Nghiên cứu bào chế và đánh giá một số đặc tính tiểu phân nano aspirin

34 Trang 6 Copyright @ School of Medicine and Pharmacy, VNU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình Tên Trang Hình 1.1 Sơ đồ kỹ thuật nhũ hóa và bay hơi dung môi 7 Hình 1.2 Sơ đồ kỹ thuật th

TỔNG QUAN

Công nghệ nano

Công nghệ nano là lĩnh vực khoa học tập trung vào việc thiết kế, phân tích và ứng dụng các cấu trúc và thiết bị ở cấp độ nguyên tử và phân tử Nhờ vào việc sắp xếp vật chất ở kích thước nano, công nghệ này khai thác các đặc tính và hiện tượng mới, mang lại nhiều ứng dụng hữu ích trong các lĩnh vực khác nhau.

Công nghệ nano có ba thuộc tính cơ bản [11]:

- Các thao tác thực hiện ở mức nano

- Kích thước vật liệu ở mức nano

- Tạo ra vật liệu, thiết bị và hệ thống hữu ích mới.

Vài nét về tinh thể nano

Tinh thể nano (nanocrystal) là các tiểu phân rắn tinh khiết với kích thước trung bình dưới 1000 nm, trong đó không chứa bất cứ một vật liệu mang nào [23,

Tinh thể nano có kích thước tối thiểu một chiều nhỏ hơn 100 nm và được hình thành từ các chấm lượng tử, với cấu trúc nguyên tử có thể là đơn tinh thể hoặc đa tinh thể, tùy thuộc vào phương pháp sản xuất Chúng có thể tồn tại dưới dạng tinh thể hoặc vô định hình.

1.2.2 Ưu điểm của tinh thể nano

1.2.2.1 Tăng độ tan Độ tan của DC thường phụ thuộc vào các yếu tố như đặc tính lý hóa của DC, môi trường hòa tan và nhiệt độ Tuy nhiên, đối với các tiểu phân DC với kích thước nhỏ hơn 1-2 àm, độ tan phụ thuộc vào KTTP Độ tan tăng lờn khi KTTP giảm xuống dưới 1000 nm [24] Điều này được giải thích theo phương trình Kelvin và Ostwald-Freundlich:

Áp suất hòa tan ρr của tiểu phân có bán kính r được xác định bởi áp suất hòa tan ρ∞ của tiểu phân lớn ban đầu, sức căng bề mặt γ, hằng số khí R, nhiệt độ tuyệt đối T, bán kính tiểu phân r, khối lượng phân tử Mr và tỷ trọng ρ của tiểu phân.

Trong trạng thái bão hòa, các phân tử hòa tan và phân tử tái kết tinh đạt được sự cân bằng Khi kích thước phân tử giảm, áp suất hòa tan sẽ tăng, dẫn đến sự chuyển dịch cân bằng về phía hòa tan, từ đó làm tăng độ tan bão hòa.

Phương trình Ostwald-Freundlich biểu thị mối quan hệ giữa độ tan bão hòa và KTTP:

Độ tan bão hòa (Cs) và độ tan của tiểu phân lớn (Cα) là những yếu tố quan trọng trong nghiên cứu Sức căng bề mặt (σ), thể tích mol (V), hằng số khí (R), nhiệt độ tuyệt đối (T), tỷ trọng tiểu phân (ρ) và bán kính tiểu phân (r) cũng đóng vai trò không kém trong việc xác định tính chất của hệ thống Những thông số này cần được xem xét kỹ lưỡng để hiểu rõ hơn về sự tương tác giữa các tiểu phân trong môi trường.

Theo nghiên cứu, khi giảm kích thước tiểu phân (KTTP), độ tan bão hòa của dung dịch (DC) sẽ tăng lên Tuy nhiên, điều này chỉ đúng với các tiểu phân có kích thước nhỏ hơn 1-2 micromet, đặc biệt là những tiểu phân có kích thước nhỏ hơn 200 nm.

Việc bào chế hệ nano tinh thể có thể làm cho đặc tính kết tinh của tiểu phân

DC chuyển từ trạng thái kết tinh sang trạng thái vô định hình, dẫn đến việc tinh thể nano vô định hình có độ tan cao hơn so với tinh thể nano ở trạng thái tinh thể với kích thước tương đương Do đó, tinh thể nano vô định hình được xem là giải pháp lý tưởng để nâng cao độ tan của DC.

1.2.2.2 Cải thiện độ hòa tan

Theo phương trình hòa tan Nernst–Brunner và Levich, tốc độ hòa tan của dược chất được biểu diễn như sau:

- dM/dt là tốc độ hòa tan của dược chất,

- S là diện tích bề mặt tiểu phân,

- Cs là độ tan bão hòa của dược chất,

- C là nồng độ dược chất tại thời điểm t,

- h là bề dày lớp khuếch tán

Copyright @ School of Medicine and Pharmacy, VNU

Tốc độ hòa tan của các tinh thể nano có thể được cải thiện nhờ vào việc tăng diện tích bề mặt, giảm độ dày lớp khuếch tán và nâng cao khả năng tan.

1.2.2.3 Tăng khả năng kết dính vào bề mặt hoặc màng tế bào

DC nano tinh thể nổi bật hơn so với tiểu phân micromet nhờ khả năng tăng cường kết dính vào bề mặt hoặc màng tế bào Sự gia tăng kết dính này xuất phát từ việc tăng diện tích tiếp xúc của các tiểu phân có kích thước nhỏ Cơ chế kết dính của nano tinh thể có thể được giải thích qua hai lý thuyết: thuyết tĩnh điện, liên quan đến lực hút tĩnh điện giữa tiểu phân và bề mặt màng nhày, và thuyết hấp thụ, đề cập đến các liên kết hydro và van der Waals giữa bề mặt tiểu phân và màng nhày.

1.2.2.4 Cải thiện sinh khả dụng đường uống

Các tiểu phân nano với kích thước nhỏ và diện tích tiếp xúc lớn giúp tăng độ tan và tốc độ hòa tan của dược chất, từ đó nâng cao khả năng sinh khả dụng (SKD) của thuốc Điều này đặc biệt quan trọng đối với những dược phẩm kém tan trong nước, góp phần cải thiện hiệu quả điều trị cho các loại thuốc như thuốc chống ung thư, thuốc chống nấm và NSAIDs.

