Đã có nhiều biện pháp được áp dụng để cải thiện độ tan, khả năng hòa tan và sinh khả dụng của FENO như bào chế hệ tự nhũ hóa, hệ phân tán rắn, tạo vi hạt và siêu vi hạt..., trong đó giảm
TỔNG QUAN
Vài nét về Fenofibrat
Công thức phân tử: C20H21ClO4
Khối lượng phân tử: 360,83 g/mol
Tên khoa học: Isopropyl 2-[4-(4-chlorobenzoyl) phenoxy]-2-methylpropanoat [1]
FENO có dạng bột kết tinh trắng hoặc gần như trắng Thực tế không tan trong nước (0,42 mg/L ở 25 o C); tan ít trong methanol, ethanol; tan trong aceton, ether, benzene, chloroform FENO bền vững ở điều kiện thường, nóng chảy ở nhiệt độ 79 - 82 o C và thuộc nhóm II trong hệ thống phân loại BCS [44]
FENO thân dầu, hệ số phân bố dầu/nước logP = 5,24 [42]
1.1.3 Đặc điểm dược động học
Fenofibrat hấp thu được trên toàn bộ đường tiêu hóa: 69% ở dạ dày, 73% ở đoạn ruột non gần, 66% ở đoạn ruột non xa, 22% ở đại tràng Sinh khả dụng của FENO phụ thuộc nhiều vào chế độ ăn và tình trạng tháo rỗng dạ dày
Sau khi uống, fenofibrat nhanh chóng thủy phân thành acid fenofibric là chất có hoạt tính, chất này được gắn tới 99% vào albumin huyết tương và nồng độ đỉnh trong huyết tương xuất hiện khoảng 5 giờ sau khi uống thuốc Ở người có chức năng thận bình thường, thời gian bán thải của thuốc vào khoảng 20 giờ nhưng thời gian này tăng lên rất nhiều ở người mắc bệnh thận và acid fenofibric tích lũy đáng kể ở người suy thận uống fenofibrat hàng ngày Acid fenofibric đào thải chủ yếu ra nước tiểu (70% trong vòng 24 giờ), dưới dạng liên hợp glucuronic, ngoài ra còn ở dưới dạng khử của acid fenofibric và chất liên hợp glucuronic của nó Hầu hết các sản phẩm được đào thải trong vòng 6 ngày [2]
1.1.4 Dược lý và cơ chế tác dụng
Fenofibrat, một dẫn chất của acid fibric, có tác dụng hạ lipid máu Thuốc ức chế sinh tổng hợp cholesterol ở gan, làm giảm các thành phần gây vữa xơ, làm tăng sản xuất lipoprotein tỷ trọng cao và còn làm giảm triglycerid máu Do đó, cải thiện đáng kể sự phân bố cholesterol trong huyết tương FENO được dùng để điều trị tăng lipoprotein huyết typ IIa, typ IIb, typ III, typ IV và typ V [2], [18]
1.1.5 Chỉ định, chống chỉ định và liều dùng
Chỉ định: Fenofibrat được sử dụng trong điều trị tăng lipid máu của các typ IIa, IIb, III, IV và V ở bệnh nhân không đáp ứng thỏa đáng với chế độ ăn
Chống chỉ định: Quá mẫn với fenofibrat hoặc bất kỳ thành phần nào của chế phẩm; rối loạn chức năng gan, bao gồm xơ gan ứ mật tiên phát và dai dẳng không rõ nguyên nhân, rối loạn chức năng thận nặng; tiền sử bệnh túi mật Có phản ứng dị ứng ánh sáng khi điều trị với các fibrat hoặc ketoprofen
Liều lượng và cách dùng: Người lớn: 300 mg/ngày Liều ban đầu thường là 200 mg/ngày (uống 1 lần hoặc chia làm 2 lần) Trẻ em trên 10 tuổi: Cần nghiên cứu kỹ để xác định căn nguyên chính xác của việc tăng lipid máu ở trẻ [2], [18]
1.1.6 Một số chế phẩm trên thị trường
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều chế phẩm chứa FENO với các hàm lượng khác nhau, cả ở dạng đơn và dạng phối hợp với các thuốc hạ lipid khác như simvastatin Dưới đây là một số chế phẩm:
• Lipanthyl (Viên nén Lipanthyl NT chứa 145 mg FENO kích thước nano, viên nén Lipanthyl SUPRA chứa 160 mg FENO kích thước micro, viên nang Lipanthyl 200M chứa 200 mg FENO dạng vi hạt) của Abbott Laboratories
• Viên nén Tricor ( Viên nén chứa 145mg và 48 mg FENO có KTTP < 400 nm tăng SKD và hấp thu thuốc không phụ thuộc vào bữa ăn) của AbbVie [30]
1.1.7 Các phương pháp định lượng Fenofibrat
1.1.7.1 Phương pháp đo quang UV-VIS
Phương pháp đo quang thường được áp dụng để xác định hàm lượng dược chất trong dịch thử hòa tan in vitro của FENO Bước sóng hấp thụ cực đại của FENO dao động từ
286 – 291 nm (tùy thuộc vào thiết bị đo quang và môi trường đo) và được áp dụng trong nhiều nghiên cứu [47]
Với ưu điểm về tính chính xác và độ đặc hiệu, HPLC là phương pháp chủ yếu được nhiều tác giả sử dụng để định lượng FENO trong các dạng bào chế nhằm xác định hàm lượng dược chất trong chế phẩm, độ ổn định của chế phẩm hoặc các thử nghiệm in vivo đánh giá hàm lượng dược chất trong dịch sinh học
Phần lớn các nghiên cứu đều lựa chọn hệ sắc ký pha đảo với hệ dung môi pha động là acetonitril hoặc methanol và dung dịch đệm ở các tỷ lệ khác nhau [2], [47].
Tổng quan về nano tinh thể và kĩ thuật phân chia (top – down) trong bào chế hệ tiểu phân nano
Bào chế nano tinh thể là một trong những phương pháp phổ biến nhằm làm giảm kích thước tiểu phân nguyên liệu qua đó cải thiện khả năng hoà tan dược chất và tăng cường sinh khả dụng của các thuốc nói chung [32]
Nano tinh thể là cỏc tinh thể cú kớch thước nhỏ hơn 1 àm Kớch thước tiểu phõn (KTTP) giảm xuống dưới 1 àm làm tăng diện tớch bề mặt, do đú làm tăng tốc độ hoà tan và độ tan dược chất [6] Việc đưa các tiểu phân nano tinh thể vào dạng bào chế có ý nghĩa trong việc giảm liều lượng sử dụng, giải phóng thuốc hằng định và tăng cường tính tuân thủ điều trị ở bệnh nhân [32]
1.2.2 Kỹ thuật phân chia (top-down) trong bào chế hệ tiểu phân nano
Các phương pháp để bào chế hệ nano tinh thể có thể phân loại thành hai nhóm chính là kĩ thuật phân chia (top-down) hoặc kĩ thuật kết tụ tiểu phân (bottom-up)
Kỹ thuật phân chia (top-down) dựa trên nguyên tắc là dùng các biện pháp làm giảm kích thước tiểu phân thô ban đầu thành các tiểu phân có kích thước nanomet Trong kỹ thuật này gồm 2 phương pháp cơ bản là: phương pháp nghiền, phương pháp đồng nhất hoá ở áp suất cao…[6]
Trong phương pháp nghiền, người ta có thể dùng phương pháp nghiền bi Quá trình nghiền bi khiến các tiểu phân dược chất được làm nhỏ nhờ năng lượng va chạm và ma sát sinh ra trong quá trình nghiền [10] Có thể nghiền khô hoặc nghiền ướt tùy theo bản chất dược chất và mục đích bào chế [6]
Nghiền khô thường áp dụng cho các dược chất có cấu tạo bền chắc, chịu được nhiệt độ cao (như tiểu phân kim loại), cần thu dược chất dưới dạng bột khô Dược chất đem nghiền thường là dạng bột siêu mịn Thiết bị nghiền là các máy nghiền bi chuyên dụng năng lượng cao chế từ các vật liệu bền chắc
Nghiền ướt là phương pháp nghiền dược chất trong môi trường lỏng chứa các chất ổn định Môi trường thường dùng là nước tinh khiết, với dược chất không bền trong nước có thể dùng các dung môi khác (dầu, PEG, triglycerid, ) Sau khi nghiền với thời gian thích hợp có thể thu được hỗn dịch chứa DC có kích thước tiểu phân trung bình dưới
200 nm Để tránh sinh nhiệt, máy nghiền thường được trang bị bộ phận làm lạnh bên ngoài Hiện nay phương pháp nghiền ướt hay được dùng hơn nghiền khô để tránh tác động của nhiệt và rút ngắn thời gian nghiền, đồng thời trực tiếp tạo ra dạng bào chế [6] Ưu điểm của phương pháp nghiền là đơn giản, dễ thực hiện, không sử dụng các dung môi hữu cơ độc hại Có thể sử dụng để nghiền khô và ướt, nghiền trong môi trường khí trơ và duy trì được trạng thái vô khuẩn của nguyên liệu [10] Nghiền ướt có một số ưu điểm khác biệt như bào chế hỗn dịch với tỉ lệ nạp dược chất cao, khả năng vận hành liên tục và khả năng nâng cấp quy mô tốt, áp dụng rộng rãi cho hầu hết các dược chất hòa tan trong nước kém [19]
Tuy nhiên, các thiết bị nghiền thường đắt tiền, gây ồn và gây hư hao do DC dính vào thiết bị nghiền Nghiền khô có thời gian nghiền kéo dài (có thể nhiều ngày), gây nóng thiết bị nên không phù hợp với các dược chất nhạy cảm với nhiệt, đồng thời trong quá trình nghiền các viên bi cũng có thể bị mài mòn do va chạm với thành buồng nghiền tạo ra tiểu phân nano tạp lẫn vào thuốc Nghiền ướt không phù hợp với các dược chất không bền với nước [10].
