Tài liệu Bào chế bột nano rutin bằng kỹ thuật nghiền bi

nd Ph MAI THỊ THẢO arm ac KHOA Y DƯỢC y, VN U ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ea BÀO CHẾ BỘT NANO RUTIN of M ed ici n BẰNG KỸ THUẬT NGHIỀN BI Co py rig h t@ Sc ho ol KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC HÀ NỘI - 2019 Ph MAI THỊ THẢO arm ac KHOA Y DƯỢC y, VN U ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ea nd BÀO CHẾ BỘT NANO RUTIN M ed ici n BẰNG KỸ THUẬT NGHIỀN BI ho ol of KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC Khóa: QH.2014Y Co py rig h t@ Sc Người hướng dẫn: ThS. NGUYỄN VĂN KHANH HÀ NỘI – 2019 y, VN U LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả thầy cô của khoa Y – Dược, đại học Quốc Gia Hà Nội nói chung và bộ môn Bào chế và Công nghiệp dược phẩm nói riêng arm ac về sự tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho tôi trong 5 năm học tập tại trường. Lời cảm ơn chân thành nhất tôi xin gửi đến ThS. Nguyễn Văn Khanh, người thầy đã hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất trong suốt quá trình thực hiện khóa luận để tôi hoàn thành khóa luận này. nd Ph Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong ban giám hiệu, các phòng ban và cán bộ nhân viên khoa Y – Dược, đại học Quốc Gia Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong suốt 5 năm học. Co py rig h t@ Sc ho ol of M ed ici n ea Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và những người đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và làm khóa luận. Hà Nội, tháng 5 năm 2019 Sinh viên Mai Thị Thảo Ký hiệu Nội dung Dược điển Việt Nam DSC Phân tích nhiệt vi sai HPC Hydroxypropyl Cellulose HPH Đồng nhất hóa với áp suất cao HPMC Hydroxypropyl Methylcellulose KTTP Kích thước tiểu phân NaCMC Natri Carboxymethyl Cellulose NaLS Natri Lauryl Sulfat NSX Nhà sản xuất PDI Chỉ số đa phân tán PE Polyethylen PEG Polyethylen Glycol PVA Polyvinyl Alcohol t@ Sc ho ol Ph nd Sodium Dodecyl Sulfat rig h py ea ici n ed M of Polyvinyl Pyrrolidon SDS arm ac DĐVN PVP Co y, VN U DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT y, VN U DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ Hình 1.1. Cấu trúc của rutin ............................................................................................. 2 Hình 1.2. Hai kỹ thuật cơ bản trong sản xuất nano thuốc ................................................ 8 Hình 1.3. Thiết bị nghiền bi ........................................................................................... 13 arm ac Hình 1.4. Sơ đồ thiết bị phun sấy ................................................................................... 17 Hình 2.1. Sơ đồ quy trình bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền khô ...................... 24 Hình 2.2. Sơ đồ quy trình bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền ướt ....................... 25 nd Ph Hình 3.1. Quét độ hấp thụ quang của dung dịch rutin chuẩn ở bước sóng từ 800 nm đến 200nm ....................................................................................................................................... 28 ea Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn độ hấp thụ quang của rutin theo nồng độ tại bước sóng 257 nm ................................................................................................................................... 30 ici n Hình 3.3. KTTP và PDI của hỗn dịch nano rutin theo tần số nghiền ............................ 32 Hình 3.4. KTTP, PDI của hỗn dịch nano rutin theo loại chất ổn định ........................... 34 M ed Hình 3.5. KTTP, PDI của hỗn dịch nano rutin theo tỉ lệ chất ổn định........................... 36 Hình 3.6. KTTP và PDI của hỗn dịch nano rutin theo loại chất diện hoạt .................... 