Tài liệu Nghiên cứu bào chế hệ tự nhũ hóa chứa piroxicam

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI PHAN THỊ THÚY HẰNG NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ HỆ TỰ NHŨ HÓA CHỨA PIROXICAM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SỸ HÀ NỘI – 2015 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI PHAN THỊ THÚY HẰNG NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ HỆ TỰ NHŨ HÓA CHỨA PIROXICAM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SỸ Người hướng dẫn: ThS. Bùi Thị Lan Phương Nơi thực hiện: 1. Viện Công nghệ Dược phẩm Quốc gia 2. Bộ môn Công nghiệp Dược HÀ NỘI – 2015 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: ThS. Bùi Thị Lan Phương, ThS. Nguyễn Hạnh Thủy Là hai cô giáo đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo em tận tình trong suốt thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp. Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Nguyễn Ngọc Chiến, DS. Nguyễn Thị Thùy Trang cùng toàn thể các thầy cô giáo, các anh chị nghiên cứu viên, kĩ thuật viên, các bạn sinh viên đang nghiên cứu khoa học và thực hiện khóa luận tốt nghiệp tại Viện Công nghệ dược phẩm Quốc gia, Bộ môn Công Nghiệp Dược, Bộ môn Bào Chế, Bộ môn Vật Lý – Hóa Lý đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Ban giám hiệu Nhà trường và phòng Đào tạo đã giúp đỡ tạo điều kiện cho em trong suốt thời gian học tập tại trường. Cuối cùng em xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã dành cho em sự giúp đỡ, ủng hộ, động viên trong suốt thời gian học tập và thực hiện khóa luận. Hà Nội, tháng 6 năm 2015 Sinh viên Phan Thị Thúy Hằng MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................ 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ..................................................................................... 2 1.1. Piroxicam ........................................................................................................ 2 1.1.1. Công thức cấu tạo ............................................................................................. 2 1.1.2. Tính chất vật lý và hóa học .............................................................................. 2 1.1.3. Tính chất dược lý, chỉ định, chống chỉ định ..................................................... 2 1.1.4. Nghiên cứu về tiểu phân chứa piroxicam ở kích thước nano ........................... 3 1.2. Hệ tự nhũ hóa ................................................................................................. 4 1.2.1. Khái niệm, phân loại ........................................................................................ 4 1.2.2. Thành phần ....................................................................................................... 5 1.2.3. Cơ chế tự nhũ hóa ............................................................................................ 7 1.2.4. Một số đặc tính của hệ tự nhũ hóa ................................................................... 8 1.2.5. Ưu, nhược điểm và ứng dụng của hệ tự nhũ hóa ............................................. 9 1.3. Phƣơng pháp rắn hóa hệ tự nhũ hóa .......................................................... 10 1.3.1. Dạng rắn hệ tự (vi) nhũ hóa (Solid Self-(Micro) Emulsifying Drug Delivery Systems) .................................................................................................................... 10 1.3.2. Các phương pháp rắn hóa hệ tự nhũ hóa ........................................................ 11 1.3.3. Chất mang rắn. ............................................................................................... 12 1.3.4. Một số nghiên cứu về phương pháp rắn hóa hệ tự nhũ hóa bằng phương pháp đùn – tạo cầu ............................................................................................................. 12 CHƢƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................. 