Các tiểu phân nano, đặc biệt là những tiểu phân có DC gắn chất mang, có khả năng vượt qua các rào cản tế bào và xâm nhập vào máu, hệ thống nội bào, gan, tủy xương, màng ruột và lớp niêm mạc Chúng không chỉ tăng cường khả năng hấp thu thuốc qua hàng rào máu não (BBB) mà còn kéo dài thời gian lưu thông trong máu Điều này đặc biệt quan trọng đối với các dược chất có tính chất sinh dược học kém, như kém tan trong nước và tính thấm qua biểu mô tế bào thấp.

Nano tinh thể có khả năng cải thiện sự hấp thu của DC thông qua hai cơ chế chính Đầu tiên, dưới dạng nano tinh thể, DC tăng cường độ tan và tốc độ hòa tan, tạo ra chênh lệch nồng độ lớn hơn giữa nhung mao ruột và máu, từ đó làm tăng quá trình khuếch tán thụ động Thứ hai, các tiểu phân nano tinh thể có thể bám dính vào màng nhày của hệ thống dạ dày ruột, dẫn đến chênh lệch nồng độ cao hơn và kéo dài thời gian lưu cũng như thời gian tiếp xúc trong hệ thống này.

1.2.2.5 Phát triển dạng thuốc tác dụng tại đích

Thuốc giải phóng tại đích cần đáp ứng một số tiêu chí quan trọng, bao gồm việc không bị loại quá nhanh khỏi hệ tuần hoàn, khả năng kết hợp với mô đích một cách hiệu quả, và giải phóng tại mô hoặc tế bào đích Hệ thống giải phóng thuốc nano là giải pháp lý tưởng để đáp ứng những yêu cầu này.

Hạt nano tương hợp sinh học mang lại nhiều lợi ích vượt trội so với thuốc truyền thống, bao gồm khả năng tăng cường hiệu quả điều trị, giảm thiểu độc tính và cải thiện khả năng hấp thu vào tế bào Chúng có khả năng vượt qua hàng rào máu não, giúp đưa thuốc đến các tế bào mục tiêu một cách hiệu quả hơn.

Các thuốc chống ung thư thường gặp khó khăn trong lâm sàng do độ tan kém và độc tính cao Việc gắn thuốc vào siêu vi cầu với chất mang dễ phân hủy sinh học giúp giải phóng thuốc có kiểm soát, giảm nồng độ độc hại Sử dụng các hạt nano giải phóng tại đích cho phép thuốc tập trung vào các mô ung thư, từ đó giảm độc tính và nâng cao hiệu quả điều trị.

1.2.3 Nhược điểm của tinh thể nano

1.2.3.1 Khó khăn trong quá trình bào chế

Tổng quan về Aspirin

Hình 1.4 Công thức cấu tạo Aspirin (Acetylsalycilic acid)

- Tên khoa học: Acid -2- acethoxy benzoic

- Trọng lượng phân tử: 180,160 g/mol

- Thể chất: Tinh thể không màu, bột kết tinh rắn, màu trắng, aspirin cô đặc thường có mùi giống như giấm

- Độ tan: khó tan trong nước, dễ tan trong etanol 96%, tan trong ether và cloroform, tan trong dung dịch kiềm và carbonat kiềm

Aspirin có thể được định tính bằng một trong bốn phương pháp sau Phổ hấp thụ hồng ngoại của chế phẩm phải phù hợp với phổ hấp thụ hồng ngoại của acid acetylsalicylic chuẩn Ngoài ra, có thể xác định aspirin bằng cách đun sôi 0,2 g chế phẩm với 4 ml dung dịch natri hydroxyd loãng trong 3 phút, sau đó để nguội và thêm 5 ml dung dịch acid sulfuric loãng, tạo thành tủa kết tinh.

Nhiệt độ trong khoảng 100 °C đến 105 °C, với điểm chảy từ 156 °C đến 161 °C Trong ống nghiệm, trộn 0,1 g chế phẩm với 0,5 g calci hydroxyd, đun hỗn hợp và cho khói sinh ra tiếp xúc với giấy lọc đã tẩm 0,05 ml dung dịch nitrobenzaldehyd, sẽ xuất hiện màu vàng ánh lục hoặc xanh lam ánh lục Khi làm ẩm giấy lọc với dung dịch acid hydrocloric loãng, màu sẽ chuyển thành xanh lam Cuối cùng, hòa tan khoảng 20 mg tủa thu được từ phép định tính trong 10 ml nước, sau đó làm nguội, dung dịch này sẽ cho phản ứng salicylat.

Hòa tan 1,0 g chế phẩm trong 10 ml ethanol 96% trong bình nón nút mài, sau đó thêm 50,0 ml dung dịch natri hydroxyd 0,5 N Đậy nắp bình và để yên trong 1 giờ Tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch acid hydrocloric 0,5 N, sử dụng 0,2 ml dung dịch phenolphtalein làm chỉ thị và mẫu trắng Lưu ý rằng 1 ml dung dịch natri hydroxyd 0,5 N tương đương với 45,04 mg C9H8O4.

Aspirin được chỉ định để giảm các cơn đau nhẹ và vừa, đồng thời giảm sốt

Aspirin thường được thay thế bằng paracetamol do tỷ lệ cao tác dụng phụ đến đường tiêu hóa Tuy nhiên, aspirin vẫn được sử dụng trong điều trị các bệnh viêm cấp và mạn tính như viêm khớp dạng thấp và viêm (thoái hóa) xương khớp Nhờ vào tác dụng chống kết tập tiểu cầu, aspirin có vai trò quan trọng trong điều trị các bệnh lý tim mạch như đau thắt ngực và nhồi máu cơ tim, cũng như trong việc phòng ngừa biến chứng tim mạch cho bệnh nhân có nguy cơ cao Ngoài ra, thuốc còn được sử dụng trong điều trị và dự phòng các bệnh lý mạch não như đột quỵ, và được chỉ định trong điều trị hội chứng Kawasaki nhờ vào tác dụng chống viêm, hạ sốt và chống huyết khối.

