: Lƣợng thuốc hấp thụ BH qua màng BC (n=3) ............................. 29 Bảng 3.3: Giá trị OD345nm trung bình của BH giải phóng từ màng BC qua các thời điểm khác nhau (n=3) ...................................................................... 31 Bảng 3.4 : Tỉ lệ BH đƣợc giải phóng qua màng BC ở các khoảng thời gian khác nhau (n=3)............................................................................................. 33 Bảng 3.5:Hệ số tƣơng quan (R), hằng số tốc độ giải phóng (k) và các giá trị mũ số giải phóng (n) từ môi trƣờng pH= 7,4 và độ dày màng khác nhau (n=3) .............................................................................................................. 35 DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ SƠ ĐỒ Hình 1.1: công thức cấu tạo của BH ............................................................... 11 Sơ đồ 2.1: Quy trình tạo màng BC thô............................................................ 18 Sơ đồ 2.2: Quy trìnhthu màng BC tinh chế..................................................... 19 Hình 3.1: Màng BC nuôi cấy trong môi trƣờng nƣớc vo gạo. ........................ 25 Hình 3.2: Màng BC thô ................................................................................... 26 Hình 3.3: Màng BC sau khi tinh chế............................................................... 27 Hình 3.4: Màng BC hấp thụ dung dịch thuốc BH 5% .................................... 28 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Berberine hydrochloride (BH) là một alkaloid thực vật nổi tiếng với lịch sử lâu đời, đã đƣợc sử dụng ở cảViệt Nam và Trung Quốc trong y học cổ truyền. Nó đƣợc sử dụng để điều trị tiêu chảy do kháng khuẩn của nó, chống tăng và tính chất chống tiết. Gần đây, các nghiên cứu cũng đã chứng minh rằng BH có thể có những tính chất dƣợc lý khác bao gồm chống ung thƣ, chống HIV, chống bệnh tiểu đƣờng, đau mắt hột, giải lo âu và thuốc giảm đau, nấm da, trị bỏng, … Tuy nhiên, BH có sinh khả dụng thấp, trong đó đã cản trở các ứng dụng điều trị của nó trong một thời gian dài. Khả năng hòa tan nƣớc kém của BH là một nhƣợc điểm đã hạn chế sự phát triển và ứng dụng của BH nhƣ là một công thức dƣợc phẩm. Mặt khác, BH cũng có tác dụng phụ tiềm năng liên kết với bắp của mình và tiêm tĩnh mạch, nhƣ sốc phản vệ và phát ban thuốc. Do đó, cần thiết để thiết kế một loại màng vận chuyển và phân phối giúp thuốc giải phóng một cách từ từ, tăng khả dụng sinh học và truyền thuốc tốt hơn do đó có thể tăng khả năng điều trị bệnh của BH. Việc đƣa thuốc vào cơ thể qua da là một trong những đƣờng phổ biến và truyền thống để phân phối thuốc. So đƣờng uống thì hệ thống truyền thuốc qua đƣờng da nó cũng có nhiều lợi thế nhƣ an toàn, đơn giản, giúp cho những đối tƣợng không uống đƣợc thuốc có thể điều trị đúng liều lƣợng, hạn chế đƣợc một số tác dụng phụ của thuốc, …và tăng hiệu quả truyền thuốc. Trong tự nhiên có một số vi khuẩn có khả năng sinh ra màng BC. Khi nuôi cấy những vi khuẩn này trong môi trƣờng chứa glucose, glycerol hoặc một số nguồn cacbon hữu cơ khác nhau chúng có khả năng hình thành trên bề mặt một lớp màng cellulose sinh học thuần khiết và đƣợc gọi là màng sinh học BC [11]. 