14 2.1. Nguyên liệu, thiết bị nghiên cứu ................................................................. 14 2.1.1. Nguyên liệu .................................................................................................... 14 2.1.2. Thiết bị ........................................................................................................... 15 2.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 15 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................. 15 2.3.1. Phương pháp nghiên cứu tiền công thức ......................................................... 15 2.3.2. Phương pháp bào chế hệ tự nhũ hóa chứa piroxicam .................................... 17 2.3.3. Phương pháp rắn hóa hệ tự nhũ hóa ............................................................... 17 2.3.4. Phương pháp đánh giá đặc tính lý hóa của hệ tự nhũ hóa và dạng rắn hóa từ hệ tự nhũ hóa chứa piroxicam ................................................................................... 19 2.3.5. Phương pháp định lượng piroxicam ............................................................... 21 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .............................................................. 22 3.1. Xây dựng đƣờng chuẩn định lƣợng piroxicam ............................................. 22 3.2. Kết quả khảo sát tiền công thức...................................................................... 23 3.2.1. Kết quả đánh giá độ tan của piroxicam trong các chất mang ......................... 23 3.2.2. Kết quả xây dựng giản đồ pha hệ tự vi nhũ hóa.............................................. 23 3.2.3. Kết quả đánh giá độ tan của dược chất trong hệ chất mang ........................... 25 3.3. Kết quả bào chế hệ tự vi nhũ hóa chứa piroxicam ....................................... 25 3.3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ dược chất trong hệ tự vi nhũ hóa ................................... 25 3.3.2. Thời gian nhũ hóa của hệ chất mang chứa piroxicam .................................... 26 3.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của môi trường đến độ bền của hệ tự nhũ hóa chứa piroxicam................................................................................................................... 27 3.3.4. Độ ổn định của hệ tự vi nhũ hóa có chứa dược chất ....................................... 28 3.4. Kết quả rắn hóa hệ tự vi nhũ hóa bằng phƣơng pháp đùn – tạo cầu...... 29 3.4.1. Khảo sát tỷ lệ hệ lỏng tối đa trong công thức pellet....................................... 29 3.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của các tá dược rắn đến đặc tính pellet ......................... 31 3.4.3. So sánh độ hòa tan của hệ lỏng, pellet và viên piroxicam thị trường ............ 35 3.5. Một số chỉ tiêu chất lƣợng của hệ tự vi nhũ hóa và pellet ........................ 36 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT .................................................................................... 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Co.S Chất đồng diện hoạt – Cosurfactant CT Công thức D/N Dầu/ Nước EP Dược điển Châu Âu – European Pharmacopoiea HLB Chỉ số cần bằng dầu nước - Hydrophilic Lipophilic Balance HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao – High-performance liquid chromatography HPMC Hydroxypropyl methylcellulose Kl/kl Khối lượng/ khối lượng KTTP Kích thước tiểu phân KTTP TB Kích thước tiểu phân trung bình O Pha dầu – Oil PDI Chỉ số đa phân tán - Polydispersity index S Chất diện hoạt - Surfactant SEDDS Hệ tự nhũ hóa - Self-emulsifying drug delivery systems SEM Kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy) SMEDDS Hệ tự vi nhũ hóa - Self-microemulsifying drug delivery systems TCCS Tiêu chuẩn cơ sở TEM Kính hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscopy) TNH Tự nhũ hóa VNT Vi nhũ tương DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Chỉ số HLB của một số chất [27] ...............................................................7 Bảng 1.2. Một số biệt dược sử dụng hệ tự nhũ hóa ..................................................10 Bảng 2.1: Nguyên liệu, hóa chất sử dụng .................................................................14 Bảng 2.2: Các điểm trong giản đồ pha hệ 3 thành phần S:Co.S:O và ký hiệu .........16 Bảng 2.3: Thành phần của các công thức pellet trong nghiên cứu ...........................18 Bảng 3.1: Kết quả sự phụ thuộc giữa diện tích pic và nồng độ piroxicam ...............22 Bảng 3.2: Độ tan của piroxicam trong các đơn chất mang (đv: %kl/kl, n=3) ..........23 Bảng 3.3: KTTP trung bình của các điểm của hệ M1 có KTTP < 50nm..................24 Bảng 3.4: KTTP trung bình của các điểm của hệ M2 có KTTP < 50nm..................24 Bảng 3.5: Khả năng hòa tan của piroxicam trong hệ chất mang ..............................25 Bảng 3.6: Thời gian nhũ hóa, KTTP của các hệ (n=3) .............................................26 Bảng 3.7: Sự kết tủa dược chất trong hệ chất mang khi tự nhũ hóa (pha loãng) ở các môi trường và độ pha loãng khác nhau (n=3) ...........................................................27 Bảng 3.8: KTTP của hệ G8-M1 khi có hay không có piroxicam (n=3) ...................28 Bảng 3.9: KTTP của hệ G8-M1chứa piroxicam sau 3 tuần bảo quản ở các điều kiện khác nhau (n=3).........................................................................................................28 Bảng 3.10: Hàm lượng của piroxicam trong hệ G8-M1 sau 3 tuần bảo quản ở các điều kiện khác nhau (đv: % , n=3) ............................................................................29 Bảng 3.11: Kết quả các công thức pellet khảo sát tỷ lệ hệ lỏng ...............................30 Bảng 3.12: Ảnh hưởng của tỷ lệ natri croscarmellose lên phân bố kích thước, hiệu suất tạo pellet và KTTP .............................................................................................31 Bảng 3.13: Kết quả thử hòa tan của N6, N7, N8, N9 ...............................................32 Bảng 3.14: Ảnh hưởng của tỷ lệ Aerosil đến phân bố kích thước, hiệu suất tạo pellet và KTTP ..........................................................................................................33 Bảng 3.15: Kết quả thử độ hòa tan của các công thức pellet N10, N8, N11, N12 ...34 Bảng 3.16: Kết quả thử hòa tan của hệ G8-M1, pellet và viên nang piroxicam. ......35 Bảng 3.17: Chỉ tiêu chất lượng của hệ tự vi nhũ hóa ................................................36 Bảng 3.18: Chỉ tiêu chất lượng của pellet .................................................................36 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Công thức cấu tạo piroxicam ......................................................................2 Hình 2.1: Quy trình bào chế hệ TNH và tự nhũ hóa hệ vào nước ...........................17 Hình 2.2: Sơ đồ quy trình bào chế pellet bằng phương pháp đùn - tạo cầu .............18 Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa diện tích pic và nồng độ piroxicam ...................................................................................................................................22 Hình 3.2: Giản đồ pha hệ M1, M2 ............................................................................25 Hình 3.3: Hình ảnh pellet của các công thức N1, N2, N3, N4 ..................................30 Hình 3.4: Phần trăm giải phóng piroxicam từ pellet có tỷ lệ natri croscarmellose khác nhau...................................................................................................................32 Hình 3.5: Phần trăm giải phóng piroxicam từ pellet có tỷ lệ Aerosil khác nhau .....34 Hình 3.6: Phần trăm giải phóng piroxicam từ hệ G8-M1, pellet N8 và viên nang