Không dùng aspirin cho các trường hợp sau [2]:

- Người đã có triệu chứng hen, viêm mũi, mày đay khi sử dụng aspirin hoặc các NSAIDs khác

- Có tiền sử bệnh hen

- Suy gan, suy thận, suy tim vừa và nặng

- Người mắc bệnh ưu chảy máu, giảm tiểu cầu

- Người loét dạ dày, tá tràng

- Phụ nữ mang thai trong 3 tháng cuối của thai kì

Aspirin được hấp thu nhanh chóng từ đường tiêu hóa khi uống, với một phần được thủy phân thành salicylat trong thành ruột Sau khi vào tuần hoàn, phần aspirin còn lại cũng nhanh chóng chuyển thành salicylat, tuy nhiên trong 20 phút đầu sau khi uống, aspirin vẫn tồn tại dưới dạng nguyên vẹn trong huyết tương Cả aspirin và salicylat đều có hoạt tính, nhưng chỉ aspirin có khả năng ức chế kết tập tiểu cầu.

Aspirin gắn với protein huyết tương từ 80 - 90% và có thể tích phân bố ở người lớn là 170 ml/kg Khi nồng độ thuốc trong huyết tương tăng, xảy ra hiện tượng bão hòa vị trí gắn protein huyết tương, dẫn đến tăng thể tích phân bố Salicylat cũng gắn chặt với protein huyết tương và phân bố rộng rãi trong cơ thể, có khả năng đi vào sữa mẹ và vượt qua hàng rào nhau thai.

Salicylate is primarily metabolized in the liver, producing metabolites such as salicyluric acid, salicyl phenolic glucuronide, salicylic acyl glucuronide, and gentisuric acid The main metabolites, salicyluric acid and salicyl phenolic glucuronide, are subject to saturation and follow Michaelis-Menten pharmacokinetics.

Nồng độ salicylat trong huyết tương tăng không tuyến tính với liều, do chất chuyển hóa còn lại theo động học bậc 1, dẫn đến kết quả tại trạng thái cân bằng.

Aspirin 325 mg được thải trừ theo động học bậc 1, với nửa đời của salicylat trong huyết tương khoảng 2 - 3 giờ Tuy nhiên, khi sử dụng liều cao aspirin, nửa đời có thể kéo dài từ 15 đến 30 giờ.

Salicylat được thải trừ chủ yếu qua nước tiểu dưới dạng không thay đổi, với lượng thải trừ tăng theo liều dùng và phụ thuộc vào pH nước tiểu Khoảng 30% liều dùng được thải trừ qua nước tiểu kiềm hóa, trong khi chỉ có 2% được thải qua nước tiểu acid hóa Quá trình thải trừ qua thận liên quan đến lọc cầu thận, thải trừ tích cực và tái hấp thu thụ động qua ống thận Ngoài ra, salicylat cũng có thể được thải qua thẩm tách máu.

Nồng độ salicylat trong huyết tương ít bị ảnh hưởng bởi thuốc khác, nhưng khi dùng aspirin đồng thời, nồng độ indomethacin, naproxen và fenoprofen sẽ giảm Tương tác giữa aspirin và warfarin làm tăng nguy cơ chảy máu, trong khi với methotrexat, sulphonylurea, phenytoin và acid valproic, aspirin làm tăng nồng độ và độc tính của các thuốc này trong huyết thanh Ngoài ra, aspirin còn có tác dụng đối kháng với natri niệu do spironolacton và phong bế vận chuyển penicilin từ dịch não - tủy vào máu, đồng thời làm giảm hiệu quả của các thuốc acid uric niệu như probenecid và sulphinpyrazol.

1.3.10 Các dạng bào chế có mặt trên thị trường

- Viên nén: 325 mg, 500 mg, 650 mg

- Viên nén nhai được: 75 mg, 81 mg

- Viên nén giải phóng chậm (viên bao tan trong ruột): 81 mg, 162 mg, 165 mg, 325 mg, 500 mg, 650 mg, 975 mg

- Viên nén bao phim: 325 mg, 500 mg.

Một số nghiên cứu trong nước và quốc tế về nano aspirin, phương pháp bào chế tinh thể aspirin bằng phương pháp kết tủa

Hiện tại, chưa có báo cáo nào trong nước về nghiên cứu bào chế nano tinh thể aspirin Dưới đây là một số nghiên cứu quốc tế liên quan đến việc bào chế nano tinh thể aspirin thông qua phương pháp kết tủa.

Năm 1971, Affonso A và Naik V R đã sử dụng phương pháp kết tủa bào chế thành công tinh thể aspirin với kích thước vài micromet Aspirin (50 g) được

Copyright @ Trường Đại học Y Dược, VNU, hòa tan 1125 ml glycerin ở 80 độ C để tạo dung dịch bão hòa Dung dịch trong suốt được chuyển vào bình thép không gỉ và ngay lập tức khuấy và làm mát bên ngoài Sau đó, nhanh chóng thêm nước đá (3 độ C) và tiếp tục khuấy cho đến khi nhiệt độ giảm xuống còn 5 độ C trong khoảng 7-10 phút Bùn vi tinh thể được lọc chân không qua giấy lọc loại 44, quá trình lọc có thể được tăng tốc bằng cách thêm nước đá lạnh Sản phẩm sau đó được rửa bằng nước cất lạnh, hút lọc và sấy khô trong máy sấy tuần hoàn không khí Kết quả cho thấy vi tinh thể làm tăng khả năng hòa tan của aspirin so với nguyên liệu ban đầu.

Năm 2018, Kristin M Hutchins, Alexei V Tivanski và Leonard R MacGillivray đã công bố báo cáo về việc tổng hợp thành công nano tinh thể aspirin thông qua phương pháp kết tủa kết hợp với kỹ thuật siêu âm Trong nghiên cứu, aspirin (200 mg, 1,1 mmol) được hòa tan trong aceton tối thiểu và sau đó dung dịch này được tiêm trực tiếp vào quy trình tổng hợp.

