BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
LƯƠNG TRẦN THANH HUYỀN
NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ NHŨ
TƯƠNG KÉP VITAMIN C
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ
HÀ NỘI - 2014
BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
LƯƠNG TRẦN THANH HUYỀN
NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ NHŨ
TƯƠNG KÉP VITAMIN C
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ
Người hướng dẫn
TS. Vũ Thị Thu Giang
Nơi thực hiện
Bộ môn Bào chế
HÀ NỘI - 2014
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện và hoàn thành khóa luận này, em đã nhận được rất
nhiều sự quan tâm, động viên và giúp đỡ tận tình từ các thầy cô, gia đình và bạn
bè. Nhân dịp này, em xin bày tỏ sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc đến:
TS. Vũ Thị Thu Giang
Người thầy đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và tạo mọi điều kiện thuận
lợi để em có thể hoàn thành khóa luận.
Em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô, các anh chị kỹ thuật viên Bộ môn Bào
chế, Trường Đại học Dược Hà Nội đã hỗ trợ em trong quá trình nghiên cứu.
Xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo, cùng toàn thể các thầy
cô giáo, các cán bộ Trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo điều kiện để em có thể
lĩnh hội những kiến thức quý giá về ngành Dược trong suốt 5 năm học.
Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đã luôn sát cánh,
động viên em hoàn thành khóa luận này.
Hà Nội, tháng 5 năm 2014
Sinh viên
Lương Trần Thanh Huyền
MỤC LỤC
Trang
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
ĐẶT VẤN ĐỀ……………………………..…………………………………...1
Chương 1. TỔNG QUAN…........……………………...……....……….……...2
1.1. Đại cương về vitamin C…………………………..…………...……….….2
1.1.1. Nguồn gốc và công thức…………………………………...…..………..2
1.1.2. Tính chất……………………………………...…………………............2
1.1.3. Các phương pháp định lượng vitamin C……………………………......4
1.1.4. Tác dụng của vitamin C……………………………………..………….5
1.1.5. Các dạng bào chế và hàm lượng vitamin C………………...……..........6
1.2. Tổng quan về nhũ tương kép………………….……………...…………..6
1.2.1. Định nghĩa………………………………...…………………………….6
1.2.2. Phân loại………………………………………..………………………7
1.2.3. Thành phần của nhũ tương kép……………………………………...….8
1.2.4. Các chỉ tiêu chất lượng của nhũ tương kép…………………………….8
1.2.5. Phương pháp bào chế……………………...………………………......10
1.2.6. Yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của nhũ tương kép……………........13
1.2.7. Ứng dụng của nhũ tương kép………………...………………………..15
1.3. Một số nghiên cứu về vitamin C và nhũ tương kép…………….…...…17
Chương 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU………………………...….....……………………………….18
2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị…………………………...……………..……...18
2.1.1. Nguyên liệu……………………...……………………………………..18
2.1.2. Máy móc, thiết bị………………………………...…………………….18
2.2. Nội dung nghiên cứu…………………………...………..………………19
2.3. Phương pháp nghiên cứu……………………….…………...…………..19
2.3.1. Phương pháp bào chế nhũ tương kép……………………………...…..19
2.3.2. Phương pháp đánh giá nhũ tương kép vitamin C……………......……20
Chương 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN....………...…...25
3.1. Định lượng vitamin C bằng phương pháp HPLC……………………….25
3.1.1. Xác định độ lặp lại của phương pháp…………..…………………………25
3.1.2. Xác định độ tuyến tính của phương pháp……………...………………25
3.2. Xây dựng công thức bào chế nhũ tương kép N/D/N vitamin C………...27
3.2.1. Khảo sát nồng độ chất nhũ hóa thân dầu………………...…………....27
3.2.2. Khảo sát tỷ lệ pha và nồng độ chất nhũ hóa thân nước…………….....29
3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ dược chất đến nhũ tương kép………......34
3.3. Khảo sát ảnh hưởng của thiết bị……………...………………………….35
3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ đồng nhất hóa lên bào chế nhũ tương
