Slide hệ TIỂU PHÂN MICRO NANO và LIPOSOME

9/20/2020 MỤC TIÊU HỌC TẬP Trình bày định nghĩa, đặc điểm cấu tạo, thành phần Phương pháp bào chế hệ: HỆ TIỂU PHÂN MICRO, NANO VÀ LIPOSOME ➢ Hệ tiểu phân micro ➢ Hệ tiểu phân nano ➢ Liposome ThS Phạm Thị Phương Dung Bộ môn Bào chế - Công nghệ Dược Mục đích chế tạo hệ tiểu phân cơng nghệ dược phẩm HỆ TIỂU PHÂN MICRO HỆ TIỂU PHÂN MICRO • Là hệ chứa tiểu phân có kích cỡ micromet VI NANG • Bao gồm vi nang (microcapsule) vi cầu (microsphere) ❖ Cấu trúc thành phần vi nang − Là hệ có cấu trúc vỏ nhân − Vỏ thường polyme sáp bao nhân dược chất (1 nhân hay nhiều nhân) kích thước cỡ hàng chục micromet trở lên − Dược chất thể rắn lỏng thường chiếm tỷ lệ 10 – 90% khối lượng vi nang 9/20/2020 MICROCAPSULE HỆ TIỂU PHÂN MICRO VI NANG ❖ Mục đích chế tạo vi nang − Hạn chế bay dược chất − Bảo vệ dược chất (vitamin, enzyme…), tránh tác động ngoại môi (độ ẩm, pH ) − Hạn chế tương kỵ − Kiểm soát giải phóng dược chất (bao tan ruột, giải phóng kéo dài) − Tăng tính thấm, tăng hấp thu dược chất HỆ TIỂU PHÂN MICRO HỆ TIỂU PHÂN MICRO VI NANG VI NANG ❖ Phương pháp bào chế ❖ Phương pháp bào chế ▪ Phương pháp bao Phương pháp bao − Bao tiểu phân cỡ 0.5 – 2.0 mm bao màng mỏng viên nén hay pellet Phương pháp phun sấy − Thành phần màng bao thường polyme kiểm sốt giải phóng, bảo vệ dược chất Phương pháp phun đơng tụ − Vỏ bao tương đối hồn thiện dược bao lặp lại nhiều lần Phương pháp tách pha đông tụ − Điều chế dung dịch tá dược vỏ bao dung mơi thích hợp, sau phun lên bề mặt tiểu phân để tạo màng bao… 9/20/2020 BAO TẦNG SÔI 10 HỆ TIỂU PHÂN MICRO HỆ TIỂU PHÂN MICRO VI NANG VI NANG ❖ Phương pháp bào chế ❖ Phương pháp bào chế ▪ Phương pháp phun sấy ▪ Phương pháp phun sấy − Với dược chất rắn, không tan dung dịch vỏ bao điều chế thành hỗn dịch (thêm chất chống dính) − Với dược chất dễ tan dầu, hịa tan dầu thực vật dung mơi hữu − Phun hỗn dịch thiết bị phun sấy, dung môi bay để lại vỏ bao tiểu phân dược chất − Nhũ hóa pha dầu vào dung dịch vỏ bao thân nước tạo nhũ tương D/N (nguyên liệu vỏ bao gơm, gelatin, tinh bột biến tính…) − Phun sấy nhũ tương tạo vi nang − Vỏ vi nang dễ tan nước, độ ổn định 11 12 9/20/2020 HỆ TIỂU PHÂN MICRO VI NANG ❖ Phương pháp bào chế ▪ Phương pháp phun đông tụ − Tiểu phân dược chất rắn không tan tá dược vỏ bao (sáp, chất béo) phân tán vào tá dược nóng chảy, tạo hỗn dịch đồng − Phun hỗn dịch vào buồng lạnh, tỷ lệ dược chất vi nang không cao, vi nang dễ bị chảy dính nhiệt độ cao 13 14 HỆ TIỂU PHÂN MICRO PHƯƠNG