Khi 175 ml hexan lạnh tiếp xúc với bức xạ siêu âm cường độ thấp (máy siêu âm Branson 2510R-DTM, tần số: 42 kHz, 6% ở 100 W), mẫu được để yên trong 1-2 phút, sau đó lọc, sấy khô ở nhiệt độ phòng và phân tích bằng nhiễu xạ bột X-ray Kết quả cho thấy nano aspirin có kích thước tinh thể từ 100 - 250 nm, và thí nghiệm chứng minh rằng độ cứng của aspirin giảm đáng kể khi kích thước tinh thể giảm xuống mức nano.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nguyên liệu

Bảng 2.1 Nguyên liệu, hóa chất sử dụng trong thực nghiệm

STT Nguyên liệu, hóa chất Nguồn gốc, xuất xứ Tiêu chuẩn

2 Glycerin Trung Quốc Tinh khiết hóa học

3 Propylen glycol Trung Quốc Tinh khiết hóa học

4 Acetone Trung Quốc Tinh khiết hóa học

5 Acid hydrocloric Trung Quốc Tinh khiết hóa học

6 Nước cất, nước tinh khiết Việt Nam DĐVN V

Thiết bị, dụng cụ

- Máy khuấy từ IKA – RCT basic (Đức)

- Máy khuấy tốc độ cao IKA RW200 digital (Đức)

- Máy siêu âm Elmasonic S100H (Đức)

- Thiết bị đồng nhất hóa Homogenizer (Đức)

- Hệ thống thiết bị đo kích thước tiểu phân và thế zeta Horiba SZ100 (Nhật Bản)

- Máy quét nhiệt vi sai DSC 7000X (Nhật Bản)

- Máy đo độ ẩm MB45 (Thụy Sĩ)

- Máy đo quang UV–2600 Shimadzu (Nhật Bản)

- Thiết bị đo độ hòa tan DRS – 14 (Ấn Độ)

- Máy ly tâm biocen 22R (Tây Ban Nha)

- Cân phân tích AY 129, Shimadzu (Nhật Bản)

- Tủ lạnh, máy lọc nén

- Cốc có mỏ, đũa thủy tinh, ống đong, bình định mức

- Màng lọc cellulose acetate 0,45 àm

- Pipet, pipet bầu, pipet pasteur, micropipet.

Phương pháp nghiên cứu

- Aspirin được định lượng bằng phương pháp đo quang

 Tìm bước sóng cực đại

Cân chính xác khoảng 50 mg aspirin chuẩn, hòa tan vừa đủ trong 100 ml dung dịch HCl 0,1 N Dùng pipet lấy 10 ml dung dịch trên cho vào bình định mức

100 ml, thêm HCl 0,1N tới vạch, thu được dung dịch aspirin có nồng độ chính xác khoảng 50 àg/ml (dung dịch A)

Sử dụng máy quét phổ UV-2600 để xác định bước sóng cực đại Tiến hành quét độ hấp thụ quang của dung dịch A trong khoảng bước sóng từ 800 nm đến 200 nm Dựa vào quang phổ thu được, xác định bước sóng cực đại của dung dịch.

Để xây dựng đường chuẩn, dung dịch A được pha loãng với dung dịch HCl 0,1N thành các dung dịch có nồng độ lần lượt là 50 àg/ml, 25 àg/ml, 20 àg/ml, 10 àg/ml và 5 àg/ml Sau đó, đo độ hấp thụ quang của các mẫu với mẫu trắng là dung dịch HCl 0,1N ở bước sóng cực đại Dữ liệu thu được được sử dụng để xây dựng đường chuẩn và phương trình tuyến tính, thể hiện mối tương quan giữa mật độ quang và nồng độ aspirin, giúp tính toán chính xác nồng độ của chất này.

2.3.2 Đánh giá tốc độ hòa tan của aspirin và nano aspirin

Tốc độ hòa tan của aspirin nguyên liệu và nano aspirin bào chế được xác định bằng hệ thống thiết bị thử độ hòa tan DRS – 14

Cân 0,4 g Aspirin nguyên liệu và 0,4 g bột nano aspirin, sau đó bào chế và phân tán trong 900 ml môi trường hòa tan Tiến hành xác định tốc độ hòa tan bằng thiết bị đo độ hòa tan theo các điều kiện đã được thiết lập.

+ Môi trường thử: nước tinh khiết (900 ml)

+ Thiết bị cánh khuấy, tốc độ: 100 vòng/phút + Nhiệt độ: 37 o C (± 0,5 o C)

+Thể tích lấy mẫu: 10 ml

Sau mỗi khoảng thời gian 5, 10, 15, 30 và 60 phút, tiến hành hút 10 ml dịch mẫu và lọc qua màng cellulose acetate 0,45 µm Sau mỗi lần hút mẫu, thêm 10 ml nước để pha loãng dịch thử đến nồng độ thích hợp Cuối cùng, đo độ hấp thụ quang ở bước sóng cực đại để xác định kết quả.

Các công thức tính toán kết quả

- Nồng độ DC trong môi trường khuếch tán tại thời điểm t được tính theo công thức:

C t là nồng độ DC trong mụi trường khuếch tỏn tại thời điểm t (àg/ml)

C c là nồng độ mẫu chuẩn (àg/ml)

D t là độ hấp thụ quang của mẫu thử (Abs)

Dc là độ hấp thụ quang của mẫu chuẩn (Abs)

- Lượng dược chất giải phóng trong môi trường khuếch tán tại thời điểm t được tính theo công thức:

Q t : Tổng lượng dược chất đó được giải phúng tại thời điểm t (àg) V: Thể tích môi trường khuếch tán (ml) v: Thể tích mỗi lần lấy mẫu thử (ml)

C t : Nồng độ DC trong mụi trường khuếch tỏn tại thời điểm t (àg/ml)

C i : Nồng độ DC trong MTKT tại thời điểm ngay trước đú (àg/ml)

- Tỷ lệ phần trăm DC đã giải phóng từ mẫu nghiên cứu tại thời điểm t được xác định theo công thức:

Trong đó: X t : Phần trăm dược chất giải phóng tại thời điểm t (%), Q t : Lượng dược chất giải phóng tại thời điểm t (mg), M: Khối lượng DC có trong mẫu (mg)

2.3.3 Phương pháp bào chế nano aspirin

+ Dung dịch dược chất: Aspirin được hòa tan trong dung môi phù hợp Glycerin, PG, Aceton (dung dịch 1)

+ Dung dịch chứa dung môi đồng tan: Nước cất, làm lạnh 0 – 5 o C (dung dịch 2)

+ Phối hợp trực tiếp dung dịch 1 vào dung dịch 2: nhỏ từ từ, từng giọt + Khuấy trộn liên tục

+ Làm lạnh môi trường bằng nước đá, nhiệt độ khoảng từ 0 – 20 o C

- Hỗn hợp thu được được để yên tĩnh 1-2 phút rồi đem đo KTTP, PDI

- Thu tủa bằng phương pháp ly tâm 18000 vòng/20 phút Rửa nước cất 2 lần để loại dung môi

- Bột thu được đem sấy tĩnh ở 60 o C trong 10 giờ

2.3.4 Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến KTTP nano aspirin

 Khảo sát dung môi hòa tan dược chất

Tiến hành khảo sát với 3 dung môi: Glycerin, PG, Aceton

 Khảo sát tỷ lệ dung môi và môi trường kết tủa

Tiến hành khảo sát với tỷ lệ dung môi/ môi trường kết tủa thay đổi: 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5

 Khảo sát nồng độ dược chất

Tiến hành bào chế mẫu với các nồng độ dược chất khác nhau: 12,5 mg/ml,

15 mg/ml, 17,5 mg/ml, 20 mg/ml, 25 mg/ml, 30 mg/ml

 Khảo sát thiết bị khuấy, tốc độ khuấy

Khảo sát với các tác động khác nhau: máy khuấy từ, máy đồng nhất hóa, máy khuấy tốc độ cao, máy siêu âm

 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ

Qúa trình kết tủa được tiến hành trong các điều kiện:

+ Không làm lạnh: nhiệt độ trên 20 o C + Làm lạnh: Nhiệt độ kiểm soát trong khoảng 15-20 o C, 10-15 o C, 5-10 o C, 0-5 o C

2.3.5 Đánh giá một số đặc tính của tiểu phân nano aspirin

2.3.5.1 Đánh giá trạng thái của nano aspirin bào chế được

- Phương pháp: Đánh giá trạng thái của bột nano aspirin bằng phương pháp đo nhiệt quét vi sai (DSC)

Buồng mẫu bao gồm hai đĩa cân: một đĩa chuẩn không chứa mẫu và một đĩa chứa mẫu cần phân tích Đĩa cân được đặt trên hệ thống vi cân cho phép đo chính xác khối lượng mẫu, trong khi hệ thống cảm biến nhiệt độ bên dưới giúp xác định nhiệt độ của mẫu Tất cả được đặt trong buồng đốt, nơi tốc độ đốt nhiệt có thể điều chỉnh qua các dòng khí thổi Dữ liệu từ các cảm biến sẽ cho phép xác định dòng nhiệt thu tỏa từ mẫu theo hàm nhiệt độ.

Trong đó: H là enthalphi ẩn nhiệt, C P là nhiệt dung của mẫu, f(T,t) là một hàm của nhiệt độ và thời gian

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hệ phân tích nhiệt vi sai

Để tiến hành phân tích, các mẫu cần được nghiền mịn và cho vào đĩa nhôm có nắp Sau đó, gia nhiệt liên tục nhằm thu thập các tín hiệu nhiệt trong điều kiện nhiệt độ quét từ 30 độ trở lên.

300 o C, tốc độ gia nhiệt 10 o C/ phút Dựa vào phổ quét DSC để nhận xét, đánh giá

2.3.5.2 Đánh giá tốc độ hòa tan của nano aspirin

Tiến hành tương tự như mô tả ở mục 2.3.2

- Độ ẩm của mẫu được xác định bằng máy đo hàm ẩm MB45 Theo phụ lục 9.6, DĐVN V

- Tiến hành: cân 1 g bột nano aspirin bào chế được cho vào đĩa nhôm Dàn đều Đậy nắp máy Đo và ghi kết quả

2.3.5.4 Đánh giá KTTP, phân bố KTTP (PDI), thế zeta của bột nano aspirin bào chế được

- Phân tán bột nano aspirin bào chế được trong lượng nước thích hợp

- Sau đó đem đo KTTP, PDI và thế zeta trên thiết bị Horiba SZ 100

Phương pháp xử lý số liệu

- Sử dụng phần mềm Microsoft Office Excel 2013

- Độ lệch chuẩn tương đối: RSD = 𝑺

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Định lượng aspirin bằng phương pháp đo quang

 Xác định điểm hấp thụ cực đại

Tiến hành pha dung dịch aspirin mẫu chuẩn với nồng độ 50 µg/ml và đo độ hấp thụ quang ở bước sóng từ 800 nm đến 200 nm Kết quả thu được được trình bày trong hình 3.1.

Hình 3.1 Phổ quét độ hấp thụ quang của mẫu chuẩn dung dịch aspirin nồng độ

50 àg/ml với bước súng từ 800 nm đến 200 nm

Nhận xét: Dựa vào hình ảnh quang phổ hấp thụ của aspirin, lựa chọn bước sóng cực đại là λ max = 277 nm để tiến hành định lượng aspirin

Tiến hành pha các mẫu thử với nồng độ 50 àg/ml, 25 àg/ml, 20 àg/ml, 10 àg/ml và 5 àg/ml Các mẫu này được đo quang ở bước sóng 277 nm, với kết quả được trình bày trong bảng 3.1 và hình 3.2.

Bảng 3.1 Độ hấp thụ quang của aspirin theo nồng độ tại bước sóng 277 nm

Nồng độ (àg/ml) 50 25 20 10 5 Độ hấp thụ quang (Abs) 0,725 0,425 0,351 0,222 0,169

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa mật độ quang và nồng độ aspirin

Nhận xét: Hệ số tương quan R 2 = 0,9992 (> 0,995), cho thấy trong khoảng nồng độ

Mật độ quang và nồng độ aspirin có mối tương quan tuyến tính chặt chẽ trong khoảng 5 – 50 àg/ml Đường chuẩn được xây dựng cho phép phân tích định lượng aspirin với độ tuyến tính cao.