Các phương pháp rắn hóa hỗn dịch nano
Việc bào chế dạng thuốc rắn từ hạt nano thường gặp một số thách thức, một trong những thách thức quan trọng là hỗn dịch nano có thể không ổn định, dễ bị phân hủy hoặc kết tụ theo thời gian, dẫn đến những thay đổi về khả năng giải phóng và hiệu quả của thuốc Do đó, cần nghiên cứu quá trình hóa rắn các hỗn dịch nano để duy trì kích thước hạt (nanomet), trạng thái vật lý (trạng thái vô định hình, tinh thể hoặc hỗn hợp) và quan trọng hơn là đặc tính hòa tan [58] Dưới đây là một số phương pháp rắn hóa hỗn dịch nano
1.3.1 Đông khô Đông khô là kĩ thuật loại nước khỏi mẫu nhờ quá trình thăng hoa gồm ba bước: làm đông (đông đặc), làm khô sơ cấp (thăng hoa) và làm khô thứ cấp (loại bỏ hơi ẩm) Mục đích chung của quá trình là để loại nước và tăng độ ổn định, ngăn ngừa sự biến đổi hóa học và kết tụ hạt, duy trì đặc tính của hệ nano Tuy vậy, đông khô đòi hỏi thiết bị phức tạp và tốn nhiều năng lượng hơn các phương pháp khác Quá trình đông khô thường kéo dài, yêu cầu kĩ thuật cao, chi phí lớn, trong một số trường hợp có thể sinh ra các điều kiện khắc nghiệt gây mất ổn định và thay đổi các đặc tính hệ nano Do vậy, thành công của quá trình đông khô phụ thuộc rất nhiều vào thành phần công thức và các thông số kỹ thuật trong quá trình [7], [12]
Nhiều nghiên cứu đã thành công trong việc sử dụng phương pháp phun sấy để tăng độ ổn định của tiểu phân nano Trong quá trình phun sấy, dung dịch hoặc hỗn dịch được phun qua vòi phun dưới áp suất cao, phun vào buồng sấy, không khí nóng đi qua đồng thời sẽ làm khô các giọt phun Các hạt hình thành khi bay hơi chất lỏng được làm khô tiếp trong xyclon và được tách ra thành một buồng thu So với đông khô, phun sấy có một số ưu điểm như thao tác nhanh, chi phí tương đối thấp, phù hợp với quy mô công nghiệp, bột phun sấy có thể dùng dưới dạng hỗn dịch hoặc đưa vào viên nén, viên nang [41] Một số phương pháp phun sấy cải tiến đã xuất hiện, góp phần cải thiện những hạn chế của phun sấy như cần gia nhiệt, có thể tác động lên tính toàn vẹn của tiểu phân nano và dược chất [60]
Trong quá trình tạo hạt tầng sôi, sự kết tập tiểu phân chất rắn và quá trình sấy khô hạt được tiến hành đồng thời trên cùng một thiết bị Khối bột tạo hạt được đảo trộn bởi khí nóng Dịch tạo hạt được phun vào khối bột, làm ẩm và tạo cầu nối lỏng giữa các tiểu phân chất rắn Đồng thời, dung môi bay hơi, tá dược dính tạo thành cầu nối rắn liên kết các tiểu phân chất rắn lại với nhau, tạo thành hạt Phương pháp này mang lại nhiều lợi ích như hạn chế bụi, tạo hạt nhanh, hao phí và chi phí lao động thấp, thuận lợi để tự động hóa quá trình Quá trình tạo hạt trong thiết bị tầng sôi bị ảnh hưởng nhiều bởi các yếu tố công thức và quy trình [7]
Năm 2021, Doãn Thị Hồng Nhung đã bào chế thành công hỗn dịch nano FENO bằng phương pháp nghiền bi, sau đó rắn hóa bằng phương pháp phun sấy tạo hạt tầng sôi quy mô 1000 viên/lô Kết quả cho thấy cốm FENO có KTTP trung bình 333,5 ± 5,9nm; PDI 0,155 ± 0,016; HLDC sau ly tâm 1000 rpm/10 phút đạt 55,6% Viên nén bào chế đạt tương đương độ hòa tan so với viên chứng Lipanthyl 145mg (giá trị f2 > 60%) [3]
1.3.4 Hấp phụ lên chất mang rắn có diện tích bề mặt lớn
Phương pháp hấp phụ dược chất lên chất mang rắn có diện tích bề mặt lớn và nhiều lỗ xốp đang được sử dụng rộng rãi nhờ tính tiện dụng và hiệu quả của nó Chất mang hay được sử dụng là silicon dioxyd và các dẫn chất của silic do có vai trò vượt trội như giúp chuyển hệ chứa thuốc dạng lỏng thành dạng rắn [34]; làm nhỏ KTTP, cải thiện độ hòa tan và sinh khả dụng của các DC kém tan trong nước [25]
Tran Ngoc Bao và cộng sự đã bào chế ra hỗn dịch nano FENO bằng phương pháp nghiền ướt, sau đó hấp phụ lên chất mang Florit nhằm ngăn ngừa sự kết tụ DC trong quá trình hoàn thiện và bảo quản Dạng bột hấp phụ và viên nén bào chế đều có độ hòa tan tốt > 80% sau 30 phút Kết quả XRD và DSC cho thấy trạng thái vật lý của FENO được duy trì trong quá trình hấp phụ lên chất mang và tạo viên [58]
1.3.5 Tạo cấu trúc vi nang bao gói
Tạo vi nang cũng là một phương pháp được sử dụng để rắn hóa hỗn dịch nano [33]
Vi nang được sử dụng để chuyển thuốc dạng lỏng thành thuốc dạng rắn, làm tăng độ ổn định của thuốc và thuận lợi cho quá trình bảo quản Các hạt vi nang sẽ bao gói dược chất trong một lớp màng thích hợp bằng các kỹ thuật khác nhau như kỹ thuật phun sấy, tách pha đông tụ, nhũ tương hóa,… tùy theo mục đích Công nghệ sản xuất vi nang được ứng dụng ngày càng phổ biến do những ưu điểm vượt trội nó mang lại, đồng thời có thể sử dụng những nguyên liệu thân thiện với môi trường [17]
Atitaya Sookkasem và cộng sự đã nghiên cứu bào chế hệ tự nhũ hóa curcumin (SE- Cur), sau đó SE-Cur hoặc bột Curcumin được đóng gói vào trong hạt vi nang calci alginat bằng kỹ thuật ion hóa tạo gel và bao Eudragit S-100, hiệu suất bao gói 85-98%
Vi nang chứa SE-Cur, 2-4% alginat và 0,1-0,3 M CaCl2 giúp ngăn giải phóng curcumin sớm trong dịch dạ dày và ruột, và > 60% thuốc được giải phóng trong dịch đại tràng mô phỏng sau 12 giờ Lượng curcumin giải phóng giảm khi nồng độ alginat và CaCl2 tăng [51].