piroxicam...................................................................................................................35 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Piroxicam là hoạt chất chống viêm, giảm đau không steroid, có tác dụng chống viêm, giảm đau tốt, được sử dụng rộng rãi trong điều trị. Tuy nhiên sinh khả dụng và tác dụng của thuốc bị hạn chế do đặc tính ít tan. Do vậy, để cải thiện sinh khả dụng của hoạt chất này, các biện pháp cải thiện độ hòa tan của dược chất được tập trung nghiên cứu như phun sấy, tạo hệ nano nhũ tương, nano polyme... Với hệ tự nhũ tương hóa, độ tan và độ hòa tan của dược chất khó tan có thể được cải thiện đáng kể dưới tác động của các chất diện hoạt/đồng điện hoạt cũng như việc tạo thành các giọt nhũ tương kích thước nano. Mặt khác, hệ tự nhũ hóa có thể ứng dụng cho các dạng bào chế khác nhau, đặc biệt là chuyển sang thể rắn và ứng dụng cho đường uống. Với sự chuyển dạng này có thể giúp tăng độ hòa tan cho các dạng thuốc viên nén hay viên nang thông thường của piroxicam. Do vậy chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: Nghiên cứu bào chế hệ tự nhũ hóa chứa piroxicam với mục tiêu: 1. Xây dựng được công thức hệ tự vi nhũ hóa chứa piroxicam và đánh giá được một số đặc tính của hệ tự vi nhũ hóa. 2. Xây dựng được công thức pellet chứa hệ tự vi nhũ hóa chứa piroxicam và đánh giá được một số đặc tính của pellet. 2 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Piroxicam 1.1.1. Công thức cấu tạo Hình 1.1: Công thức cấu tạo piroxicam Tên khoa học: 4-Hydroxy-2-methyl-N-2-pyridinyl-2H-1,2-benzothiazine-3carboxamide 1,1-dioxide. Công thức phân tử: C15H13N3O4S Phân tử lượng: 331,4 [33] 1.1.2. Tính chất vật lý và hóa học Có bốn dạng thù hình với nhiệt độ nóng chảy tương ứng là: I (201,6 0C), II (195,5 0C), III (178,4 0C), IV (164,1 0C). Các dạng này có độ tan khác nhau, dạng III có độ tan thấp nhất, dạng ngậm nước có độ tan cao nhất. Thực tế, piroxicam không tan trong nước, ít tan trong dung dịch acid loãng, hơi tan trong ethanol và dung dịch kiềm (do có nhân pyridin), tan trong methanol, methylenclorid. Nghiên cứu cho thấy, với pH < 7,5 độ tan của piroxicam rất thấp: 2,3 mg/100ml ở pH 2,0; 7,6 mg/ml ở pH 6,0; và 103 mg/100ml ở pH 7,5 [33], [36]. 1.1.3. Tính chất dƣợc lý, chỉ định, chống chỉ định Piroxicam là thuốc chống viêm không steroid có tác dụng giảm đau và hạ sốt với cơ chế ức chế kết tập bạch cầu trung tính, ức chế tế bào bạch cầu đa nhân và đơn nhân di chuyển đến vùng viêm, ức chế enzyme do lysosome phóng thích từ bạch cầu, ức chế sự sản xuất anion superoxid của bạch cầu trung tính và giảm yếu tố dạng thấp toàn thân. Thuốc hấp thu tốt sau khi uống, bị ảnh hưởng nhẹ bởi thức ăn. Piroxicam liên kết với protein huyết tương khoảng 90% và được chuyển hóa rộng rãi, thải trừ qua nước tiểu. Thời gian bán thải của thuốc tương đối cao vào khoảng 50 giờ. 3 Chỉ định: Đau và viêm trong bệnh thấp khớp mạn (viêm khớp dạng thấp, viêm dính cột sống…) và các bệnh đau cơ-xương khác ở người lớn; chấn thương trong thể thao; thống kinh; đau sau phẫu thuật; bệnh gút cấp. Chống chỉ định: Mẫn cảm với piroxicam và các thuốc NSAID khác và aspirin; loét dạ dày tá tràng cấp; có tiền sử co thắt phế quản, hen; xơ gan; suy tim nặng; có nhiều nguy cơ chảy máu; suy thận với mức lọc cầu thận dưới 30 ml/phút. Thận trọng: Người cao tuổi; rối loạn chảy máu; bệnh tim mạch; có tiền sử loét dạ dày tá tràng; suy gan, suy thận; đang dùng thuốc lợi tiểu; rối loạn chuyển hoá porphyrin [5], [33]. 