PHÁP PHUN ĐÔNG TỤ VI NANG ❖ Phương pháp bào chế ▪ Phương pháp tách pha đông tụ − Điều chế hệ gồm ba thành phần pha: tiểu phân dược chất nhân rắn lỏng môi trường dung dịch chất tạo vỏ vi nang − Làm đông tụ tá dược tạo vỏ lên bề mặt tiểu phân dược chất cách thay đổi nhiệt độ, dung mơi thêm chất hóa muối − Làm cứng vỏ vi nang nhiệt độ thấp, lọc, rửa, làm khô vi nang 15 16 9/20/2020 HỆ TIỂU PHÂN MICRO PHƯƠNG PHÁP TÁCH PHA Đ ÔNG T Ụ VI CẦU ❖ Cấu trúc thành phần vi cầu − Là hệ tiểu phân kích cỡ micromet vi nang có cấu trúc khối đồng dạng cốt − Có cấu trúc giống pellet nên đơi gọi micropellet − Dược chất hịa tan phân tán tá dược dùng làm cốt vi cầu − Tá dược (chất mang) thường có loại: sáp, polyester, albumin 17 18 MICROSPHERE HỆ TIỂU PHÂN MICRO VI CẦU ❖ Phương pháp bào chế (Chủ yếu dùng kỹ thuật vi nhũ tương) ▪ Với chất mang loại sáp − Hòa tan phân tán dược chất vào chất mang nóng chảy − Nhũ hóa hỗn hợp vào pha nước − Đơng rắn vi cầu cách thêm pha nước lạnh (pha ngoại) lọc, rửa, làm khô vi cầu 19 20 9/20/2020 HỆ TIỂU PHÂN MICRO HỆ TIỂU PHÂN MICRO VI CẦU VI CẦU ❖ Phương pháp bào chế (Chủ yếu dùng kỹ thuật vi nhũ tương) ❖ Phương pháp bào chế (Chủ yếu dùng kỹ thuật vi nhũ tương) ▪ Với chất mang albumin ▪ Với chất mang polyester (của acid polylactic, polyglycolic…) − Hòa tan dược chất albumin vào nước − Hòa tan dược chất chất mang vào dung mơi hữu thích hợp − Nhũ hóa pha nước vào pha dầu thực vật tạo nhũ tương N/D − Nhũ hóa pha dầu pha nước nhờ chất diện hoạt − Đơng vón albumin cách đun nóng (100 - 170C) thêm − Bốc dung môi khuấy trộn liên tục, hình thành vi cầu glutaraldehyde, butadion để hình thành vi cầu − Lọc, rửa, làm khô vi cầu − Lọc, rửa, làm khô vi cầu 21 22 HỆ TIỂU PHÂN NANO HỆ TIỂU PHÂN NANO • Là hệ chứa tiểu phân siêu nhỏ có kích thước cỡ nanomet • Phân loại: nhóm ❖Mục đích chế tạo hệ tiểu phân nano HỆ NANO NGUYÊN LIỆU NANO HỆ ĐƯA THUỐC CÓ CẤU TRÚC NANO – Cải thiện sinh khả dụng cho dược chất tan, khó thấm, khơng bền môi trường sinh học THIẾT BỊ NANO – Định hướng dược chất tới đích tác dụng (tới tổ chức bị bệnh, đưa vào nội bào…) Vô Siêu vi cầu 23 Hữu Siêu vi nang Liposome Polyme Micell Không polyme Dendrime Ống carbon Chấm lượng tử 24 9/20/2020 ỨNG DỤNG CỦA TIỂU PHÂN NANO KIM LOẠI HỆ TIỂU PHÂN NANO NGUYÊN LIỆU NANO ❖ Tiểu phân nano kim loại – Tiểu phân nano kim loại dạng nano có khả thâm nhập vào nội bào qua màng tế bào gây tác dụng dược lý, sau đào thải qua lọc cầu thận – Tiểu phân nano kim loại điều chế phản ứng hóa học kết tủa có