Tổng quan về dạng bào chế vi nang
Vi nang (microcapsule) là những tiểu phân hình cầu hoặc không xác định, kích thước từ 0,1 micromet tới 5 mm (thông thường từ 100 đến 500 micromet) [9] Vi nang hóa là quá trình bao gói những giọt chất lỏng nhỏ hoặc phân tử nhỏ bằng một lớp màng thích hợp Một số tài liệu xếp kích thước vi nang có đường kính nằm trong khoảng từ vài micromet đến vài milimet [33]
Xét về mặt hình thái học, có thể chia thành 2 loại:
• Vi nang (microcapsule): hệ thống có cấu trúc kiểu “bình chứa” (reservoir), gồm nhân và vỏ xác định Nhân có thể ở dạng rắn, lỏng, khí Vỏ là một màng polyme (có thể một hoặc nhiều polyme) liên tục, cấu trúc xốp hoặc không
• Vi cầu (microsphere): cấu trúc đồng nhất hoặc nguyên khối tạo nên bởi chất nền liên tục (một hoặc nhiều polyme hòa trộn với nhau), phân tử thuốc được phân tán vào chất nền (matrix) [31]
Hình 1.2 Cấu trúc của vi nang, vi cầu [9], [11]
Vi nang được cấu tạo bởi hai thành phần gồm nhân và vỏ Phần nhân gồm một hoặc hai dược chất (ít khi nhiều dược chất) Dược chất rất phong phú, đa dạng, có thể ở trạng thái rắn, lỏng hoặc dưới dạng một nhũ tương, hỗn dịch, có thể thêm các chất phụ nhằm mục đích ổn định hoặc điều chỉnh tốc độ giải phóng dược chất [9], [31] Phần vỏ thường là các hợp chất cao phân tử có nguồn gốc thiên nhiên hoặc tổng hợp, có tác dụng tạo màng mỏng, bề dày từ 0,1 đến 200 micromet Thông thường vỏ bao chiếm 70% khối lượng vi nang và quyết định phần lớn tính chất của vi nang [9]
Tính chất của vật liệu làm vỏ nang (tính bám dính, tính thấm, khả năng hút ẩm, khả năng hòa tan, độ ổn định) phải phù hợp với mục đích bào chế vi nang [59] Ngoài ra trong vỏ vi nang có thể thêm chất màu, chất làm dẻo và các tá dược khác nhằm cải thiện hoặc kiểm soát quá trình giải phóng dược chất Việc lựa chọn vật liệu dùng làm vỏ vi nang phải căn cứ vào lý thuyết và thực nghiệm [9]
Vi nang được phân loại dựa vào hình thái và kích thước
• Vi nang đơn nhân (nhân – vỏ) chứa lớp vỏ bao quanh lớp nhân
• Vi nang đa nhân gồm nhiều nhân (lõi) bao gói trong một lớp vỏ
• Vi nang dạng cốt: vật liệu chế tạo nhân được phân tán đồng nhất trong vật liệu tạo vỏ [33]
Hình 1.3 Các hình thái của vi nang [33]
1.4.4 Ứng dụng của vi nang
Vi nang và công nghệ vi nang hóa được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, nông nghiệp, thuốc thú y, công nghiệp hóa chất, công nghiệp in, công nghệ sinh học, công nghệ nano [23], [59]
Tuy rằng không phải dược chất nào cũng có thể bào chế dưới dạng vi nang, hơn nữa vỏ vi nang rất khó đồng nhất và không gián đoạn, nhưng công nghệ vi nang hóa đã là một trong những bước tiến bộ của ngành Dược, góp phần giải quyết những vấn đề khó khăn trong lĩnh vực sản xuất dược phẩm [9] Dược chất được đưa vào vi nang với nhiều mục đích khác nhau, có thể kể đến như:
• Bảo vệ dược chất trước ảnh hưởng của môi trường (ví dụ bào chế aspirin kéo dài kháng acid dịch vị tốt), bảo vệ các chất nhạy cảm với độ ẩm, ánh sáng, chất oxi hóa (nifedipin, vitamin A, vitamin K) [9]
• Chuyển các dược chất ở dạng lỏng thành các hệ chất rắn khô (giả rắn) thuận lợi cho việc vận chuyển, bảo quản (eprazinon), hoặc thành các dạng bột có độ trơn chảy cao thuận lợi cho việc bào chế (dễ dàng đưa vào viên nén) [9], [33]
• Tách các phần tương kỵ với nhau (ví dụ để tăng độ ổn định của cặp tương kỵ aspirin và clorpheniramin maleat bằng cách tạo thành vi nang của từng chất trước khi trộn chung với nhau) [31]
• Che dấu mùi vị (paracetamol ) và tính kích ứng của một vài dược chất khi dùng theo đường uống (tetracyclin…) [31]
• Bào chế dạng bao tan ở ruột đối với những thuốc cần hấp thu chọn lọc ở dịch ruột hơn là ở dạ dày [31]
• Hạn chế bay hơi của một số dược chất dễ bay hơi, thăng hoa như tinh dầu, long não, methyl salicylat [9]
• Kiểm soát sinh khả dụng của dược chất trong vi nang (tăng hoặc giảm khả năng giải phóng hoặc hướng đến tác dụng tại đích) [33]
1.4.5 Phương pháp tách pha đông tụ trong bào chế vi nang
Vi nang có thể được bào chế bằng nhiều phương pháp khác nhau, nhưng tổng quát chia thành bốn phương pháp, đó là: phương pháp tách pha hay đông tụ, phương pháp trùng hiệp, phương pháp tĩnh điện và phương pháp cơ học [9] Chúng tôi xin trình bày cụ thể về phương pháp tách pha đông tụ như dưới đây
1.4.5.1 Cơ chế của quá trình tách pha đông tụ
Phương pháp tách pha đông tụ có thể chia thành 2 nhóm cơ bản: Đông tụ đơn giản là quá trình loại nước của các chất keo thân nước dùng trong hệ, do đó làm giảm độ tan của chất keo Trong phương pháp này thường chỉ sử dụng một loại polyme (gelatin, polyvinyl alcol, carboxymethyl cellulose) Quá trình làm giảm độ tan của chất keo có thể bằng các cách sau: thêm vào một dung môi có thể trộn lẫn với nước (ethanol, aceton, isopropanol ); thêm vào một muối vô cơ hay thay đổi nhiệt độ [55] Đông tụ phức hợp là quá trình tương tác giữa các phân tử tích điện âm và tích điện dương của hai hoặc nhiều hợp chất cao phân tử, có thể do sự thay đổi nồng độ các chất tan cao phân tử hoặc thay đổi pH Các polyme càng có sự khác nhau về điểm đẳng điện càng dễ tạo thành hạt đông tụ [9]
Quá trình tách pha (đông tụ) có thể do các cơ chế:
• Tách pha do thay đổi nhiệt độ
• Tách pha do thêm vào một polyme khác không tương đồng: Nhân được phân tán vào dung dịch polyme thứ nhất để tạo màng không tan trong dung dịch Màng này sẽ đông vón xung quanh nhân khi phân tán thêm dung dịch đậm đặc polyme thứ hai không tương đồng
• Tách pha do thêm vào hệ một dung môi thứ hai: Khi cho thêm vào hệ một dung môi khác không hoà tan polyme dùng làm vỏ vi nang, polyme sẽ tách ra tạo thành lớp áo xung quanh nhân
• Tách pha do sự hoá muối: Thêm dung dịch đậm đặc muối điện ly mạnh vào hệ chế tạo vi nang, sẽ tạo thành hai pha, kết quả là một pha trong đó sẽ trở nên bão hòa các tiểu phân keo
Một số nghiên cứu liên quan về dạng bào chế vi nang
Bhavesh D.Kevadiya và cộng sự đã tiến hành bào chế hỗn dịch nano FENO bằng phương pháp nghiền ướt, sau đó rắn hóa tạo vi nang bằng natri alginat và CaCl2 Các hạt vi nang được chứng minh là có khả năng nạp thuốc cao, dao động từ 50 đến 90% Các phân tích XRD, DSC và FTIR cho thấy trạng thái của FENO trong vi nang ổn định
Vi nang giải phóng hoàn toàn dược chất sau 2h Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng vi nang chứa FENO có thể làm dạng bào chế rắn cho dạng thuốc giải phóng tại chỗ [35]
Taiane Medeiro Ciocheta và cộng sự đã bào chế ra hệ nano lipid chứa paclitaxel (PTX-LNC) sau đó bao gói trong các hạt vi nang calci alginat Các vi nang này được đánh giá về kích thước, hình thái, tốc độ trương nở, hiệu suất bao gói và giải phóng thuốc trong dịch tiêu hóa mô phỏng Kết quả cho thấy vi nang bền trong môi trường dạ dày, với tốc độ trương nở và giải phóng thuốc dưới 3,5% ở pH 1,2 trong 2 giờ Ở pH 6,8, các vi nang trương nở mạnh và phân rã sau 80 phút, giải phóng 60% thuốc sau 10h [22].