1 BC là sản phẩm của một loài vi khuẩn, đặc biệt là chủng Acetobacter xylinum. BC có cấu trúc và đặc tính rất giống với PC- cellulose của thực vật (gồm các phân tử glucose liên kết với nhau bằng liên kết β- 1,4 glucorit), cellulose vi khuẩn khác với cellulose thực vật ở chỗ: không chứa các hợp chất cao phân tử nhƣ ligin, hemicellulose, peptin và sáp nến do vậy chúng có một số tính chất hóa lý đặc biệt nhƣ: Độ bền cơ học, khả năng thấm hút nƣớc cao, đƣờng kính sợi nhỏ, độ tinh khiết cao, độ polymer hóa lớn, có khả năng phục hồi độ ẩm ban đầu [4], .... Nhờ những đặc tính độc đáo trên nên màng BC đƣợccoi là một nguồn polymer mới, là một giải pháp trên con đƣờng tìm nguồn nguyên liệu mới hiện nay. Nó đã và đang thu hút đƣợc sự chú ý của nhiều nhà khoa học ngay từ nửa sau thế kỉ XIX và hiện đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhƣ:Thực phẩm, công nghiệp dệt, công nghiệp giấy, mỹ phẩm, y học, ... đáng chú ý nhất trong sự kiểm soát các hệ thống vận chuyển thuốc. BC đã đƣợc sử dụng nhƣ trong một vài hệ thống để phân phối thuốc. Amin et al. [18] đã báo cáo việc sử dụng màng BC làm màng bọc cho paracetamol bằng cách sử dụng kĩ thuật phun phủ. Kết quả cho thấy màng BC giúp cho thuốc đƣợc giải phóng một cách kéo dài làm tăng hiệu quả sử dụng của thuốc. Hay Almeida, IF., et al. [16] đã sử dụng màng BC nhƣ hệ thống phân phối thuốc. Gần đây hơn, Huang et al. [21] nghiên cứu việc sử dụng màng BC cho việc kiểm soát in vitro của Berberine. Ngoài ra, màng BC còn đƣợc dùng làm chất màng đặc biệt cho các sợi pin và tế bào năng lƣợng (Brown,1989), làm các sợi truyền quang, là môi trƣờng cơ chất trong sinh học sử dụng để cố định protein hay cho sắc kí. Trong lĩnh vực mỹ phẩm màng BC đƣợc sử dụng làm mặt nạ dƣỡng da. Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và ứng dụng màng BC đã đƣợc quan tâm và đã đạt đƣợc những thành tựu nhất định. Trƣờng Đại học Y dƣợc TP. Hồ Chí Minh cũng nghiên cứu sử dụng màng BC có tẩm dầu mù u làm màng trị 2 bỏng thử nghiệm trên thỏ. Kết quả cho thấy màng BC giúp vết thƣơng mau lành và ngăn không cho vết thƣơng nhiễm trùng [11]. Ngoài ra, sản phẩm BC còn đƣợc ứng dụng trong phẫu thuật, ghép mô, cơ quan [4, 19]. Với mục đích thiết kế một hệ thống vận tải và phân phối thuốc dựa trên màng BC giúp BH có thể truyền tốt hơn qua da, làm thuốc đƣợc giải phóng một cách kéo dài, qua đó có thể khắc phục tính tan ít trong nƣớc đồng thời làm tăng khả dụng sinh học của thuốc BH trong điều trị bệnh, tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu sự vận tải và phân phối thuốc Berberincủa màng bacterial cellulose lên men từ nước vo gạo định hướng sử dụng qua da”. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu,chế tạo màng BC từ vi khuẩn A. xylinum. Thiết kế hệ thống vận tải và phân phối thuốc BH làm cho thuốc đƣợc giải phóng một cách kéo dài, điều đó có thể khắc phục tính tan ít trong nƣớc, làm tăng khả dụng sinh học của thuốc BH trong điều trị bệnh ở ngƣời. 3. Nội dung nghiên cứu Tạo đƣợc màng BC từ vi khuẩn A. xylinum. Thiết kế hệ thống vận tải và phân phối thuốc qua màng BC. Khảo sát đánh giá khả năng vận tải và phân phối thuốc BH thông qua hệ thống vận tải đƣợc thiết kế. 4. Ý nghĩa của đề tài Ý nghĩa khoa học của đề tài: Tiếp tục nghiên cứu tiềm năng của màng BC trong việc vận tải và phân phối thuốc tại chỗ hoặc thẩm thấu qua da. Việc nghiên cứu ứng dụng màng BC nhằm làm cho thuốc đƣợc giải phóng kéo dài, qua đó có thể khắc phục hạn chế của thuốc BH dạng thƣơng mại sẽ mở ra một hƣớng sản xuất thuốc hiệu quả, mang lại lợi ích cho việc điều trị. 3 Đánh giá những ƣu nhƣợc điểm của màng BC nạp BH để từ đó đề xuất hƣớng nghiên cứu trên các thuốc khác qua da. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: Tạo đƣợc màng BC từ vi khuẩn A. xylinum trong môi trƣờng nƣớc vo gạo. Từ màng BC đã đƣợc tạo ra đƣợc dùng làm hệ thống vận tải phân phối thuốc nhằm làm cho thuốc đƣợc giải phóng một cách kéo dài, điều này có thể khắc phục đƣợc tính tan ít trong nƣớc của BH để dùng trong việc tăng hiệu quả điều trị của thuốc. Từ kết quả nghiên cứu đƣợc có thể áp dụng vào thực tiễn. 4 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu cellulose vi khuẩn (Bacterial celluose - BC) Cellulose là đại phân tử tồn tại phổ biến nhất trên trái đất, là thành phần chính của sinh khối thực vật cũng nhƣ đại diện cho các polymer ngoại bào của vi sinh vật. Cellulose vi khuẩn (becterial cellulose - BC) là sản phẩm trao đổi chất sơ cấp và chủ yếu tạo màng bảo vệ [9]. 1.1.1. Vi khuẩn sản sinh ra BC Cho đến nay, A. xylinum đƣợc đánh giá là loài vi khuẩn có khả năng sinh màng BC hiệu quả nhất trong tự nhiên. Loài vi khuẩn gram âm sống hiếu khí bắt buộc, không sinh bào tử và là một trong những loài tiến hóa nhất của nhóm vi khuẩn tía. Mỗi tế bào A. xylinum có thể chuyển hóa tới 108 phân tử glucose và phân tử cellulose trong 1 giờ nên khả năng tổng hợp cellulose là rất lớn [11]. A. xylinum có dạng hình que, thẳng hay hơi cong, có thể di động hoặc không và không sinh bào tử. Chúng là vi khuẩn gram âm nhƣng gram của chúng có thể bị biến đổi do tế bào già đi hay do điều kiện môi trƣờng nuôi cấy. Tế bào đứng riêng lẻ hay xếp thành chuỗi. A. xylinum thuộc loại vi khuẩn hiếu khí bắt buộc vì thế chúng tăng trƣởng ở bề mặt tiếp xúc giữa môi trƣờng lỏng và môi trƣờng khí và có khả năng tạo màng cellulose trên môi trƣờng nuôi cấy [11]. Trên môi trƣờng rắn sau khoảng 3-7 ngày nuôi cấy, khuẩn lạc A. xylinum có dạng nhỏ, nhày, có màu kem, hơi trong nhƣng sau 1 tuần thì khuẩn lạc to, đục, màu cà phê sữa, khô dần [11]. Trên môi trƣờng lỏng sau 24 giờ nuôi cấy thì xuất hiện một lớp màng đục dày, sau 36-48 giờ hình thành một lớp màng trong và ngày càng dày. 5 1.1.2. Đặc điểm và ứng dụng của BC 1.1.2.1. Đặc điểm cấu trúc của BC