38 of Hình 3.7. KTTP, PDI của hỗn dịch nano rutin theo thời gian nghiền ........................... 30 ho ol Hình 3.8. KTTP và PDI của hỗn dịch nano rutin theo tỉ lệ chất diện hoạt .................... 41 Hình 3.9. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo loại bi ............................... 43 Sc Hình 3.10. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo tỉ lệ rutin trong công thức .................................................................................................................................................. 44 t@ Hình 3.11. Sơ đồ quy trình bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền bi ....................... 46 rig h Hình 3.12.Đồ thị biểu diễn tốc độ hòa của rutin thô và nano rutin trong môi trường nước và pH 6,8 ....................................................................................................................................... 47 Co py Hình 3.12. Phổ DSC của rutin và nano rutin ......................................................................... 48 y, VN U DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Một số sản phẩm của rutin trên thị trường ...................................................... 5 Bảng 1.2: Tổng quan về các thuốc đường uống bào chế ở dạng nano trên thị trường hiện nay và các nghiên cứu dược phẩm ................................................................................... 9 arm ac Bảng 1.3. Một số nghiên cứu bào chế nano rutin trên thế giới ...................................... 18 Bảng 1.4. Một số nghiên cứu bào chế nano rutin tại Việt Nam ..................................... 20 Bảng 2.1. Nguyên liệu, hóa chất nghiên cứu ................................................................. 21 Ph Bảng 2.2. Bảng đánh giá độ trơn chảy theo chỉ số C ..................................................... 27 nd Bảng 3.1. Độ hấp thụ quang của rutin theo nồng độ tại bước sóng 257 nm .................. 30 ea Bảng 3.2. Phần trăm hòa tan của rutin theo thời gian trong các môi trường ................. 31 Bảng 3.3. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo tần số nghiền.............. 32 ici n Bảng 3.4. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo loại chất ổn định ........ 34 ..........36 ed Bảng 3.5. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo tỉ lệ chất ổn định M Bảng 3.6. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo loại chất diện hoạt sử dụng ................................................................................................................................ 37 of Bảng 3.7. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo thời gian nghiền ........ 39 ho ol Bảng 3.8. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo tỉ lệ chất diện hoạt .. .. 41 Bảng 3.9. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo loại bi ........................ 43 Sc Bảng 3.10. KTTP. PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo tỉ lệ rutin trong công thức ................................................................................................................................. 44 t@ Bảng 3.11. Hiệu suất phun sấy nano rutin theo nhiệt độ đầu vào .................................. 45 rig h Bảng 3.12. Hiệu suất phun sấy nano rutin theo tốc độ phun dich.................................. 46 Co py Bảng 3.13. Một số đặc tính của nano rutin bào chế bằng kỹ thuật nghiền bi .................. 4 y, VN U MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................................. 