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nguyên liệu và thiết bị
Bảng 2.1 Nguyên liệu và hóa chất dùng trong nghiên cứu
STT Tên nguyên liệu Nguồn gốc Tiêu chuẩn
1 Fenofibrat* Trung Quốc Ph Eur 8.5 &
2 Natri alginat Trung Quốc TCNSX
3 Calci clorid dihydrat Trung Quốc TCNSX
5 Glycerin monostearat (GMS) Malaysia TCNSX
6 Compritol ATO888 Gattefossé (Pháp) TCNSX
7 Precirol ATO5 Gattefossé (Pháp) TCNSX
9 Natri docusat Solvay (Bỉ) USP
10 Natri lauryl sulfat Trung Quốc USP
12 Tinh bột sắn Trung Quốc TCNSX
13 Nước cất Việt Nam DĐVN 5
14 Nước tinh khiết Việt Nam DĐVN 5
Bảng 2.2 Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu
STT Thiết bị Xuất xứ
1 Máy nghiền bi Horizontal Grinding Mill Mỹ
2 Hệ thống thử hòa tan Pharmatest Đức
3 Máy đo quang phổ UV-VIS HITACHI U-5100 Nhật Bản
4 Máy ly tâm lạnh siêu tốc Hermle Z236K Đức
5 Máy đo thế Zeta và xác định phân bố KTTP Zetasizer Ultra
6 Máy khuấy từ WiseStir ® MSH 20A Hàn Quốc
8 Máy siêu âm WiseClean Đức
9 Máy đồng nhất siêu âm UP 200St Đức
10 Bơm nhu động Ismatec Ecoline VC 380 Đức
12 Bình định mức, cân, rây, pipet chính xác các loại.
Nội dung nghiên cứu
• Xây dựng công thức bào chế vi nang chứa hệ tiểu phân nano FENO
• Thiết kế và tối ưu hóa vùng công thức vi nang chứa hệ tiểu phân nano FENO bằng phần mềm Design Expert
• Đánh giá được các đặc tính lý hóa của vi nang nghiên cứu.
Phương pháp nghiên cứu
2.3.1.1 Quy trình bào chế hỗn dịch FENO nano tinh thể
Tham khảo đề tài của tác giả Lê Thị Giang (2022) [4], tiến hành bào chế hỗn dịch chứa tiểu phân nano FENO với thiết bị nghiền bi Horizontal Grinding Mill, công thức và thông số quy trình thay đổi phù hợp với thiết bị như sau:
Bảng 2.3 Công thức và thông số quy trình bào chế hỗn dịch nano FENO
Công thức nghiền Thông số quy trình
Fenofibrat 30% (kl/tt) Khối lượng bi Zirconium
HPMC E3 8% (kl/tt) Thời gian nghiền 5 giờ
Natri docusat 1% (kl/tt) Tốc độ nghiền 500 rpm
Nước tinh khiết 1000 mL Chu kỳ nghiền 1 giờ - nghỉ 15 phút
• Cân dược chất, tá dược theo tỉ lệ như Bảng 2.3
• Chuẩn bị dung dịch các chất ổn định: hòa tan Natri docusat, HPMC E3 trong nước
• Phối hợp dược chất với dung dịch chất ổn định trên thu được hỗn dịch chứa tiểu phân FENO kích thước micromet
• Nghiền ướt bằng thiết bị nghiền bi Horizontal Grinding Mill với các thông số thiết bị như Bảng 2.3
• Thu hỗn dịch chứa tiểu phân nano FENO
➢ Một số chỉ tiêu đánh giá hỗn dịch nano FENO:
• Kích thước tiểu phân (KTTP) trước và sau ly tâm
• Phân bố kích thước tiểu phân (PDI)
• Định lượng hàm lượng FENO trong hỗn dịch bào chế trước và sau ly tâm
2.3.1.2 Quy trình bào chế vi nang chứa hệ tiểu phân nano FENO a Công thức
Vi nang FENO được bào chế bằng phương pháp tách pha đông tụ với thành phần công thức dự kiến theo bảng 2.4
Bảng 2.4 Dự kiến thành phần công thức vi nang chứa hệ tiểu phân nano FENO
STT Thành phần Ghi chú
Hỗn dịch chứa tiểu phân nano FENO đã chuẩn bị ở phần 2.3.1.1
Khảo sát lượng dịch nghiền
2 Natri alginat Khảo sát tỷ lệ
3 Tá dược độn Dự kiến khảo sát nồng độ của tinh bột sắn đến hình dạng và độ hòa tan của vi nang
Dự kiến khảo sát một số loại lipid như Compritol AT0 888 (COM), glyceryl monostearat (GMS), Precirol ATO5,
1 Calci clorid Khảo sát tỷ lệ
2 Nước tinh khiết b Quy trình tiến hành
• Cân một lượng natri alginat vào cốc có mỏ, thêm nước tinh khiết bằng ống đong Khuấy từ cho trương nở hoàn toàn
• Tá dược độn khảo sát với các nồng độ khác nhau được thêm vào khuấy từ cùng natri alginat
• Tiểu phân nano lipid rắn được bào chế bằng phương pháp đồng nhất nóng sử dụng lực siêu âm, thiết bị UP 200St, đầu siêu âm đường kính 2mm Các bước thực hiện như sau: Chuẩn bị 2 pha: Ở pha dầu, lipid được đun nóng chảy đến 70-
75 o C cho chảy hoàn toàn trong bể điều nhiệt Pha nước lựa chọn dung dịch Tween 1%, làm nóng đến 75 o C trong bể điều nhiệt Tiến hành nhũ hóa 2 pha bằng lực siêu âm sử dụng máy siêu âm với công suất 10 W, thời gian 1 phút 30 giây Kết thúc quá trình nhũ hóa, mẫu được làm lạnh nhanh trong cốc nước đá để hóa rắn các tiểu phân nano lipid Sau khi tạo thành các hạt nano lipid thì đánh giá kích thước bằng phương pháp tán xạ laser Tiến hành đo mẫu trên máy quang phổ photon ánh sáng Zetasizer Nano ZS90 ở nhiệt độ 25 ± 2 o C Sau đó thêm vào khuấy từ cùng natri alginat đã trương nở
• Thêm chính xác một lượng dịch nghiền FENO vào hệ alginat và tá dược trên Khuấy từ 1h cho đồng nhất
➢ Môi trường đông tụ: Cân một lượng CaCl2.2H2O vào cốc có mỏ, thêm nước tinh khiết để đạt được nồng độ CaCl2 mong muốn Khuấy từ cho tan hoàn toàn
➢ Tiến hành kỹ thuật nhỏ giọt:
• Nhỏ giọt hỗn dịch thu được vào môi trường đông tụ là dung dịch CaCl2 qua hệ thống bơm nhu động với đầu kim cỡ 25G, tốc độ thích hợp tùy độ đặc của hỗn dịch (thường từ 30 – 60 giọt/phút) Vừa nhỏ vừa khuấy nhẹ dụng dịch CaCl2 bằng khuấy từ để tránh kết dính các vi nang, đồng thời tạo độ cầu cho các vi nang
• Ủ khoảng 15- 20 phút cho vi nang ổn định
• Gạn, rửa bằng nước tinh khiết để loại sạch CaCl2
• Sấy bằng tủ sấy tĩnh 40 o C, sau 24h thu được vi nang
Hình 2.1 Sơ đồ tóm tắt các giai đoạn bào chế vi nang chứa hệ tiểu phân nano
2.3.2 Phương pháp đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng
2.3.2.1 Đánh giá các đặc tính tiểu phân nano FENO a Định lượng hàm lượng FENO trong hỗn dịch nghiền bi
Tạo vi nang bằng kỹ thuật nhỏ giọt vào dung dịch
Sấy 40 o C/24h Gạn, rửa thu vi nang Hỗn dịch nano FENO
Tá dược khảo sát (tá dược độn, hệ nano lipid) Bơm nhu động:
- Khuấy từ nhẹ dung dịch CaCl2
Nguyên tắc: Sử dụng lực ly tâm ở tốc độ thấp và thời gian ngắn để tăng tốc độ sa lắng tiểu phân, giúp sơ bộ đánh giá được lượng dược chất có KTTP nano sau khi đưa vào vi nang, đặc biệt có thể loại được các tá dược kích thước micron không tan
Tiến hành: Mẫu nghiền bi FENO pha loãng 25 lần bằng nước cất Khuấy đều trong 5 phút để phân tán đều hỗn dịch