nhiều tính chất như: cộng hưởng plasmon, siêu thuận từ, tạo xạ nhiệt hay từ kích thích – Tiểu phân nano kim loại chức hóa bề mặt làm giá mang dược chất kháng ung thư, kháng thể… Ứng dụng Kim loại Chế phẩm NSX/ Biệt dược Sát trùng Bạc, kẽm oxyd… Băng, gạc Nucryst Cầm máu Nhôm silicat Nano chức hóa Z-Medica Diệt tế bào ung thư Vàng, Platin Nano chức hóa Cytimmune Aroplatin Nhiệt trị liệu Vàng, sắt oxyd… Nano chức hóa Chuẩn đốn hình ảnh Sắt oxyd Sắt oxyd Nano chức hóa Dendrime Endorem® Gardomer Biomarker Vàng Bạc (phát ung thư vịm họng) Nano chức hóa Nano chức hóa Oxonica Siêu vi định lượng Sắt oxyd (phát độc tốc vi khuẩn, xác định hoạt tính enzyme) Nano-dextran-ligand – Độc tính tiểu phân nano kim loại độc dạng muối loại 25 26 27 28 9/20/2020 HỆ TIỂU PHÂN NANO HỆ TIỂU PHÂN NANO NGUYÊN LIỆU NANO ❖ Đặc tính ứng dụng ❖Tiểu phân nano kết tinh phi kim – Là hệ đưa thuốc gồm tiểu phân kích cỡ nanomet dược chất – Các dược chất tan nước điều chế thành hệ tiểu phân lồng gắn vào chất mang (giá mang thuốc) nano dạng bột hỗn dịch nhằm tăng độ tan, tính thấm (paclitaxel, – Các giá mang thuốc đưa vào thể dạng bào chế đường nifedipin, progesterone…) dùng khác nhằm tăng sinh khả dụng, kéo dài tác dụng đưa thuốc tới đích – Các tiểu phân nano phi kim điều chế phương pháp ngưng kết từ dung dịch thay đổi dung môi, dùng CO2 siêu tới hạn, – Giá mang ảnh hưởng lớn đến dược động học dược chất, giải phóng dược chất thể sau bị phân giải sinh học đào thải phân tán (nghiền ướt, nghiền khô) 29 HỆ TIỂU PHÂN NANO MANG DƯỢC CHẤT 30 HỆ TIỂU PHÂN NANO HỆ TIỂU PHÂN NANO HỆ TIỂU PHÂN NANO MANG DƯỢC CHẤT HỆ TIỂU PHÂN NANO MANG DƯỢC CHẤT ❖ Cấu trúc – chế mang dược chất ❖Yêu cầu hệ tiểu phân nanopolyme mang thuốc – Hệ cốt: tiểu phân nano dược chất phân tán giá mang polymer (siêu vi cầu, – Tương hợp sinh học, không độc tiểu phân lipid rắn) – Khả mang dược chất lớn – Hệ màng bao: polymer bao tiểu phân dược chất (siêu vi nang, liposome, micelle, dendrim, ống carbon) – Giải phóng dược chất theo ý đồ thiết kế – Hệ liên kết: polymer gắn trực tiếp với phân tử dược chất liên kết hóa học Các hệ cốt hay màng bao liên kết với dược chất liên kết tĩnh điện, liên kết hóa học, liên kết không gian nhằm tăng khả mang thuốc 31 32 9/20/2020 HỆ TIỂU PHÂN NANO HỆ TIỂU PHÂN NANO HỆ TIỂU PHÂN NANO MANG DƯỢC CHẤT 2.1 Siêu vi nang, siêu vi cầu ❖Thành phần chất mang polymer ❖ Đặc điểm cấu trúc Chất mang polymer đóng vai trị: – Siêu vi nang có cấu trúc nhân vỏ vi nang – Bảo vệ dược chất – Siêu vi cầu có