Tài liệu Nghiên cứu bào chế nanoemulgel curcumin

BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI NGUYỄN THU HƢƠNG NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ NANOEMULGEL CURCUMIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ HÀ NỘI - 2018 BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI NGUYỄN THU HƢƠNG MÃ SINH VIÊN: 1301202 NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ NANOEMULGEL CURCUMIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ Người hướng dẫn: PGS.TS. Vũ Thị Thu Giang Nơi thực hiện: Bộ môn Bào chế Bộ môn Hóa phân tích – Độc chất HÀ NỘI - 2018 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành khóa luận này, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS. Vũ Thị Thu Giang - người thầy đã tận tình chỉ dạy, hướng dẫn và động viên em trong suốt quá trình em thực hiện khóa luận này. Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô giáo và các anh, chị kỹ thuật viên bộ môn Bào chế và bộ môn Hóa phân tích - Độc chất đã luôn tận tình chỉ dạy và có những giúp đỡ quý báu trong quá trình em làm thực nghiệm và nghiên cứu trên bộ môn. Em cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, các phòng ban, các thầy cô giáo và cán bộ công nhân viên trường Đại học Dược Hà Nội - những người đã dạy bảo tận tình và giúp đỡ em rất nhiều trong suốt 5 năm học tập tại đây. Và cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã luôn ở bên động viên, khích lệ, tạo mọi điều kiện cho em được học tập và luôn giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Hà Nội, ngày 18 tháng 05 năm 2018 Sinh viên Nguyễn Thu Hương MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ.................................................................................................................1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .........................................................................................2 1.1. Tổng quan về curcumin ......................................................................................... 2 1.1.1. Cấu trúc hóa học .................................................................................................... 2 1.1.2. Tính chất ................................................................................................................ 2 1.1.2.1. Tính chất vật lý............................................................................................... 2 1.1.2.2. Tính chất hóa học ........................................................................................... 2 1.1.2.3. Độ ổn định ...................................................................................................... 3 1.1.3. Tác dụng dược lý ................................................................................................... 3 1.2. Tổng quan về nanoemulgel .................................................................................... 3 1.2.1. Khái niệm .............................................................................................................. 3 1.2.2. Thành phần ............................................................................................................ 4 1.2.2.1. Pha nước ......................................................................................................... 4 1.2.2.2. Pha dầu ........................................................................................................... 4 1.2.2.3. Chất diện hoạt ................................................................................................ 6 1.2.2.4. Chất đồng diện hoạt ....................................................................................... 6 1.2.2.5. Các thành phần khác ...................................................................................... 6 1.2.3. Phương pháp bào chế nanoemulgel ....................................................................... 7 1.2.4. Ưu, nhược điểm của nanoemulgel ......................................................................... 8 1.2.4.1. Ưu điểm .......................................................................................................... 8 1.2.4.2. Nhược điểm .................................................................................................... 9 1.2.5. Một số chế phẩm chứa curcumin trên thị trường .................................................. 9 1.2.6. Một số nghiên cứu bào chế nanoemulgel ............................................................ 