thái vũ thảo nguyên nghiên cứu biện pháp giảm kích thước tiểu phân mangiferin sử dụng thiết bị nghiền bị kiểu hành tinh

TỔNG QUAN

Vài nét về nguyên liệu mangiferin

MGF có nguồn gốc từ nhiều loài thực vật như Mangifera indica L, Anacardiaceae; Mangifera sylvatica, Anacardiaceae [58]; Cyclopia genistoides, Podalyrieae [29]; H montanum L, Hypericoideae [40] Tại Việt Nam, hàm lượng MGF được phát hiện là 1,6% trong lá và 3% trong vỏ thân của cây xoài Mangifera indica L, được trồng chủ yếu miền Nam và một số tỉnh phía Bắc như Sơn La Phương pháp phân lập bằng dùng dung môi methanol chiết siêu âm mangiferin từ lá cây xoài đem lại hiệu suất thu nhận hợp chất cao nhất (6,46%) [11], [49]

1.1.2 Công thức hóa học, tính chất vật lý

Mangiferin là hợp chất polyphenol đa vòng thuộc nhóm C-glycosylxanthone có cấu trúc phân tử được thể hiện trong hình 1.1

Hình 1.1 Công thức hóa học của mangiferin

- Tên khoa học: 2-C-β-D-glucopyranozido-1,3,6,7-tetrahydroxyxanthon [5]

- Công thức phân tử: C19H18O11 Khối lượng phân tử: 422,34 g/mol

- Cảm quan: bột kết tinh mịn, màu vàng ánh lục, gần như không mùi

- Độ tan: hơi tan trong hỗn hợp aceton - nước (1:1); tan kém trong ethanol và nước; không tan trong một số dung môi không phân cực như n-hexan hay diethyl ether [5]

- Chỉ số pKa: 6,52; 7,97; 9,44; 12,10 MGF thể hiện tính acid yếu [35]

- Hệ số phân bố dầu/nước: LogP = 2,73 [64]

1.1.3 Đặc điểm dược động học:

Căn cứ theo hệ thống phân loại Sinh dược học (BCS), mangiferin là nhóm thuốc

IV có độ tan kém, tính thấm qua màng kém làm hạn chế sinh khả dụng (SKD) đường uống Thử nghiệm trên chuột Wistar cho thấy, khi chuột được uống một liều MGF duy nhất (30 mg/kg), SKD tương đối thấp (1,15%) Tuy nhiên, khả năng được hấp thu của MGF được tăng cường khi thuốc được tiêm qua màng phúc mạc, nồng độ trong huyết tương nhanh chóng đạt 60,83 ± 16,32 ug/mL sau 0,46 giờ và thời gian bán thải là 1,38 ± 0,45 giờ [38] MGF được chuyển hóa qua gan và bị phân hủy nhanh bởi hệ vi khuẩn đường ruột Bacteroides qua các phản ứng khử glycosyl hóa thành aglycon, methyl hóa, glucuronid hóa, sulfat hóa, Sản phẩm chất chuyển hóa chính có hoạt tính dược lý như norathyriol và 1,7-dihydroxyaxanton [60] Trong cơ thể, MGF phân bố ở nhiều mô (gan, ruột non, lá lách, phổi, tinh hoàn,…) và có thể đi qua được hàng rào máu não - võng mạc chỉ sau một liều duy nhất [37] Nồng độ MGF được phát hiện trong mô mắt chuột (nồng độ 0,34 ± 0,13 ug/mL tại thời điểm 7 giờ sau khi uống [68]) và trong nước mắt thỏ (nồng độ 0,15 μg/mg tại thời điểm 4 giờ sau khi nhỏ thuốc [15]) Các kết quả này cho thấy MGF có thể vượt hàng rào máu – võng mạc và phù hợp để ứng dụng điều trị các bệnh lý về mắt

Hiện nay, mangiferin được dùng với chỉ định chính là điều trị các bệnh Herpes cấp tính và tái phát, thủy đậu, eczema Caposi và các bệnh ở miệng do virus gây ra [7] MGF có khả năng về kháng HSV và tác dụng thể hiện mạnh trên nhiều chủng, bao gồm các chủng kháng thuốc theo nhiều cơ chế khác nhau MGF ức chế tốt virus HSV-1 và HSV-2 đồng thời có tác dụng kích thích miễn dịch trên cả hai loại miễn dịch thể dịch và miễn dịch tế bào Theo tác giả Zheng Min-shi, mangiferin và đồng phân isomangiferin có khả năng ức chế trực tiếp giai đoạn nhân lên của virus trong tế bào vật chủ ở chủng HSV-1 nên đáp ứng hiệu quả điều trị bệnh lý viêm giác mạc do HSV-1 [69] Bên cạnh đó MGF gián tiếp ức chế HSV-2 ở giai đoạn sau nhân lên của virus [54] Kết quả thử nghiệm lâm sàng cho thấy chế phẩm thuốc mỡ tra mắt chứa MGF 1% có hiệu quả điều trị đối với bệnh nhân bị viêm giác mạc do HSV-1 [69]

Khi thực hiện nghiên cứu trên tế bào Vero bị nhiễm virus, chỉ số chọn lọc tế bào nhiễm virus cao, điều này cho thấy dược chất ức chế tốt virus mà không gây độc đáng kể đến tế bào chủ MGF có tác dụng kháng chủng HSV-1 AR-29 (kháng acyclovir) mạnh hơn so với chủng HSV-1 KOS (nhạy cảm acyclovir), thể hiện qua chỉ số chọn lọc tế bào nhiễm cao hơn Sự khác biệt này có thể do cơ chế tác động giữa MGF và acyclovir là khác nhau, trong đó MGF thay đổi cấu trúc hóa học protein vỏ của HSV-1 và ngăn cản sự bám của virus vào receptor trên màng tế bào vật chủ thông qua tương tác của dược chất với glycoprotein tích điện dương hoặc heparan sulfat tích điện âm Vì thế MGF là một tiềm năng lớn để đáp ứng điều trị các trường hợp HSV đã kháng acyclovir và tránh được sự kháng chéo thuốc của virus đối với các dẫn chất của acyclovir [51]

Bên cạnh đó, MGF còn có một số tác dụng dược lý khác như chống oxy hóa, chống viêm, bảo vệ thần kinh, bảo vệ tim mạch, bảo vệ thận gan, chống tiểu đường, chống hen suyễn, điều hòa miễn dịch, chống ung thư và hạ cholesterol máu Ngoài ra, các đánh giá độc tính của MGF đã được thực hiện trên động vật và tế bào người cho thấy không phát hiện độc tính với gen, đột biến nhiễm sắc thể, không gây độc tính cấp đường uống ở chuột [52] Thuốc chứa MGF được dung nạp tốt, không có hoặc ít có tác dụng phụ, không độc tính và tỉ lệ kháng thuốc thấp nên an toàn cho người sử dụng

1.1.5 Một số nghiên cứu cải thiện đặc tính của mangiferin đối với chế phẩm bào chế cho đường dùng ở mắt

Năm 2012, để tăng hiệu quả điều trị bệnh đục thủy tinh thể, tác giả Rui Lui và cộng sự đã nghiên cứu phát triển dạng tiểu phân nano lipid (NLC) chứa MGF nhằm cải thiện sinh khả dụng ở mắt của MGF như khả năng thấm qua giác mạc tăng gấp 4,31 lần, khả năng dung nạp ở mô mắt tăng gấp 5,69 lần so với dạng dung dịch ở các thử nghiệm in vivo [45] Nghiên cứu năm 2022 của cùng nhóm tác giả đã công bố cải tiến dạng bào chế NLC MGF bằng cách sử dụng lipid rắn compritol 888 ATO và lipid lỏng miglyol

812 để tăng cường đặc tính chống oxy hóa của MGF đồng thời không gây kích ứng cho mô mắt [53] Ở Việt Nam, năm 2002, công ty Dược Trung ương Huế đã sản xuất thành công thuốc mỡ tra mắt MGF 2%, tuy nhiên vì nhược điểm thuốc mỡ gây bất tiện cho người sử dụng, các nghiên cứu về dạng bào chế thay thế khác vẫn được tiếp tục quan tâm [14] Từ năm 2010 đến 2015, công ty Cổ phần Dược Trung ương Medipharco -Tenamyd đã công bố kỹ thuật bào chế hỗn dịch nhỏ mắt MGF 2% bằng phương pháp phân tán cơ học nhưng khi thử nghiệm tiền lâm sàng trên 30 thỏ, kết quả có 25 thỏ không kích ứng và 5 thỏ kích ứng nhẹ [8] Năm 2016, tác giả Đào Văn Nam đã xây dựng được công thức và phương pháp bào chế hỗn dịch nhỏ mắt nano mangiferin đông khô, khi sử dụng thêm môi trường phân tán để tạo hỗn dịch lỏng 0,2% bằng phương pháp kết tủa do thay đổi dung môi Chế phẩm thử tính kích ứng trên 3 mắt thỏ thử nghiệm theo hướng dẫn của OECD 405 cho kết quả cả 3 thỏ đều không bị kích ứng và không có tổn thương tại mắt được ghi nhận [9]

Mangiferin cũng đã được làm giảm KTTP bằng thiết bị nghiền bi có khuấy (quy mô 5 g/mẻ), sau đó được phối hợp với các tá dược ổn định để tạo hỗn dịch MGF 2% định hướng nhỏ mắt [12] Hỗn dịch chứa các phân đoạn tiểu phân có kích thước khác nhau được chứng minh là có khả năng hòa tan tốt khi thử in vitro và in vivo trên mắt thỏ, có khả năng lưu thuốc trước giác mạc đến 4 giờ sau khi nhỏ thuốc [15] Ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ, chất chống oxy hóa, pH, hệ đệm và ánh sáng đến sự phân hủy MGF trong dung dịch cũng đã được nghiên cứu và công bố, đây là tiền đề trong việc phát triển sản phẩm cũng như lựa chọn các điều kiện trong phân tích đánh giá chất lượng của các chế phẩm chứa MGF [10].