cấu trúc cốt (matrix) vi cầu – Quyết định phân bố tiểu phân thể – Ở kích cỡ nanomet phân biệt cấu trúc nêu tương đối – Quyết định mơ hình, tốc độ, vị trí giải phóng dược chất thể ❖ Phương pháp bào chế – Chất mang bao gồm: – Phương pháp bốc từ nhũ tương + Polyme thiên nhiên (chitosan, cyclodextrin, albumin) – Phương pháp polymer hóa + Polyme tổng hợp (polyester, polyaldehyd) – Phương pháp đun chảy (kết hợp siêu âm) + Lipid rắn (sáp, acid béo, alcol béo, dầu hydrogen hóa) 33 (Sơ đồ quy trình bào chế phương pháp) 34 NHŨ TƯƠNG NANO HỆ TIỂU PHÂN NANO 2.2 Nhũ tương nano Microemulsion – Là nhũ tương siêu mịn (siêu vi nhũ tương), có kích thước pha phân tán cỡ nanomet (20-100nm) – Có đặc trưng khác với vi nhũ tương (microemulsion): + Trong suốt gần suốt + Ổn định mặt nhiệt động + Không xảy tượng kết tụ, tách lớp 35 36 9/20/2020 HỆ TIỂU PHÂN NANO 2.3 Micell polymer – Là tiểu phân polymer tạo thành từ tập hợp siêu phân tử copolymer lưỡng thân dung dịch nước nồng độ micelle tới hạn – Hình cầu, kích thước từ 10-100nm – Ưu điểm: + Kích thước nhỏ, phân bố đồng + Dễ xâm nhập nội bào + Mang dược chất thân dầu thân nước + Bề mặt thân nước dễ đa chức hóa: kéo dài thời gian tuần hồn, gắn nhóm hướng đích 37 38 PHÂN BIỆT MICELLE VÀ LIPOSOME HỆ TIỂU PHÂN NANO 2.4 Dendrime – Là polymer phân tử lượng lớn, hình siêu phân nhánh có ngăn rỗng giữa, tổng hợp hóa học cách gắn bước đơn vị monomer vào nhân – Cấu tạo gồm: nhân, nhánh bề mặt – Ưu điểm: + Tương hợp sinh học cao + Kích thước nhỏ (1-50nm) nên dễ thấm + Khả mang thuốc lớn + Bề mặt dễ biến tính 39 40 10 9/20/2020 Dendrime LIPOSOME Định nghĩa – Liposome tiểu phân hình cấu có cấu trúc lớp hay nhiều lớp vỏ lipid kép đồng tâm có đầu thân nước hướng bao bọc ngăn nước tâm lớp, kích thước hang chục đến hàng nghìn nanomet – Dược chất thân nước phối hợp vào ngăn nước, dược chất thân dầu phối hợp lớp vỏ lipid 41 42 LIPOSOME PHÂN LOẠI LIPOSOME Tên Liposome quy ước Thành phần Đặc điểm Liposome tuần hồn dài Phospholipid trung hịa có nhiệt độ chảy cao Bề mặt bao polyme thân nước Thanh thải chậm, kéo dài thời gian tuần hoàn (vài ngày) Dễ định hướng tới đích Liposome miễn dịch Bề mặt gắn kháng thể Liên kết với receptor đặc trưng quan đích Giải phóng DC ngoại bào Liposome nhạy cảm pH Phospholipid nhạy cảm với pH thấp Tính thấm cao pH thích hợp, giải phóng DC nội bào Liposome nhạy cảm nhiệt Bào chế với lipid có nhiệt độ chuyển dạng thấp Dễ giải phóng dược chất nhiệt độ 39-43C → kích thích nhiệt nơi cần tập trung giải phóng DC 