đơn ……………....…………………………………………………………...35
3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của thiết bị đồng nhất hóa và siêu âm……………37
Chương 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT………………...………………..…..40
4.1. Kết luận……………………...……………………...…………………...40
4.2. Đề xuất…………………………...……………………………………...40
TÀI LIỆU THAM KHẢO
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BP
:
Dược điển Anh (British Pharmacopoeia)
dd
:
Dung dịch
DĐVN
:
Dược điển Việt Nam
D/N/D
:
Dầu trong nước trong dầu
EE
:
Hiệu suất nạp thuốc (Entrapment Efficiency)
GTTB
:
Giá tri trung bình
HLB
:
Hệ số cân bằng nước – dầu (Hydrophilic - Lipophilic
Balance)
KTTP
:
Kích thước tiểu phân
N/D/N
:
Nước trong dầu trong nước
NTK
:
Nhũ tương kép
PDI
:
Hệ số đa phân tán (Polydispersity Index)
SD
:
Độ lệch chuẩn (Standard Deviation)
TGTP
:
Thời gian tách pha
USP
:
Dược điển Mỹ (United States Pharmacopoeia)
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1. Nguyên liệu sử dụng trong quá trình thực nghiệm
18
Bảng 3.1. Kết quả độ lặp của phương pháp HPLC
25
Bảng 3.2. Sự phụ thuộc giữa diện tích pic và nồng độ Vitamin C
26
Bảng 3.3. Công thức nhũ tương đơn
27
Bảng 3.4. Tính chất của các mẫu nhũ tương kép có nồng độ Span 80 khác nhau
29
Bảng 3.5. Các công thức nhũ tương kép với nồng độ Tween 80 và tỷ lệ pha khác
nhau
30
Bảng 3.6. Độ ổn định của các công thức T0.7-37 đến T1.5-46
31
Bảng 3.7. Nồng độ các chất nhũ hóa dùng trong nghiên cứu và tính chất nhũ tương kép
tương ứng
33
Bảng 3.8. Tính chất của nhũ tương kép với các nồng độ Vitamin C khác nhau
34
Bảng 3.9. Tính chất nhũ tương đơn sử dụng thiết bị đồng nhất hóa phân cắt
36
Bảng 3.10. Tính chất các mẫu bào chế sử dụng đồng nhất hóa, siêu âm và khuấy từ 37
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Trang
Hình 1.1. Công thức cấu tạo của Vitamin C
2
Hình 1.2. Quá trình oxy hóa thuận nghịch Vitamin C
3
Hình 1.3. Quá trình oxy hóa bất thuận nghịch Vitamin C
4
Hình 1.4. Nguyên tắc chuẩn độ vitamin C bằng 2,6˗Diclorophenolindolphenol
4
Hình 1.5. Cấu trúc một giọt nhũ tương kép
7
Hình 1.6. Sơ đồ các bước nhũ hóa hai bước bào chế nhũ tương kép N/D/N
10
Hình 1.7. Minh họa thiết bị vi lỏng bào chế nhũ tương kép
12
Hình 2.1. Sơ đồ bào chế nhũ tương kép
19
Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tuyến tính giữa nồng độ Vitamin C và
diện tích pic
26
Hình 3.2. Hình ảnh tách pha của mẫu nhũ tương đơn S5-64
27
Hình 3.2. Hình ảnh mẫu NTK S10-64 bị tách pha không hoàn toàn
28
Hình 3.3. Hình ảnh mẫu nhũ tương kép T0.7-46: (a) ngay sau bào chế; (b) sau 4
ngày
31
Hình 3.4. Hình ảnh nhũ tương kép: (a) N0.25; (b) C1.5
32
Hình 3.5. Hình ảnh nhũ tương đơn: (a), (b) Nhũ tương đơn bào chế bằng khuấy
từ; (c) Nhũ tương đơn phân tán bằng máy đồng nhất hóa mẫu CT12K
36
Hình 3.6. Hình ảnh chụp dưới kính hiển vi mẫu nhũ tương kép SA
38
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, nhu cầu sử d ng mỹ phẩm để làm đ p ngày càng tăng lên, trong đ
thành phần được nhắc đến với nhiều tác d ng là Vitamin C. Vitamin
được
d ng theo cả đường uống và d ng ngoài da, trong đ dạng d ng ngoài da được
ứng d ng nhiều hơn trong các sản phẩm mỹ phẩm. Lợi ích nổi bật c a vitamin C
là khả năng thúc đẩy sự hình thành ollagen giúp tái tạo sự đàn h i c a da, giúp
da tr nên mịn màng, chống lão hóa. Tuy nhiên vitamin
lại c nhược điểm là
rất d bị o y h a b i ánh sáng, nhiệt độ và các ion kim loại. Do đ , việc cải thiện
độ ổn định c a vitamin
trong các sản phẩm mỹ phẩm là một yếu tố quan trọng
trong quá trình bào chế.
Sử d ng nhũ tương kép trong mỹ phẩm là một trong những hướng mới để cải
thiện tính ổn định c a Vitamin C, hạn chế tiếp úc trực tiếp với các tác nhân o y
h a. Không những thế, nhũ tương d ng ngoài phối hợp được nhiều tá dược cần
thiết để thu được nhưng chế phẩm mềm mịn, tác d ng dịu với da, ít gây kích ứng.
Vì vậy trong kh a luận này chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu bào chế nhũ
tương kép Vitamin C”, với m c tiêu chính như sau:
-
Xây dựng công thức nhũ tương kép N/D/N Vitamin C.
-
Khảo sát ảnh hư ng c a thiết bị và thông số kĩ thuật trong quá trình bào
chế.
2
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. Đại cương về Vitamin C
1.1.1. Nguồn gốc và công thức
Vitamin C hay Acid ascorbic là một vitamin tan trong nước có công thức phân
tử C6H8O6, khối lượng phân tử 176,14 g/mol [4].
Hình 1.1. Công thức cấu tạo của vitamin C
Tên khoa học: γ˗ Lacton c a Acid 2,3 dehydro L-gulonic hoặc
5˗(1,2˗dihydroxyethyl)˗ 3,4˗ dihydro y˗ 5R ˗ furan˗ 2˗on.
Trong tự nhiên, Vitamin C có trong thức ăn c ngu n gốc thực vật và động vật.
Hàm lượng Vitamin C có trong thức ăn ngu n gốc động vật thấp. Vitamin C có
nhiều trong hoa quả tươi như chanh, cam, quýt, dâu, dưa hấu; trong rau anh như
cải bắp, xà lách, rau muống; trong cà chua, khoai tây… Trong dịch ép cam hoặc
chanh c hàm lượng Vitamin C khoảng 5mg/ml [4], [18].
Trước đây Vitamin
được sản xuất bằng phương pháp chiết xuất từ cam,
chanh; ngày nay ch yếu được điều chế bằng tổng hợp h a dược từ D˗glucose
[4].
1.1.2. Tính chất
1.1.2.1. Lý tính
Theo các tài liệu [4], [12], [21], [29] lý tính c a Vitamin
như sau:
Dạng tinh thể hoặc bột kết tinh trắng hoặc hơi ngả vàng, không mùi, vị chua,
khi tiếp xúc với ánh sáng biến màu vàng dần.
Tan trong 3 phần nước, 40 phần alcol, thực tế không tan trong Cloroform,
Ether, Benzen.
Dung dịch 5% trong nước có pH từ 2,1 ˗ 2,6.
Nhiệt độ nóng chảy 190˚ .
Năng suất quay cực (dung dịch 10% trong nước) từ 20,5˚ đến 21,5˚.
Độ hấp th tử ngoại: do có nhóm endiol liên hợp với nhóm carboxyl nên Acid
ascorbic có khả năng hấp th bức xạ tử ngoại. Vitamin C trong dung dịch HCl
0,01N c λmax = 244nm (E1%1cm= 560); trong nước λmax= 265 (E1%1cm= 580).
3
Dung dịch Vitamin
pH 2 c λmax= 245nm (E1%1cm= 695), tại pH 6 c λmax=
265nm (E1%1cm= 940).
1.1.2.2. Hóa tính
- Hóa tính c a Vitamin C là hóa tính c a nhóm chức lacton, c a các nhóm
hydroxyl, c a dây nối đôi; song quan trọng nhất là hóa tính c a nhóm endiol,
nhóm này quyết định tính chất hóa học cơ bản c a phân tử: đ là tính acid và tính
khử (d bị oxy hóa) [4].
- Nếu không có chất oxy hóa thì Acid ascorbic khá bền vững. Dạng dung dịch
trong nước, khi có mặt c a không khí thì Acid ascorbic d dàng bị o y h a. Độ
bền vững c a Acid ascorbic trong dung dịch tăng theo sự giảm pH và sự tăng
n ng độ. Các tác nhân xúc tác sự oxy hóa Acid ascorbic là ánh sáng, nhiệt độ,
kiềm và một số kim loại, đặc biệt là đ ng, sắt [4].
- Quá trình oxy hóa Acid ascorbic xảy ra hai mức độ khác nhau:
+ Sự oxy hóa khử thuận nghịch chuyển Acid ascorbic thành Acid
dehydroascorbic:
Hình 1.2. Quá trình oxy hóa thuận nghịch Vitamin C [4]
Tính chất này vô cùng quan trọng đối với các tác d ng sinh học c a Acid
ascorbic. Trong cơ thể nó tham gia vào việc vận chuyển electron và hydro, tham
gia xúc tác các quá trình oxy hóa khử trong cơ thể, do đ bảo vệ được tính bền
vững c a màng tế bào [4].
+ Sự oxy hóa bất thuận nghịch: Acid ascorbic có thể bị oxy hóa thành các sản
phẩm không có hoạt tính và biến màu. Các sản phẩm đ là Acid
2,3˗dicetogulonic, Furfurol, CO2, H2O… [4].