Tổng quan về hỗn dịch dùng trong nhãn khoa

Hỗn dịch nhỏ mắt là dạng thuốc vô khuẩn được dùng để nhỏ vào mắt, chứa các tiểu phân dược chất có kích thước nhỏ dưới 50 𝜇m không tan hoặc khó tan được phân tán đều trong môi trường phân tán thích hợp (thường là nước để pha tiêm) [2]

1.2.2 Đặc điểm thành phần cơ bản

- Dược chất thông thường cần có độ tinh khiết cao và nếu có thể, cần tinh khiết như dược chất pha thuốc tiêm Có ít nhất một dược chất ở dạng rắn hoặc tan một phần trong môi trường phân tán

- Môi trường phân tán thường dùng nhất là nước để pha thuốc tiêm, ngoài ra có thể dùng dung môi thân nước, dầu thực vật, triglycerid trung bình hoặc đồng dung môi

- Chất ổn định dược chất: chất chống oxy hóa và chất hiệp đồng chống oxy hóa…

- Chất ổn định hỗn dịch: chất gây thấm, chất gây phân tán, chất tăng thế zeta, chất làm tăng nhớt…

- Chất điều chỉnh pH, chất điều chỉnh độ đẳng trương, chất sát khuẩn…[2],[17]

1.2.3 Ưu điểm và nhược điểm

Dạng bào chế HD phù hợp với các dược chất thuộc phân nhóm II và IV trong bảng phân loại BCS [34] hoặc dược chất không ổn định ở dạng bào chế dung dịch [2] Đối với bệnh lý về mắt, đây là một loại đường dùng thuốc tại chỗ được ưa chuộng hơn so với đường dùng thuốc toàn thân hoặc đường tiêm trực tiếp vào các tổ chức bị tổn thương vì tính thuận lợi, dễ dàng sử dụng theo chỉ định của thầy thuốc và hạn chế nhiều tác dụng không mong muốn của dược chất [2]

HD nhỏ mắt giúp tăng thời gian lưu thuốc trên mắt Tiểu phân dược chất trong

HD nhỏ mắt khó bị rửa trôi bởi nước mắt và lưu lại trước vùng giác mạc có tác dụng giống như một kho dự trữ và bổ sung dung dịch bão hòa để quá trình khuếch tán xảy ra liên tục, từ đó làm tăng thời gian lưu trước giác mạc, kéo dài tác dụng của thuốc Do đó, sinh khả dụng của thuốc thường cao hơn và kéo dài hơn so với dạng dung dịch nhỏ mắt có cùng nồng độ [2],[65]

So với dạng thuốc mỡ, gel tra mắt, HD nhỏ mắt không làm mờ mắt tạm thời khi sử dụng, đồng thời khả năng phân liều chính xác nên tăng tăng hiệu quả điều trị bệnh

Dạng bào chế HD không phù hợp với dược chất không bền trong môi trường nước, thay vào đó có thể tiến hành bào chế dược chất dưới dạng bột pha để pha hỗn dịch trước khi dùng [2]

Hỗn dịch nhỏ mắt là hệ phân tán dị thể, không bền về mặt nhiệt động học Các hiện tượng thường gặp trong quá trình bảo quản là hiện tượng kết tụ, sa lắng, đóng bánh Khả năng phân tán hỗn dịch đồng nhất trở lại phụ thuộc vào biện pháp ổn định sử dụng trong quá trình bào chế, và ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng phân liều cũng như hiệu quả điều trị bệnh [2] Ngoài ra, sự thay đổi của KTTP dược chất do tác động của nhiệt độ trong quá trình bào chế (nghiền làm nhỏ KTTP sinh nhiệt, tiệt khuẩn thuốc bằng nhiệt như nhiệt ẩm) hoặc do sự chuyển dạng thù hình của dược chất khi bảo quản cũng làm thay đổi đặc tính chất lượng chế phẩm, ảnh hưởng đến sinh khả dụng của thuốc [50]

1.2.4 Độ ổn định của dạng bào chế hỗn dịch nhỏ mắt và một số biện pháp làm tăng độ ổn định Độ ổn định thuốc là khả năng của thuốc giữ được những đặc tính vốn có về vật lý, hóa học, vi sinh, tác dụng dược lý và độc tính trong giới hạn quy định của tiêu chuẩn chất lượng thuốc trong quá trình sản xuất và bảo quản trong điều kiện xác định [4] Đây là nhân tố quan trọng có ảnh hưởng đến chất lượng, an toàn và hiệu quả của thành phẩm thuốc [1]

Hỗn dịch thường được đánh giá độ ổn định trên các tiêu chí chính, bao gồm: hình thức cảm quan, sự phân bố KTTP, khả năng tái phân tán của hỗn dịch, hàm lượng dược chất và tạp phân huỷ, pH, độ nhớt, các đặc tính lưu biến, giới hạn vi sinh vật, tiểu phân lạ và hàm lượng chất bảo quản [1] Trong đó, độ ổn định về phân bố kích thước tiểu phân và hàm lượng là 2 yếu tố cần phải kiểm soát chặt chẽ ngay từ quá trình nghiên cứu phát triển sản phẩm

1.2.4.1 Độ ổn định vật lý

Hỗn dịch là hệ phân tán dị thể, thường xảy ra các hiện tượng kết tụ, sa lắng và đóng bánh của các tiểu phân dược chất rắn, dẫn đến không có khả năng tái phân tán đồng nhất trở lại [5] Xu hướng sa lắng xảy ra khi tỉ trọng của tiểu phân dược chất lớn hơn tỉ trọng của môi trường phân tán Ngoài ra, việc giảm KTTP làm tăng diện tích bề mặt, tăng năng lượng tự do Gibbs của hệ, do vậy hỗn dịch có nguy cơ bị kết tụ tiểu phân và tăng kích thước tiểu phân [22] Hỗn dịch còn có thể xảy ra sự kết tụ Ostwald do chênh lệch nồng độ dược chất bão hòa ở lớp khuếch tán của các tiểu phân có kích thước khác nhau, điều này dẫn đến hòa tan các tiểu phân nhỏ và tăng kích thước các tiểu phân lớn [59],[67] Để đảm bảo hỗn dịch dễ dàng tái phân tán đồng nhất trở lại, cần đảm bảo các tiểu phân được bảo vệ, tránh kết tập và tăng kích thước Việc sử dụng chất ổn định, bao gồm chất ổn định không gian hoặc ổn định tĩnh điện có tác dụng giảm năng lượng tự do của hệ, giảm khả năng va chạm tiểu phân [46] Có thể tạo liên kết lỏng lẻo giữa các tiểu phân pha phân tán (kết bông), ở trạng thái này hỗn dịch dễ dàng được phân tán trở lại [2] Bên cạnh đó, điều chỉnh độ nhớt hỗn dịch cũng có tác dụng làm chậm sự sa lắng và tách lớp, giúp hỗn dịch duy trì được trạng thái đồng nhất trong thời gian phù hợp khi phân tán lại

Chất diện hoạt (CDH) đóng vai trò là chất gây thấm thực sự trong hỗn dịch thuốc, làm giảm sức căng bề mặt hai pha, cải thiện tính thấm của các DC rắn với môi trường phân tán và giảm năng lượng bề mặt tự do của hệ khiến hệ trở nên bền hơn về nhiệt động học [2] Tuy nhiên, nếu nồng độ CDH lớn hơn nồng độ micell tới hạn (CMC) làm tăng đáng kể độ tan của dược chất và đẩy nhanh quá trình kết tụ Ostwald, làm tăng KTTP [24] Theo nghiên cứu của Bilgili trên hỗn dịch fenofibrate hoặc griseofulvin, nếu sử dụng nồng độ sodium dodecyl sulfate 0,05% (nhỏ hơn CMC) kết hợp cùng 2,5% hydroxypropyl cellulose cho kết quả KTTP không thay đổi đáng kể sau 7 ngày nhưng nếu tăng nồng độ CDH lên 0,5% hệ kém ổn định và tăng KTTP [22] Đối với thuốc nhãn khoa, CDH ở nồng độ cao có thể gây kích ứng, chảy nước mắt và tổn thương giác mạc, độc tính của CDH giảm dần theo thứ tự CDH anionic > CDH cationic > CDH không ion hóa Polysorbat 20 và 80, polyoxyl 40 stearat thường được sử dụng với nồng độ đủ để thực hiện chức năng cần thiết [2]