43 Liposome quy ước Ứng dụng Phospholipid tự nhiên/ Dễ bị đại thực Đưa thuốc phospholipid tích điện âm bào nhận biết vào hệ thực + cholesterol thải khỏi hệ bào tuần hoàn (4h) 44 11 9/20/2020 LIPOPLEXE LIPOSOME Phospholipid cationic liên kết với AND Tên Thành phần Ứng dụng Lipoplexes Phospholipid cationic liên kết với Chuyển gen, điều trị bệnh gen AND Virosomes Chất mang vỏ virus Proliposome Liposome dạng bột đông khô Ethosome Chứa alcol (ethanol, ispropanol) với tỷ lệ lớn Tăng thấm thuốc qua da Liposome linh động Phosphotidylcholin dầu đậu tương, chất diện hoạt, ethanol Tăng thấm thuốc qua da, ứng dụng mỹ phẩm Niosome Thay phospholipid chất diện hoạt khơng ion hóa Tăng sinh khả dụng DC tan Tăng độ ổn định DC bền Arsonoliposome Thay phospholipid arsonolipid Thuốc điều trị ung thư diệt ký sinh trùng Dùng tạo đáp ứng miễn dịch 45 46 VIROSOME ETHOSOM E Chứa alcol (ethanol, ispropanol) với tỷ lệ lớn Chất mang vỏ virus 47 48 12 9/20/2020 LIPOSOME NIOSOME Thay phospholipid chất diện hoạt khơng ion hóa Ưu nhược điểm liposome – Chất mang dễ phân giải sinh học không độc, không gây miễn dịch – Có thể đồng thời mang dược chất thân nước thân dầu nên dễ phối hợp dược chất – Dễ thấm vào tế bào làm tăng sinh khả dụng, đưa dược chất tới nội bào để chữa bệnh nội bào – Thay đổi phân bố sinh học số dược chất nên giảm độc tính tác dụng khơng mong muốn – Có vỏ bao giống vi nang nên bảo vệ dược chất, tăng độ tan, kéo dài tác dụng – Tuổi thọ liposome ngắn khơng bền hóa học, khó đồng lơ mẻ sản xuất lớn, liposome khó mang dược chất phân tử lớn 49 50 LIPOSOME Thành phần liposome a Vỏ liposome LIPOSOME b ➢ Gồm thành phần phospholipid cholesterol Thành phần liposome Dược chất Dược chất dược gắn vào liposome theo hai cách: – Phospholipid tự nhiên: lecithin, PE, PS… ➢ Gắn thụ động vào liposome trình tạo liposome – Phospholipid tổng hợp: DOPC, DSPC, DOPE… ➢ Cần ý lựa chọn phospholipid thông số: – Dược chất sơ nước hòa tan lớp lipid – Mức độ bão hòa dây nối C-C – Dược chất thân nước hịa tan vào pha nước – Khả tích điện ➢ Gắn chủ động vào liposome sau chế tạo xong liposome – Nhiệt độ chuyển thể lỏng – Vận chuyển dược chất vào liposome nhờ chênh lệch pH, nồng độ, nhờ liên kết… – Mức độ tinh khiết ➢ Cholesterol dẫn chất: Không tham gia lớp kép, đóng vai trị hệ đệm lỏng điều chỉnh thể chất, tăng độ bền học màng ➢ Thành phần khác: chất diện hoạt khơng ion hóa acid béo nhằm tăng tính linh động, tăng tính thấm qua da 51 52 13 9/20/2020 PHƯƠNG PHÁP BÀO CHẾ LIPOSOME a Phương