1.1.4. Nghiên cứu về tiểu phân chứa piroxicam ở kích thƣớc nano Nghiên cứu của Zhou X.T. và cộng sự [39] đã tiến hành bào chế hệ tự nhũ hóa của piroxicam. Nhiều các chất mang được tiến hành khảo sát, trong đó các chất mang có khả năng hòa tan tốt dược chất gồm: Labrafil M 1944CS, Labrafil M 2125CS (pha dầu), Cremophor RH 40, PEG 400, PEG 200, Tween 80, Labrasol (pha nước), Transcutol P, cinnamic alcol (đồng diện hoạt). Hệ tự nhũ hóa được lựa chọn gồm các thành phần Cremophor EL – Labrafil M 1944CS – Transcutol P ở tỷ lệ 30:60:10. Kích thước nhũ tương tạo thành là 32,2 ± 5,0 nm. Giải phóng của piroxicam từ hệ diễn ra ngay lập tức và hoàn toàn. Hệ tự nhũ hóa của piroxicam còn được Attama A. và cộng sự nghiên cứu sử dụng dầu có khả năng phân hủy sinh học từ loài cừu Capra hircus. Hệ tự nhũ hóa gồm các thành phần lipid, Tween 65 và dược chất ở tỷ lệ 6:24:2. Kết quả cho thấy hiệu suất nạp thuốc của hệ là 74,08% và kích thước trung bình là 0,11 ± 0,07 µm [7]. Ngoài ra, các nghiên cứu khác về piroxicam chủ yếu tập trung bào chế ở dạng tiểu phân nano dạng rắn. Adbikia K. và cộng sự [5], [ 6] đã nghiên cứu chế tạo tiểu phân nano Eudragit RS100 chứa piroxicam bằng phương pháp nhũ hóa bốc hơi dung môi và kiểm soát triệu chứng viêm ở thỏ bị viêm màng mạch nho do kích ứng độc tố (EIU). Đánh giá đặc điểm của tiểu phân bằng phân tích KTTP, XRPD, DSC, FTIR và SEM. Kết quả: các tiểu phân có kích thước nano, hình cầu bề mặt mịn đều 4 với điện thế bề mặt dương (~ 35 ± 2,6 mV). Đánh giá khả năng giải phóng in vitro cho thấy thời gian giải phóng dược chất từ tiểu phân piroxicam: Eudragit RS100 kéo dài hơn hẳn so với dược chất không có polyme. Đánh giá lâm sàng trên thỏ với EIU cho thấy tác dụng chống viêm tốt hơn của hỗn dịch tiểu phân piroxicam: Eudragit RS100 so với hỗn dịch micro của piroxicam. Trong nước hiện nay đã có nghiên cứu về vi nhũ tương và hệ tự nhũ hóa, song chưa có nghiên cứu với piroxicam. Nhóm tác giả Nguyễn Thị Mai Anh và cộng sự đã tiến hành các nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano piroxicam bằng phương pháp bốc hơi dung môi hoặc phương pháp kết tinh. Với phương pháp bốc hơi dung môi, kích thước tiểu phân thu được là khoảng 1000nm, trong khi đó, phương pháp kết tinh có thể thu được tiểu phân có kích thước trung bình là khoảng 300nm. Độ tan trong nước của piroxicam nano bào chế bằng phương pháp kết tinh tăng lên 1,9 lần so với dạng nguyên liệu [2], [1]. 1.2. Hệ tự nhũ hóa 1.2.1. Khái niệm, phân loại Hệ tự nhũ hóa là hỗn hợp đẳng hướng của dầu, chất diện hoạt, chất đồng diện hoạt và trong nhiều trường hợp còn chứa cả đồng dung môi. Hệ được sử dụng cho các thiết kế công thức nhằm tăng khả năng hấp thu dược chất đường uống ở các chất có tính thân dầu cao, hoặc không bền với các tác động của đường tiêu hóa. Hệ có khả năng tự vi nhũ tương hóa khi nhỏ vào nước có khuấy nhẹ nhàng để tạo ra nhũ tương dầu/nước. Hệ phân bố nhanh trong đường tiêu hóa và dưới tác động nhu động của ống tiêu hóa để hình thành nhũ tương [25], [31]. Có nhiều cách để phân loại hệ TNH khác nhau, nhưng nhìn chung có thể chia hệ TNH thành 2 nhóm: Hệ TNH tạo nhũ tương (self-emulsifying drug delivery system – SEDDS): hệ tự nhũ hóa trong môi trường nước (với tác động khuấy trộn nhẹ nhàng) tạo nhũ tương đục có kích thước giọt ≥ 100nm. Hệ TNH tạo vi nhũ tương (hệ tự vi nhũ hóa) (self-microemulsifying drug delivery system – SMEDDS): hệ tự nhũ hóa gần như ngay lập tức khi tiếp xúc với 5 nước tạo ra nhũ tương dạng D/N trong suốt hoặc gần như trong suốt với kích thước giọt <50nm [34], [35]. 1.2.2. Thành phần Hệ tự nhũ hóa có các thành phần chính là pha dầu (O), chất diện hoạt (S) và chất đồng diện hoạt (Co.S). Tỉ lệ và tính chất của các thành phần này trong hệ TNH quyết định đến các đặc tính của hệ TNH [23]. 1.2.3.1. Dầu Là các chất lỏng không phân cực, có nguồn gốc đa dạng từ tự nhiên, bán tổng hợp hoặc tổng hợp toàn phần, đóng vai trò: hòa tan các dược chất thân dầu, tác nhân cho quá trình tự nhũ hóa, chất vận chuyển thuốc vào hệ bạch huyết, từ đó vào thẳng tĩnh mạch chủ trên về tim và không bị chuyển hóa qua gan bước 1, tăng sinh khả dụng của thuốc [24], [38]. - Các loại dầu tự nhiên: dầu lạc, dầu oliu, dầu hướng dương,... - Glycerin và dẫn chất: Labrafac TM PG, MaisineTM 35-1, CapryolTM 90,... khả năng hòa tan dược chất tốt hơn dầu tự nhiên [38], các triglycerid mạch dài hoặc triglycerid mạch trung bình biến tính có độ bão hòa khác nhau được sử dụng nhiều hơn [13], [ 24]. 