Mẫu dược chất toàn phần: Hút chính xác 1,0ml hỗn dịch trên cho vào bình định mức thích hợp (Dtp – độ pha loãng của mẫu toàn phần) Thêm 10,0 ml MeOH, đậy kín và siêu âm trong 10 phút Bổ sung dung dịch NaLS 0,72% vừa đủ đến vạch, lắc đều Đo quang ở bước sóng 290 nm với mẫu trắng là dung dịch NaLS 0,72%
Mẫu hỗn dịch dược chất sau ly tâm: Hút chính xác 10,0 ml hỗn dịch trên cho vào ống ly tâm 14 ml và tiến hành ly tâm 1000 rpm/10 phút Hút 1,0 ml dịch phía trên sau ly tâm vào bình định mức thích hợp (𝐷lt - Độ pha loãng của mẫu ly tâm), thêm 10,0 ml MeOH, đậy kín và siêu âm trong 10 phút, bổ sung bằng dung dịch NaLS 0,72% vừa đủ đến vạch, lắc đều Đo quang ở bước sóng 290 nm với mẫu trắng là dung dịch NaLS 0,72%
Hàm lượng dược chất toàn phần được tính bằng công thức sau:
𝐴𝑐 ∗𝐶 𝑐 ∗𝑉 1000 Hàm lượng dược chất (HLDC) sau ly tâm được tính bằng công thức sau:
HLDC sau ly tâm x rpm = 𝐴 𝑙𝑡 ∗𝐷 𝑙𝑡
𝐷lt, 𝐷tp là độ pha loãng của mẫu sau ly tâm ở 1000 rpm/10 phút và mẫu toàn phần
𝐴lt, 𝐴tp là mật độ quang của mẫu sau ly tâm ở 1000 rpm/10 phút và mẫu toàn phần b Đánh giá kích thước tiểu phân trung bình (KTTP) và phân bố kích thước tiểu phân (PDI)
Nguyên tắc xác định KTTP: KTTP xác định bằng phương pháp tán xạ laser Chiếu một chùm tia laser vào hỗn dịch chứa các tiểu phân có kích thước khác nhau sẽ thu được mức độ tán xạ ánh sáng khác nhau Bằng cách đo cường độ tán xạ có thể xác định được KTTP trung bình
Tiến hành: Mẫu trước ly tâm và mẫu sau khi ly tâm 1000 rpm/10 phút được pha loãng bằng nước cất Tốc độ đếm tiểu phân (count rate) nằm trong khoảng 200-400 kcps Tiến hành đo mẫu trên máy quang phổ photon ánh sáng Zetasizer Nano ZS90 ở nhiệt độ 25 ± 2 o C, góc 173 Đánh giá kết quả: Z-average, PDI Trong đó, chỉ số Z-average (đơn vị đo “d nm” là số nanomet đường kính tiểu phân) gần tương đương với KTTP trung bình của mẫu khi giá trị PDI nhỏ (0 - 0,3) và dùng để so sánh về kích thước giữa các mẫu khác nhau Khi PDI lớn (> 0,5) thì chỉ số Z-average không có ý nghĩa, dựa vào vị trí của các pic trên đồ thị phân bố KTTP để so sánh kích thước giữa các mẫu [6]
2.3.2.2 Đánh giá chất lượng vi nang chứa hệ tiểu phân nano FENO a Xác định hàm lượng dược chất có trong vi nang FENO
Mẫu chuẩn: Cân chính xác khoảng 25,00 mg FENO vào bình định mức 25 ml, thêm MeOH siêu âm cho tan hoàn toàn rồi bổ sung vừa đủ bằng MeOH Pha loãng 100 lần với dung dịch NaLS 0,72%
Mẫu thử: Cân chính xác một lượng vi nang đã nghiền tương ứng khoảng 25 mg FENO vào bình định mức 25 ml, thêm MeOH siêu âm 60 phút cho tan, định mức bằng NaLS 0,72% đến vạch Lấy 10,0 ml dịch trên ly tâm 10000 rpm/5 phút Hút 1,0 ml phần dịch phía trên, pha loãng 100 lần với NaLS 0,72%
Tiến hành thử tương tự với mẫu vi nang không có dược chất để xác định ảnh hưởng của tá dược trong phép đo quang Đo quang tại bước sóng 290nm với mẫu trắng là dung dịch NaLS 0,72% HLDC trong vi nang được tính theo công thức sau:
M, m là khối lượng cân của mẫu vi nang và mẫu chuẩn (mg)
At, Ac là mật độ quang của mẫu vi nang và mẫu chuẩn b Xác định hàm lượng dược chất trong vi nang sau khi phân tán và ly tâm
Mẫu chuẩn: Cân chính xác khoảng 25,00 mg FENO vào bình định mức 25 ml Thêm 10,0 ml MeOH, siêu âm 10 phút cho tan hoàn toàn rồi bổ sung vừa đủ bằng MeOH Pha loãng 100 lần bằng dung dịch NaLS 0,72%
THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Kết quả xây dựng đường chuẩn biểu thị mối tương quan giữa độ hấp thụ
3.1.1 Quét phổ UV-VIS để chọn bước sóng hấp thụ cực đại cho fenofibrat
Pha dung dịch chuẩn FENO có nồng độ 10 μg/mL trong dung dịch NaLS 0,72%, quét phổ UV-VIS từ bước sóng 200 – 400 nm với mẫu trắng là dung dịch NaLS 0,72% Kết quả thu được bước sóng hấp thụ cực đại của FENO tại 290 nm Do vậy chọn bước sóng λ = 290 nm để định lượng FENO giải phóng trong môi trường thử hòa tan
3.1.2 Khảo sát mối tương quan giữa độ hấp thụ quang và nồng độ fenofibrat
Tiến hành đo độ hấp thụ quang của dãy dung dịch chuẩn FENO trong dung dịch NaLS 0,72% với các nồng độ trong khoảng 2,0-15,0 μg/mL tại bước sóng 290 nm
Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa độ hấp thụ quang và nồng độ dung dịch FENO
Nhận xét: Kết quả cho thấy hệ số tương quan R 2 = 0,9992 (> 0,995), chứng tỏ khoảng nồng độ khảo sát có mối quan hệ tuyến tính với độ hấp thụ quang tại bước sóng 290nm
Kết luận: Có thể sử dụng phương pháp đo quang phổ hấp thụ tử ngoại tại bước sóng
290nm để định lượng FENO trong quá trình nghiên cứu
3.2 Kết quả đánh giá chất lượng hỗn dịch FENO nano tinh thể
Bảng 3.1 Kết quả KTTP, PDI của hỗn dịch nano FENO theo nghiên cứu [4]
Thông số Kết quả cỡ lô 200mL
HLDC toàn phần (%) 24,51 0,18 HLDC sau ly tâm (%) 67,82 1,92 Tham khảo các kết quả từ nghiên cứu [4], tiến hành bào chế hỗn dịch nano tinh thể FENO bằng phương pháp nghiền bi theo mục 2.3.1.1 Đánh giá dịch nghiền thu được theo phương pháp ở mục 2.3.2.1
Kết quả đánh giá hỗn dịch thu được như sau: y = 0.0413x + 0.0112 R² = 0.9992
Bảng 3.2 Kết quả KTTP, PDI của hỗn dịch nano FENO
Giai đoạn Thông số Kết quả
KTTP trước ly tâm (nm) 295,5 4,49 PDI trước ly tâm 0,199 0,023 HLDC toàn phần (%) 14,99% 0,32%
KTTP sau ly tâm (nm) 301,6 3,30 PDI sau ly tâm 0,205 0,031
Nhận xét: Bảng 3.2 cho thấy, hỗn dịch nano thu được có kết quả KTTP và PDI tương đồng với nghiên cứu [4] trên quy mô phòng thí nghiệm và tương đồng với các kết quả nghiên cứu trước Sau khi nghiền, hỗn dịch thu được chứa tinh thể FENO kích thước nano Sau ly tâm 1000 rpm/10 phút, vẫn có ít nhất trên 80% tinh thể nano FENO có KTTP 301,6 nm Việc đánh giá kết quả sau ly tâm nhằm loại bỏ ảnh hưởng của tá dược trong giai đoạn nghiền bi đến KTTP của FENO nghiên cứu Tuy nhiên hàm lượng FENO toàn phần thấp hơn
Kết luận: Sử dụng dịch nghiền này để bào chế vi nang nghiên cứu.