11 1.2.6.1. Nghiên cứu bào chế nanoemulgel ................................................................ 11 1.2.6.2. Nghiên cứu bào chế nanoemulgel curcumin ................................................ 12 CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................14 2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị ....................................................................................... 14 2.1.1. Nguyên vật liệu.................................................................................................... 14 2.1.2. Thiết bị nghiên cứu .............................................................................................. 14 2.2. Nội dung nghiên cứu............................................................................................. 15 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ..................................................................................... 15 2.3.1. Phương pháp bào chế nanoemulgel curcumin ..................................................... 15 2.3.2. Phương pháp đánh giá nanoemulgel curcumin ................................................... 16 2.3.2.1. Đánh giá hình thức ....................................................................................... 16 2.3.2.2. Đánh giá pH ................................................................................................. 16 2.3.2.3. Đánh giá kích thước giọt và phân bố kích thước giọt. ................................. 16 2.3.2.4. Đặc tính lưu biến .......................................................................................... 17 2.3.2.5. Phương pháp định lượng hoạt chất .............................................................. 17 2.3.2.6. Đánh giá khả năng GP curcumin qua màng ................................................. 18 2.3.2.7. Đánh giá khả năng lưu giữ curcumin trong da chuột nhắt sau 20 giờ ......... 19 2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................... 20 CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .................................21 3.1. Kết quả xây dựng phƣơng pháp định lƣợng curcumin .................................... 21 3.1.1. Xây dựng đường chuẩn định lượng curcumin bằng phương pháp đo quang phổ hấp thụ UV - VIS ........................................................................................................... 21 3.1.2. Xây dựng đường chuẩn định lượng curcumin bằng phương pháp HPLC........... 22 3.2. Kết quả xây dựng công thức bào chế nanoemulgel curcumin ......................... 22 3.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ CDH và ĐDH trong Smix đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel curcumin .................................................................................... 22 3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dầu đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel curcumin ........................................................................................................................ 24 3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ curcumin đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel curcumin .................................................................................................. 25 3.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel curcumin .................................................................................................. 26 3.2.5. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Carbopol 934 đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel curcumin .................................................................................................. 28 3.2.6. Khảo sát ảnh hưởng của chất giữ ẩm đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel curcumin .................................................................................................. 30 3.3. Kết quả nghiên cứu phƣơng pháp bào chế nanoemulgel curcumin ................ 32 3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp bào chế đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel curcumin .................................................................................................. 32 3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của thiết bị đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel curcumin ........................................................................................................................ 