1 arm ac CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .......................................................................................... 2 1.1. Tổng quan Rutin .................................................................................................... 2 1.1.1. Tên gọi, công thức.......................................................................................... 2 Ph 1.1.2. Tính chất vật lý............................................................................................... 2 nd 1.1.3. Định tính......................................................................................................... 3 ea 1.1.4. Định lượng ..................................................................................................... 3 ici n 1.1.5. Tác dụng sinh học .......................................................................................... 3 1.1.6. Ứng dụng của rutin......................................................................................... 4 M ed 1.1.7. Một số sản phẩm của rutin trên thị trường ..................................................... 4 1.1.8. Một số nguồn chiết Rutin ............................................................................... 5 of 1.1.9. Phương pháp chiết Rutin ................................................................................ 5 ho ol 1.2.Tổng quan về hạt nano thuốc ................................................................................. 6 1.2.1.Tổng quan về công nghệ nano: ....................................................................... 6 Sc 1.2.2. Các tính năng đặc biệt giúp hoạt chất kém tan có sinh khả dụng cao hơn khi t@ bào chế ở kích thước nano ....................................................................................... 6 rig h 1.2.3. Các phương pháp bào chế Nano thuốc .......................................................... 8 1.3. Tổng quan kỹ thuật nghiền bi.............................................................................. 12 Co py 1.3.1. Khái niệm kỹ thuật nghiền bi ....................................................................... 12 1.3.3. Các lực tác động làm giảm kích thước tiểu phân ......................................... 13 y, VN U 1.3.2. Thiết bị nghiền bi: ........................................................................................ 13 1.3.4. Phân loại ....................................................................................................... 14 1.4. Tổng quan phương pháp phun sấy ...................................................................... 15 arm ac 1.4.1. Khái niệm: .................................................................................................... 15 1.4.2. Ưu nhược điểm của phun sấy....................................................................... 15 1.4.3. Thiết bị phun sấy và nguyên lý của quá trình phun sấy ............................... 16 Ph 1.4.4. Một số thông số quan trọng của phun sấy.................................................... 17 nd 1.5. Một số nghiên cứu bào chế nano rutin ................................................................ 18 ea 1.5.1. Một số nghiên cứu bào chế nano rutin trên thế giới .................................... 18 ici n 1.5.2. Một số nghiên cứu bào chế nano rutin tại Việt Nam ................................... 20 CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 21 ed 2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ........................................................................ 21 M 2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu..................................................................................... 21 of 2.1.