Sử dụng các loại polyme tan trong nước như dẫn chất cellulose (hydroxypropyl methylcellulose, hydroxy ethyl cellulose,…), carbopol, alcol polyvinyl, có thể trương nở, được hấp phụ tạo lớp áo bao quanh tiểu phân pha phân tán, có thể tạo kết bông lỏng lẻo và cấu trúc không gian cồng kềnh làm tăng độ ổn định vật lý hỗn dịch Hiện nay các polyme ổn định đều có cấu trúc hỗn tạp nhằm tăng tương tác với cả tiểu phân và môi trường phân tán Một số cặp polyme và dược chất có tính tương hợp tốt, đã được nghiên cứu bao gồm HPC/ ibuprofen, PEG/ glimepirid, HPC/ paclitaxel, PVP/ nifedipin, PVP/ hydrocortison acetat và Lutrol F127/ hydrocortison acetat [43] Đồng thời, polyme ảnh hưởng đến đặc tính lưu biến của hỗn dịch, giúp tăng độ nhớt môi trường phân tán và làm giảm tốc độ sa lắng Hỗn dịch sucralfate và magie cacbonat được đánh giá ổn định hơn khi sử dụng chất làm đặc là xanthane thay vì hydroxy ethylcellulose ở cùng nồng độ 0,3% [31] Tuy nhiên biện pháp tăng độ nhớt để giảm tốc độ sa lắng chỉ áp dụng cho hỗn dịch loãng khi tương tác giữa các tiểu phân là tối thiểu [44] Khả năng lấy ra khỏi bao bì và phân liều trở nên thiếu chính xác khi chế phẩm quá nhớt, do đó cần chú ý nồng độ sử dụng Để thay đổi lực đẩy tĩnh điện giữa các tiểu phân, có thể sử dụng các chất ổn định có độ phân ly cao hoặc có khả năng solvat, hấp phụ lên bề mặt tiểu phân để thay đổi điện tích tiểu phân Các tác nhân hay được sử dụng gồm chất điện ly, CDH hoặc polyme anionic / cationic có thể hấp phụ lên bề mặt pha phân tán tạo điện thế Zeta nhất định khiến lực đẩy tĩnh điện càng lớn, thắng lực liên kết Van der waals giữa các tiểu phân, hệ phân tán càng ổn định Thông thường hỗn dịch có thế zeta nằm ngoài + 30 hoặc – 30 mV sẽ có độ bền phù hợp và ổn định khi bảo quản [28] Ngoài ra, quá trình bào chế hỗn dịch sử dụng năng lượng cao có thể tạo ra một phần tiểu phân ở dạng đa hình hoặc vô định hình, khiến hệ không bền về mặt động học và xu hướng chuyển dần về dạng tinh thể có mức năng lượng thấp hơn Các dạng tiểu phân có cấu trúc vô định hình bị hòa tan trong dung môi quá bão hòa gây ra xu hướng kết tinh trên tiểu phân DC, tăng nguy cơ kết tụ tiểu phân Do đó cần kiểm soát các thông số kĩ thuật và công thức bào chế, đặc biệt là những chất ổn định ở nồng độ tạo micell, giúp kiểm soát cấu trúc tiểu phân tạo ra từ đó hạn chế sự chuyển dạng thù hình [66]

1.2.4.2 Độ ổn định hóa học Độ ổn định về mặt hóa học phụ thuộc chủ yếu về độ ổn định của dược chất và sự tương kị hóa học giữa các thành phần trong công thức Thông thường, quá trình phân hủy dược chất trong hỗn dịch là động học giả bậc không, diễn ra chủ yếu ở pha dung dịch biểu thị bởi phương trình sau, trong đó, M là lượng dược chất còn lại ở thời điểm t, M0 là lượng dược chất ban đầu, Cs là độ tan dược chất và V là thể tích hỗn dịch [3]

Trong thực tế, nếu dược chất có độ tan kém (< 1 mg/ml) hoặc nồng độ thuốc đưa vào hỗn dịch đủ lớn thì sự phân hủy trong hỗn dịch xảy ra chậm Nhiều dược chất có bản chất hóa học là các chất khử nên rất dễ bị oxi hóa, làm giảm hàm lượng dược chất trong chế phẩm, làm giảm tác dụng điều trị, thậm chí gây phản ứng độc trong cơ thể [19],[30],[39] Các yếu tố xúc tác cho phản ứng oxy hóa dược chất bao gồm: pH, bức xạ tử ngoại (thay đổi mức năng lượng phân tử, xúc tác phản ứng gốc), vết kim loại nặng (xúc tác cho phản ứng oxy hóa) và nhiệt độ (tăng tốc độ phản ứng) Để hạn chế phản ứng oxy hóa phân hủy dược chất, có thể thêm chất chống oxy hóa như natri sulfit, natri bisulfit, natri metabisulfit (0,1 - 0,5%), natri thiosulfat (0,1 - 0,2%) Có thể sử dụng các chất hiệp đồng chống oxy hóa để tác dụng khóa các ion kim loại nặng như dinatri edetat (0,01 - 0,3%), acid tartric, acid citric, acid fumaric hoặc acid malic… Điều chỉnh pH thích hợp cũng giúp kiểm soát tốc độ phản ứng oxy hóa dược chất Bên cạnh đó, có thể áp dụng biện pháp loại oxy hòa tan trong nước cất pha tiêm trước và trong khi pha chế như siêu âm và sục khí N2 Ngoài ra, cần hạn chế sự tác động của nhiệt độ, ánh sáng trong quá trình pha chế, bảo quản đối với những dược chất nhạy cảm có thể làm giảm đáng kể tác động của các yếu tố này đến sự phân hủy dược chất.

Phương pháp nghiền bi kiểu hành tinh trong kĩ thuật bào chế hỗn dịch

Hỗn dịch có thể được bào chế dựa trên kĩ thuật phân chia (top - down) (tiểu phân lớn được làm nhỏ kích thước) [17] Nguyên tắc của kỹ thuật phân chia tạo hỗn dịch là áp dụng sự tác động cơ học để làm nhỏ tiểu phân đến kích thước nhỏ dưới 50 𝜇m Một số kĩ thuật hay được dùng là phương pháp đồng nhất hóa ở áp suất cao hoặc phương pháp nghiền [13] Phương pháp nghiền bi là giải pháp mang tính khả thi cao và dễ áp dụng trong thực tế sản xuất Có thể tiến hành nghiền khô hoặc nghiền ướt tùy theo bản chất dược chất và mục đích bào chế [16]

FDA đã phê chuẩn biện pháp này để giảm KTTP trong sản xuất 4 loại thuốc

Rapamune, Emend, Tricor và Megace [36], nghiền 30 đến 60 phút có thể nghiền được hỗn dịch có KTTP dưới 200 nm [41] Bên cạnh đó, nghiền ướt là phương pháp trực tiếp tạo ra dạng hỗn dịch, phù hợp dược chất nhạy cảm với nhiệt, rút ngắn thời gian nghiền tránh hiện tượng sinh nhiệt và tạp chất sinh ra khi bi mài mòn với thành buồng nghiền có thể lẫn vào thuốc Khả năng vận hành liên tục và nâng cấp quy mô của nghiền ướt được đánh giá cao [13] Lực phân chia chính trong nghiền ướt là lực va đập giữa viên bi, thành buồng nghiền, tiểu phân và có thể là tác động phân rã của môi trường lỏng Do đó, các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hỗn dịch là tỉ lệ dược chất so với môi trường hoặc tỉ lệ tá dược, số lượng và kích thước bi, nhiệt độ và độ nhớt môi trường, tốc độ và thời gian nghiền [17] Kiểm soát tốt các yếu tố này có thể giúp tạo ra hỗn dịch với KTTP mong muốn

Một số thiết bị nghiền bi năng lượng cao được sử dụng phổ biến trên thị trường như thiết bị nghiền bi hành tinh kiểu đứng hoặc kiểu ngang, thiết bị nghiền bi có bàn xoay nghiêng [46]

1.3.1 Thiết bị nghiền bi hành tinh

Hình 1.2 Hình mô phỏng cấu tạo thiết bị nghiền bi hành tinh

Nguyên tắc hoạt động: Trong quá trình nghiền, nguyên liệu phải chịu va chạm mài mòn với năng lượng cao, bị biến dạng nứt rạn và đứt gãy làm vỡ thành KTTP nhỏ hơn Do sự chuyển động quay theo hai hướng ngược nhau của đĩa đế và cối nghiền nên xuất hiện nhiều lực ly tâm khác nhau tác dụng lên viên bi Các viên bi va chạm nhau dưới tác dụng các lực ly tâm khác loại và va chạm với thành cối nhờ lực ly tâm cùng loại Tại một thời điểm nhất định, bi có vận tốc cao sẽ đột ngột chuyển hướng gây va chạm mạnh Động năng được chuyển hóa thành cơ năng để phá vỡ tiểu phân hoặc một phần nhiệt năng Nguyên liệu bị biến dạng do bị tác dụng lực ép giữa các viên bi nghiền cũng như giữa bi và thành cối Ưu điểm:

Thiết bị cung cấp năng lượng nghiền rất lớn, vượt trội về lực nghiền và tần số nghiền, rút ngắn thời gian nghiền và nâng cao hiệu suất nghiền so với các máy nghiền bi thông thường Máy được đánh giá cao về tính ứng dụng, có thể nghiền được nhiều loại dược chất và phù hợp nâng cấp quy mô Thiết bị kín, có thể duy trì trạng thái vô khuẩn của nguyên liệu Quá trình vận hành liên tục, đơn giản, tiết kiệm chi phí

Thiết bị có thể bị mài mòn và sự hư hao thiết bị trong quá trình khó kiểm soát được, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Để tránh sinh nhiệt, thiết bị cần được trang bị thêm bộ làm lạnh bên ngoài

1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến KTTP trong quá trình nghiền bi kiểu hành tinh Đối với quá trình nghiền ướt, quá trình nghiền vỡ tiểu phân và quá trình kết tập tiểu phân để làm giảm năng lượng bề mặt diễn ra đồng thời, đối nghịch nhau có ảnh hưởng đến phân bố KTTP Do đó, việc kiểm soát các thông số thuộc về công thức và quy trình nghiền giúp kiểm soát quá trình động học, từ đó cho phân bố KTTP dược chất mong muốn sau khi nghiền [20]

1.3.2.1 Ảnh hưởng của yếu tố quy trình nghiền a Bi nghiền

Hình dạng, kích thước, bản chất và số lượng của bi nghiền ảnh hưởng đến sự chuyển động va chạm của bi với nguyên liệu làm thay đổi KTTP

Thông thường, các tiểu phân nhỏ sẽ được nghiền bởi viên bi có kích thước nhỏ Theo phương trình năng lượng va chạm, khi tốc độ nghiền không đổi, kích thước bi càng nhỏ thì tổng diện tích tiếp xúc bề mặt bi càng lớn, số lần va chạm càng nhiều, tạo năng lượng va chạm lớn, giảm KTTP hiệu quả Nhưng do kích thước bi tỉ lệ với khối lượng bi dẫn đến nếu bi quá nhỏ, khối lượng bi giảm ảnh hưởng đến năng lượng va chạm không đủ để nghiền nguyên liệu [61] Động năng nghiền của bi đối với nguyên liệu tỉ lệ thuận với bình phương vận tốc và khối lượng bi (E = mv 2 /2) nên để đáp ứng đủ năng lượng nghiền, tiến hành nghiền ở tốc độ cao với kích thước bi nhỏ hoặc nghiền ở tốc độ thấp với kích thước bi to vẫn đáp ứng tạo tiểu phân nhỏ Do đó, trong quá trình nghiền bi nên cân nhắc cả thông số tốc độ nghiền và kích thước bi để tạo ra KTTP mong muốn [33]

Với cùng kích cỡ bi, khối lượng bi tăng quá nhiều dẫn đến thể tích của cả khối bi tăng, chuyển động bi sẽ bị hạn chế dẫn đến làm giảm năng lượng phân chia nhỏ tiểu phân Khi lượng bi trong khoang nghiền ít quá sẽ ảnh hưởng đến tần suất va chạm làm giảm hiệu suất nghiền

Bi có độ cứng càng cao thì năng lượng va chạm càng lớn, KTTP thu được càng nhỏ [46] Khi so sánh nghiền trên hai loại bi có cùng kích thước, hạt zirconia có độ cứng lớn hơn so với hạt alumina, do vậy hạt zirconia truyền nhiều năng lượng hơn cho mỗi lần va chạm, gây ra sự phá vỡ các tiểu phân dược chất nhanh hơn trong quá trình nghiền [23] Ngoài ra, quy trình nghiền với các hạt alumina hình cầu hiệu quả hơn so với quy trình sử dụng các hạt alumina có hình dạng không đều [24] b Tốc độ nghiền

Tốc độ nghiền càng lớn, tần suất va chạm và năng lượng va chạm giữa bi với tiểu phân tăng lên ảnh hưởng đến kích thước tiểu phân và phân bố kích thước tiểu phân [33] Tuy nhiên, nếu tốc độ nghiền tăng lên quá cao, dưới tác dụng lực ly tâm làm bi bám sát thành buồng nghiền hoặc dược chất bị dính trên nắp buồng nghiền làm giảm tương tác giữa bi và dược chất nên hiệu suất nghiền kém Đồng thời tốc độ quay quá cao sẽ dẫn đến ứng suất uốn trên đáy trục quay cao hơn và ứng suất này tiếp tục tăng theo chu kì quay, do vậy có thể gây ảnh hưởng đến vận hành thiết bị c Thời gian nghiền

KTTP giảm khi thời gian nghiền tăng và đạt tới giới hạn nào đó khi quá trình nghiền vỡ và kết tụ tiểu phân đã đạt trạng thái cân bằng Tuy nhiên, việc kéo dài thêm thời gian nghiền khiến cơ chế kết tập chiếm ưu thế hơn [21] Trạng thái kết tập tiểu phân còn xảy ra do hiện tượng quá nhiệt, bay hơi nước trong quá trình nghiền [21]

1.3.2.2 Ảnh hưởng của yếu tố công thức a Nồng độ dược chất

Nồng độ dược chất càng lớn tạo làm tăng số lần va chạm của tiểu phân dược chất với bi nghiền, thành khoang nghiền và với các tiểu phân dược chất khác, giảm KTTP càng nhiều [23] Tuy nhiên, khi tăng nồng độ dược chất mà không thay đổi tốc độ nghiền và thời gian nghiền, hiệu suất phân chia tiểu phân giảm b Thành phần trong công thức

Tiểu phân dược chất sơ nước có kích thước nhỏ hơn 5 𝜇m rất dễ bị kết tụ Việc sử dụng chất ổn định hỗn dịch bao gồm polyme và CDH trong và sau quá trình nghiền là giải pháp để ngăn cản sự kết tụ đó [46] Việc tạo áo thân nước trong quá trình nghiền tăng sự cồng kềnh về không gian và tích điện bề mặt tiểu phân có thể giúp đẩy các tiểu phân ra xa nhau, giảm kết tụ tiểu phân Nồng độ polyme tăng giúp tăng độ nhớt cho môi trường, ổn định HD trong quá trình nghiền và bảo quản Tuy nhiên, đến một giá trị nhất định, nồng độ polyme tăng khiến độ nhớt tăng quá cao, gây khó khăn trong quá trình nghiền và khó phân tán đều trở lại sau thời gian bảo quản [2] Bên cạnh đó, CDH làm giảm sức căng bề mặt và tăng thấm ướt cho các tiểu phân rắn, giúp tiểu phân phân tán đều trong HD, thuận lợi cho quá trình nghiền Việc lựa chọn nồng độ chất ổn định có thể dựa vào tỷ lệ của polyme và CDH so với dược chất Thông thường, tỷ lệ polyme và dược chất là từ 0,1:1 đến 0,5:1 và tỷ lệ CDH : dược chất là từ 0,02:1 đến 0,06:1 [56].

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nguyên vật liệu, thiết bị

Bảng 2.1 Các nguyên liệu và hóa chất sử dụng trong nghiên cứu

STT Tên nguyên liệu Tiêu chuẩn Xuất xứ

2 Carbopol 974P (CBP 974P) USP/NF Ấn Độ

3 Dinatri ethylendiamin tetraacetic acid dihydrat Phân tích Trung Quốc

4 Hydroxypropyl methylcellulose E6 (HPMC E6) USP 43 Trung Quốc

5 Hydroxypropyl cellulose L (HPC L) Nhà sản xuất Trung Quốc

7 Natri dihydrophosphat dihydrat Phân tích Trung Quốc

8 Natri clorid Phân tích Trung Quốc

9 Natri thiosulfate pentahydrate Phân tích Trung Quốc

10 Nước tinh khiết DĐVN V Việt Nam

12 Sorbitan monooleat (Span 80) USP 42 Singapore

Các hóa chất: acid acetic, acid borat, acid hydroclorid, acetonitril, citric aicd monohydrat, kali dihydrophosphat, natri hydroxyd đạt tiêu chuẩn phân tích, nguồn gốc Trung Quốc

Bảng 2.2 Các thiết bị, dụng cụ dùng trong thực nghiệm

STT Tên thiết bị Model Xuất xứ

1 Hệ thống HPLC 1200 Series Agilent Technologies, Đức

2 Kính hiển vi kết nối camera Eclipse Ci-L Nikon, Nhật

3 Máy khuấy từ Daihan MSH-20A Việt Nam

4 Máy đo pH FE20 Metrohm, Thụy Sỹ

5 Máy đo áp suất thẩm thấu Osmomat 3000 basic Đức

6 Máy ly tâm lạnh tốc độ cao Hanil Supra 2 Hàn

7 Máy FTIR IRAffinity-1S FT-IR Shimadzu, Nhật Bản

8 Máy phân tích nhiệt DSC 1 StarSystem Mettler Toledo, Thụy

9 Máy phân tích nhiễu xạ tia X D8 Advance Bruker Mỹ

STT Tên thiết bị Model Xuất xứ

10 Thiết bị đo KTTP bằng tán xạ laser Mastersizer 3000E Malvern, Anh

11 Thiết bị thử hòa tan kiểu dòng chảy Nội bộ Việt Nam

12 Thiết bị thử hòa tan kiểu khuấy Nội bộ Việt Nam

13 Thiết bị nghiền bi có khuấy Nội bộ Việt Nam

14 Thiết bị nghiền bi kiểu hành tinh Tencan 10L Planetary

Các dụng cụ chuyên dụng cho bào chế: cân kĩ thuật, cân phân tích, cốc có mỏ, bình định mức, đũa thủy tinh, pipet thủy tinh, micropipet, màng lọc cellulose acetat (0,45 àm và 0,22 àm), tủ sấy, bể siờu õm.

Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá ảnh hưởng của các biện pháp tăng độ ổn định của hỗn dịch

- Lựa chọn công thức nghiền và các thông số của quá trình nghiền làm giảm KTTP sử dụng thiết bị nghiền bi kiểu hành tinh

- Thiết kế và tiến hành thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của các thông số của quá trình nghiền đến KTTP

- Đánh giá một số đặc tính của hỗn dịch MGF 2% định hướng nhỏ mắt bào chế được: cảm quan, kích thước tiểu phân, dạng thù hình, tương tác hóa học các thành phần, pH, áp suất thẩm thấu và khả năng hòa tan dược chất.

Phương pháp nghiên cứu

2.3.1.1 Phương pháp giảm KTTP MGF sử dụng máy nghiền bi hành tinh

- Thiết bị nghiền bi kiểu hành tinh Planetary Ball Mill (Trung Quốc), sử dụng bốn cối nghiền bằng vật liệu zirconia có dung tích 50 ml (kích thước: 45 mm, 65 mm); có bộ phận làm mát bên ngoài

+ Chuẩn bị dung dịch nghiền: cân và hòa tan NaH2PO4, Na2EDTA, Na2S2O3 và CDH trong nước, phân tán polyme vào dung dịch trên và ngâm trương nở qua đêm

+ Chuẩn bị dung dịch polyme bảo quản: pha dịch polyme (5% kl/kl) và ngâm trương nở qua đêm

+ Chuẩn bị cối nghiền đã chứa sẵn một lượng bi xác định Thêm một phần dịch nghiền placebo vào cối để thấm ướt bi Thêm MGF theo CT Thêm phần dịch nghiền placebo còn lại vừa đủ, sục N2 trong 10 phút

+ Vận hành máy để thực hiện quá trình nghiền; nhiệt độ 20 o C, chu kì nghiền (15 phút nghiền - 5 phút nghỉ) Các thông số khảo sát: kích thước bi, tốc độ nghiền, thời gian nghiền, tỉ lệ bi - hỗn dịch; polyme và CDH

+ Thu hỗn dịch MGF bằng cách lọc qua rây (kích thước mắt rây 80 μm), pha loãng với dịch bảo quản hỗn dịch theo tỉ lệ 3:1 HD được bảo quản trong lọ thủy tinh, đậy kín bằng nút cao su và bảo quản ở nhiệt độ phòng thí nghiệm

2.3.1.2 Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của các biện pháp tăng độ ổn định và chống oxi hóa đến độ ổn định của MGF trong quá trình nghiền hỗn dịch

- Nguyên tắc: thay đổi biện pháp chống oxy hóa (sục nitơ, thêm chất chống oxy hóa) và đánh giá ảnh hưởng đến độ ổn định hóa học (sự phân hủy của MGF) và độ ổn định vật lý (KTTP MGF) sau khi nghiền Các tá dược được đưa vào khảo sát dựa trên thí nghiệm tiền công thức, đánh giá tác động đến KTTP hỗn dịch khi bảo quản

- Tiến hành nghiền hỗn dịch với các thông số và thành phần khác nhau (bảng 2.3), sử dụng phương pháp nghiền bi có khuấy [12]

Bảng 2.3 Công thức khảo sát 1 (CTKS 1)

Thông số quy trình nghiền Công thức hỗn dịch nghiền

Kích thước bi 0,1 mm MGF 0,750 g

Tỉ lệ bi: hỗn dịch 4:1 Hỗn hợp T80 và S80 (HLB 11) 0,025 g Tốc độ khuấy từ mức 7 Thành phần chống oxi hóa Thay đổi Thời gian nghiền 6 giờ Nước cất vừa đủ 5,000 g

- Xác định KTTP của hỗn dịch sau nghiền (mục 2.3.2.1)

- Đánh giá phân hủy: ly tâm các hỗn dịch sau nghiền (6000 vòng/phút x 30 phút, làm khô phần rắn thu được trong bình hút ẩm (phần R); hỗn dịch phía trên được tách ra và tiếp tục ly tâm (22000 vòng/phút x 10 phút) thu được dịch trong (phần L)) Định lượng phần R và phần L theo phương pháp HPLC với điều kiện như mô tả dưới đây, đánh giá sự phân hủy thông qua sự xuất hiện của píc tạp và tỉ lệ S píc tạp/ Spíc MGF

- Điều kiện sắc kí: cột sắc kí C18 4,6 x 250 mm, kích thước hạt nhồi 5 μm, duy trì 40 o C bằng ổn nhiệt cột (Athena Technology, India); pha động: hỗn hợp AcOH 3% : ACN (tỉ lệ 88:12 v/v) trong đó tiến hành khảo sát ảnh hưởng pH dung dịch AcOH 3% (2, 3, 4) Tốc độ rửa giải: 1,1 mL/phút Detector DAD - UV - VIS, bước sóng phát hiện:

210, 258, 320, 370, 500 nm Tiêm mẫu tự động, thể tích tiêm 10 μL

2.3.1.3 Phương pháp lựa chọn các thông số kĩ thuật của quá trình nghiền MGF

Khảo sát các thông số quá trình nghiền theo công thức khảo sát 2 (CTKS 2) ở bảng 2.4 (phương pháp mục 2.3.1.1) và đánh giá phân bố KTTP MGF sau nghiền (phương pháp mục 2.3.2.1).

Bảng 2.4 Công thức khảo sát 2 (CTKS 2)

Công thức hỗn dịch nghiền Thông số quy trình nghiền

Kích thước bi Thay đổi

Hỗn hợp T80 - S80 (HLB 11) 0,25 g Khối lượng bi Thay đổi

Tốc độ nghiền Thay đổi

Thời gian nghiền Thay đổi Nước cất vừa đủ 25,0 g

- Kích thước bi: 0,1; 0,5; 1; 1,5 mm Vật liệu: zirconia Lựa chọn 3 loại bi có kích thước phù hợp để D90 ≤ 25 𝜇m; D[4,3] có thể đạt được < 500 nm

- Tốc độ nghiền, thời gian nghiền: Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ nghiền (350 rpm - 550 rpm), thời gian nghiền (0,5 giờ - 4,0 giờ) đến phân bố KTTP MGF Tiêu chí lựa chọn: D90 ≤ 25 𝜇m; D[4,3] có thể đạt được < 500 nm

- Tỉ lệ bi và hỗn dịch nghiền: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ bi và hỗn dịch lần lượt là 4:1, 5:1, 6:1 đến phân bố KTTP MGF Lựa chọn tỉ lệ phù hợp để giảm KTTP và phù hợp các thông số kỹ thuật đã lựa chọn, quy mô bào chế

2.3.1.4 Phương pháp xây dựng công thức dịch nghiền

Khảo sát loại, nồng độ của CDH và polyme theo công thức khảo sát 3 (CTKS 3) ở bảng 2.5 bằng phương pháp nghiền mô tả mục 2.3.1.1

- Khảo sát loại polyme: HPMC E6, HPC L Nồng độ dao động 1% - 3%

- Khảo sát loại chất diện hoạt: Tween 80, hỗn hợp Tween 80 - Span 80 (HLB 11) Nồng độ dao động 1% - 3%

Tiêu chí lựa chọn: D90 ≤ 25 𝜇m; D[4,3] có thể đạt được < 500 nm

Bảng 2.5 Công thức khảo sát 3 (CTKS 3)

Công thức hỗn dịch nghiền Thông số quy trình nghiền

CDH Thay đổi Khối lượng bi 100 g

Nước cất vừa đủ 25,0 g Thời gian nghiền 0,5 – 3,0 giờ

2.3.1.5 Phương pháp thiết kế thí nghiệm và phân tích ảnh hưởng của các thông số quy trình nghiền đến KTTP MGF trong hỗn dịch sau nghiền

- Mục đích thiết kế thí nghiệm: sàng lọc xác định các thông số quy trình nghiền có ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình nghiền