35 3.4. Kết quả đánh giá một số đặc tính của nanoemulgel curcumin ........................ 37 3.4.1. Đánh giá đặc tính nanoemulgel curcumin ........................................................... 37 3.4.2. Đánh giá khả năng giải phóng curcumin qua màng ............................................ 38 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT .........................................................................................42 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CCM Curcumin CDH Chất diện hoạt dd Dung dịch ĐDH Đồng diện hoạt DĐVN V Dược điển Việt Nam V EP Dược điển châu Âu (European Pharmacopoeia) GP Giải phóng HLB Chỉ số cân bằng dầu nước (hydrophilic lipophilic balance) HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao (high performance liquid chromatography) kl/kl Tỷ lệ khối lượng/khối lượng kl/tt Tỷ lệ khối lượng/thể tích KTG Kích thước giọt KTTP Kích thước tiểu phân O Dầu (oil) PDI Chỉ số đa phân tán (polydispersity index) PG Propylen glycol PIT Nhiệt độ đảo pha (phase inversion temperature) PP Phương pháp RI Chỉ số khúc xạ (refractive index) Smix Hỗn hợp chất diện hoạt và chất đồng diện hoạt TCCS Tiêu chuẩn cơ sở TEA Triethanolamin DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Tá dược tạo gel hay sử dụng [18] ...................................................................4 Bảng 1.2. Một số chế phẩm chứa curcumin lưu hành trên thị trường ...........................10 Bảng 2.1. Nguyên liệu được sử dụng ............................................................................14 Bảng 2.2. Thiết bị nghiên cứu .......................................................................................14 Bảng 3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ CDH và ĐDH đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel curcumin (n = 3, TB ± SD) ......................................................................23 Bảng 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ dầu đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel curcumin (n = 3, TB ± SD) ............................................................................................25 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ curcumin đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel curcumin (n = 3, TB ± SD) ......................................................................26 Bảng 3.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel curcumin (n = 3, TB ± SD) ............................................................................................27 Bảng 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ Carbopol 934 đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel curcumin (n = 3, TB ± SD) ......................................................................28 Bảng 3.6. Thiết kế thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của chất giữ ẩm đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel curcumin ..........................................................................30 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của chất giữ ẩm đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel curcumin (n = 3, TB ± SD) ............................................................................................31 Bảng 3.8. Thành phần công thức nanoemulgel curcumin .............................................32 Bảng 3.9. Ảnh hưởng của phương pháp bào chế đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel curcumin (n = 3, TB ± SD) ......................................................................33 Bảng 3.10. Ảnh hưởng của thiết bị đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel curcumin (n = 3, TB ± SD) ............................................................................................35 Bảng 3.11. Kết quả đánh giá một số đặc tính của nanoemulgel curcumin ...................37 Bảng 3.12. Thành phần gel curcumin ............................................................................39 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Công thức cấu tạo của curcumin .....................................................................2 Hình 1.2. Dạng hỗ biến keto - enol của curcumin trong dung dịch ................................2 Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa độ hấp thụ quang và nồng độ curcumin trong methanol ...............................................................................................21 Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa diện tích pic và nồng độ curcumin ...22 Hình 3.3. Đồ thị ảnh hưởng của tỷ lệ CDH và ĐDH đến khả năng GP curcumin qua màng cellulose acetat 0,2 µm ........................................................................................24 Hình 3.4. Đồ thị ảnh hưởng của tỷ lệ nước đến khả năng GP curcumin qua màng cellulose acetat 0,2 µm ..................................................................................................27 Hình 3.5. Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ Carbopol 934 đến khả năng GP curcumin qua màng cellulose acetat 0,2 µm ........................................................................................29 Hình 3.6. Ảnh hưởng của nồng độ Carbopol 934 đến lượng curcumin GP sau 8 giờ và độ nhớt ...........................................................................................................................29 Hình 3.7. Đồ thị ảnh hưởng của chất giữ ẩm đến khả năng GP curucmin qua màng cellulose acetat 0,2 µm ..................................................................................................31 Hình 3.8. Đồ thị ảnh hưởng của phương pháp bào chế đến khả năng GP curcumin qua màng cellulose acetat 0,2 µm ........................................................................................33 Hình 3.9. Ảnh hưởng của phương pháp bào chế đến lượng curcumin GP sau 8 giờ và KTG ...............................................................................................................................34 Hình 3.10. Đồ thị ảnh hưởng của thiết bị đến khả năng GP curcumin qua màng cellulose acetat 0,2 µm ..................................................................................................36 Hình 3.11. Ảnh hưởng của thiết bị đến lượng curcumin GP sau 8 giờ và KTG ...........36 Hình 3.12. Đồ thị biểu diễn khả năng GP curcumin của nanoemulgel curcumin và gel curcumin qua màng cellulose acetat 0,2 µm .................................................................39 Hình 3.13. Đồ thị biểu diễn khả năng thấm curcumin của nanoemulgel curcumin và gel curcumin qua da chuột nhắt ...........................................................................................40 Hình 3.14. Lượng curcumin lưu giữ trong da chuột nhắt sau 20 giờ của nanoemulgel curcumin và gel curcumin .............................................................................................40 ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, nhu cầu chăm sóc sức khỏe cũng như làm đẹp đang có xu hướng ngày càng gia tăng, các sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên được quan tâm hơn cả vì sự an toàn, lành tính và ít gây kích ứng trên da. Trong số các hoạt chất có nguồn gốc từ thiên thiên, curcumin là một hoạt chất đang được sử dụng nhiều. Curcumin được chiết xuất từ cây nghệ vàng (Curcuma longa L.) đã được chứng minh có nhiều tác dụng có lợi như: chống oxy hóa, chống viêm, kháng khuẩn, liền sẹo... [15]. Tuy nhiên, curcumin tan kém trong nước acid hoặc trung tính, dễ bị phân hủy trong môi trường kiềm và sinh khả dụng thấp dẫn đến hạn chế về mặt điều trị và sử dụng [24]. Để sử dụng trên da và khắc phục các hạn chế của curcumin, hệ nanoemulgel được lựa chọn do tận dụng được lợi thế của cả nano nhũ tương và gel, có khả năng làm tăng độ tan của curcumin và khi kết hợp nano nhũ tương vào gel làm hệ ổn định động học hơn. Hệ nanoemulgel có kích thước cỡ nanomet giúp làm tăng diện tích tiếp xúc của hoạt chất với bề mặt da đồng thời còn có khả năng đi xuyên qua các kênh của màng sinh học làm tăng khả năng thấm của hoạt chất qua da. Mặt khác, nanoemulgel có nhiều điểm ưu việt hơn so với dạng gel và kem như bền vững, ít thành phần pha dầu hơn dạng kem. Do đó, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu bào chế nanoemulgel curcumin” với những mục tiêu cụ thể như sau: 1. Xây dựng công thức bào chế nanoemulgel curcumin. 2. Đánh giá một số đặc tính của nanoemulgel curcumin thu được. 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về curcumin 1.1.1. Cấu trúc hóa học - Công thức cấu tạo [21]: Hình 1.1. Công thức cấu tạo của curcumin - Tên khoa học: (1E,6E)-1,7-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)hepta-1,6-dien3,5-dion [21]. - Công thức phân tử: C21H20O6 [21]. - Khối lượng phân tử: 368,385 g/mol [21]. 