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 21 ho ol 2.2. Hóa chất, thiết bị và đối tượng nghiên cứu ......................................................... 21 2.2.1. Nguyên liệu, hóa chất ................................................................................... 21 Sc 2.2.2. Dụng cụ, thiết bị nghiên cứu ........................................................................ 22 t@ 2.2.3. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................... 22 rig h 2.3.Phương pháp nghiên cứu...................................................................................... 23 2.3.1. Định lượng rutin bằng phương pháp đo quang ............................................ 23 Co py 2.3.2. Xác định độ tan bão hòa trong nước, tốc độ hòa tan của nano rutin và rutin nguyên liệu trong các môi trường .......................................................................... 23 2.3.3. Bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền khô.............................................. 24 y, VN U 2.3.4. Bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền ướt .............................................. 25 2.3.5. Phương pháp đánh giá một số đặc tính của hỗn dịch nano rutin ................. 26 2.3.6. Phương pháp đánh giá một số đặc tính của bột nano rutin phun sấy ........... 26 arm ac 2.3.7. Phương pháp đánh giá hiệu suất phun sấy ................................................... 27 2.4. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................... 27 CHƯƠNG III. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................... 28 Ph 3.1. Định lượng rutin bằng phương pháp đo quang: ................................................. 28 nd 3.2. Khảo sát độ tan bão hòa của rutin trong nước và tốc độ hòa tan của rutin trong ea các môi trường của rutin ............................................................................................ 29 ici n 3.3. Bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền bi........................................................ 30 3.3.1. Khảo sát kỹ thuật nghiền bi .......................................................................... 30 ed 3.3.2. Khảo sát tần số nghiền ................................................................................. 31 M 3.3.3. Lựa chọn chất ổn định hỗn dịch ................................................................... 32 of 3.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất ổn định hỗn dịch ............................. 34 ho ol 3.3.5. Lựa chọn chất diện hoạt ............................................................................... 36 3.3.6. Khảo sát thời gian nghiền ............................................................................ 38 Sc 3.3.7. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ chất diện hoạt ................................................ 40 t@ 3.3.8. Khảo sát khi tăng tỉ lệ rutin trong công thức: .............................................. 43 3.4.8. Khảo sát điều kiện phun sấy ........................................................................ 45 rig h 3.5. Đánh giá một số đặc tính của Nano Rutin bào chế: ............................................ 47 Co py 3. 6. Bàn luận ............................................................................................................. 48 3.6.1. Về phương pháp bào chế nano rutin ............................................................ 48 3.6.2. Về xây dựng công thức bào chế nano rutin.................................................. 49 y, VN U 3.6.3. Về các đặc tính của nano rutin sau bào chế ................................................. 