Cellulose là một polymer không phân nhánh bao gồm những gốc glucopyranose nối với nhau bởi liên kết β-1,4- glucan. Các nghiên cứu cho thấy BC có cấu trúc giống hệt PC (cellulose thực vật).Tuy nhiên, chúng khác nhau về cấu trúc đại thể [19]. Chiều rộng của các sợi cellulose đƣợc tạo ra từ gỗ thông là 30000 – 75000 nm trong khi những dải vi sợi celluose có chiều dài từ 1 – 9 µm hình thành nên cấu trúc lƣới dày đặc, đƣợc ổn định bởi các nối hydrogen. BC khác với PC về chỉ số kết chặn, về mức độ polymer hóa. 1.1.2.2. Tính chất độc đáo của BC Độ tinh khiết cao: BC là cellulose sinh học duy nhất đƣợc tổng hợp không có chứa lignin hay hemicellulose. Do đó BC có thể bị vi khuẩn phân hủy hoàn toàn và là nguồn nguyên liệu tái sinh. Độ bền dai cơ học lớn: Cellulose có độ bền dai cao, chịu lực kéo cao, trọng lƣợng nhẹ, độ bền đáng kể. Khả năng hút nƣớc cực cao ở trạng thái ẩm: Khả năng giữ nƣớc đáng kể, lực ẩm cao. Màng cellulose vi khuẩn có khả năng giữ nƣớc rất lớn, nó có thể hút 60-700 lần trọng nƣớc của nó. Màng cellulose đƣợc hình thành trực tiếp trong quá trình sinh tổng hợp vì vậy việc sản xuất giấy, sợi không cần qua các bƣớc trung gian. Màng cellulose đƣợc định hƣớng trong quá trình tổng hợp: Có khả năng hình thành các sợi biến động, tạo các bền theo một trục. Theo Brown và White (1989) [31] có thể hình thành một gang tay cellulose không cần khâu bằng cách sử dụng một khối đất xốp mà không khí thấm qua đƣợc và dìm xuống không khí bên trong môi trƣờng lỏng nuôi cấy A. xylinum, tế bào vi 6 khuẩn sẽ tập hợp xung quanh đất xốp và hình thành cellulose theo hình dạng mong muốn. Màng cellulose đƣợc biến đổi trực tiếp trong quá trình tổng hợp: Khi thêm chất phụ gia hay cơ chất nhất định vào trong quá trình tổng hợp BC thì có thể làm thay đổi những thuộc tính của BC. Nếu cho thuốc nhuộm vào môi trƣờng nuôi cấy có thể kiểm soát các tính chất vật lý của cellulose trong quá trình tổng hợp. Tổng hợp trực tiếp các dẫn xuất của cellulose nhờ vào sự tác động gen liên quan đến quá trình tổng hợp cellulose từ đó giúp kiểm soát hình dạng cellulose, kiểm soát trọng lƣợng phân tử cellulose. 1.1.2.3. Ứng dụng của BC Màng BC có nhiều ƣu điểm vƣợt trội nhƣ: Độ tinh sạch, độ kết tinh, độ bền sức căng, độ bền đàn hồi, độ co giãn, khả năng giữ hình dạng ban đầu, khả năng giữ nƣớc và hút nƣớc cao, bề mặt tiếp xúc lớn hơn bột gỗ thƣờng, bề mặt dƣới của vi sợi dƣới 100 mm, bị phân hủy sinh học, có tính thƣơng tích sinh học, tính trơ chuyển hóa, không độc và không gây dị ứng [19]. Với những ƣu điểm nổi bật, BC ngày càng đƣợc nghiên cứu nhiều và có nhiều ứng dụng rộng rãi [3, 8, 10, 11, 16, 18, 19, 20, 29] đƣợc thể hiện cụ thể trong bảng 1.1. Bảng 1.1: Ứng dụng của BC Lĩnh vực ứng dụng Sản phẩm Thực phẩm Tráng miệng Ăn kiêng ( kem, salad) Thịt nhân tạo Vỏ bao xúc xích 7 Nƣớc uống siro không có cholesterol Trà Kobucha hay manchurian Y dƣợc Lớp màng trị bỏng Tác nhân vận chuyển thuốc Da nhân tạo Chất làm co mạch Mỹ phẩm Móng nhân tạo Đánh móng dày và