1.1.2. Tính chất 1.1.2.1. Tính chất vật lý - Curcumin tồn tại ở trạng thái tinh thể hình kim màu vàng cam [32]. - Nhiệt độ nóng chảy ở 183°C [21]. - Độ tan: curcumin thực tế không tan trong nước ở pH acid và trung tính (độ tan tối đa trong dung dịch đệm pH 5,0 là 11 ng/ml [33]), ether [21]. Tan tốt trong dimethylsulfoxid, ethanol, methanol, aceton... [35]. 1.1.2.2. Tính chất hóa học - Hiện tượng hỗ biến: trong dung dịch nước, curcumin tồn tại ở dạng hỗ biến keto - enol [33]: Hình 1.2. Dạng hỗ biến keto - enol của curcumin trong dung dịch - Nhóm hydroxyl trên vòng thơm làm cho phân tử có khả năng phản ứng với các gốc tự do [34]. - Phản ứng cộng với hydro: phân tử curcumin có các nối đôi trong mạch carbon nên có thể cộng 1, 2 hoặc 3 phân tử hydro khi có mặt các xúc tác kim loại hoặc oxyd kim loại như niken, platin oxyd tạo ra các dẫn chất dihydrocurcumin, 2 tetrahydrocurcumin, hexahydrocurcumin và đây cũng là những chất chống oxy hóa [34]. - Phản ứng tạo phức chelat với các ion kim loại như cadimi, chì… [7], [34]. 1.1.2.3. Độ ổn định - Ảnh hưởng của pH trong dung dịch nước [32]:  pH < 1: dung dịch nước của curcumin có màu đỏ.  pH 1 - 7: curcumin rất ít tan trong nước tạo dung dịch màu vàng.  pH > 7,5: dung dịch có màu đỏ. - Phân hủy trong môi trường kiềm: curcumin tương đối ổn định trong môi trường acid nhưng nhanh chóng bị phân hủy trong môi trường trung tính và kiềm tạo sản phẩm acid ferulic và feruloylmethan, sau đó feruloylmethan tiếp tục phân hủy thành vanilin và aceton [32]. - Phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng: curcumin không ổn định dưới tác dụng của ánh sáng, đặc biệt là trong dung dịch. Sản phẩm phân hủy là acid vanilic, vanilin và acid ferulic [32]. 1.1.3. Tác dụng dược lý - Curcumin có tác dụng chống viêm, kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus, làm lành vết thương và liền sẹo, tăng cường miễn dịch [35]. - Curcumin có tác dụng chống oxy hóa do có khả năng dọn các gốc tự do như anion superoxid (O2-), H2O2, oxyd nitơ (NO) là các gốc tự do gây ra sự peroxid hóa lipid [36] . - Curcumin tác động lên cả ba giai đoạn của quá trình ung thư (khởi phát, phát triển, di căn) nên có tác dụng phòng và hỗ trợ điều trị ung thư [35]. - Curcumin được sử dụng cho các bệnh ngoài da như: bệnh vẩy nến, xơ cứng bì, ung thư da [29]. 1.2. Tổng quan về nanoemulgel 1.2.1. Khái niệm Nano nhũ tương (nanoemulsion) là một hệ tiểu phân có kích thước giọt dưới micromet. Tham khảo tài liệu cho thấy kích thước giọt nano nhũ tương trong khoảng 10 - 200 nm [11], [13] hay nằm trong khoảng từ 10 - 500 nm [20], [22]. 3 Nanoemulgel là một sự kết hợp của dạng gel và nano nhũ tương. Trong đó, nhũ tương có thể ở dạng dầu trong nước hoặc nước trong dầu, có vai trò như một tá dược giải phóng thuốc tối đa. Pha nước có chứa tá dược tạo gel [8]. 1.2.2. Thành phần 1.2.2.1. Pha nước - Dung môi thường sử dụng là: nước, alcol [18]. - Tá dược tạo gel: các chất tạo gel được sử dụng để điều chỉnh thể chất cho chế phẩm [27]. Tá dược tạo gel thường bao gồm các nhóm sau [17]:  Các polyme tự nhiên như gelatin, casein, collagen, lòng trắng trứng, các polysaccarid như pectin, tinh bột, gôm xanthan, dextran…  Các polyme bán tổng hợp như carboxymethyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxy ethyl cellulose, hydroxy propyl cellulose, methyl cellulose, natri alginat…  Polyme tổng hợp như Carbopol (carbomer), poloxamer… Bảng 1.1. Tá dược tạo gel hay sử dụng [18] Tá dược Lượng sử dụng Carbopol 934 1% Carbopol 940 1% HPMC 2910 2,5% Gel carbomer (Carbopol 934, Carbopol 940): là sản phẩm trùng hiệp cao phân tử của acid acrylic [2]. Khi phân tán trong nước tạo thành dạng acid có độ nhớt không cao nhưng khi được trung hòa tạo thành gel có độ nhớt cao hơn, đặc hơn. Các chất có thể được sử dụng để trung hòa như: acid amin, KOH, NaHCO3, NaOH, và triethanolamin. Sau khi được trung hòa, gel có độ nhớt cao hơn ở pH 6 - 11, độ nhớt có thể giảm ở pH nhỏ hơn 3 hoặc lớn hơn 12 hoặc sự có mặt của chất điện phân mạnh [26]. Gel dẫn chất cellulose: được sử dụng để ổn định hỗn dịch, nhũ tương và điều chỉnh thể chất cho các chế phẩm dùng ngoài da [26]. So với methyl cellulose, hypromellose tạo ra dung dịch có độ trong tốt hơn vì vậy được sử dụng trong các chế phẩm dùng cho nhãn khoa [2], [26]. 1.2.2.2. Pha dầu - Dầu khoáng hoặc hỗn hợp với dầu parafin [27]. 