Phương trình đường chuẩn: y = 0,0125 x + 0,1041 Trong đú: y là mật độ quang (Abs), x là nồng độ aspirin (àg/ml).

Bào chế tiểu phân nano aspirin bằng phương pháp kết tủa dung môi

3.2.1 Khảo sát dung môi hòa tan dược chất Đối với việc bào chế tiểu phân nano bằng phương pháp kết tủa thì lựa chọn dung môi hòa tan dược chất là rất quan trọng Dung môi được lựa chọn phải hòa tan tốt dược chất, dễ loại bỏ, an toàn và kinh tế Trong nghiên cứu này, tiến hành khảo sát khả năng hòa tan của aspirin trong 3 dung môi: glycerin, propylen glycol, aceton

Các thí nghiệm được thực hiện bằng cách hòa tan 0,5 g aspirin trong 20 ml dung môi, sau đó phối hợp dung dịch này vào 60 ml nước lạnh (0 – 5 o C) và khuấy với tốc độ 1400 rpm Hỗn hợp được để yên trong 1-2 phút trước khi đo kích thước hạt phân tán (KTTP) Dựa vào khả năng hòa tan, thông số KTTP và chỉ số phân tán (PDI), dung môi phù hợp nhất đã được lựa chọn Kết quả được trình bày trong bảng 3.2 và hình 3.3.

Bảng 3.2 KTTP, PDI nano aspirin khi sử dụng các dung môi

Dung môi Điều kiện hòa tan

PG 80 o C 956,5 ± 33,41 0,213 ± 0,084 Aceton Nhiệt độ thường 526,3 ± 30,15 0,197 ± 0,101

Hình 3.3 Kích thước và PDI của nano aspirin bào chế được khi sử dụng các dung môi khác nhau

Kết quả từ bảng 3.2 và hình 3.3 cho thấy aspirin tan tốt trong glycerin và acetone, nhưng hòa tan kém hơn trong PG Mặc dù acetone hòa tan aspirin hiệu quả ở nhiệt độ thường, nhưng tính dễ bay hơi của nó có thể dẫn đến mất mẫu và mùi khó chịu Do đó, glycerin được lựa chọn làm dung môi hòa tan aspirin cho các thí nghiệm tiếp theo nhờ vào tính an toàn, khả năng hòa tan tốt, và khả năng tạo ra tiểu phân nano có kích thước nhỏ.

3.2.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ giữa dung môi hòa tan và môi trường kết tủa đến KTTP nano aspirin bào chế mẫu aspirin với nồng độ 25 mg/ml Tiến hành khảo sát với các điều kiện tỷ lệ Glycerin/ nước là: 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5

- Cân 0,5 g aspirin hòa tan trong 20 ml glycerin (dung dịch 1)

- Đong nước cất lạnh (0 - 5 o C) vào cốc có mỏ với thể tích thay đổi, lần lượt là: 20 ml, 40 ml, 60 ml, 80 ml, 100 ml

- Nhỏ từ từ dung dịch 1 vào dung dịch 2 Khuấy từ ở tốc độ 1400 rpm

- Sau khi phối hợp xong 2 dung dịch, tiếp tục khuấy từ thêm 5 phút

- Hỗn hợp thu được để yên tĩnh 1- 2 phút rồi đem đo KTTP

Dựa trên KTTP và PDI, nghiên cứu này đánh giá tác động của tỷ lệ glycerin/nước đến kích thước của nano aspirin được bào chế Kết quả chi tiết được trình bày trong bảng 3.3 và hình 3.4.

Bảng 3.3 KTTP và PDI của nano aspirin bào chế với tỷ lệ glycerin/nước thay đổi

Glycerin/ nước KTTP (nm) PDI

Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ glycerin/nước đến KTTP nano aspirin

Dựa vào kết quả từ bảng 3.3 và hình 3.4, tỷ lệ glycerin/nước 1:3 cho thấy kích thước hạt nano aspirin và chỉ số phân tán (PDI) đạt giá trị nhỏ nhất Cụ thể, PDI nhỏ hơn 0,3 cho thấy mẫu nano bào chế có khoảng phân bố hẹp, điều này chứng tỏ tính đồng nhất cao của sản phẩm.

Kết luận: Sử dụng tỷ lệ glycerin : nước = 1:3 để tiến hành cho các thực nghiệm sau

3.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ dược chất đến KTTP nano aspirin bào chế mẫu aspirin tại các nồng độ khác nhau: 12,5 mg/ml, 15 mg/ml, 17,5 mg/ml, 20 mg/ml, 25 mg/ml, 30 mg/ml Kích thước tiểu phân bào chế được thể hiện ở bảng 3.4 và hình 3.5

Bảng 3.4 KTTP, PDI của các mẫu bào chế với các nồng độ aspirin khác nhau

Nồng độ aspirin (mg/ml)

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ aspirin đến KTTP, PDI nano aspirin bào chế

Kết quả nghiên cứu cho thấy, mẫu aspirin bào chế đạt được có kích thước tiểu phân đồng đều và nhỏ nhất ở nồng độ 25 mg/ml Vì vậy, nồng độ 25 mg/ml sẽ được sử dụng cho các thực nghiệm tiếp theo.

3.2.4 Ảnh hưởng của thiết bị khuấy đến KTTP nano aspirin

Để bào chế mẫu nano aspirin, hòa tan 0,5g aspirin trong 20 ml glycerin và sau đó phối hợp dung dịch này vào 60 ml nước lạnh (5 - 10 o C) Trong quá trình kết tinh, cần thực hiện các tác động phù hợp để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

- Khuấy từ (Máy khuấy từ IKA –RCT basic, v = 1400 rpm)

- Đồng nhất hóa ( máy đồng nhất hóa Homogenizer, v = 2700 rpm)

Máy khuấy tốc độ cao IKA RW200 digital, với tốc độ 1400 rpm, cho phép sản phẩm được để yên tĩnh trong 1-3 phút trước khi đo kích thước hạt Kết quả đo được trình bày trong bảng 3.5 và hình 3.6.