Xây dựng công thức và bào chế vi nang chứa hệ tiểu phân nano FENO 23 1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Alg đến vi nang
3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Alg đến vi nang
Trong bào chế vi nang bằng phương pháp tách pha đông tụ sử dụng kỹ thuật nhỏ giọt, Alg đóng vai trò là tác nhân tạo ra các liên kết chéo với Ca 2+ trong quá trình tạo vi nang Nồng độ Alg ảnh hưởng rất lớn đến các đặc tính cũng như khả năng giải phóng DC của vi nang Để đánh giá ảnh hưởng của Alg đến vi nang, tiến hành bào chế vi nang theo mục 2.3.1.2 thay đổi nồng độ Alg theo bảng công thức dưới đây:
Bảng 3.3 Các công thức khảo sát nồng độ Alg (kl/tt)
Thành phần CT1 CT2 CT3 CT4
Chú thích: kl/tt: tỷ lệ % tính theo thể tích nước
Bảng 3.4 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ Alg (kl/tt)
CT1 0,2% 93,37 80,07 0,49 1,30 0,07 Dẹt hình đĩa CT2 0,5% 87,83 76,49 0,02 1,30 0,05 Dẹt hình đĩa CT3 1% 85,59 68,83 0,78 1,20 0,05 Cầu, đều
Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ Alg đến % FENO giải phóng theo thời gian
Từ bảng 3.4, xét về hình dạng vi nang, ta thấy khi tiến hành bào chế vi nang với các dung dịch Alg có nồng độ quá thấp, dung dịch loãng, độ nhớt thấp, tỷ lệ Alg không đủ liên kết với Ca 2+ để tạo vi nang Đối với nồng độ Alg từ 0,2% đến 0,5%, vi nang khi tạo ra có hình cầu đều, tuy nhiên sau sấy bị xẹp mặt tạo các vi nang dạng hình đĩa Nguyên nhân có thể do tỷ lệ Alg trong mỗi vi nang ít, thành phần bên trong vi nang chủ yếu là nước, vi nang tạo ra chịu tác động cơ học kém (hạt không chắc, không đặc), dễ bở, khó giữ được hình dạng sau sấy [40] Với gel Alg có nồng độ cao hơn (>1,5%), quá trình bào chế gặp nhiều khó khăn, dung dịch quá nhớt nên khó tạo được hạt vi nang bằng bơm nhu động, kết quả đã được chứng minh bằng thực nghiệm
Sự thay đổi về độ nhớt dẫn đến sự thay đổi về hình dạng vi nang, CT3 có nồng độ alginat cao nhất (1%), nên phải tiến hành ở tốc độ nhỏ giọt phù hợp để tránh hiện tượng kéo đuôi So với các công thức còn lại, CT3 cho kích thước vi nang sau sấy là nhỏ nhất và giữ được độ cầu, đồng đều hơn như hình 3.3; có thể do lượng Alg nhiều, tạo mạng lưới liên kết với Ca 2+ , vi nang cứng hơn [14]
Hiệu suất vi nang hóa giảm khi tăng nồng độ Alg có thể giải thích do độ nhớt tăng dẫn đến gel dính vào cốc, bơm nhu động và một phần vi nang dính thành sợi đã bị loại bỏ trong khi thực nghiệm, từ đó ảnh hưởng đến tổng khối lượng vi nang sau sấy
Kết quả từ đồ thị thử hòa tan thể hiện khá rõ khả năng giải phóng của FENO Chúng tôi nhận thấy khi tăng nồng độ Alg thì khả năng giải phóng DC giảm rõ rệt Kết quả này tương đồng với kết quả nghiên cứu của Patil.SM và cộng sự [46] Nguyên nhân có thể do khi Alg có nồng độ thấp sẽ tạo cấu trúc vi nang lỏng lẻo, kích thước lỗ rỗng trong mạng lưới calci alginat lớn, cho phép DC khuếch tán ra ngoài dễ dàng hơn đồng thời môi trường hòa tan dễ thấm hút vào trong để hòa tan DC Khi tăng tỷ lệ Alg sẽ tạo thành vi nang có lớp vỏ dày hơn, cứng hơn, khiến dược chất gặp khó khăn trong quá trình khuếch tán qua lớp vỏ để hòa tan [14] CT1 có nồng độ Alg thấp nhất trong các công thức khảo sát cho kết quả giải phóng DC tốt nhất (25 phút giải phóng 75,66% 0,25%)
Kết luận: CT1 có nồng độ Alg thấp nhất là 0,2% cho kết quả giải phóng FENO tốt nhất được lựa chọn để khảo sát các yếu tố tiếp theo
Hình 3.3 Vi nang sau sấy: (a) CT1; (b) CT2; (c) CT3
3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ CaCl 2 đến vi nang
Tương tự như Alg, CaCl2 cũng tham gia vào cấu trúc của vi nang, vì vậy nồng độ CaCl2 có thể ảnh hưởng nhiều đến chất lượng và khả năng giải phóng DC của vi nang Để đánh giá ảnh hưởng của CaCl2 đến vi nang, tiến hành bào chế vi nang theo mục 2.3.1.2 thay đổi nồng độ CaCl2 theo bảng công thức dưới đây:
Bảng 3.5 Các công thức khảo sát nồng độ CaCl 2
Thành phần CT5 CT1 CT6 CT7
10 ml (tương đương 1,5g FENO) Natri alginat
Chú thích: kl/tt: tỷ lệ % tính theo thể tích nước
Bảng 3.6 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ CaCl 2
CT5 2% 91,24 80,35 1,27 1,34 0,04 Dẹt hình đĩa CT1 3% 93,37 80,07 0,49 1,30 0,07 Dẹt hình đĩa CT6 4% 90,54 66,79 0,29 1,29 0,04 Dẹt hình đĩa CT7 5% 89,61 55,57 1,05 1,25 0,04 Dẹt hình đĩa
Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ CaCl 2 đến % FENO giải phóng theo thời gian
Thay đổi nồng độ CaCl2 sẽ dẫn đến thay đổi mạng lưới calci alginat: Khi nồng độ CaCl2 chưa đủ để tạo các liên kết hoàn toàn với chuỗi G của phân tử Alg, mạng lưới tạo thành lỏng lẻo, dược chất dễ thất thoát ra ngoài, vi nang dễ bị phá vỡ và kém ổn định trong quá trình sử dụng Khi nồng độ CaCl2 tăng lên, mạng lưới liên kết chặt chẽ bao gói tốt hơn, hạn chế sự thất thoát dược chất, bảo quản và vận chuyển tốt [39]
Theo kết quả bảng 3.6, khi tăng nồng độ dung dịch CaCl2, HSVNH hầu như không thay đổi Nguyên nhân có thể là do nồng độ dung dịch CaCl2 đã đủ để bão hòa vị trí gắn liên kết chéo trên chuỗi polyme, nên sự tăng thêm của nồng độ CaCl2 không làm tăng mật độ liên kết trong cấu trúc vi nang, vì thế không làm tăng HSVNH [24]
Ngoài ra, vi nang sau sấy vẫn có dạng dẹt, nguyên nhân có thể vẫn do ở trong nhân vi nang thành phần chủ yếu là nước, khi sấy nước bay hơi làm hình dạng vi nang bị biến đổi Kích thước vi nang giảm khi tăng nồng độ của Ca 2+ , kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Lee Boon Beng và cộng sự [39]
Theo kết quả thử độ hòa tan, việc thay đổi nồng độ CaCl2 ảnh hưởng không đáng kể đến khả năng giải phóng DC trong môi trường thử hòa tan, do vậy chúng tôi quyết định lựa chọn nồng độ CaCl2 3% là nồng độ tốt nhất trong khoảng nồng độ đang khảo sát để tiến hành các khảo sát tiếp theo
(a) (b) (c) Hình 3.5 Vi nang sau sấy: (a) CT5; (b) CT6; (c) CT7
3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của lượng dịch nghiền thêm vào vi nang Để đánh giá ảnh hưởng của lượng dịch nghiền sử dụng đến vi nang, tiến hành bào chế vi nang theo mục 2.3.1.2 thay đổi lượng dịch nghiền theo bảng công thức dưới đây:
Bảng 3.7 Các công thức khảo sát lượng dịch nghiền sử dụng
Thành phần CT8 CT1 CT9 CT10
15 ml (tương đương 2,25g FENO) Natri alginat
Chú thích: kl/tt: tỷ lệ % tính theo thể tích nước
Bảng 3.8 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của lượng dịch nghiền sử dụng
CT8 7 ml 87,35 71,43 1,16 1,28 0,04 Dẹt hình đĩa CT1 10 ml 93,37 80,07 0,49 1,30 0,07 Dẹt hình đĩa CT9 12 ml 87,63 75,25 0,95 1,31 0,06 Dẹt hình đĩa CT10 15 ml 86,94 76,98 1,09 1,32 0,04 Dẹt hình đĩa
Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng dịch nghiền đến % FENO giải phóng theo thời gian