pháp hydrat hóa màng mỏng (PP Bangham) – Cất quay dung dịch phospholipid loại dung môi hữu để tạo màng – Hydrat hóa màng cách thêm nước hệ đệm, dung dịch đẳng trương NaCl, glucose, quay lắc bình chức màng tạo liposome PHƯƠNG PHÁP BÀO CHẾ LIPOSOME 53 – Tinh chế liposome li tâm, lọc gel hay thẩm tích 54 BÀO CHẾ LIPOSOME THEO PHƯƠNG PHÁP HYDRAT HÓA MÀNG MỎNG PHƯƠNG PHÁP BÀO CHẾ LIPOSOME b Phương pháp thay đổi dung môi – Thay đổi dung môi từ dung dịch ethanol ether sang môi trường dung dịch nước tạo liposome ▪ Phương pháp bơm ethanol (PP Batzri Kom) ▪ Phương pháp bơm ether (PP Deamer Bangham) 55 56 14 9/20/2020 BÀO CHẾ LIPOSOME THEO BÀO CHẾ LIPOSOME THEO PHƯƠNG PHÁP BƠM ETHANOL PHƯƠNG PHÁP BƠM ETHER Hòa tan phospholipid thành phần tạo màng vào ethanol Bơm nhanh dung dịch vào môi trường nước hệ đệm Vừa bơm Ethanol + Phospholipid (lecithin) vừa khuấy Tạo liposome thay đổi dung môi Siêu lọc để loại ethanol KCl 0.16M Tinh chế thu liposome 57 58 BÀO CHẾ LIPOSOME THEO PHƯƠNG PHÁP BỐC HƠI PHA ĐẢO BÀO CHẾ LIPOS OME T HEO PHƯƠNG PHÁP DÙNG CHẤT DIỆN HOẠT ➢ Dùng siêu âm tạo nhũ tương N/D với pha dầu dung dịch phospholipid ➢ Dùng chất diện hoạt nồng độ nồng độ micelle tới dung môi hữu hạn đề hịa tan phospholipid sau loại bỏ chất diện ➢ Cắt áp suất giảm để loại dung môi hữu tạo liposome hoạt để phospholipid tập hợp lại tạo liposome ➢ Chất diện hoạt loại bỏ Phương pháp thẩm tích, sắc ký gel Sephadex trao đổi ion 59 60 15 9/20/2020 CÁC KỸ THUẬT HỖ TRỢ TRONG BÀO CHẾ LIPOSOME ➢ Đông khô để tăng độ ổn định liposome bảo quản ➢ Đồng hóa giảm kích thước tiểu phân Phương pháp ép đùn qua màng lọc, dùng áp suất cao, dùng siêu âm ➢ Đưa dược chất vào liposome dựa chênh lệch pH bên liposome thay đổi mơi trường bên ngồi thẩm tích, lọc gel, lọc tiếp tuyến ➢ Đa chức hóa bề mặt liposome ➢ Tiệt khuẩn liposome cách lọc qua màng 0,22m (với liposome nhỏ 0,22 m 0,5 m có tính đàn hồi 61 62 16 ... sau bị phân giải sinh học đào thải phân tán (nghiền ướt, nghiền khô) 29 HỆ TIỂU PHÂN NANO MANG DƯỢC CHẤT 30 HỆ TIỂU PHÂN NANO HỆ TIỂU PHÂN NANO HỆ TIỂU PHÂN NANO MANG DƯỢC CHẤT HỆ TIỂU PHÂN NANO. .. cầu 21 22 HỆ TIỂU PHÂN NANO HỆ TIỂU PHÂN NANO • Là hệ chứa tiểu phân siêu nhỏ có kích thước cỡ nanomet • Phân loại: nhóm ❖Mục đích chế tạo hệ tiểu phân nano HỆ NANO NGUYÊN LIỆU NANO HỆ ĐƯA THUỐC... 25 26 27 28 9/20/2020 HỆ TIỂU PHÂN NANO HỆ TIỂU PHÂN NANO NGUYÊN LIỆU NANO ❖ Đặc tính ứng dụng ? ?Tiểu phân nano kết tinh phi kim – Là hệ đưa thuốc gồm tiểu phân kích cỡ nanomet dược chất – Các