4
Hình 1.3. Quá trình oxy hóa bất thuận nghịch Vitamin C [4]
1.1.3. Các phương pháp định lượng Vitamin C
1.1.3.1. Phương pháp quang phổ tử ngoại
Lấy chính xác một lượng khoảng 200mg Acid ascorbic vào bình định mức
200ml đã chứa 2/3 thể tích Methanol. Thêm Methanol vừa đ đến vạch. Lắc đều.
Lọc qua màng lọc 0,45μm. Lấy 1ml dung dịch này cho vào bình định mức 50ml,
thêm Methanol vừa đ . Đo độ hấp th c a dung dịch này bước sóng 245nm.
Song song tiến hành với mẫu chuẩn. Tính hàm lượng Acid ascorbic bằng cách so
sánh với mẫu chuẩn [31].
1.1.3.2. Phương pháp h a học:
Phương pháp định lượng bằng iod:
Lấy chính xác một thể tích chế phẩm tương ứng với khoảng 0,20 ˗ 0,25g Acid
ascorbic thêm 0,25ml dd Formaldehyd 1% (TT), 4ml dd Acid hydrocloric 2%
(TT), 0,5ml dd kali iodid 10% (TT) và 2ml dd h tinh bột (TT). Định lượng bằng
dd Kali iodad 0,1N ( Đ) cho đến khi xuất hiện màu lam bền vững. 1ml dd Kali
iodad 0,1N ( Đ) tương ứng với 8,806 mg C6H8O6 [2].
Phương pháp chuẩn độ thể tích:
Acid
ascorbic
làm
mất
màu
xanh
c a
dd
chuẩn
2,6˗Diclorophenolindolphenol. Nguyên tắc chuẩn độ dựa vào phản ứng [4]:
độ
Hình 1.4. Nguyên tắc chuẩn độ Vitamin C bằng 2,6˗Diclorophenolindolphenol
[4]
5
1.1.3.3. Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPL )
- Pha tĩnh: cột nh i C18 (250nm 4,6nm; hạt nh i 5μm).
- Pha động: Methanol : dung dịch Dinatri hydrophosphat 80mM - được điều
chỉnh về pH 7,8 bằng Natri hydroxyd hoặc Acid orthophosphoric, thêm 0,2%
Triethylamin, với tỷ lệ 5:5.
- Dung dịch pha loãng: nước tinh khiết điều chỉnh về pH 2,5 bằng Acid
orthophosphoric.
- Mẫu chuẩn: Cân chính xác khoảng 0,01g Acid ascorbic chuẩn, hòa tan vừa đ
100ml bằng dung dịch pha loãng (dung dịch A); hút chính xác 1ml dung dịch
A vào bình định mức 50ml, thêm dung dịch pha loãng vừa đ . Lọc qua màng
Cellulose acetat, đường kính lỗ xốp 0,45μm.
- Tốc độ dòng: 1ml/phút, thể tích tiêm mẫu 20μl.
- Detector UV, bước sóng 278nm [1].
1.1.3.4. Phương pháp chuẩn độ đo thế
- Hệ thống chuẩn độ này được điều chỉnh b i máy vi tính. Phương pháp cho
phép ác định Acid ascorbic trong công thức với n ng độ trong khoảng 7,5 ˗
15,0 mmol/l. ơ s c a phương pháp này dựa vào phản ứng:
3C6H8O6 + IO3- → 3 6H6O6 + I- + 3H2O
Dựa vào bước nhảy điện thế ta xác định được điểm tương đương [27].
- Acia ascorbic khử Cu2+ thành Cu+ trong môi trường trung tính hoặc acid:
C6H8O6 + 2Cu2+ → 6H6O6 + 2Cu+ + 2H+
Dựa vào bước nhảy điện thế ta ác định được điểm tương đương.
1ml dd Đ ng (II) sulfat 0,1M tương đương với 8,806mg Acid ascorbic [25].
1.1.4. Tác dụng của vitamin C
Theo các tài liệu [5], [6], [7], [16], [19] Vitamin C có tác d ng sau:
- Tham gia tạo Collagen, tu sửa mô trong cơ thể và một số thành phần khác tạo
mô liên kết
ương, răng và mạch máu. Do đ thiếu Acid ascorbic sẽ gây ra
bệnh scorbut, liên quan đến sự tổng hợp collagen với biểu hiện là không lành
vết thương, vỡ mao mạch gầy nhiều đốm xuất huyết, đám bầm máu, chảy máu
dưới da và niêm mạc (thường là chảy máu lợi)…
- Tham gia vào các quá trình chuyển hóa c a cơ thể như chuyển hóa Lipid,
Glucid, Protid, Phenylamin, Tyrosin, Acid folic, Norepinerphrin.