1.2.3.2. Chất diện hoạt Là thành phần không thể thiếu trong hệ TNH, đóng vai trò quan trọng, quyết định đến nhiều đặc tính của hệ TNH. Vai trò của chất diện hoạt trong hệ TNH: - Giảm sức căng bề mặt 2 pha dầu và nước khi trộn lẫn với nhau. - Chất diện hoạt tạo màng mỏng tạo thành lớp áo bao các tiểu phân phân tán [27], [29]. Khi lựa chọn chất diện hoạt trong hệ TNH người ta quan tâm đến hai đặc tính quan trọng của chất diện hoạt đó là: chỉ số HLB và độ an toàn. Chỉ số HLB biểu thị mối tương quan giữa 2 phần dầu – nước trong cấu trúc phân tử của chất diện hoạt, là chỉ số đặc trưng cho khả năng hoạt động bề mặt của 6 chất diện hoat. Chỉ số HLB được đề nghị là phù hợp với hệ tự nhũ hóa tạo nhũ tương D/N là 10-15 [8]. Thông thường chất diện hoạt không ion hóa (Tween, Span, Cremophor,... ) được sử dụng nhiều hơn chất diện hoạt ion (natri laurylsulfat, natri amoni stearat, cetrimid, benzalamin,...) do chúng ít độc hại hơn, tương thích với hệ thống sinh học, ít bị ảnh hưởng bởi pH và nồng độ ion [38]. 1.2.3.3. Chất đồng diện hoạt Trong hầu hết các trường hợp, nếu chỉ sử dụng chất diện hoạt thì không đủ làm giảm sức căng bề mặt phân cách pha dầu nước để nhũ tương hình thành [27]. Đối với các trường hợp này người ta sử dụng thêm một chất – gọi là chất đồng diện hoạt. Vai trò của các chất đồng diện hoạt: - Cùng với chất diện hoạt làm giảm sức căng bề mặt phân cách pha dầu – nước. - Làm tăng độ linh hoạt của bề mặt phân cách pha, do đó làm tăng entropy của hệ. Từ đó thúc đẩy quá trình hình thành nhũ tương. - Làm thay đổi hệ số phân bố dược chất giữa hai pha dầu/nước của hệ. Từ đó ảnh hưởng đến vùng tạo nhũ tương/ vi nhũ tương và khả năng giải phóng dược chất từ hệ. Những chất đồng diện hoạt thường là các alcol có độ dài mạch trung bình, thường dùng như: isopropanol, alcol benzylic, Transcutol,.. 7 Bảng 1.1: Chỉ số HLB của một số chất [27] TT Chất mang HLB Vai trò thƣờng dùng 1 Labrafac CC 1,0 Pha dầu 2 Transcutol P 4,0 Chất đồng diện hoạt, pha dầu 3 Labrafil M1944 CS 4,0 Pha dầu 4 Transcutol HP 4,2 Chất đồng diện hoạt, pha dầu 5 Capmul CMC 4,6 Pha dầu 6 Sunflower Oil 7,1 Pha dầu 7 Isopropyl myristat 11,5 Chất đồng diện hoạt, pha dầu 8 Labrasol 14,0 Chất diện hoạt 9 Tween 80 15,0 Chất diện hoạt 10 Cremophor RH40 15,0 Chất diện hoạt 11 Cremophor EL 15,2 Chất diện hoạt 12 Tween 60 15,6 Chất diện hoạt 1.2.3. Cơ chế tự nhũ hóa Năng lượng tự do của nhũ tương thông thường là hàm số trực tiếp của năng lượng cần thiết để tạo ra bề mặt mới giữa pha dầu và phà nước được mô tả theo phương trình: ∑ Ni π Trong đó: : năng lượng tự do của quá trình (không tính năng lượng tự do của quá trình trộn). Ni : số giọt có bán kính ri. : năng lượng phân cách bề mặt. Cho đến nay, cơ chế TNH vẫn chưa được hiểu một cách đầy đủ nhưng nhiều giả thuyết cho rằng quá trình tự nhũ hóa xảy ra khi sự thay đổi năng lượng Entropy để tạo ra sự phân tán lớn hơn năng lượng cần thiết để tăng diện tích bề mặt phân tán. 8 Hai pha của nhũ tương có xu hướng phân tách theo thời gian để làm giảm diện tích bề mặt phân cách pha. Nhũ tương sẽ được ổn định bởi các tác nhân nhũ hóa. Các tác nhân này hình thành lớp màng mỏng đơn bao quanh tiểu phân của pha phân tán, do đó làm giảm năng lượng bề mặt phân cách hai pha, cũng như tạo ra một hàng rào ngăn cản sự kết tập và hợp nhất các giọt nhũ tương [13], [ 24]. 1.2.4. Một số đặc tính của hệ tự nhũ hóa 1.2.5.1. Kích thước giọt: Kích thước giọt khi tạo thành nhũ tương là đặc tính quan trọng nhất với hệ TNH, nó quyết định đến độ ổn định của nhũ tương, khả năng giải phóng dược chất [4], [22], [24]. KTTP của nhũ tương/ vi nhũ tương tạo thành từ hệ TNH được xác định bằng thiết bị đo phổ tương quan photon, thiết bị tán xạ ánh sáng động,... 