49 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ......................................................................................... 50 KẾT LUẬN ................................................................................................................ 50 arm ac ĐỀ XUẤT .................................................................................................................. 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO Co py rig h t@ Sc ho ol of M ed ici n ea nd Ph PHỤ LỤC y, VN U ĐẶT VẤN ĐỀ Rutin là một hợp chất được chiết xuất từ hoa hòe có hoạt tính sinh học. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rutin có khả năng chống oxy hóa, chống viêm nhiễm, chống ung thư và khối u. arm ac Tuy nhiên, hiện nay rutin vẫn chưa được ứng dụng nhiều trong dược phẩm, nguyên nhân là do rutin kém tan trong nước, gây trở ngại khi hấp thu vào cơ thể nên sinh khả dụng thấp. Giải pháp không mới nhưng rất quan trọng đó là giảm kích thước các hạt thuốc về kích thước nano để tăng khả năng hấp thu cũng như tăng hoạt tính sinh học của Ph chúng. ici n ea nd Từ năm 2009 đến nay, các nghiên cứu của nhóm giáo sư Muller về nano rutin vẫn sử dụng thiết bị ở quy mô phòng thí nghiệm, chưa triển khai được ở quy mô sản xuất, kích thước tiểu phân rutin vẫn còn khá cao, mặc dù đã bước đầu chứng minh một số ứng dụng in vitro và in vivo của nano rutin trong mỹ phẩm nhưng tính ứng dụng còn chưa cao [22, 23, 31]. ed Có rất nhiều kỹ thuật bào chế nano rutin như: đồng nhất áp suất cao, kết hợp, nghiền bi, ... trong đó kỹ thuật nghiền bi là phương pháp đơn giản, dễ thực hiện và có M khả năng ứng dụng thực tế rất lớn như trong nghiên cứu của nhóm giáo sư Tao Liu về t@ Sc ho ol of bào chế nano thuốc bằng kỹ thuật nghiền ướt ở cả hai quy mô phòng thí nghiệm thông thường và quy mô phòng thí nghiệm siêu nhỏ cho thấy kích thước tương đương ở cả hai quy mô. Vì vậy, việc tối ưu các thông số trong sản xuất nano thuốc bằng kỹ thuật nghiền bi được kỳ vọng có thể mở rộng ra quy mô sản xuất [21]. Do vậy nhằm cải thiện sinh khả dụng của rutin, cũng như mở rộng kết quả nghiên cứu lên quy mô công nghiệp, tăng tính ứng dụng trên thực tế chúng tôi đã thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền bi” với 2 mục tiêu như sau: Co py rig h 1. Bào chế được nano rutin bằng phương pháp nghiền bi 2. Đánh giá một số đặc tính của tiểu phân nano rutin bào chế được. 1 y, VN U CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan Rutin 1.1.1. Tên gọi, công thức Rutin là 1 hợp chất glycoside bao gồm quercetin thuộc nhóm flavonon và phần Công thức phân tử: C27H30O16, trọng lượng phân tử 610,521 ĐvC Ph - arm ac đường rutinose. Rutin có thể tích tụ một lượng đáng kể trong lúc mì, trong cây hòe Nhật Bản (Sophora Japonica L.) và trong hoa của luống hoa đầu xuân (Forsythia intermedia) và hoa đầu xuân Trung Quốc (F.suspensa) [13]. ho ol of M ed ici n ea nd - Tên IUPAC: 2-(3,4-dihydroxyphenyl)-5,7-dihydroxy-3-[(2S,3R,4S,5S,6R)3,4,5-trihydroxy-6-{[(2R,3R,4R,5R,6S)-3,4,5-trihydroxy-6-methyloxan-2yl]oxymethyl]oxan-(2-yl}oxychromen-4-one [26]. - Sc Hình 1.1. Cấu trúc của Rutin [26] Tên gọi khác: Rutin, Rutoside, Phytomeline, Quercetin 3 – rutinoside [26]. Bột kết tinh màu vàng hay vàng lục. rig h - t@ 1.1.2. Tính chất vật lý py - Rutin ít tan trong nước ( từ 0.01 đến 0.0125 g/L ở nhiệt độ phòng) và tan tốt trong methanol và ethanol [1]. Nhiệt độ nóng chảy: 125 oC [26] Co - 2 y, VN U 1.1.3. Định tính Theo dược điển Việt Nam V, các phương pháp định tính rutin [4]: Phương pháp A: So sánh phổ hồng ngoại với phổ chuẩn - Phương pháp B: Đo phổ hấp thụ tử ngoại - Phương pháp C: Phương pháp sắc ký lớp mỏng. - Phương pháp D: Phản ứng với cyanidin. - Phương pháp E: Phản ứng với dung dịch