- Tham gia vào quá trình tổng hợp một số chất như các atecholamin, Hormone
vỏ thượng thận.
6
- Xúc tác cho quá trình chuyển Fe3+ thành Fe2+ nên giúp hấp thu sắt
tá tràng vì
chỉ có Fe2+ được hấp thu. Vì vậy nếu thiếu Vitamin C sẽ gây thiếu máu do
thiếu sắt.
- Tăng tạo Interferon, làm giảm sự nhạy cảm c a cơ thể với Histamin, chống
stress nên giúp nâng cao sức đề kháng c a cơ thể.
- Chống oxy hóa bằng cách trung hòa các gốc tự do sản sinh ra từ các phản ứng
chuyển hóa, nhờ đ bảo vệ được tính toàn v n c a màng tế bào (kết hợp với
Vitamin A và E).
- Chống lão h a như: chống đ c th y tinh thể
người già, chống tạo tàn nhang.
- Theo một nghiên cứu Vitamin C còn có tác d ng ngăn cản sự dung nạp và ph
thuộc opiat (Morphin) trên chuột.
1.1.5. Các dạng bào chế và hàm lượng Vitamin C
1.1.5.1. Dược phẩm
Theo các tài liệu [3], [4], [6], [7] dạng bào chế gặp với dược chất là Vitamin C
bao g m:
Dung dịch uống (thường phối hợp với các vitamin và khoáng chất).
Viên nén: 50mg, 100mg, 250mg, 500mg, 1g.
Viên nhai: 100mg, 250mg, 500mg, 1g.
Viên bao đường: 50mg, 100mg, 200mg, 500mg.
Viên s i bọt: 1g.
Viên hình thoi: 60mg.
Viên nang: 500mg.
Thuốc tiêm: 5%, 10%, 20%.
1.1.5.2. Mỹ phẩm
Vitamin thường được giới thiệu là có trong mỹ phẩm dạng chiết xuất từ
thực vật. Dạng hoạt chất thường được sử d ng n ng độ từ 0,4% đến 10%. Dạng
bào chế phổ biến là dạng kem, nhũ tương.
1.2. Tổng quan về nhũ tương kép
1.2.1. Định nghĩa
Nhũ tương kép là những hệ phân tán phức tạp, được gọi là “nhũ tương c a nhũ
tương”, là hệ mà trong đ những giọt c a pha phân tán có chứa những giọt nhỏ
hơn phân tán trong chính n . Mỗi giọt phân tán trong nhũ tương kép có cấu trúc
lỗ rỗ với một hoặc nhiều ngăn bị phân tách với pha liên t c bên ngoài b i một
lớp màng lỏng trung gian. Do đ cũng được biết đến như hệ màng lỏng. Nhũ
7
tương kép đầu tiên được bào chế b i một quá trình nhũ h a hai lần, do đ n
cũng được gọi là nhũ tương đôi [28].
1.2.2. Phân loại
Giống như nhũ tương đơn giản, nhũ tương kép chia thành 2 loại:
Hệ nhũ tương nước trong dầu trong nước (N/D/N).
Hệ nhũ tương dầu trong nước trong dầu (D/N/D).
Trong đ , nhũ tương N/D/N có nhiều ứng d ng hơn trong các nghiên cứu.
1.2.2.1. Nhũ tương nước trong dầu trong nước
Trong hệ N/D/N, một pha hữu cơ (kị nước) phân tách pha nước nội và pha nước
ngoại. Nói cách khác là hệ trong đ giọt dầu có chứa một hoặc nhiều giọt nước,
lại được bao quanh b i pha nước. Pha dầu ngăn cách hai pha nước trộn lẫn được
với nhau được gọi là màng lỏng và có chức năng như một rào cản và màng bán
thấm đối với thuốc nằm trong pha nước nội [28].
Ngoài ra, Nakajima và các cộng sự (2003) đã bào chế ra hệ nhũ tương ethanol
trong dầu trong nước (E/D/N). Đ là hệ mà Ethanol được phân tán trong dầu, nhũ
tương E/D lại được coi như pha phân tán phân tán vào pha nước liên t c. Hệ
được ứng d ng trong dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm… để mang các dược chất
ít hoặc không tan trong nước và dầu nhưng tan được trong ethanol với n ng độ
khá cao 20 – 30% (Polyphenol, Validamycin, Androstenedion, Taxol...) [22].
1.2.2.2. Nhũ tương dầu trong nước trong dầu
Trong hệ D/N/D, pha nước phân tách pha dầu nội và pha dầu ngoại. Nói cách
khác là hệ trong đ giọt nước chứa một hoặc nhiều giọt dầu, lại được bao quanh
b i pha dầu [28].