1.2.5.2. Thời gian nhũ hóa Thời gian nhũ hóa là thời gian cần thiết để quá trình nhũ hóa xảy ra, được xác định chính xác bằng phổ tương quan photon hoặc kính hiển vi quang học [24], [26]. Tuy nhiên trong thực nghiệm người ta đánh giá sơ bộ để lựa chọn bằng cảm quan. 1.2.5.3. Độ đục Độ đục đánh giá tác dụng và khả năng tự nhũ hóa của hệ qua việc hình thành hệ phân tán nhanh chóng đạt tới trạng thái cân bằng và thời gian nhũ hóa có độ lặp lại cao. Phép đo này được xác định bởi máy đo độ đục hoặc máy đo quang ở bước sóng 400nm [29]. 1.2.5.4. Thế Zeta Thế Zeta dùng để xác định sự tích điện trên giọt nhũ tương. Thông thường các hệ TNH có điện tích bề mặt âm bởi sự có mặt của các acid béo tự do [24]. Có 2 phương pháp thường dùng để xác định điện thế Zeta dựa trên phép đo linh độ điện di: phương pháp vi điện di- siêu hiển vi và phương pháp điện di tán xạ laser [3]. 9 1.2.5. Ƣu, nhƣợc điểm và ứng dụng của hệ tự nhũ hóa Ưu điểm  Cải thiện độ tan của dược chất khó tan, tăng khả năng hấp thu tại đường tiêu hóa, tăng sinh khả dụng đường uống: - Ngay sau khi uống, dưới tác động của nhu động đường tiêu hóa, hệ TNH nhanh chóng được nhũ hóa tạo dạng nhũ tương D/N có kích thước giọt rất nhỏ (từ vài nanomet đến vài micromet) với khoảng phân bố KTTP đồng nhất. Dược chất được phân bố ở dạng hòa tan trong các giọt dầu có kích thước nhỏ, do đó, tạo bề mặt phân cách lớn giữa các giọt dầu và dịch tiêu hóa, tăng độ tan, tốc độ và mức độ hòa tan dược chất, khả năng hấp thu dược chất qua niêm mạc đường tiêu hóa. - Dược chất được giữ trong các giọt dầu có kích thước nhỏ, tránh bị thủy phân bởi các enzym trong đường tiêu hóa cũng như dễ dàng hấp thu qua hệ bạch huyết, tránh bị chuyển hóa qua gan lần đầu. - Các thành phần trong hệ TNH như chất diện hoạt, chất đồng diện hoạt có khả năng làm thay đổi đặc tính lớp màng bảo vệ của đường tiêu hóa, làm tăng tính thấm của dược chất. Do đó cải thiện được sinh khả dụng đường uống của dược chất.  Giảm tác dụng không mong muốn: - Hệ TNH tạo ra các giọt dầu nhỏ, phân tán nhanh chóng và trải khắp đường tiêu hóa, dược chất không bị khư trú/tập trung tại một vị trí nên giảm tác dụng không mong muốn gây kích ứng đường tiêu hóa. - Đồng thời, do làm tăng sinh khả dụng đường uống nên có thể giảm liều dùng, dẫn tới giảm các tác dụng không mong muốn.  Quá trình sản xuất đơn giản: So với các dạng bào chế khác cùng mục đích làm tăng sinh khả dụng như: lipsome, hệ vi tiểu phân, hệ phân tán rắn thì hệ TNH có quy trình bào chế đơn giản hơn, chủ yếu là quá trình hòa trộn cơ học các thành phần.  Có thể đưa vào nhiều dạng bào chế khác nhau: 10 Hệ TNH có thể được đưa vào dạng bột, viên nén, pellet, viên nang cứng, nang mềm hay các dạng thuốc giải phóng kéo dài khi kết hợp với các polyme hoặc chất tạo gel phù hợp [13], [22], [ 29]. Nhược điểm - Việc xác định thành phần – tỉ lệ thích hợp cho hệ TNH tương đối khó khăn. - Tỉ lệ chất diện hoạt cao có thể gây độc hoặc kích ứng đường tiêu hóa [29]. Hệ tự nhũ hóa đã được rất nhiều nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu và áp dụng với nhiều nhóm dược chất có độ tan thấp như giảm đau, chống viêm không steroid, các hormon, thuốc điều trị HIV, các thuốc tim mạch, thuốc điều trị đái tháo đường để cải thiện sinh khả dụng của các dược chất. Trên thị trường hiện nay đã có một số chế phẩm sử dụng hệ TNH để tăng sinh khả dụng của thuốc (bảng 1.2). Bảng 1.2. Một số biệt dược sử dụng hệ tự nhũ hóa Tên biệt dƣợc Dạng phân liều Hoạt chất Nhà sản xuất Neoral Cyclosporin Viên nang mềm Novartis Solufen Ibuprofen Viên nang cứng Sanofi – Aventis Vesanoid Tretinoin Viên nang mềm Roche Lipirex Fenofibrat Viên nang cứng Sanofi – Aventis 1.3. Phƣơng pháp rắn hóa hệ tự nhũ hóa 1.3.1. Dạng rắn hệ tự (vi) nhũ hóa (Solid Self-(Micro) Emulsifying Drug Delivery Systems) Solid S(M)EDDS là hệ tự nhũ hóa được rắn hóa thành một trong các dạng bào chế bột, hạt nhỏ, pellet, viên nén,... Các dạng bào chế này vẫn giữ được khả năng tự nhũ tương hóa khi nhỏ vào nước có khuấy nhẹ nhàng để tạo ra (vi) nhũ tương dầu/nước [21], [28]. Một số ưu điểm của dạng TNH rắn so với dạng TNH lỏng: - Rắn hóa là phương pháp hiệu quả để ổn định hệ keo và loại bỏ các yêu cầu nghiêm ngặt trong quá trình bào chế hệ lỏng. - Dạng rắn cũng giảm thể tích của liều sử dụng (như rắn hóa công thức nhũ tương chứa hơn 50% nước thành dạng bột khô rồi đóng nang hay viên nén). 