- Phương pháp: sử dụng thiết kế Screening Design theo mô hình sàng lọc Full Factorial (2 levels) với sự hỗ trợ của phần mềm MODDE 13.0 (Umetrics Inc, USA) Sử dụng phương trình hồi quy đa biến và các đường đồng mức để phân tích ảnh hưởng của các biến đầu vào đến các biến đầu ra [32], [42]

+ Biến đầu vào: các thông số quy trình có thể ảnh hưởng đến phân bố KTTP của MGF sau nghiền, bao gồm: kích thước bi, tốc độ nghiền, thời gian nghiền

+ Biến đầu ra: KTTP trung bình theo thể tích (D[4,3]); mức độ phân bố KTTP (SPAN) và phân vị KTTP 90%, 50%, 10% dựa trên thể tích (D90, D50, D10) của hỗn dịch MGF thu được sau nghiền

+ Biến cố định: khối lượng dịch nghiền, bản chất vật liệu của bi, khối lượng bi

2.3.1.6 Phương pháp bào chế hỗn dịch MGF định hướng dùng để nhỏ mắt

THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Xây dựng đường chuẩn để định lượng mangiferin bằng phương pháp

Pha một dãy các dung dịch chuẩn của MGF có nồng độ từ 0,171 μg/mL đến 22,000 μg/mL và tiến hành phân tích sắc ký theo phương pháp đã nêu ở mục 2.3.2.4, kết quả được trình bày ở bảng 3.1 và hình 3.1 Kết quả cho thấy có sự tương quan tuyến tính giữa nồng độ MGF và diện tích píc ở khoảng nồng độ đã khảo sát, phương trình hồi quy y = 17,933x + 0,2003 với hệ số tương quan R 2 = 1 Điều này cho thấy khoảng nồng độ đã khảo sát là phù hợp để định lượng MGF trong các mẫu hỗn dịch nghiền, hỗn dịch định hướng nhỏ mắt, môi trường hòa tan và dùng để kiểm tra sự phân hủy của MGF Các tiêu chí thẩm định phương pháp khác được trình bày ở Phụ lục 1

Bảng 3.1 Nồng độ dung dịch chuẩn MGF diện tích píc tương ứng khi phân tích HPLC

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa diện tích píc và nồng độ của MGF 3.2 Nghiên cứu biện pháp tăng độ ổn định của mangiferin trong quá trình nghiền

Nguyên liệu MGF được kiểm tra KTTP bằng phương pháp đã nêu ở mục 2.3.2.1 Kết quả cho thấy MGF có KTTP trung bình D[4,3] khoảng 11 μm và giá trị SPAN là 2,929 cho thấy KTTP lớn và phân tán rộng (hình PL-5.1) Do vậy cần thiết phải làm giảm KTTP để phù hợp với dạng bào chế tại mắt

MGF có cấu trúc polyphenol nên khi có mặt oxy hòa tan trong dung môi dẫn đến sự phân hủy MGF liên quan trực tiếp đến tính chất hóa học của các nhóm phenol, bao gồm phản ứng theo cơ chế gốc tự do và oxy hóa khử [30]; ngoài ra quá trình nghiền bi có thể sinh nhiệt làm tăng sự phân hủy dược chất Do vậy cần thiết áp dụng các biện pháp để đảm bảo độ bền hóa học của MGF trong quá trình nghiền Các biện pháp này cũng cần có ít thay đổi/ tác động đến phân bố KTTP khi nghiền Qua tham khảo tài liệu

[10], các biện pháp được lựa chọn để ổn định MGF bao gồm sử dụng đệm pH 4,0; sục

N2 trong 10 phút; thêm các tác nhân chống oxi hóa ở các nồng độ khác nhau

Tiến hành thí nghiệm tiền khả thi để đánh giá ảnh hưởng của các biện pháp kể trên đến HD MGF đã được làm nhỏ KTTP (phụ lục 2) Kết quả cho thấy việc áp dụng các biện pháp này không làm các tiểu phân kết tụ và không làm ảnh hưởng đáng kể đến KTTP MGF, do vậy có thể được sử dụng trong quá trình nghiền

3.2.1 Ảnh hưởng của biện pháp ổn định đến đến độ bền hóa học của MGF

Tiến hành nghiền theo CTKS 1 (bảng 2.3) và theo phương pháp khảo sát đã nêu ở mục 2.3.1.2 Các mẫu hỗn dịch sau nghiền được ly tâm để tách phần rắn và dung dịch, sau đó được phân tích HPLC theo phương pháp mục 2.3.2.4 Khả năng ổn định MGF trong hỗn dịch nghiền được đánh giá thông qua sự xuất hiện và tỉ lệ tạp phân hủy trên sắc ký đồ Kết quả được thể hiện qua bảng 3.2, 3.3 và hình PL-3

Bảng 3.2 Đánh giá sự phân hủy MGF trong dịch ly tâm tại bước sóng 258 nm

CT Thành phần ngoài CTKS 1 Nồng độ MGF

Thời gian lưu píc tạp (phút) % (Stạp / SMGF)

Bảng 3.3 Đánh giá sự phân hủy MGF trong cắn rắn sau ly tâm tại bước sóng 258 nm

CT Thành phần ngoài CTKS 1 Mẫu % (Stạp / SMGF) 1.1

Cắn màu nhạt 1,45 Cắn màu đậm 1,03

Na2EDTA 0,01 mg/mL Cắn màu nhạt 0,96

Cắn màu vàng 1,15 Cắn màu đậm 1,05

Nhận xét: sắc ký đồ của các mẫu dịch ly tâm (dịch bão hòa trong HD nghiền) tại bước sóng 258 nm chỉ xuất hiện píc của dược chất (tR = 10,9 phút) và không xuất hiện các píc tạp lạ có tỉ lệ tín hiệu đáp ứng > 0,6 % píc của dược chất (hình PL-3.1) Các phân đoạn mẫu chất rắn MGF sau ly tâm khác nhau cũng ko xuất hiện các tạp có tỉ lệ diện tích píc > 1,5 % so với píc dược chất Kết quả này cũng phù hợp khi phân tích ở các bước sóng khác (320, 370) (hình PL-3.2) Khi thay đổi tỉ lệ pha động cũng như pH dung dịch acid acetic (phép thử robustness), không có píc lạ xuất hiện xung quanh píc chính của dược chất (hình PL-3.3), cho thấy píc dược chất là tinh khiết Điều này cho thấy các mẫu dịch ly tâm và mẫu bột MGF sau ly tâm của hỗn dịch nghiền không có sự xuất hiện đáng kể của tạp phân hủy và quá trình nghiền không làm tăng phân hủy dược chất so với nguyên liệu (% Stạp / SMGF = 0,64) Các kết quả này gợi ý rằng việc kết hợp các biện pháp đã sử dụng giúp đảm bảo độ ổn định hóa học của MGF trong quá trình nghiền

3.2.2 Ảnh hưởng đến độ bền vật lý của hỗn dịch Đánh giá sự thay đổi KTTP khi nghiền MGF với các biện pháp ổn định khác nhau, kết quả được trình bày ở bảng 3.4 Có thể nhận thấy việc áp dụng các biện pháp trên (dùng đơn lẻ hoặc kết hợp) không làm ảnh hưởng đáng kể đến phân bố KTTP MGF (bảng PL-3.1 và 3.2) Kết quả này gợi ý rằng có thể sử dụng các biện pháp này khi nghiền mà không ảnh hưởng đến độ bền trạng thái tập hợp và độ bền hóa học của MGF

Bảng 3.4 Phân bố KTTP của HD khi nghiền với các biện pháp ổn định khác nhau

Qua khảo sát ảnh hưởng độ ổn định vật lý và hóa học của MGF sau nghiền, lựa chọn kết hợp các biện pháp ổn định MGF trong quá trình nghiền, bao gồm: sử dụng đệm phosphat 0,1M tại pH 4 (pH ít phân hủy); sục khí N2 để loại O2; thêm chất khử Na2S2O3

0,005M phản ứng trực tiếp với O2, và tác nhân khóa ion kim loại Na2EDTA 0,01 mg/mL.