Giọt kép
Giọt nội
Lớp chất diện hoạt
Pha ngoại liên t c
Hình 1.5. Cấu trúc một giọt nhũ tương kép[28]
8
1.2.3. Thành phần của nhũ tương kép
Nhũ tương là hệ phức tạp bao g m cả loại nhũ tương nước trong dầu và dầu
trong nước c ng đ ng thời t n tại. Do đ hệ nhũ tương kép khác với nhũ tương
đơn điểm hệ c ba pha khác nhau. Nhũ tương kép thường yêu cầu phải có từ
hai loại chất nhũ h a tr lên.
Pha nước
Pha nước trong nhũ tương kép c thể là nước hay dung dịch chứa dược chất,
đệm, hỗn dịch dược chất, các chất tăng độ ổn định như chất điện ly, chất tăng độ
nhớt…
Pha dầu
Pha dầu trong một nhũ tương thuốc phải không độc hại. Có nhiều loại dầu có
ngu n gốc được sử d ng như dầu thực vật (đậu nành, mè, lạc…), hydrocarbon đã
tinh chế như dầu Parafin, Squalan cũng như este c a acid béo (Ethyloleat và
Isopropyl myristat). Dầu có ngu n gốc thực vật d bị phân h y trong khi các loại
dầu khoáng lại chậm bị thải loại khỏi cơ thể [28].
Tác nhân nhũ hóa
Hai chất nhũ hoá khác nhau (thân dầu và thân nước) là bắt buộc để tạo thành
một nhũ tương kép ổn định. N i chung, để cho một nhũ tương ổn định thì giá trị
HLB tối ưu sẽ phải trong phạm vi 2-7 cho chất nhũ h a thân dầu và trong
khoảng 6-16 đối với chất nhũ h a thân nước. Gần đây, đã c nhiều nghiên cứu
tập trung vào sử d ng các chất nhũ h a polyme thay cho các chất nhũ h a thông
d ng [14], [28].
1.2.4. Các chỉ tiêu chất lượng của nhũ tương kép
1.2.4.1. Kích thước giọt trung bình và phân bố kích thước
Kính hiển vi quang học thông thường và bàn soi micromet có thể được sử d ng
để ác định kích thước c a cả giọt nhũ tương kép. Các loại kỹ thuật khác như
kính hiển vi quang học có trang bị các thiết bị can thiệp quang học tương phản,
máy đếm Coulter, kính hiển vi điện tử khắc – lạnh và kính hiển vi điện tử quét
cũng được sử d ng để ác định kích thước giọt trung bình và phân bố kích thước
c a nhũ tương kép. Gần đây, phương pháp cộng hư ng từ hạt nhân NMR
(Nuclear Magnetic Resonance) được áp d ng để phân tích kích thước tiểu phân
c a nhũ tương kép [28].
Ngoài ra các máy sử d ng phương pháp tán ạ ánh sáng cũng được sử d ng để
đo kích thước giọt và phân bố kích thước.
9
1.2.4.2. Phần trăm tách pha
Sự hợp nhất c a các giọt gây ra việc tách một trong các pha từ nhũ tương. Phần
trăm tách pha được định nghĩa là phần trăm thể tích pha bị tách khỏi nhũ tương.
Phần trăm tách pha được ác định bằng phép đo vật lý thể tích pha bị tách trong
20ml nhũ tương mới bào chế đựng trong ống đong th y tinh 25ml có chia vạch
sau một khoảng thời gian
nhiệt độ phòng hoặc điều kiện đặc biệt khác. Phần
trăm tách pha (B) được tính như sau [14]:
Vsep/20
B = 100
(V1 + V2)/(V1 + V2 + V0)
Trong đ : V1 là thể tích pha nước nội.
V2 là thể tích pha nước ngoại.
V0 là thể tích pha dầu.
Vsep là thể tích pha bị tách sau một khoảng thời gian.
1.2.4.3. Tính chất lưu biến
Tính chất lưu biến c a nhũ tương kép là một tham số quan trọng vì nó liên quan
đến sự ổn định nhũ tương và hiệu quả lâm sàng. Độ nhớt và độ đàn h i bề mặt là
hai thông số quan trọng, c liên quan đến tính chất lưu biến nhũ tương. Độ nhớt
có thể đo bằng máy đo độ nhớt Brookfield. Tính lưu biến bề mặt: độ đàn h i bề
mặt tại mặt phân cách dầu nước, độ mạnh yếu c a lớp màng có thể được đánh giá
tại bề mặt ngăn cách dầu -nước bằng cách sử d ng Rheometer có rotor [28].