11 - Phân liều chính xác hơn. - Vận chuyển và lưu giữ thuận tiện hơn (bao bì dạng lỏng cồng kềng, dạng lỏng dễ nhiễm vi sinh vật hơn). - Việc tuân thủ của bệnh nhân tốt hơn do dạng viên nang hay nén dễ sử dụng và thuận tiện [17], [34]. 1.3.2. Các phƣơng pháp rắn hóa hệ tự nhũ hóa Hiện nay có một số phương pháp rắn hóa hệ tự nhũ hóa 1.3.2.1. Đóng nang cứng Là phương pháp đơn giản và phổ biến nhất cho hệ lỏng hay hệ bán rắn [21]. Với các công thức bán rắn quy trình bao gồm 4 bước chính: đun chảy tá dược bán rắn; phối hợp với dược chất (khuấy); đóng nang; làm mát về nhiệt độ phòng. Với công thức hệ lỏng thì quy trình gồm 2 bước chính: đóng hệ lỏng vào nang; hàn nắp và thân nang. Điểm cần lưu ý chính trong phương pháp này là khả năng tương thích giữa vỏ nang và tá dược. Ưu điểm của phương pháp là: sản xuất đơn giản, khả năng mang thuốc cao (50% kl/kl) và phù hợp với dược chất hiệu lực cao ở liều thấp [32]. 1.3.2.2. Phương pháp phun sấy Hệ tự nhũ hóa ở dạng lỏng, các chất mang rắn trong dung môi (nước hoặc ethanol) được trộn đều và đem phun sấy. Sản phẩm thu được có thể đem đóng nang hoặc dập viên [32], [35]. 1.3.2.3. Hấp phụ bằng các chất mang rắn Nguyên tắc của phương pháp là sử dụng chất mang rắn để hấp phụ hệ lỏng, cách tiến hành là trộn đều hỗn hợp chất mang rắn và hệ lỏng với tỷ lệ phù hợp, sản phẩm thu được là ở dạng bột khô, có thể trực tiếp đóng nang hoặc thêm tá dược phù hợp để dập viên [20]. Chất mang rắn sử dụng có thể là các chất vô cơ có cấu trúc xốp, polyme liên kết chéo, ... như silica, silicat, magnesium trisilicat, magnesium hydroxid, talc, crospovidone, natri cros-carboxymethylcellulose [12], [32]. Có thể sử dụng các chất hấp phụ dạng hạt nano silicon dioxide, các ống nano carbon, than củi và than tre [32]. 12 1.3.2.4. Phương pháp đùn – tạo cầu: Là phương pháp sử dụng các chất mang rắn hấp phụ hệ lỏng, sau đó trộn với tá dược rắn và tá dược dính phù hợp tạo khối ẩm và đem đùn-tạo cầu bằng máy đùn và máy vo. Pellet thu được có thể đóng nang cứng hoặc dập viên [35]. 1.3.3. Chất mang rắn. Hiện nay có 2 nhóm thường được nghiên cứu sử dụng để làm chất mang rắn cho hệ tự nhũ hóa: 1.3.3.1. Chất hấp phụ silica (Porous Silica-Based Adsorbents) Tính chất: khả năng tương hợp về mặt sinh học, trơ về mặt hóa học [9]. Nhóm được sử dụng rộng rãi trong các công thức hóa rắn nhũ tương, đặc biệt là trong rắn hóa hệ tự nhũ hóa. Trên thị trường có nhiều dạng silica vô định hình và sản phẩm silica khác nhau về kích thước hạt và độ xốp. Việc sử dụng chất hấp phụ silica để rắn hóa hệ tự nhũ hóa có thể dùng hai phương pháp (trộn đều đơn giản hoặc phun sấy) [15]. Ưu điểm: với kích thước bé ở mức nano và độ xốp cao nên tỷ lệ hệ lỏng có thể hấp phụ khá cao, từ 30 – 50% hệ lỏng trong công thức hệ rắn [15], [14]. Một số chất: Aerosil 200, Aerosil 380, Neusilin US2 (magnesium aluminium silicate), ... [34]. 1.3.3.2. Chất mang polyme (Polymeric Carriers) Một số chất cụ thể: Poloxamers, HPMC, carboxymethylcellulose, ..., phương pháp rắn hóa là phun sấy [11]. Một số ưu điểm của việc ứng dụng polyme trong công rắn hóa như ức chế kết tủa hay quá bão hòa dược chất đã được chứng minh trong nghiên cứu rắn hóa hệ tự nhũ hóa chứa docetaxel bằng HPMC và lactose [10]. 1.3.4. Một số nghiên cứu về phƣơng pháp rắn hóa hệ tự nhũ hóa bằng phƣơng pháp đùn – tạo cầu Nghiên cứu của Hu X. và cộng sự [16] đã tiến hành rắn hóa hệ SMEDDS chứa sirolimus bằng phương pháp đùn – tạo cầu. Công thức pellet tối ưu cuối cùng bao gồm: sirolimus, Labrafil M1944CS, Cremophor EL, Transcutol P, MCC, Lactose và