Đánh giá ảnh hưởng của thông số quy trình nghiền và công thức nghiền đến phân bố KTTP mangiferin sau nghiền

3.3.1 Khảo sát, lựa chọn các thông số quy trình nghiền

Sử dụng CTKS 2 (bảng 2.4) để khảo sát ảnh hưởng của 4 loại kích thước bi (0,1; 0,5; 1; 1,5 mm) đến phân bố KTTP của MGF trong hỗn dịch sau nghiền Tiến hành nghiền (phương pháp mục 2.3.1.1) với vận tốc nghiền 350 rpm trong 4 giờ và xác định phân bố KTTP hỗn dịch nghiền thu được (phương pháp mục 2.3.2.1) Kết quả được trình bày ở bảng 3.5 và đồ thị hình 3.2

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của kích thước bi đến hỗn dịch KTTP

Phân bố KTTP MGF khi thay đổi kích thước bi nghiền

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng kích thước bi và thời gian nghiền đến giá trị D[4,3] và SPAN của hỗn dịch MGF

Nhận xét: hình 3.2 minh họa ảnh hưởng của kích thước bi đến khả năng giảm KTTP MGF Nhìn chung khi tăng thời gian nghiền thì KTTP đều giảm khi dùng các loại bi nghiền khác nhau Sau 4 giờ nghiền, giá trị KTTP trung bình của hỗn dịch dùng bi có kớch thước 0,1; 0,5; 1,0 mm đều giảm xuống < 0,5 àm, SPAN < 1, tuy nhiờn HD dựng bi có kích thước 1,5mm có D[4,3] là 1,47 μm, SPAN > 2 Bên cạnh đó khi dùng bi 1,5 mm giá trị SPAN của HD nghiền có xu hướng tăng dần theo thời gian, cho thấy hiệu suất làm giảm KTTP kém nhất trong các loại bi đã khảo sát Lựa chọn được 3 kích thước bi nghiền phù hợp là 0,1 mm; 0,5 mm; 1,0 mm.

Sử dụng CTKS 2 với bi 0,1 mm để khảo sát ảnh hưởng của tốc độ nghiền (350 và 550 rpm) đến phân bố KTTP của MGF sau nghiền Tiến hành nghiền (phương pháp mục 2.3.1.1) và đánh giá phân bố KTTP hỗn dịch nghiền thu được (phương pháp mục 2.3.2.1) Kết quả được trình bày ở bảng 3.6 và hình 3.3.

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của tốc độ nghiền đến phân bố KTTP hỗn dịch MGF

Phân bố KTTP MGF khi thay đổi tốc độ nghiền

Hình 3.3 Tốc độ và thời gian nghiền ảnh hưởng đến giá trị D[4,3] và SPAN của HD MGF

Nhận xét: Khi tăng thời gian nghiền, KTTP HD giảm nhưng với mức độ khác nhau phụ thuộc vào tốc độ được khảo sát Ở tốc độ 350 rpm, KTTP được làm nhỏ chậm trong 2 giờ đầu, nhưng có thể đạt KTTB 0,525 μm sau 2,5 giờ nghiền Khi nghiền với tốc độ cao hơn (550 rpm), KTTP giảm mạnh trong 0,5 giờ đầu, D[4,3] = 0,768 mm sau đó giảm chậm đến 0,248 μm sau 4 giờ Sự thay đổi phân bố KTTP (SPAN) ở 2 tốc độ cũng được thể hiện rõ ràng: SPAN có giá trị lớn hơn và dao động mạnh, giảm chậm hơn khi nghiền ở tốc độ nhỏ Các kết quả này cho thấy hiệu quả nghiền giảm KTTP phụ thuộc rất lớn vào tốc độ nghiền Dựa vào thông số thiết bị, lựa chọn 3 tốc độ nghiền phù hợp là 350, 450, 550 rpm

Hình 3.4 Biểu đồ phân bố KTTP của HD MGF theo thời gian nghiền

Sử dụng CTKS 2 (bảng 2.4) để khảo sát ảnh hưởng của thời gian nghiền đến KTTP hỗn dịch MGF Hình 3.4 cho thấy thời gian nghiền có ảnh hưởng rõ rệt đến phân bố KTTP của MGF sau khi nghiền: tăng thời gian nghiền, KTTP giảm Điều này phù hợp với kết quả khảo sát ảnh hưởng của kích thước bi và tốc độ nghiền đến KTTP theo thời gian Sau 2 giờ nghiền, KTTP MGF đều giảm dần khi sử dụng 4 loại bi có kích thước khác nhau (mục 3.3.1.1) Tuy nhiên, việc tiếp tục nghiền MGF sau 2 giờ không mang nhiều ý nghĩa vì D[4,3] đã có thể đạt 0,25 μm và SPAN không giảm đáng kể khi nghiền ở tốc độ 550 rpm (mục 3.3.1.2) Để đảm bảo thời gian nghiên cứu hợp lý và tạo ra cỏc tiểu phõn cú KTTB < 10 àm, lựa chọn khoảng biến thiờn thời gian nghiền là 0,25 giờ - 1,75 giờ

3.3.1.4 Tỉ lệ bi và hỗn dịch trong cối nghiền

Sử dụng CTKS 2 để khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ hỗn dịch và bi trong cối nghiền (1:4; 1:5; 1:6) đến phân bố KTTP của MGF trong hỗn dịch sau nghiền Tiến hành nghiền (phương pháp mục 2.3.1.1) với bi 0,1 mm ở vận tốc 350 rpm và đánh giá phân bố KTTP hỗn dịch nghiền thu được (phương pháp mục 2.3.2.1) Kết quả được trình bày ở bảng 3.7 và hình 3.5

Nhận xét: kết quả cho thấy ảnh hưởng của tỉ lệ khối lượng hỗn dịch : bi trong cối nghiền đến phân bố KTTP của MGF khá rõ, tỉ lệ hỗn dịch : bi càng nhỏ (nhiều bi trong cối) thì KTTP giảm nhanh hơn, D[4,3] = 2,00 μm sau khi nghiền 1 giờ với tỉ lệ hỗn dịch : bi là 1:6 trong khi giá trị tương ứng khi dùng tỉ lệ 1:5 và 1:4 lần lượt là 2,89 và 3,25 μm Khi thời gian nghiền là 3 giờ, các mẫu không có sự khác biệt về KTTP trung bình (D[4,3] < 0,6 μm) Giá trị SPAN cũng thay đổi khi thay đổi tỉ lệ HD : bi, sau 1 giờ nghiền giá trị này cao nhất ở hỗn dịch nghiền với tỉ lệ HD : bi là 1/6 (5,346) sau đó giảm xuống mức thấp nhất trong 3 hỗn dịch khảo sát (0,716) Với tỉ lệ 1/4 và 1/5, giá trị SPAN có xu hướng tăng dần sau 2 giờ nghiền rồi giảm dần Sự thay đổi SPAN phù hợp với sự thay đổi KTTP của MGF (giai đoạn đầu vỡ nhỏ các tiểu phân lớn làm tăng độ rộng phân bố kích thước và giai đoạn sau nghiền nhỏ các tiểu phân cùng kích cỡ) Sau 3 giờ nghiền, các mẫu thu được đều có phân bố KTTP như nhau Tuy nhiên, để phù hợp với hiệu suất nghiền (tối đa lượng hỗn dịch), lựa chọn tỉ lệ hỗn dịch : bi là 1/4.

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của tỉ lệ (hỗn dịch : bi) đến phân bố KTTP hỗn dịch MGF

Phân bố KTTP MGF khi thay đổi tỉ lệ hỗn dịch : bi

Hình 3.5 Đồ thị biển diễn ảnh hưởng của tỉ lệ ( hỗn dịch : bi ) và thời gian nghiền đến giá trị D[4,3] và SPAN của hỗn dịch MGF

3.3.2 Khảo sát, lựa chọn yếu tố về công thức nghiền

Chất diện hoạt và polyme là hai tá dược cần thiết để đảm bảo quá trình nghiền diễn ra thuận lợi, giảm được KTTP và bảo vệ tiểu phân khi nghiền Dựa trên kết quả nghiên cứu trước [14], các tá dược được lựa chọn để khảo sát gồm:

-Chất diện hoạt: Tween 80; hỗn hợp Tween 80 và Span 80 (HLB 11)

Quá trình khảo sát ảnh hưởng của loại tá dược được trình bày ở phụ lục 4 (thông số nghiền: bi 0,1 mm; tỉ lệ bi và hỗn dịch theo tỉ lệ 4/1; vận tốc nghiền 350 rpm) Kết quả cho thấy: loại CDH có mức độ ảnh hưởng khác nhau đến KTTP Khi tăng thời gian nghiền, HD sử dụng CDH HLB 11 có KTTP nhỏ hơn khi dùng Tween 80 Do khả năng làm giảm KTTP nhanh hơn nên giá trị SPAN của mẫu sử dụng HLB 11 có mức độ dao động lớn hơn mẫu dùng Tween 80 (bảng và hình PL-4.1) Do đó, hỗn hợp Tween 80 và Span 80 (HLB 11) được chọn trong công thức nghiền

Khảo sát ảnh hưởng của polyme cho thấy CT sử dụng HPMC E6 có KTTP MGF nhỏ hơn và phân bố thu hẹp nhanh hơn so với CT dùng HPC L (bảng và hình PL-4.2), do đó HPMC E6 được chọn trong công thức nghiền hỗn dịch Ảnh hưởng của nồng độ CDH – polyme

Sử dụng CTKS 3 (bảng 2.4) để khảo sát ảnh hưởng của nồng độ CDH và polyme đến phân bố KTTP của MGF trong hỗn dịch sau nghiền Tiến hành nghiền (phương pháp mục 2.3.1.1) và đánh giá phân bố KTTP hỗn dịch nghiền thu được (phương pháp mục 2.3.2.1) Kết quả được trình bày ở bảng 3.8 và hình 3.6