Bảng 3.5 KTTP, PDI nano aspirin khi bào chế với các thiết bị khác nhau

Thiết bị khuấy KTTP (nm) PDI

Máy khuấy tốc độ cao

Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn KTTP, PDI của các mẫu nano aspirin bào chế với các thiết bị khác nhau

Kết quả từ bảng 3.5 và hình 3.6 chỉ ra rằng việc sử dụng máy đồng nhất hóa trong quá trình phối hợp dung môi vào môi trường kết tủa cho KTTP aspirin đạt hiệu quả tối ưu nhất Vì vậy, máy đồng nhất hóa sẽ được áp dụng cho các thí nghiệm tiếp theo.

3.2.5 Ảnh hưởng của tốc độ đồng nhất hóa đến KTTP nano aspirin

Tiến hành bào chế nano aspirin bằng phương pháp kết tủa kết hợp đồng nhất hóa tốc độ cao, với việc thay đổi tốc độ đồng nhất hóa nhằm khảo sát ảnh hưởng của nó đến kích thước tiểu phân của mẫu bào chế Kết quả khảo sát được trình bày trong bảng 3.6 và hình 3.7 dưới đây.

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của tốc độ đồng nhất hóa đến KTTP nano aspirin

Tốc độ đồng nhất hóa (rpm)

Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tốc độ đồng nhất hóa đến

Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng ở tốc độ đồng nhất hóa 2700 rpm, mẫu bào chế nano aspirin đạt kích thước tiểu phân nhỏ nhất Vì vậy, tốc độ đồng nhất hóa tối ưu để bào chế nano aspirin là 2700 rpm.

2700 vòng/phút, sử dụng tốc độ này cho các thí nghiệm sau

3.2.6 Ảnh hưởng của thời gian đồng nhất hóa sau kết tủa đến KTTP nano aspirin bào chế mẫu nano aspirin theo phương pháp trên, sử dụng máy đồng nhất hóa ở tốc độ 2700 rpm, khảo sát với các khoảng thời gian đồng nhất hóa sau khi phối hợp dung môi: 0 phút, 5 phút, 7 phút, 10 phút Kết quả được thể hiện trong bảng 3.7 và hình 3.8

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của thời gian đồng nhất hóa sau quá trình kết tinh đến

Thời gian đồng nhất hóa sau kết tinh ( phút)

Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian đồng nhất hóa sau kết tinh đến

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc tăng thời gian đồng nhất hóa sau quá trình kết tinh không làm giảm kích thước tiểu phân nano aspirin Sự gia tăng kích thước tiểu phân nano aspirin khi kéo dài thời gian đồng nhất hóa có thể là do hiện tượng kết tập của các tiểu phân nano.

Vậy nên, trong các thực nghiệm sau, tiến hành kết hợp đồng nhất hóa tốc độ

2700 rpm trong quá trình phối hợp dung dịch dược chất vào môi trường kết tủa, sau khi phối hợp xong mẫu được để yên tĩnh, đem đo KTTP

3.2.7 Ảnh hưởng của tác động siêu âm đến KTTP nano aspirin

Đánh giá một số đặc tính tiểu phân nano aspirin

3.3.1 Phân tích nhiệt vi sai DSC

Phân tích nhiệt vi sai của nguyên liệu và mẫu nano aspirin thu được kết quả sau:

Hình 3.11 Phổ phân tích nhiệt vi sai của nguyên liệu

Hình 3.12 Phổ phân tích nhiệt vi sai của mẫu nano aspirin

Kết quả từ hình 3.12 và hình 3.13 cho thấy điểm chảy của aspirin nguyên liệu là 127,3 o C, trong khi điểm chảy của nano aspirin bào chế là 124,9 o C Sự giảm điểm chảy của nano aspirin so với nguyên liệu không đáng kể, điều này chứng tỏ quá trình bào chế không làm thay đổi trạng thái kết tinh của aspirin.

3.3.2 Đánh giá tốc độ hòa tan của tiểu phân nano aspirin

Cân 0,4 g Aspirin nguyên liệu và 0,4 g bột nano aspirin, sau đó phân tán trong 900 ml môi trường hòa tan Tiến hành xác định tốc độ hòa tan bằng thiết bị đo độ hòa tan theo các điều kiện đã nêu ở mục 2.3.2.

Sau mỗi khoảng thời gian 5, 10, 15, 30 và 60 phút, tiến hành hút 10 ml dịch và lọc qua màng lọc cellulose acetate 0,45 µm Sau mỗi lần hút mẫu, thêm 10 ml nước vào dịch Dịch thử được pha loãng hai lần trước khi đo độ hấp thụ quang tại bước sóng cực đại.

Dựa vào độ hấp thụ quang và phương trình tuyến tính y = 0,0125x + 0,0141, cùng với các công thức ở mục 2.3.2, có thể tính toán phần trăm dược chất giải phóng sau các khoảng thời gian khác nhau.

Bảng 3.10 So sánh phần trăm hòa tan của nguyên liệu và mẫu nano aspirin bào chế sau các khoảng thời gian khác nhau

% hòa tan của nguyên liệu

% hòa tan của mẫu nano bào chế

Hình 3.13 Tốc độ hòa tan của aspirin nguyên liệu và nano aspirin bào chế được

Aspirin được bào chế ở dạng nano tinh thể cho thấy sự cải thiện đáng kể về tốc độ hòa tan so với dạng nguyên liệu ban đầu Cụ thể, tốc độ hòa tan của nano aspirin tăng gấp 2-3 lần so với aspirin nguyên liệu.