NaOH. - Phương pháp F: Phản ứng với dung dịch FeCl3 cho màu xanh lục. Ph arm ac - nd 1.1.4. Định lượng ea Đề xác định hàm lượng trong chế phẩm hoặc dược liệu, người ta sử dụng các phương pháp sau: Phương pháp cân [2] - Phương pháp đo quang [2] - Phương pháp chuẩn độ [3] - Phương pháp đo Iod - Phương pháp sắc ký lỏng cao áp of M ed ici n - ho ol 1.1.5. Tác dụng sinh học Sc Rutin có tác dụng với các loại mạch máu đặc biệt là mao mạch, làm giảm bớt tính thẩm thấu của mao mạch và làm tăng độ bền của thành mao mạch, có tác dụng tốt với hệ tĩnh mạch, nhất là đối với người cao tuổi [1]. t@ Rutin còn là tác nhân chống oxy hóa cao [31], loại trừ các gốc tự do giúp ngừa ung thư [22] và biến đổi gen [18] tăng cường khả năng miễn dịch, điều chỉnh huyết áp. rig h Rutin làm giảm rõ rệt sự tăng nhanh, ức chế sự chuyển đổi của tế bào pha S đến phần giữa và trên crypis và chặn lại khối u [15]. Co py Rutin có chức năng chống oxy hóa mạnh, cũng được kiểm chứng vai trò rất hiệu quả trong kháng viêm [17], bảo vệ thận [20] và suyễn [19]. 3 y, VN U Hơn nữa, vì rutin là hợp chất tự nhiên, ít độc và gần như không có tác dụng phụ khi sử dụng với liều lượng thích hợp. 1.1.6. Ứng dụng của rutin Rutin được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như y học, công nghệ nhuộm màu thực arm ac phẩm, công nghệ bao màu. Trong y học, rutin được dùng chủ yếu để đề phòng những biến cố của bệnh xơ vữa động mạch, điều trị các trường hợp suy yếu tĩnh mạch, các trường hợp xuất huyết như chảy máu cam, ho ra máu, xuất huyết tử cung, phân có máu. Rutin còn được dùng Ph làm thuốc chữa trĩ, chống dị ứng, thấp khớp. Ngoài ra, rutin còn được dùng trong các nd trường hợp tổn thương ngoài da do bức xạ làm cho vết thương mau lành sẹo [11]. ea Trong khoa mắt, rutin có thể được dùng cho các trường hợp viêm võng mạc có xuất hiện xuất huyết, chảy máu ở đáy mắt [8]. ici n Rutin có thể sử dụng đơn độc hoặc kết hợp với các thuốc khác để nâng cao hiệu quả điều trị như: M ed - Vitamin C: Rutin làm tăng cường tác dụng của vitamin C đặc biệt là khả năng hấp thụ thuốc vào các cơ quan khác nhau. Thường được dùng trong biểu hiện tổn thương mao mạch, xuất huyết dưới da, cao huyết áp. ho ol of - Vincamin: dùng để chữa các chứng rối loạn tâm thần, cải thiện trí nhớ, chức năng thần kinh giác quan ở người già. - Sc - Nicotinamide: dùng trong các biểu hiện chức năng hay tổn thương thực thể của suy tĩnh-bạch mạch, giãn tĩnh mạch nguyên phát hay các cơn đau trĩ. Ngoài ra còn có thể phối hợp với cholin, khellin, papaverin. Co py rig h t@ 1.1.7. Một số sản phẩm của rutin trên thị trường 4 y, VN U Bảng 1.1. Một số sản phẩm của rutin trên thị trường Tên thương mại Thành phần chính Hàm lượng Mevon Rutin 500 mg Meflavon Rutin 500 mg Rutin-Vitamin C Rutin, vitamin C 50 mg Swanson Rutin Rutin 500 mg Viên nang mềm Antioxidants BioRutin complex Rutin, bioflavonoids 500 mg Viên nén Siduol Tocopherol calcium succinat; Rutin 100 mg Viên nang Dạng bào chế Viên bao phim Viên bao phim ea nd Ph arm ac Viên bao đường 1.1.8. Một số nguồn chiết Rutin ici n Rutin được tìm thấy ở 62 họ thực vật với khoảng 150 loài thực vật, trong đó có 70 loài thuộc 28 họ có chứa rutin ở dạng vết [4]. M bạch đằng, cây tam giác mạch). ed Trong cây, rutin chủ yếu phân bố ở hoa (cây hòe, cây tam giác mạch), lá (cây Sc ho ol of Tuy có nhiều loài thực vật chứa rutin nhưng rutin chỉ được tách chiết từ những cây nguyên liệu có hàm lượng rutin cao như Ruta graveolens L có khoảng 2 %, Fagopyrum esculentum Moench có khoảng 4 %, Fagopyrum tataricum L có khoảng 6 %, Eucalyptus macrorrhyncha F.Muell có khoảng 8 %, Sophora japonica L có khoảng 18 % [6]. 