Khi tăng lượng dịch nghiền sử dụng, HSVNH cũng như hàm lượng dược chất trong vi nang tăng lên Nguyên nhân có thể do lượng dịch nghiền thấp, lượng dược chất ít, chưa đủ để được bắt giữ kín trong các liên kết trong vi nang Tuy nhiên sau đó, lượng dịch nghiền sử dụng có tăng nhưng HSVNH và hàm lượng dược chất không tăng nữa, có thể do lượng dịch nghiền sử dụng là 10 ml tương đương với 1,5g FENO đã được bắt giữ tối đa trong cấu trúc vi nang Sử dụng nhiều DC có thể gây hao phí và thất thoát Hình dạng các vi nang sau sấy vẫn có dạng dẹt đĩa, do chưa có các tá dược tạo khung cho vi nang
Từ kết quả thử hòa tan hình 3.6 cho thấy rằng lượng dịch nghiền sử dụng không ảnh hưởng đáng kể đến khả năng giải phóng DC trong môi trường thử hòa tan Do vậy chúng tôi quyết định lựa chọn lượng dịch nghiền sử dụng là 10 ml để thực hiện các khảo sát tiếp theo
3.3.4 Khảo sát ảnh hưởng của tá dược độn thêm vào vi nang
Qua khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Alg, nồng độ dung dịch CaCl2 và lượng dịch nghiền sử dụng có thể thấy rằng hình thức vi nang chưa cầu, bị xẹp dạng đĩa, vi nang giải phóng có lag time trong 5 phút đầu (% FENO giải phóng < 5%) Sau khi tham khảo tài liệu [21], chúng tôi quyết định tiến hành khảo sát nồng độ của tinh bột sắn với vai trò là tá dược độn nhằm cải thiện hình thức của vi nang Ngoài ra dự đoán rằng tinh bột có thể trương nở giúp mở rộng các kênh trong vi nang, tạo điều kiện cho môi trường hòa tan DC, tăng % FENO giải phóng trong 5 phút đầu và tăng tốc độ giải phóng FENO Để đánh giá ảnh hưởng của tinh bột sắn đến vi nang, tiến hành bào chế vi nang theo mục 2.3.1.2 tinh bột sắn được phân tán đều với gel Alg và dịch nghiền FENO trước khi tạo vi nang bằng kỹ thuật nhỏ giọt Nồng độ tinh bột sắn lựa chọn khảo sát là 0%, 2%, 5% và 7% thu được bảng kết quả dưới đây:
Bảng 3.9 Kết quả khảo sát nồng độ tinh bột sắn sử dụng
Nồng độ tinh bột sắn (%)
CT1 0% 93,37 80,07 0,49 1,30 0,07 Dẹt hình đĩa CT11 2% 89,18 63,04 0,82 1,52 0,08 Dẹt hình đĩa
Chú thích: kl/tt: tỷ lệ % tính theo thể tích nước
Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tinh bột sắn đến % FENO giải phóng theo thời gian
Về hình dạng, sau khi thêm tinh bột thấy vi nang giữ được độ cầu sau sấy, giảm tình trạng xẹp mặt dạng đĩa Do tinh bột không tan trong nước, khi phối hợp sẽ được bắt giữ trong cấu trúc vi nang, giảm lượng nước có trong vi nang Khi sấy, lượng nước trong vi nang bay hơi, tinh bột sắn cùng Alg và Ca 2+ đóng vai trò tạo khung cho vi nang chắc đều, khối lượng vi nang thô sau sấy tăng lên [21]
Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của các nano lipid rắn đến vi nang
Vi nang đang khảo sát có % FENO giải phóng trong 5 phút đầu thấp và tốc độ giải phóng FENO chưa cao Do vậy, nhóm nghiên cứu chúng tôi quyết định thêm tá dược là hệ nano lipid rắn với mong muốn làm giảm thời gian lag time, tăng tốc độ giải phóng
3.4.1 Khảo sát sự tạo thành các nano lipid rắn
Lipid rắn là một trong những thành phần chính trong SLNs Các nano lipid rắn không chứa dược chất được tạo thành bởi phương pháp đồng nhất nóng sử dụng lực siêu âm trong thời gian nhất định Qua các tài liệu tham khảo kết hợp với quá trình thực nghiệm, chúng tôi quyết định lựa chọn 3 loại lipd rắn là: Glyceryl monostearate (GMS), Compritol ATO888 (Glyceryl behenate) và Precirol ATO5 (Glyceryl palmitostearat) là các loại lipid hay được sử dụng nhất để tạo ra SLNs
Bảng 3.10 Kết quả khảo sát KTTP và PDI của các công thức SLNs
Các yếu tố Kết quả
Hình 3.8 Ảnh hưởng của loại lipid và nồng độ lipid đến KTTP và PDI của SLNs
Các loại lipd khác nhau cho các SLNs có kích thước khác nhau Nhìn chung cả 3 loại lipid khảo sát đều tạo ra hệ tiểu phân nano có kích thước nhỏ và PDI < 0,4 thể hiện sự phân bố kích thước tương đối đồng đều Các công thức cho thấy KTTP có xu hướng tăng dần theo thứ tự: GMS < Precirol ATO5 < Compritol ATO888 Có thể giải thích xu hướng tăng kích thước tiểu phân là do nhiệt độ nóng chảy của các lipid rắn tăng, làm tăng độ nhớt của hỗn dịch nano, khiến việc phân cắt lipid gặp khó khăn hơn, dẫn đến tăng kích thước tiểu phân Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Wang R và cộng sự [61] Trong đó, kết quả cho thấy khi sử dụng lipid rắn là GMS với nồng độ 0,2% (50 mg GMS) tạo ra hệ SLNs có kích thước nhỏ nhất (43,13 nm) và PDI bé (0,171)
Nồng độ lipid ảnh hưởng đến kích thước hạt, khi lượng lipid rắn tăng thì kích thước hạt cũng tăng đáng kể, PDI cũng tăng dần Nguyên nhân do lượng lipid nhiều cũng làm cho việc phân cắt lipid khó khăn
Chúng tôi tiếp tục tiến hành khảo sát sự ảnh hưởng của các nano lipid trên đến chất lượng vi nang và khả năng giải phóng của DC ra khỏi vi nang
3.4.2 Khảo sát sự ảnh hưởng của nano lipid GMS Để đánh giá ảnh hưởng của hệ nano GMS đến vi nang, tiến hành bào chế vi nang theo mục 2.3.1.2 thay đổi nồng độ GMS từ 0-3% có được bảng kết quả dưới đây:
Bảng 3.11 Kết quả khảo sát các nồng độ nano lipid GMS
CT1 0% 93,37 80,07 0,49 1,30 0,07 Dẹt hình đĩa CT14 0,2% 90,86 72,96 0,78 1,60 0,05 Dẹt hình đĩa CT15 0,5% 80,73 58,90 0,80 1,39 0,07 Dẹt hình đĩa CT16 1% 84,34 53,79 1,39 1,40 0,05 Dẹt hình đĩa CT17 2% 83,16 54,12 0,03 1,47 0,05 Dẹt hình đĩa
Chú thích: kl/tt: tỷ lệ % tính theo thể tích nước
Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của hệ nano lipid GMS đến % FENO giải phóng theo thời gian
Khi thêm nano lipid GMS vào trong hỗn dịch nhỏ vi nang thì hàm lượng dược chất trong vi nang giảm, do vi nang bao gói thêm cả các nano lipid Nồng độ lipid rắn càng tăng thì lượng dược chất trong vi nang càng giảm, kéo theo hiệu suất vi nang hóa giảm
Từ kết quả thử hòa tan ở hình 3.9 thể hiện rằng khi thêm nano lipid GMS vào làm tăng tốc độ hòa tan của DC trong vi nang CT1 không chứa nano GMS, thời điểm 25 phút có độ hòa tan dược chất là 75,66% 0,25%, CT14 chứa nano GMS nồng độ 0,2% tại thời điểm 25 phút có độ hòa tan DC là 88,13% 1,71% Tuy nhiên, khi thêm quá nhiều nano GMS làm giảm khả năng giải phóng FENO ra khỏi vi nang CT17 và CT18 chứa nano GMS nồng độ lần lượt là 2% và 3% có % FENO giải phóng sau 25 phút là 62,96% 0,97% và 44,17% 1,27%
3.4.3 Khảo sát sự ảnh hưởng của nano lipid Compritol ATO888 Để đánh giá ảnh hưởng của hệ nano Compritol ATO888 đến vi nang, tiến hành bào chế vi nang theo mục 2.3.1.2 thay đổi nồng độ Compritol ATO888 từ 0-1,5% có được bảng kết quả dưới đây:
Bảng 3.12 Kết quả khảo sát các nồng độ nano lipid Compritol ATO888