1.2.4.4. Thế zeta
ác phép đo thế zeta là then chốt trong thiết kế hệ nhũ tương kép c chất mang
hoặc bề mặt biến dổi. Thế zeta có thể được tính bằng cách sử d ng phương trình
Smoluchowski và máy đo thế Zeta [28].
1.2.4.5. Hiệu suất nạp thuốc
Phần trăm bẫy thuốc trong nhũ tương kép thường được ác định bằng cách sử
d ng thẩm tích, ly tâm, lọc và đo độ dẫn điện. Một chất đánh dấu được sử d ng
để đánh giá khả năng bẫy phân tử đánh dấu vào trong pha nội c a nhũ tương kép.
Lượng chất đánh dấu tự do – nằm pha liên t c bên ngoài được xác định. Tỷ lệ
bẫy thuốc có thể được tính bằng công thức [17]:
EE = ( 1 – Ctd/Ctp ) 100
Trong đ : EE (Entrapment Efficiency) là hiệu suất nạp thuốc (%)
Ctp là n ng độ toàn phần c a thuốc trong nhũ tương.
Ctd là n ng độ tự do c a thuốc nằm pha liên t c.
10
1.2.4.6. Giải phóng thuốc in vitro
Thuốc được giải phóng từ pha nước nội c a nhũ tương kép N/D/N được định
lượng bằng kĩ thuật thẩm tích thông thường. Nhũ tương được đựng trong túi
thẩm tích và thẩm tích với thể tích môi trường nhất định tại 37±1o , c các điều
kiện khác. Phần thẩm tích ra được lấy tại các thời điểm khác nhau và được phân
tích dựa trên các quy trình chuẩn. Dữ liệu thu được dùng để tính toán khả năng
giải phóng c a thuốc [28].
1.2.5. Phương pháp bào chế nhũ tương kép
1.2.5.1. Phương pháp nhũ h a hai bước (nhũ h a kép)
Đây là phương pháp phổ biến nhất vì rất d thực hiện, thiết bị đơn giản. Nhũ
tương kép được bào chế bằng cách tái nhũ h a c a một nhũ tương đơn. Phương
pháp này g m hai giai đoạn liên quan:
Bào chế một nhũ tương đơn thông thường với chất nhũ h a thích hợp.
Nhũ tương N/D hoặc D/N vừa được bào chế được tái nhũ hoá với một lượng
pha nước hoặc pha dầu. Nhũ tương kép cuối cùng có thể là N/D/N hoặc D/N/D
tương ứng.
Bước nhũ h a thứ hai cần kiểm soát sự đ ng nhất để tạo nhũ tương kép tránh
gây vỡ lớp màng lỏng giữa. Trong quá trình nhũ h a, lực phân tán mạnh để
giảm kích thước tiểu phần là cần thiết. Tuy nhiên khi phân tán quá mạnh có thể
gây phá h y cấu trúc giọt kép làm giải ph ng dược chất ra ngoài và khiến nhũ
tương c kích thước tiểu phân phân tán không đ ng đều [8], [28].
Trộn lẫn
Dung dịch dược
chất trong nước
Bước 1
Dầu và chất nhũ hóa thân dầu
Nhũ tương N/D
Trộn lẫn
Nhũ tương N/D
Nước và chất nhũ h a thân nước
Bước 2
Nhũ tương N/D/N
Hình 1.6. Sơ đồ các bước nhũ hóa hai bước bào chế nhũ tương kép N/D/N [28]
Năm 2000, Okochi và Nakano đã tiến hành bào chế thành công nhũ tương kép
N/D/N bền chứa Vancomicin bằng phương pháp nhũ h a hai bước cải tiến.
11
Phương pháp này khác với phương pháp nhũ h a hai bước thông thường
hai
điểm: sử d ng siêu âm và đ ng nhất hóa bước nhũ h a một bào chế nhũ tương
N/D và cho pha nước ngoại vào pha phân tán – nhũ tương N/D bước hai. Nhũ
tương kép bào chế được có phân bố kích thước tiểu phân tốt hơn nhũ tương tạo
thành theo phương pháp nhũ h a hai bước thông thường [24].
1.2.5.2. Phương pháp nhũ h a một bước (kĩ thuật đảo ngược pha)
Đảo ngược pha là hiện tượng pha phân tán tr thành pha liên t c và ngược lại.