3.3.3 Độ ẩm Độ ẩm của mẫu nano aspirin bào chế được xác định theo phương pháp ghi ở mục 2.3.5.3 thu được kết quả độ ẩm trung bình là 2,09% Độ ẩm này đạt yêu cầu và cho phép mẫu bột bảo quản được trong thời gian lâu dài ở các điều kiện khác nhau

3.3.4 KTTP, DPI và thế zeta của mẫu bột nano aspirin bào chế được

Kết quả đo KTTP, PDI, thế zeta của mẫu bột nano aspirin sau bào chế được thể hiện trong bảng 3.11

Bảng 3.11 KTTP, PDI và thế zeta của bột nano aspirin bào chế (n=4)

KTTP (nm) PDI Thế zeta (mV)

Kết quả bảng 3.11 cho thấy bột nano aspirin sau khi bào chế có kích thước nhỏ, khoảng phân bố hẹp và độ ổn định cao

Bàn luận

3.4.1 Về phương pháp nghiên cứu

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã lựa chọn phương pháp kết tủa dung môi để bào chế nano tinh thể aspirin Phương pháp này mang lại nhiều ưu điểm, bao gồm tính đơn giản và dễ thực hiện, khả năng triển khai quy mô lớn mà không cần thiết bị phức tạp như các phương pháp “từ trên xuống” Thêm vào đó, việc tạo ra tiểu phân nano có thể được thực hiện nhanh chóng và dễ dàng đạt được kích thước mong muốn.

Số lượng nguyên liệu và hóa chất trong nghiên cứu rất hạn chế, dễ dàng mua sắm, đảm bảo an toàn và tiết kiệm chi phí Các thiết bị và dụng cụ được sử dụng cũng rất phổ biến và thông dụng.

3.4.2 Về kết quả đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến KTTP nano aspirin

Lựa chọn glycerin làm dung môi hòa tan aspirin là một quyết định hợp lý nhờ vào những ưu điểm vượt trội như an toàn, khả năng hòa tan tốt dược chất, dễ dàng loại bỏ qua các phương pháp lọc và rửa bằng nước cất, cũng như tính kinh tế Nghiên cứu trước đây của Affonso A và Naik V R (1971) đã chứng minh rằng glycerin có thể được sử dụng hiệu quả để hòa tan dược chất và bào chế thành công vi tinh thể aspirin.

Tỷ lệ glycerin và nước là 1:3 là tối ưu để bào chế nano aspirin với kích thước hạt và PDI nhỏ nhất Nếu tỷ lệ glycerin/nước quá cao, các tiểu phân nano sẽ phân tán không đều và dễ kết tụ, trong khi tỷ lệ quá thấp sẽ dẫn đến lượng dược chất không đủ để phân tán, làm tăng PDI và mở rộng khoảng phân bố của các tiểu phân nano.

Nồng độ aspirin trong quá trình bào chế nano cần được kiểm soát ở mức hợp lý, không quá cao hoặc quá thấp Qua khảo sát thực nghiệm, nồng độ tối ưu được xác định là 25 mg/ml.

Thiết bị khuấy đóng vai trò quan trọng trong quá trình bào chế nano tinh thể Việc kết hợp các phương pháp bào chế với thiết bị hiện đại đã chứng minh hiệu quả trong nhiều nghiên cứu trước đây Nghiên cứu này đã xác định được thiết bị phù hợp nhất để bào chế nano aspirin, đó là máy đồng nhất hóa hoạt động ở tốc độ tối ưu.

Thời gian đồng nhất hóa sau khi thay đổi dung môi đã được khảo sát, và kết quả cho thấy rằng việc tăng thời gian đồng nhất hóa sau quá trình kết tinh không làm giảm kích thước tiểu phân nano.

Copyright @ Trường Đại học Y Dược, ĐHQGHN Aspirin có thể gây ra hiện tượng kết tụ các tiểu phân nano, dẫn đến sự gia tăng kích thước, đặc biệt khi để trong môi trường kiểm soát ở nhiệt độ thấp trong thời gian dài.

Nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong quá trình kết tinh, với nhiều nghiên cứu cho thấy rằng nhiệt độ thấp thúc đẩy quá trình này diễn ra nhanh chóng và tạo ra các tinh thể nhỏ hơn Kết quả thực nghiệm trong nghiên cứu này đã chỉ ra những ảnh hưởng rõ rệt của nhiệt độ trong khoảng khảo sát.

Khi nhiệt độ giảm từ 5 đến 20 độ C, kích thước tiểu phân nano aspirin giảm Tuy nhiên, khi nhiệt độ xuống dưới 5 độ C, kích thước tiểu phân lại tăng lên Điều này có thể được giải thích bởi quá trình kết tinh diễn ra nhanh hơn ở nhiệt độ thấp, dẫn đến sự kết tụ của các tinh thể nano aspirin và làm tăng kích thước của chúng.

3.4.3 Về đặc tính của tiểu phân nano aspirin bào chế được

Nano aspirin được bào chế với kích thước tiểu phân nhỏ, có khoảng phân bố hẹp và độ ổn định cao Mẫu nano aspirin nhỏ nhất có kích thước 203,6 nm, chỉ số PDI là 0,282 và thế zeta đạt -40,4 mV So với nghiên cứu của Kristin M Hutchins, Alexei V Tivanski và Leonard R MacGillivray (2018), mẫu nano aspirin trong nghiên cứu này có kích thước lớn hơn một chút Sự khác biệt này có thể do kỹ thuật bào chế, loại dung môi và môi trường kết tủa, cũng như các thiết bị và điều kiện kiểm soát khác nhau trong quá trình sản xuất.

- Nano aspirin bào chế được ở trạng thái tinh thể

Tốc độ hòa tan trong nước của nano aspirin được tăng cường từ 2 đến 3 lần so với nguyên liệu gốc, cho thấy đây là một đặc tính mới nổi bật của nano aspirin Điều này khẳng định rằng việc ứng dụng công nghệ nano trong việc bào chế nano tinh thể aspirin là có ý nghĩa và mang lại lợi ích rõ rệt.

Tiêu đề	Nghiên Cứu Bào Chế Và Đánh Giá Một Số Đặc Tính Tiểu Phân Nano Aspirin
Tác giả	Vũ Văn Thưởng
Người hướng dẫn	PGS.TS Nguyễn Thanh Hải, ThS. Nguyễn Văn Khanh
Trường học	Đại Học Quốc Gia Hà Nội
Chuyên ngành	Dược Học
Thể loại	Khóa Luận Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2019
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	53
Dung lượng	1,36 MB