1.1.9. Phương pháp chiết Rutin t@ Các phương pháp chiết xuất rutin từ hoa hòe dựa vào độ tan khác nhau của rutin trong các dung môi [2]. Chiết bằng dung môi nước - Chiết bằng dung môi cồn Co py rig h - - Chiết bằng dung môi là dung dịch kiềm loãng - Siêu âm 5 y, VN U 1.2.Tổng quan về hạt nano thuốc 1.2.1.Tổng quan về công nghệ nano: Khoa học nano là khoa học nghiên cứu vật chất ở kích thước cực kì nhỏ - kích thước nanomet (nm) [1] hay nhỏ hơn 1 µm [10, 31, 34]. arm ac Công nghệ nano là các công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích,chế tạo ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước ở quy mô nanomet [10]. Công nghệ Nano có lịch sử phát triển và ứng dụng lâu dài, tuy nhiên các tiến bộ khoa học quan trọng chỉ diễn ra trong hai thập kỷ qua [34]. Ứng dụng Ph công nghệ nano trong y học sẽ mang lại những tiến bộ đáng kể trong chẩn đoán và điều nd trị bệnh. Các ứng dụng dự kiến bao gồm: phân phối thuốc, chẩn đoán in vitro và in vivo, sản xuất dược phẩm và các vật liệu sinh học tương thích [35]. ici n ea Các hạt nano thuốc giúp tăng cường khả năng hòa tan, sinh khả dụng và nâng cao hiệu quả của các thuốc kém tan trong nước [19, 33, 34], nâng cao tính an toàn, giảm độc tính và tác dụng phụ của thuốc [19, 35]. M ed 1.2.2. Các tính năng đặc biệt giúp hoạt chất kém tan có sinh khả dụng cao hơn khi bào chế ở kích thước nano Độ hòa tan kém của thuốc là một vấn đề lớn, làm giảm hấp thu và sinh khả dụng Sc ho ol of đường uống. Ngày nay có một tỉ lệ lớn các hợp chất trong phát triển thuốc thể hiện khả năng hòa tan kém trong nước. Do đó một trong những nhiệm vụ khó khăn nhất trong phát triển thuốc là cải thiện khả năng hòa tan để làm tăng sinh khả dụng của thuốc. Các hạt nano thuốc có các tính năng nổi bật cho phép khắc phục các vấn đề về hòa tan, giúp tăng độ hòa tan bão hòa (Cs), tốc độ giải phóng dược chất và khả năng bám dính tế bào [33]. t@ Nguyên lý cơ bản của các phương pháp micro hóa và nano hóa dựa trên sự gia rig h tăng diện tích bề mặt tiếp xúc dẫn đến tăng cường tốc độ giải phóng dược chất theo phương trình Noyes – Whitney. Tốc độ giải phóng dược chất chất tăng làm tăng độ hòa tan của thuốc trong nước [24, 33, 34]. Co py 1.2.2.1. Tăng độ hòa tan bão hòa ( Cs ) Nói chung, độ hòa tan bão hòa là hằng số đặc trưng của hợp chất, phụ thuộc vào tính chất lý hóa, môi trường hòa tan và nhiệt độ. Tuy nhiên, định nghĩa này chỉ có giá trị 6 y, VN U khi kích thước trong phạm vi micromet. Độ hòa tan bão hòa tăng khi giảm kích thước xuống dưới 1000 nm. Hiện tượng này được giải thích bằng phương trình Kelvin và Ostwald Mitch Freundlich [33]. Phương trình Kelvin: Pr 2ƔM r = P∞ 𝑟𝑅𝑇ρ arm ac ln Trong đó: P r là áp lực giải thể một hạt có bán kính r, P ∞ là áp lực giải thể một hạt của hạt, M r là khối lượng phân tử, ρ là mật độ hạt Cs 2 σV = C α 2.303𝑅𝑇ρr ea log nd Phương trình Ostwald Mitch Freundlich Ph vô cùng lớn, Ɣ là sức căng bề mặt, R là hằng số khí, T là nhiệt độ tuyệt đối, r là bán kính ed ici n Trong đó: Cs là độ hòa tan bão hòa, Cα là độ hòa tan chất rắn, σ là lực căng liên kết của chất, V là thể tích của vật liệu hạt, R là hằng số khí, T là nhiệt độ tuyệt đối, Ƿ là mật độ của vật rắn, r là bán kính của hạt. M 1.2.2.2. Tăng tốc độ hòa tan ho ol of Sự tăng tốc độ hòa tan của các hạt nano thuốc có thể được giải thích bằng phương trình Noyes – Whitney [33]: 𝑑𝑋 𝐷𝐴 = 𝑋(Cs− Ct) 𝑑𝑡 h D t@ Sc Trong đó: dX / dt là tốc độ giải phóng, D là hệ số khuếch tán, A là diện tích bề mặt tiếp cúc, h D là khoảng cách khuếch tán, C s là độ hòa tan bão hòa, C t là nồng độ xung quanh các hạt Co py rig h Việc giảm kích thước tiểu phân dẫn đến diện tích bề mặt tiếp xúc tăng, hơn nữa việc giảm kích thước cũng dẫn đến độ hòa tan bão hòa tăng lên, dẫn tới