mỏng hơn Môi trƣờng Miếng xốp làm sạch vết dầu tràn Hấp thu chất độc Quần áo, giày dép tự phân hủy Dầu mỏ Thu hồi dầu Trang phục Sản xuất sợi nhân tạo Y phục quân đội Thể thao Lều lắp ráp Sản phẩm rừng Gỗ nhân tạo Giấy, giấy đặc biệt để lƣu trữ hồ sơ Thùng hàng có độ bền cao Lĩnh vực khác Làm màng lọc 8 Tả lót có thể tái chế Màng rung động âm thanh Môi trƣờng nuôi cấy mô thực vật 1.2. Tình hình nghiên cứu về hƣớng nghiên cứu trong và ngoài nƣớc 1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Tính đến cuối năm 2014 trên thế giới chỉ có 18 nghiên cứu ứng dụng BC trong vận tải và phân phối thuốc đã đƣợc báo cáo [16], trong đó có 9 nghiên cứu với màng BC tinh khiết, 2 nghiên cứu với thể chất biến đổi màng BC và 7 với các vật liệu nanocomposite. Nhƣ vậy, trong lĩnh vực này cần tiếp tục đƣợc tiến hành nghiên cứu. Một số nghiên cứu trên thế giới về việc ứng dụng màng BC làm hệ thống phân phối và vận chuyển thuốc qua da với một số loại thuốc đã cho thấy có hiệu quả rõ rệt, khắc phục đƣợc nhƣợc điểm của thuốc ở dạng thông thƣờng. Nghiên cứu của Wei B. và cộng sự (2011) cho thấy màng khô BC thu đƣợc sau khi ngâm trong benzalkonium chloride (một tác nhân kháng khuẩn; Merck KGaA, Darmstadt, Đức) có khả năng giải phóng thuốc trên mỗi đơn vị diện tích bề mặt đã đƣợc tìm thấy là 0,116 kg/cm2, và tác dụng của thuốc kéo dài ít nhất 24h chống lại hoạt động của S.aureus và B. Subtilis [30]. Tiềm năng vận tải và phân phối thuốc của màng BC qua da đã đƣợc nghiên cứu bằng cách tải tetracycline trong chùm electron mẫu chiếu xạ và không đƣợc chiếu xạ. BC không chiếu xạ cho phép giải phóng thuốc nhanh hơn so với ảnh hƣởng của BC chiếu xạ. Kết quả nghiên cứu này cho thấy màng BC không chỉ có khả năng vận tải mà còn đề xuất một mô hình cho giải phóng thuốc qua màng [16]. Việc nghiên cứu sử dụng màng BC cho việc thẩm thấu qua da của nhiều thuốc nhƣ là Luan J. et al. (2012) [23], đã nghiên cứu màng BC cho 9 băng vết thƣơng nạp sulfadiazine bạc, một loại thuốc phổ biến đƣợc sử dụng trong điều trị vết thƣơng nhiễm khuẩn do bỏng. Nó đã đƣợc chứng minh rằng sau khi sử dụng màng BC ngâm tẩm bạc sulfadiazine, hoạt động kháng khuẩn đối với P. aeruginosa,E. coli và S. aureus đạt hiệu quả tốt hơn dạng kem bôi thông thƣờng. Và nhiều loại thuốc khác. 1.2.2.Tình hình nghiên cứu trong nước Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và ứng dụng màng BC còn ở mức độ khiêm tốn, các nghiên cứu ứng dụng mới chỉ dừng lại bƣớc đầu nghiên cứu. Các kết quả ứng dụng của màng BC hầu nhƣ mới chỉ dừng lại ở điều kiện thí nghiệm. Mới đây, nhóm nghiên cứu của tác giảNguyễn Văn Thanh và cộng sự (2006) [11] đã tiến hành nuôi cấy, tinh chế và thu màng BC từ A. xylinum đạt hiệu quả cao. Đồng thời nhóm nghiên cứu trên cũng đã tiến hành thử nghiệm in vivo trong ứng dụng màng BC điều trị bỏng với 2 loại màng BC gồm cho thêm hoạt chất tái sinh mô và hoạt chất kháng khuẩn. Kết quả cho thấy tác dụng của màng có thêm hoạt chất tái sinh mô tốt hơn hẳn. Việc nghiên cứu sử dụng màng BC là một tác nhân vận chuyển thuốc vẫn còn là một hƣớng đi mới. 1.3. Giới thiệu về thuốc Berberin Tên quốc tế: Berberine Nhóm dƣợc lý: Thuốc đƣờng tiêu hóa Thuốc nghiên cứu ở dạng: Berberine hydrochloride (BH) 1.3.1. Cấu trúc Berberin là một nhóm alcaloid thực vật thuộc nhóm isoquinolin có khung là protoberberin [1]. Isoquinolin còn đƣợc gọi là penzo pyridin hay 2benzamin là một hợp chất hữu cơ thơm heterocyclic [34]. 