Sự đảo ngược pha đến một điểm nhất định thì sẽ xuất hiện cấu trúc nhũ tương
kép. Nhũ tương kép đầu tiên bào chế bằng phương pháp này được nghiên cứu b i
Matsumuto và cộng sự (1985). Quá trình chỉ có một bước: khi tăng dần lượng
pha nước chứa chất nhũ h a thân nước vào pha dầu chứa lượng lớn chất nhũ h a
thân dầu sẽ xảy ra hiện tượng đảo pha: pha dầu tr thành pha phân tán, pha liên
t c là nước và tạo cấu trúc kép N/D/N. Tuy nhiên nhũ tương thu được không ổn
định do khó kiểm soát được sự di chuyển c a các chất nhũ h a giữa hai pha và sự
phân bố kích thước giọt nước nội [20].
Sự đảo ngược pha tạo nhũ tương kép cũng c thể nhờ nhiệt độ. Thay đổi nhiệt
độ một mức nhất định dẫn đến sự thay đổi vị trí, sắp xếp hay khả năng hòa tan
c a chất diện hoạt không ion hóa tại bề mặt phân cách, tạo nhũ tương kép [26].
1.2.5.3. Phương pháp nhũ hóa màng
Trong phương pháp này, một nhũ tương đơn N/D hoặc D/N (pha phân tán)
được đẩy sang pha liên t c có chất diện hoạt bằng một áp lực không đổi thông
qua một màng có các lỗ kích thước đ ng nhất và được kiểm soát. Để đảm bảo tạo
giọt liên t c cần tác d ng lực để phân tán các giọt vào pha ngoại. Có thể sử d ng
bơm với áp lực thấp đẩy pha ngoại tuần hoàn dọc theo màng hoặc sử d ng một
hệ thống khuấy trộn. Kích thước nhũ tương kép có thể được kiểm soát bằng cách
lựa chọn màng. Mối quan hệ giữa kích thước lỗ c a màng và kích thước giọt nhũ
tương được mô tả theo công thức:
Y= 5,03X + 0,19
Trong đ : X là kích thước lỗ c a màng.
Y là kích thước giọt nhũ tương.
Nhiều vi màng với khoảng kích thước lỗ c a màng h p đã được sử d ng thành
công để bào chế nhũ tương đơn và nhũ tương kép N/D/N ổn định [8], [28].
1.2.5.4. Phương pháp nhũ h a vi kênh (Microchannel)
12
Đầu tiên đ ng nhất một hỗn hợp c a pha nước và pha dầu sử d ng máy đ ng
nhất thông thường tạo nhũ tương thô. Sau đ nhũ tương thu được xử lý qua thiết
bị vi kênh vào pha liên t c có chứa chất nhũ h a. Về cơ bản thiết bị trong phương
pháp này tương tự phương pháp nhũ h a màng, chỉ khác thay màng với các lỗ lọc
bằng các tấm vi kênh có hình dáng lỗ đặc biệt [8], [28].
Ở hai phương pháp nhũ h a màng và phương pháp vi kênh, kích thước giọt nhũ
tương được kiểm soát b i kích thước các lỗ c a màng hoặc vi kênh nên đ ng
đều, khoảng phân bố kích thước tiểu phân h p. Nhũ tương đơn ít bị tác động lực
cắt do đ các giọt vẫn còn nguyên v n, hiệu suất bẫy cao hơn so với các phương
pháp đã kể
trên [8].
1.2.5.5. Phương pháp nhũ h a sử d ng thiết bị vi lỏng (Microfluidic devices)
Thiết bị vi lỏng cấu tạo dựa trên khớp nối, công nghệ dòng chảy tập trung
(Flow-focusing), và các dãy vi kênh song song. Các dòng c a hai chất lỏng
không đ ng tan với nhau chảy trong các kênh tới khớp nối thì hợp lại theo cách
một chất lỏng phân tán thành giọt trong chất lỏng kia. Công nghệ này có thể sản
xuất nhũ tương kép trong một thiết bị chỉ b i một bước, cho phép kiểm soát
chính ác kích thước c a giọt nhũ tương ngoại và nội, cũng như số lượng giọt nội
trong mỗi giọt kép. Phương pháp c ưu điểm là sản xuất ra nhũ tương c kích
thước giọt đ ng đều, hiệu suất bẫy là 100%. Tuy nhiên chỉ sử d ng trong quy mô
nhỏ và kích thước giọt đạt được nhỏ nhất là vài μm [8].
Pha dầu
Pha nước
nội
Pha dầu
Khớp nối
thân dầu (60
25 μm)
Pha
nước
nội I
Pha
nước
ngoại
Khớp nối thân
nước (130 65
μm)
Nhũ tương kép
Pha
nước
ngoại
Khớp nối thân
dầu (85
35μm)
Pha
nước
nội II
Khớp nối thân
nước (225 100
μm)
Nhũ tương kép
Hình 1.7. Minh họa thiết bị vi lỏng bào chế nhũ tương kép [8]
- Xem thêm -