CT1 0% 93,37 80,07 0,49 1,30 0,07 Dẹt hình đĩa CT19 0,1% 87,50 71,53 0,53 1,46 0,06 Dẹt hình đĩa CT20 0,5% 87,60 73,10 0,09 1,49 0,07 Dẹt hình đĩa CT21 1% 83,33 69,28 2,93 1,70 0,08 Dẹt hình đĩa CT22 1,5% 82,51 58,95 0,14 1,93 0,07 Dẹt hình đĩa
Chú thích: kl/tt: tỷ lệ % tính theo thể tích nước
CT1CT14CT15CT16CT17CT18
Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của hệ nano lipid Compritol ATO888 đến %
FENO giải phóng theo thời gian
Tương tự như nano lipid GMS, khi thêm nano lipid Compritol ATO888 cũng làm cho hàm lượng FENO trong vi nang và HSVNH giảm Đồng thời độ hòa tan của FENO tăng khi thêm 1 lượng nano lipid Compritol ATO888 thích hợp C19 có nồng độ Compritol ATO888 là 0,1%, % FENO giải phóng tại thời điểm 25 phút là 83,91% 1,17% CT20 với nồng độ là 0,5% Compritol ATO888, % FENO giải phóng sau 25 phút là 81,54% 1,05% Tuy nhiên, với nồng độ lớn hơn là 1% và 1,5%, nano Compritol ATO888 làm giảm % giải phóng FENO so với công thức không thêm nano lipid, kết quả FENO giải phóng sau 25 phút lần lượt là 62,63% 0,6% và 62,61% 0,2%
3.4.4 Khảo sát sự ảnh hưởng của nano lipid Precirol ATO5 Để đánh giá ảnh hưởng của hệ nano Precirol ATO5 đến vi nang, tiến hành bào chế vi nang theo mục 2.3.1.2 thay đổi nồng độ Precirol ATO5 từ 0-1,5% có được bảng kết quả dưới đây:
Bảng 3.13 Kết quả khảo sát các nồng độ nano lipid Precirol ATO5
CT1 0% 93,37 80,07 0,49 1,30 0,07 Dẹt hình đĩa CT23 0,5% 88,81 63,12 0,46 1,52 0,06 Dẹt hình đĩa CT24 1% 82,49 60,00 0,95 1,59 0,04 Dẹt hình đĩa CT25 1,5% 79,20 56,27 0,76 1,60 0,05 Dẹt hình đĩa
Chú thích: kl/tt: tỷ lệ % tính theo thể tích nước
CT1CT19CT20CT21CT22
Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của hệ nano lipid Precirol ATO5 đến %
FENO giải phóng theo thời gian
Tương tự như 2 loại nano lipid trên, khi thêm nano lipid Precirol ATO5 vào trong vi nang, hàm lượng FENO trong vi nang và HSVNH giảm Đồng thời độ hòa tan của FENO tăng khi thêm nano lipid Precirol ATO5 ở bất kỳ nồng độ nào
Qua khảo sát nồng độ của 3 loại nano lipid là GMS, Compritol ATO888 và Precirol ATO5 như trên, chúng tôi nhận thấy khi sử dụng nano lipid với nồng độ thích hợp làm tăng khả năng giải phóng DC ra khỏi vi nang Nguyên nhân dự đoán có thể do calci alginat là gel thân nước, khi thêm hệ nano lipid sẽ tạo ra liên kết gel không liên tục, mở rộng các kênh dẫn hoặc các khoảng trống trong cấu trúc gel alginat Từ đó tăng diện tích tiếp xúc của DC với môi trường, tăng khả năng dẫn môi trường hòa tan vào trong vi nang để hòa tan DC Tuy nhiên khi thêm hệ nano lipid với nồng độ lipid cao có thể gây ra tình trạng sơ nước, khó thấm môi trường hòa tan DC, từ đó làm giảm độ hòa tan
Kết luận: Hệ nano lipid GMS với nồng độ 0,2% phối hợp vào vi nang chứa hệ tiểu phân nano FENO cho kết quả độ hòa tan tốt nhất, tại thời điểm 25 phút giải phóng 88,13% 1,71%, thời điểm 30 phút giải phóng 94,89% 1,54%.
Thiết kế và tối ưu hóa vùng công thức bằng phần mềm Design Expert
3.5.1 Thiết kế thí nghiệm và xử lý kết quả
Lựa chọn biến đầu vào: Căn cứ vào kết quả khảo sát sơ bộ trên, để tối ưu hóa vùng công thức bào chế vi nang, tiến hành chọn các biến đầu vào gồm: nồng độ Alg và nồng độ GMS Tiến hành thay đổi nồng độ Alg từ 0,15% đến 0,25% (kl/tt), thay đổi nồng độ GMS từ 0 đến 1% (kl/tt)
Bảng 3.14.Các biến đầu vào của thiết kế
Biến đầu vào Mức độc lập của biến
Lựa chọn các biến đầu ra: Qua quá trình khảo sát sơ bộ, các biến đầu ra được lựa chọn bao gồm: hàm lượng DC/VN; hàm lượng DC sau phân tán và ly tâm; % FENO giải phóng ở thời điểm 5 phút, 25 phút và 30 phút Mục tiêu của các biến đầu ra được trình bày ở bảng dưới đây:
Bảng 3.15 Mục tiêu của các biến đầu ra
STT Biến đầu ra Ký hiệu Đơn vị Mục tiêu
1 Hàm lượng dược chất trong vi nang Y1 % Max
2 Hàm lượng dược chất sau phân tán và ly tâm Y2 % Max
3 % FENO giải phóng sau 5 phút Y3 % Max
4 % FENO giải phóng sau 25 phút Y4 % Max
5 % FENO giải phóng sau 30 phút Y5 % Max
Sử dụng phần mềm Design Expert 13, thiết kế thí nghiệm Tiến hành bào chế các công thức và đánh giá một số chỉ tiêu của vi nang đã được trình bày ở mục 2.3 Kết quả được trình bày trong bảng sau:
Bảng 3.16 Thiết kế thí nghiệm và đánh giá một số đặc tính vi nang
Biến đầu vào Biến đầu ra
3.5.2 Đánh giá ảnh hưởng của các biến đầu vào đến biến đầu ra
3.5.2.1 Đánh giá ảnh hưởng của biến đầu vào đến biến đầu ra Y1, Y2 Ảnh hưởng của các biến đầu vào là nồng độ Alg (A) và nồng độ GMS (B) đến biến đầu ra Y1, Y2 được trình bày dưới bảng kết quả dưới đây:
Bảng 3.17 Các tham số thống kê trong mô hình hồi quy của biến đầu ra Y1, Y2
Từ kết quả bảng 3.17, giá trị F của mô hình hồi quy Y1 là 8,40; p=0,0056 < 0,05; R 2
= 0,7396; tương tự giá trị F của mô hình hồi quy Y2 là 77,81; p=0,0021 < 0,05; R 2 0,9957; điều này cho thấy mô hình đưa ra có ý nghĩa, phù hợp và đáng tin cậy trong việc mô tả những ảnh hưởng của các biến đầu vào đến Y1 và Y2
Giá trị plack of fit Y1 = 0,1510; plack of fit Y2 = 0,9563 đều > 0,05 chứng tỏ không có đủ bằng chứng về sự không tương quan giữa các biến đầu vào đến Y1 và Y2, mô hình hồi quy phù hợp với dữ liệu thực nghiệm
Hình 3.12 (a): Đồ thị mặt đáp ảnh hưởng của các biến đầu vào đến Y1; (b): Đồ thị mặt đáp ảnh hưởng của các biến đầu vào đến Y2 Ảnh hưởng cụ thể của các biến đầu vào đến Y1-hàm lượng DC/VN được thể hiện bởi giá trị p của từng biến và hình 3.12a như sau: Nồng độ Alg ảnh hưởng không có ý nghĩa thống kê đến hàm lượng DC/VN bởi p trong mô hình hồi quy của Y1 (p=0,0907) Tuy nhiên giá trị p của nồng độ GMS là 0,0015 (< 0,05), do vậy mô hình đánh giá nồng độ GMS ảnh hưởng có y nghĩa đến Y1 Khi tăng nồng độ GMS từ 0 đến 1% cho thấy hàm lượng DC/VN giảm đáng kể Nguyên nhân do vi nang bao gói thêm các hạt nano GMS Ảnh hưởng cụ thể của các biến đầu vào đến Y2-hàm lượng DC/VN sau phân tán và ly tâm được thể hiện bởi giá trị p của từng biến và hình 3.12b như sau: nồng độ Alg tăng làm giảm hàm lượng DC/VN sau phân tán và ly tâm tuy nhiên ảnh hưởng này không có ý nghĩa theo mô hình dự đoán do p=0,4626 (< 0,05) Nguyên nhân có thể do DC được bao chặt trong cấu trúc, dính vào vỏ calci alginat, sau khi ly tâm lắng xuống dưới Nồng độ GMS trong khoảng từ 0 đến 0,6% làm tăng hàm lượng DC/VN sau phân tán và ly tâm rõ rệt, ảnh hưởng có ý nghĩa đến Y2
3.5.2.2 Đánh giá ảnh hưởng của biến đầu vào đến biến đầu ra Y3,Y4 và Y5 Ảnh hưởng của các biến đầu vào là nồng độ Alg (A) và nồng độ GMS (B) đến biến đầu ra Y3, Y4 và Y5 được trình bày dưới bảng kết quả dưới đây:
Bảng 3.18 Các tham số thống kê trong mô hình hồi quy của biến đầu ra Y3, Y4, Y5
F-value p-value F-value p-value F-value p-value Model 5,17 0,0265 57,52