10 Công thức cấu tạo: Hình 1.1: công thức cấu tạo của BH Công thức phân tử: C20H18NO4Cl.2H2O KLPT: 371.82 Tên khoa học: 5,6 dihydro- 8,9- dimethoxy- 1,3dioxa- 6a – azo niaindeno (5,6- a) anthracen clorid dihydrat.[2] 1.3.2. Nguồn gốc BH thƣờng có trong rễ, thân rễ, thân, vỏ cây những cây thuộc chi Berberis, Hydrastis candensis, Coptis chinensis [34], BH có nhiều trong thân và rễ cây vằng đắng với tỷ lệ 1,5 - 3%, berberin chiếm ít nhất là 82% so với alcaloid toàn phần [9]. BH thƣờng có lẫn tạp chất alcaloid khác nhau nhƣ: palmatin, jatrorrhizin. Giới hạn tạp chất palmatin không quá 2%, jatrorrhzin không quá 5% [12, 26]. 1.3.3. Tính chất Lý tính: tinh thể hay bột kết tinh màu vàng, không mùi có vị rất đắng. Độ chảy khi ở dạng base là 145 (bị phân hủy). Độ tan dạng base tan chậm trong nƣớc, hơi tan trong ethanol, khó tan trong ether. Dạng muối clorid tan ở tỷ lệ 1/400 trong nƣớc, dễ tan trong nƣớc sôi, tan trong ethanol, thực tế không 11 tan trong cloroform và ether. Dạng muối Sulfat dễ tan trong nƣớc, tan trong ethanol. Hóa tính, berberin có tính chất nhƣ một base bậc 4, tạo muối bằng cách thay thế nhóm -OH, việc tạo muối berberin không giống nhƣ các alcaloid khác mà muối tạo thành giống muối của hydroxyd kim loại, nghĩa là có loại hai phân tử nƣớc [2]. Hóa tính: Hóa tính của N: Berberin có tính chất nhƣ một base yếu, tạo muối bằng cách thay thế nhóm OH, việc tạo muối Berberin không giống nhƣ các alcaloid khác mà muối tạo thành giống muối của hydroxyd kim loại, nghĩa là có loại phân tử nƣớc [2]. Hóa tính của oxy: Berberin kém ổn định trong môi trƣờng kiềm mạnh, N không vững bền trong môi trƣờng kiềm mạnh, dễ hỗ biến mở vòng cho chức andehyd gọi là berberial [2]. Hóa tính mạnh kép: Berberin có thể mất mạch kép tại nhân giữa để cho các hydro alkaloid không màu [2]. 1.3.4. Tác dụng dược lý BH có tác dụng kháng vi trùng nhƣ: vi khuẩn (shigella, tụ cầu và liên cầu khuẩn), thể protozoal, vi nấm, candida, virus, nấm men, kí sinh trùng gây bệnh ( kí sinh trùng sốt rét, kí sinh trùng đƣờng ruột) [25, 33]. BH có tác dụng kìm khuẩn tả và E. coli, đặc biệt khi dùng sẽ không ảnh hƣởng tới sự phát triển bình thƣờng của hệ vi khuẩn có ích ở ruột, khi dùng phối hợp với một số thuốc kháng sinh sẽ hạn chế tác dụng phụ gây ra bởi các thuốc kháng sinh đối với hệ sinh vật đƣờng ruột [33]. BH có tác dụng bài tiết ion trong lòng ruột, ức chế co cơ, giảm cholesterol và trygycerid, chống tiểu đƣờng, ức chế cơn nhịp nhanh thất, giảm viêm cho ngƣời bị viêm khớp, tăng tiểu cầu của bệnh nhân xuất huyết, giảm 12