4 - Tá dược dầu là thành phần quan trọng của nanoemulgel, giúp hòa tan dược chất khó tan trong nước. Việc lựa chọn pha dầu dựa vào độ nhớt, khả năng thấm, độ ổn định của nanoemulgel [12]. - Tá dược dầu gồm: dầu tự nhiên và dầu bán tổng hợp, tổng hợp.  Dầu tự nhiên: được chiết xuất từ thực vật và chế biến để loại bỏ các tạp chất hoặc phân lập các phân đoạn khác nhau từ sản phẩm gốc. Đây là một hỗn hợp các triglycerid chứa các acid béo với độ dài mạch carbon và mức độ bão hòa khác nhau, bao gồm: triglycerid mạch ngắn (< 5 C), mạch trung bình (từ 6 - 12 C) và mạch dài (> 12 C) [19]. Dầu tự nhiên có khả năng nhũ hóa kém, khả năng nhũ hóa tăng lên đối với dầu thân nước hơn [12]. Để hạn chế sự oxy hóa lipid do mạch carbon chưa bão hòa, các triglycerid thường được hydrogen hóa. Trong thực tế, do khả năng hòa tan tốt dược chất và ít bị oxy hóa nên các triglycerid mạch trung bình thường được sử dụng nhiều hơn [14].  Dầu bán tổng hợp và tổng hợp: thu được bằng cách kết hợp các acid béo bão hòa mạch trung bình hoặc các glycerid chiết xuất từ dầu thực vật với một hoặc nhiều chất thân nước. Chúng được sử dụng để hòa tan dược chất và là tác nhân nhũ hóa. Các glycerid một phần là sản phẩm của phản ứng chuyển vị ester giữa triglycerid và glycerol dưới sự xúc tác của nhiệt độ và một chất xúc tác kiềm nhằm làm tăng tính thân nước của dầu thực vật. Các glycerid một phần cũng có thể thu được bằng quá trình ester hóa nội phân tử hoặc bằng phản ứng ester hóa trực tiếp giữa glycerol và các lipid. Một số tá dược thuộc nhóm này: glyceryl monocaprylocaprat (Capmul® MCM), glyceryl monostearat (GeleolTM), glyceryl distearat (PrecirolTM ATO 5)… Monoglycerid cũng có thể được acetyl hóa trên hai nhóm hydroxyl tự do như Myvacet® 9-45. Polyoxylglycerid (hay còn gọi là macrogolglycerid) là nhóm tá dược có khả năng cải thiện độ tan và sinh khả dụng của thuốc. Chúng thu được từ phản ứng giữa dầu thực vật (đã hydrogen hóa hoặc chưa) với polyoxyethylenglycol (PEG) trong điều kiện đun nóng và có mặt của một chất xúc tác kiềm. Mỗi polyoxylglycerid là một hỗn hợp của mono-, di-, triglycerid và mono-, diester của PEG. Tùy thuộc vào tỉ lệ các thành phần mà chúng có thể chất lỏng hoặc rắn ở nhiệt độ phòng. Một số tá dược thuộc nhóm này: oleyl polyoxylglycerid (Labrafil® M 1994 CS), linoleyl polyoxylglycerid (Labrafil® M 2125 CS), lauroyl polyoxylglycerid (Gelucire® 44/14) [25]. 5 1.2.2.3. Chất diện hoạt - Vai trò: để hình thành nhũ tương, tăng tính ổn định khi sản phẩm được lưu hành hoặc bảo quản trong một thời gian dài [27]. Chất diện hoạt có khả năng hấp phụ trên bề mặt phân cách pha và tạo thành một lớp đơn, đa phân tử hoặc các ion được định hướng làm thay đổi bản chất phân cực của lớp bề mặt và giảm năng lượng bề mặt giữa hai pha, giúp hình thành và ổn định nhũ tương, ngăn cản sự kết hợp của các giọt nano [1], [30]. - Yêu cầu cơ bản của chất diện hoạt là an toàn, ổn định và có khả năng nạp thuốc cao [12]. - Việc lựa chọn chất diện hoạt chủ yếu dựa vào mức độ an toàn và HLB. Sử dụng một lượng lớn chất diện hoạt có thể gây kích ứng trên da hoặc đường tiêu hóa. Do đó, chỉ sử dụng một lượng tối thiểu trong công thức [12], [25]. Chất diện hoạt không ion hóa thường được sử dụng vì ít bị ảnh hưởng bởi pH, an toàn và tính tương thích sinh học cao [9]. - Chất thường sử dụng: Cremophor RH40, Cremophor EL, Span 80, Tween 20, Tween 60, Tween 80 [12]. 1.2.2.4. Chất đồng diện hoạt - Chất đồng diện hoạt giúp cho chất diện hoạt nhũ hóa pha dầu và pha nước. Nếu chỉ sử dụng chất diện hoạt chưa đủ làm giảm sức căng bề mặt và hình thành màng film, vì vậy phải phối hợp thêm chất đồng diện hoạt [12]. - Ngoài ra, chất đồng diện hoạt còn làm giảm nồng độ chất diện hoạt sử dụng, làm tăng tính linh động của đầu thân dầu, giúp cho pha dầu xâm nhập tốt hơn. Các alcol làm tăng khả năng kết hợp giữa pha dầu và pha nước nhờ vào sự phân bố giữa cả hai pha. Các alcol có mạch trung bình (C3 - C8) thường được sử dụng làm chất đồng diện hoạt, ví dụ: ethanol, buthanol, isopropanol… [9]. 1.2.2.5. Các thành phần khác Ngoài các thành phần chính trong hệ nanoemulgel như: dầu, chất diện hoạt, đồng diện hoạt, nước, tá dược tạo gel, có thể thêm các chất như: - Chất tăng thấm như: menthol, lecithin, isopropyl mirystat… nhằm tăng khả năng thấm của hoạt chất qua da [31]. - Các chất bảo quản: do vi sinh vật phát triển mạnh trong môi trường gel nước do đó các chất bảo quản như 0,18% methyl paraben - 0,02% propyl paraben hoặc 0,1% 6 thimerosal được thêm vào nhằm ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn, nấm mốc [26], [27]. - Chất chống oxy hoá như butylhydroxyltoluen, ascorbyl palmitat, butylhydroxylanisol nhằm bảo vệ các thành phần khỏi sự oxy hóa [27]. - Chất giữ ẩm như glycerin, propylen glycol nhằm giữ ẩm cho da và chống mất nước cho gel [27]. 