gradient nồng độ ( Cs – Ct ) / hD tăng, theo phương trình Noyes – Whithey khi diện tích bề mặt tiếp xúc và độ tan bão hòa của hợp chất tăng thì tốc độ hòa tan ( dX/dt) của hạt nano sẽ tăng. Ngoài ra, khi độ tan bão hòa của dược chất tăng, sẽ làm tăng gradient nồng độ giữa ruột 7 y, VN U và máu giúp cho việc thẩm thấu và hấp thụ dược chất được đẩy mạnh theo cơ chế khuếch tán thụ động [18, 33, 34]. Rachmat Mauludin đã phát triển nano rutin bằng phương pháp đồng nhất ở áp suất cao. Họ phát hiện, tốc độ hòa tan của viên nén chứa nano rutin vượt trội hơn so với arm ac các viên nén rutin trên thị trường. Điều này giúp tăng sinh khả dụng của hoạt chất rutin kém tan [27]. 1.2.2.3. Tăng khả năng bám dính tế bào So với các vi hạt, hạt nano thuốc có khả năng bám dính lên bề màng tế bào tăng Ph rõ rệt. Sự bám dính tăng do diện tích bề mặt tiếp xúc tăng. Điều này giúp cải thiện sự 1.2.3. Các phương pháp bào chế Nano thuốc nd hấp thu của thuốc qua đường uống [33]. ed ici n ea Kỹ thuật sản xuất nano thuốc có thể chia làm 3 phương pháp: top – down, bottom – up và kết hợp. Các quá trình từ trên xuống là các quá trình cơ lý liên quan đến việc phá vỡ các hạt lớn hơn bằng cách nghiền hoặc đồng nhất hóa, trong khi các quá trình từ dưới lên là các quá trình hóa lý liên quan đến các nguyên tắc tự tổ chức ở cấp nguyên tử, phân tử hoặc tổ hợp dựa trên nguyên tắc kết tủa. Các phương pháp kết hợp, kết hợp phương Hình 1.2. Hai kỹ thuật cơ bản trong sản xuất nano thuốc Co py rig h t@ Sc ho ol of M pháp top – down với bottom – up [28, 33]. 8 y, VN U Tổng quan về các thuốc đường uống bào chế ở dạng nano bằng các phương pháp khác nhau trên thị trường hiện nay và các nghiên cứu dược phẩm được trình bày trong bảng 1.2 [33]: Bảng 1.2: Tổng quan về các thuốc đường uống bào chế ở dạng nano trên thị Công ty Chỉ Định Phương pháp Dạng bào chế Thương mại hóa Sirolimus Rapamune ® / Ức chế Nghiền bi Viên nén Bán trên Wyeth miễn dịch Aprepitant Emend ® / Merck Thuốc chống nôn Fenofibrate Tricor®/Abbott nd Thuốc hạ Đồng nhất Bán trên cholesterol ở áp suất thị máu cao trường Megace ® ES / Par Pharmaceutical Thuốc kích thích thèm ăn Nghiền bi Hỗn dịch uống Bán trên thị trường Gris-PEG ® / Novartis Thuốc chống nấm Phản ứng đồng kết tủa Viên nén Bán trên thị trường Cesamet®/Lilly Thuốc chống nôn Phản ứng đồng kết tủa Viên nang Bán trên thị trường of M ed ea Bán trên thị trường t@ Sc Griseofulvin Co py rig h Nabilon thị trường Nghiền bi Viên nang ho ol Megestrol acetate Ph Tên thuốc ici n arm ac trường hiện nay và các nghiên cứu dược phẩm 9 Viên nén Cilostazol Phản ứng đồng kết estrogen tủa Chống viêm Nghiền bi Thuốc Nghiền bi Chống viêm Hỗn dịch Thử nano nghiệm Nghiền bi Pellet ici n Hỗn dịch nano Lợi tiểu Đồng nhất áp suất cao Hỗn dịch nano ed M ho ol of Sporonolactone invivo Invivo trên chó Đồng nhất ở áp suất cao Ức chế miễn dịch Cyclosporine Invivo trên chó ea Ketoprofen trên chó (chuột) nd mạch máu invivo Hỗn dịch nano Ph kháng tiểu cầu và giãn Hỗn dịch nano y, VN U Naproxen Thuốc đối kháng arm ac Danazol Invivo trên lợn Thử nghiệm invivo trên chó Sc 1.2.3.1. Bottom – up t@ Phương pháp này còn được gọi là phương pháp kết tủa khi thay đổi dung môi, các phân tử được tạo thành ở dạng tinh thể hoặc vô định hình thường được áp dụng trong Co py rig h quá trình sản xuất nguyên liệu, đặc biệt là các nguyên liệu siêu mịn (micro, nano). Trong phương pháp này, dược chất được hòa tan hoàn toàn vào một dung môi thích hợp, sau đó thêm một dung môi khác có thể hòa lẫn với dung môi trên nhưng không hòa tan dược chất, dược chất sẽ kết tủa lại [7, 33]. - Kích thước tiểu phân thu được phụ thuộc vào một số yếu tố: Thành phần và nồng độ dung dịch [7]. 10