1.2.3. Phương pháp bào chế nanoemulgel Có nhiều phương pháp để bào chế hệ nanoemulgel [8], trong đó có các phương pháp sau đây:  Phương pháp 1 [12], [27]: Bước 1: bào chế hệ nano nhũ tương Hệ nano nhũ tương được bào chế theo 2 phương pháp: phương pháp nhũ hóa năng lượng cao và phương pháp nhũ hóa năng lượng thấp. - Phương pháp nhũ hóa năng lượng cao: sử dụng máy siêu âm, máy đồng nhất tốc độ cao,.. có lực phân cắt lớn tách pha dầu thành các giọt nhỏ trong pha nước, giảm tối thiểu kích thước sang dải nanomet [22], [23]. - Phương pháp nhũ hóa năng lượng thấp bao gồm phương pháp nhiệt độ đảo pha (PIT) và phương pháp tự nhũ hóa. Đối với phương pháp PIT, nano nhũ tương tạo thành nhờ vào độ tan phụ thuộc nhiệt độ của các chất diện hoạt không ion hóa như Tween 80, Tween 60, Cremophor EL… Pha dầu, nước và chất diện hoạt không ion hóa được phối hợp với nhau ở nhiệt độ phòng. Hỗn hợp này thường bao gồm micro nhũ tương dầu trong nước, dầu và lớp chất diện hoạt đơn phân tử. Khi tăng nhiệt độ, chất diện hoạt không ion hóa trở nên thân dầu hơn và ở nhiệt độ cao hơn, chất diện hoạt hòa tan hoàn toàn trong pha dầu. Kết quả, nhũ tương dầu trong nước bị đảo ngược pha thành nhũ tương nước trong dầu. Phương pháp tự nhũ hóa là sự kết hợp của pha dầu, chất diện hoạt và pha nước ở một tỷ lệ thích hợp để thu được nano nhũ tương và nano nhũ tương này được tạo thành ở điều kiện nhiệt độ phòng và không cần sử dụng dung môi hữu cơ hay nhiệt độ [12], [22]. Bước 2: bào chế gel Tiến hành ngâm polyme thích hợp trong nước cất và khuấy liên tục bằng máy khuấy, sau đó điều chỉnh pH. Bước 3: bào chế nanoemulgel 7 Trộn từ từ gel và nano nhũ tương theo một tỷ lệ thích hợp và khuấy liên tục để kết hợp nano nhũ tương với gel.  Phương pháp 2: Ở phương pháp này nanoemulgel được bào chế theo 3 bước như sau [8]: Bước 1: tá dược tạo gel được ngâm trong pha nước cho trương nở hoàn toàn. Bước 2: trung hòa hỗn hợp gel trong nước. Bước 3: nhũ hóa với pha dầu bằng thiết bị nhũ hóa thích hợp.  Phương pháp 3: Phương pháp này bao gồm 3 bước cơ bản như sau [10]: Bước 1: tá dược tạo gel được ngâm trong pha nước cho trương nở hoàn toàn. Bước 2: nhũ hóa với pha dầu bằng thiết bị nhũ hóa thích hợp. Bước 3: trung hòa hỗn hợp để tạo thành nanoemulgel. 1.2.4. Ưu, nhược điểm của nanoemulgel 1.2.4.1. Ưu điểm Hệ nanoemulgel có những ưu điểm như sau [5], [18], [28]: - Các hoạt chất sơ nước có thể bào chế dưới dạng gel khi đưa vào nhũ tương: Hầu hết các hoạt chất sơ nước không thể kết hợp trực tiếp vào gel vì khả năng hòa tan của chúng và vấn đề phát sinh trong quá trình giải phóng thuốc. Nanoemulgel giúp kết hợp hoạt chất sơ nước vào pha dầu, sau đó các giọt dầu phân tán trong pha nước thành nhũ tương dầu trong nước và nhũ tương này được tạo thành gel. Như vậy, so với dạng hoạt chất nạp trong gel thông thường nanoemulgel ổn định hơn và giải phóng thuốc tốt hơn. - Nanoemulgel ổn định hơn nano nhũ tương: vì độ nhớt của pha nước lớn hơn, đồng thời nó cũng ổn định hơn so với các dạng bào chế dùng ngoài khác như kem, thuốc mỡ. - Nanoemulgel giúp hòa tan các hoạt chất sơ nước tốt hơn nên có khả năng chứa được một lượng lớn hoạt chất . - Nanoemulgel làm tăng tác dụng sinh học của thuốc thân lipid nhờ phối hợp chúng trong các giọt dầu, do đó nó dễ dàng thấm qua da và vận chuyển vào tuần hoàn chung. - Nanoemulgel bám dính trên da tốt hơn. - Dễ dàng thấm qua da do vừa thân nước vừa thân dầu. 8 - Không trơn nhờn, không gây bóng da, dễ rửa sạch. - Kỹ thuật bào chế đơn giản, dễ thực hiện, ít tốn kém. - Dễ dàng tự sử dụng và có thể sử dụng ở vị trí mong muốn. 1.2.4.2. Nhược điểm Mặc dù có rất nhiều ưu điểm nhưng nanoemulgel vẫn có những hạn chế liên quan đến vấn đề phương pháp bào chế, độ ổn định và có những nhược điểm sau [5], [27], [28]: - Ở phương pháp 1, yếu tố quan trọng nhất để tạo thành nanoemulgel là sử dụng năng lượng cao. Phương pháp sử dụng năng lượng thấp không phù hợp cho sản xuất lớn và thường cần một lượng chất diện hoạt lớn nên dễ gây ra kích ứng. Mặt khác, nano nhũ tương khó ổn định trong một thời gian dài do có thể kết tụ các giọt tiểu phân hay sự sa lắng. - Pha gel có thể không ổn định đặc biệt là các polyme tạo thành gel phụ thuộc pH và nhiệt độ. Ví dụ như Carbopol tạo thành gel ở pH trung tính, ở trên hoặc dưới khoảng pH này thì đặc tính của gel bị mất hoặc gel bị phá vỡ cấu trúc. Do đó, khi pH của gel thay đổi có thể ảnh hưởng tới độ ổn định của gel. Ngoài ra, sự thay đổi nhiệt độ bảo quản cũng có thể làm phá vỡ cấu trúc gel. Tốc độ đồng nhất hóa cũng có thể ảnh hưởng đến độ ổn định của gel. Đồng nhất hóa với tốc độ quá cao dẫn tới phá vỡ cấu trúc của gel. - Có thể gây kích ứng da và viêm da tiếp xúc do hoạt chất hoặc tá dược. - Bọt có thể hình thành trong quá trình bào chế emulgel. - Có thể gây phản ứng dị ứng. - Chất có kích thước phân tử lớn (> 400 Dalton) khó hấp thu. 1.2.5. Một số chế phẩm chứa curcumin trên thị trường Mặc dù curcumin bị hạn chế về nhiều mặt như độ tan trong nước thấp, độ ổn định kém, dễ bị phân hủy bởi môi trường kiềm, ánh sáng nhưng hiện nay curcumin vẫn được ứng dụng rất nhiều trong các chế phẩm hỗ trị điều trị và chăm sóc da cả trong và ngoài nước. Một số chế phẩm chứa curcumin đang lưu hành trên thị trường được thể hiện trong bảng 1.2. 9 Bảng 1.2. Một số chế phẩm chứa curcumin lưu hành trên thị trường Tên thương mại Nước sản Chế phẩm xuất Hàm lượng Dạng bào chế Psoria-Gold Classic Regular Hoa Kỳ - Gel Curcumin Gel Gel chứa Decumar Việt Nam - nano curcumin Skin curcumin Tumeric gel Tumeric retinol Việt Nam 0,3% Gel Ấn Độ - Gel Hoa Kỳ - Serum * Ghi chú: (-): Không có thông tin về hàm lượng curcumin. Thực tế cho thấy có rất nhiều sản phẩm trên thị trường chứa curcumin được bào chế dưới nhiều dạng bào chế khác nhau như bột, viên nang, gel, kem, serum… Chứng tỏ rằng, với đặc tính an toàn và có khả năng chống viêm, kháng khuẩn, liền sẹo… curcumin đang được sử dụng ngày càng nhiều. Tuy nhiên với những hạn chế về mặt độ tan cũng như độ ổn định, curcumin trong các chế phẩm bôi ngoài da thường có hàm lượng thấp do đó ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng của curcumin. Để khắc phục những hạn chế của curcumin, trên thị trường cũng đã có những chế phẩm bào chế curcumin dưới dạng tiểu phân nano. Với kích thước nhỏ cỡ nanomet, hệ tiểu phân nano có thể dễ 10 dàng thấm hoặc hấp thu qua các tổ chức do tăng diện tích tiếp xúc với bề mặt màng hoặc nhờ kích thước nhỏ có thể dễ dàng thâm nhập vào các kênh trên màng sinh học. 1.2.6. Một số nghiên cứu bào chế nanoemulgel 1.2.6.1. Nghiên cứu bào chế nanoemulgel Bhavna Dhawan và cộng sự (năm 2014) đã tiến hành bào chế và đánh giá nanoemulgel piroxicam với các thành phần 0,5% piroxicam, 10% acid oleic, 35% hỗn hợp tween 80 và ethanol tỷ lệ 1:3, 55% nước và 0,5% (kl/kl) Carbopol 934. Hệ được bào chế như sau: piroxicam được hòa tan vào hỗn hợp acid oleic, tween 80 và ethanol thu được pha dầu. Carbopol 934 được trương nở trong nước 24 giờ. Pha dầu được thêm từ từ vào pha nước dưới sự khuấy trộn của máy khuấy. PH được điều chỉnh bằng triethanolamin. Kết quả: KTG là 135,4 nm và PDI là 0,164. Thí nghiệm thử thấm ex vivo qua da chuột cho thấy hệ nanoemulgel piroxicam tối ưu có tốc độ dược chất thấm qua da cao hơn so với gel tự do lần lượt là 42 ± 0,003 µg/cm2/giờ và 37 ± 0,02 µg/cm2/giờ. Hệ nanoemulgel piroxicam được đánh giá độ ổn định với điều kiện bảo quản ở nhiệt độ 25 ± 2°C, 40 ± 0,1°C và 4 ± 0,2°C, kết quả cho thấy tất cả các công thức đều ổn định, không có sự thay đổi về nồng độ, pH. Do đó, hệ nanoemulgel làm tăng khả năng thấm của thuốc qua da đồng thời nâng cao độ ổn định của các giọt dầu trong hệ nano nhũ tương [13]. Bhanu P Vijaya và cộng sự (năm 2011) đã tiến hành bào chế và đánh giá nanoemulgel diclofenac như sau: Pha nước bao gồm methyl paraben được hòa tan trong nước nóng. Carbopol 934 được phân tán liên tục vào pha nước bằng máy khuấy ở tốc độ không đổi. Đến khi Carbopol 934 trương nở hoàn toàn, pha nước được đun nóng đến 75oC. Pha dầu bao gồm Crodamol GTCC, Cetomacrogol 1000 và parafin lỏng được đun nóng tới 75oC. Sau đó, hỗn hợp pha dầu được thêm từ từ vào pha nước dưới sự khuấy trộn liên tục cho đến khi tạo thành nano nhũ tương. Diclofenac diethylamin được hòa tan trong propylen glycol và thêm vào nano nhũ tương. Hỗn hợp được trung hòa bằng diethylamin đã được phối hợp với lượng nhỏ nước. Kết quả cho thấy, nanoemulgel tối ưu (không chứa isopropanol) giải phóng thuốc tương đương với chế phẩm trên thị thường (có chứa isopropanol để làm tăng độ tan của diclofenac diethylamin nhưng dễ gây kích ứng với da và mắt, tiếp xúc lâu với da có thể gây chàm) [10]. 11