Bảng 3.8 Ảnh hưởng của nồng độ CDH và nồng độ polyme đến phân bố KTTP MGF

Nồng độ polyme - chất diện hoạt

Hình 3.6 Đồ thị biển diễn ảnh hưởng của nồng độ (polyme và CDH) đến D[4,3] và SPAN của hỗn dịch MGF

Nhận xét: kết quả khảo sát nồng độ CDH cho thấy, khi dùng HMPC E6 ở nồng độ 1% và nồng độ CDH (HLB 11) là 1%, KTTP MGF giảm nhanh chóng sau 1 giờ, và đạt giá trị nhỏ nhất (D[4,3] = 0,248 μm) tại thời điểm 3 giờ nghiền Khi tăng dần nồng độ CDH (2 % - 3 %), khả năng nghiền giảm KTTP bị hạn chế, KTTP lớn hơn so với khi dùng CDH 1%, kèm theo sự tăng phân bố KTTP Nguyên nhân có thể do việc hình thành các đám tụ tiểu phân khi dùng nhiều chất diện hoạt (hình PL-5.2) khi nồng độ CDH vượt quá nồng độ CMC tới hạn (kết tụ Ostwald [24]) Tuy nhiên nồng độ CDH cần đủ lớn để đảm bảo đủ bảo vệ được các tiểu phân sau nghiền Do vậy lựa chọn nồng độ CDH là 1

% nhằm tăng hiệu suất làm giảm KTTP và đảm bảo ổn định hỗn dịch thu được sau nghiền

Khi thay đổi nồng độ polyme HPMC E6 từ 1 % đến 3 % và kết hợp với dùng 1

% CDH, HD có sự thay đổi rõ rệt về KTTP Với nồng độ polymer 1%, hiệu suất nghiền tốt nhất, KTTP giảm đến vùng nanomet ngay sau 1 giờ nghiền và giá trị SPAN nhỏ (0,623) thể hiện các tiểu phân MGF sau nghiền tương đối đồng đều về kích thước Tuy nhiên khi tăng nồng độ 2 % -3 %, KTTP MGF sau nghiền rất lớn, gấp 5-8 lần so với khi dùng CDH ở nồng độ 1 % Khi quan sát trên KHV, HD chứa polyme 3 % vẫn còn nhiều tiểu phân lớn dao động 13-20 μm cho thấy khả năng nghiền rất kém (hình PL-5.3) Vai trò của polyme thân nước làm giảm năng lượng bề mặt tiểu phân bằng cách hấp phụ trên bề mặt chúng tại thành lớp áo nước cản trở không gian giúp ngăn chặn quá trình kết tụ, do vậy nồng độ polyme cần đủ lớn Tuy nhiên việc tăng nồng độ đi kèm tăng độ nhớt hỗn dịch gây cản trở quá trình va chạm nghiền nhỏ MGF Do vậy lựa chọn nồng độ HPMC E6 phù hợp cho các khảo sát tiếp theo là 1%

Qua quá trình khảo sát, các thông số cơ bản của công thức và quy trình hỗn dịch nghiền bi được tổng hợp trong bảng 3.9

Bảng 3.9 Các thông số cơ bản của quy trình nghiền làm nhỏ MGF

Công thức hỗn dịch nghiền Thông số quy trình nghiền

MGF 2,5 g Kích thước bi 0,1; 0,5; 1 mm HPMC E6 0,25 g Khối lượng bi 100 g CDH (HLB 11) 0,25 g Tốc độ nghiền 350; 450; 550 rpm Nước cất vừa đủ 25 g Thời gian nghiền 0,25 giờ - 1,75 giờ

3.3.3 Đánh giá ảnh hưởng của thông số quy trình nghiền đến phân bố KTTP MGF 3.3.3.1 Thiết kế thí nghiệm và tiến hành thí nghiệm

Tiến hành thiết kế thí nghiệm theo mục 2.3.1.5 Các biến đầu vào được lựa chọn là kích thước bi, tốc độ nghiền, thời gian nghiền và các tương tác hai biến nếu có giữa các biến độc lập đầu vào Các biến đầu ra được lựa chọn là: D[4,3], D10, D50, D90, SPAN của HD MGF sau khi nghiền Dựa vào kết quả đã khảo sát ở các mục trên, khoảng biến thiên của các biến đầu vào được thể hiện trong bảng 3.10 và yêu cầu biến đầu ra trong bảng 3.11

Bảng 3.10 Các biến đầu vào và khoảng biến thiên tương ứng

Tên biến Kí hiệu Đơn vị Loại biến

Khoảng biến thiên Mức dưới

Kích thước bi d mm Biến định lượng 0,1 0,5 1

Tốc độ nghiền v rpm Biến định lượng 350 450 550

Thời gian nghiền t giờ Biến định lượng 0,25 1,00 1,75

Bảng 3.11 Kí hiệu và đơn vị của các biến đầu ra

Tên biến Kí hiệu Đơn vị Kích thước trung bình D[4,3] μm

Kết quả thiết kế với sự hỗ trợ của phần mềm MODDE 13.0 cho tổng số 11 công thức thực nghiệm, trong đó công thức trung tâm được tiến hành lặp 3 lần Tiến hành các thí nghiệm giảm KTTP MGF bằng phương pháp nghiền mục 2.3.1.1 Sau đó, xác định phân bố KTTP của các HD sau nghiền bằng phương pháp mục 2.3.2.1 Bảng thiết kế thí nghiệm và kết quả biến đầu ra được trình bày bảng 3.12

Bảng 3.12 Các công thức thí nghiệm được thiết kế theo mô hình Full Factorial (2 levels) và phân bố KTTP của MGF sau nghiền tương ứng (n=3)

Đánh giá một số đặc tính của hỗn dịch mangiferin 2% định hướng nhỏ mắt

Các hỗn dịch theo công thức N1, N5 và N7 (bảng 3.12) được sử dụng để điều chế hỗn dịch 2% định hướng nhỏ mắt với thành phần được mô tả ở bảng 3.15 (theo phương pháp mục 2.3.1.6) Carbopol 974 và HPMC E6 là 2 tá dược điều chỉnh độ nhớt và ổn định hệ phân tán thường được dùng trong các chế phẩm nhỏ mắt [12] Các thành phần khác được lựa chọn dựa trên kết quả khảo sát tác động đến độ bền trạng thái tập hợp của hỗn dịch (mục 3.2.2 và phụ lục 2) và kết quả của nghiên cứu trước [12]

Bảng 3.15 Công thức khảo sát loại polyme và nồng độ NaCl trong HD MGF định hướng nhỏ mắt

(%) Các thành phần khác Loại polyme Nồng độ (%)

- NaOH/HCl điều chỉnh pH 5,8 - 6,2

(*) Dịch nghiền MGF 7,5% được phối theo tỉ lệ để thu được hỗn dịch 2%

3.4.1 Đánh giá hình thức cảm quan, pH, ASTT Đánh giá hình thức cảm quan, xác định pH, ASTT và phân bố KTTP (mục 2.3.2.1) Kết quả được tóm tắt trong bảng 3.16 và hình 3.9.

Bảng 3.16 Kết quả đánh giá hình thức cảm quan, ASTT, pH và phân bố KTTP của hỗn dịch MGF 2 % định hướng nhỏ mắt

CT Hình thức cảm quan pH ASTT HD 7,5% HD 2%

D[4,3](μm) SPAN D[4,3](μm) SPAN Ca1 Đồng nhất, không sa lắng, màu vàng nhạt

Ca2 Đồng nhất, không sa lắng, màu vàng nhạt

Ca3 Đồng nhất, không sa lắng, màu vàng nhạt

H1 Tiểu phân dễ sa lắng 6,00 283 0,309 0,846 0,461 0,755 H2 Tiểu phân dễ sa lắng 6,07 280 3,530 2,254 2,73 2,089 H3 Tiểu phân dễ sa lắng 6,05 287 5,95200 2,306 5,04 1,720

(*): so sánh tương đối về cấp độ màu

Hình 3.9 Hỗn dịch trên KHV HD 2% (Ca1, Ca2, Ca3) ở vật kính 10, thang đo 100 μm và

Về hình thức cảm quan, 3 CT sử dụng polyme CBP 974P (Ca1, Ca2, Ca3) có thể chất đồng nhất, không xảy ra sa lắng tiểu phân và độ nhớt cao hơn so với 3 CT sử dụng HPMC E6 (H1, H2, H3) Trong đó, HD CT Ca1 có cảm quan mịn, màu vàng đậm hơn và tính chất đặc nhớt nhiều nhất, thể hiện qua so sánh tốc độ chảy tương đối của các hỗn dịch khi đảo ngược lọ chứa: HD Ca3 > Ca2 > Ca1 Các kết quả thu được phù hợp với nghiên cứu trước, trong đó HD carbopol có độ nhớt cao hơn so với HD sử dụng HPMC E6 hoặc HPC EF làm chất ổn định [12], và sự tăng độ nhớt trong HD chứa Carbopol tỉ lệ nghịch với kích thước tiểu phân MGF

Sáu hỗn dịch đều có pH dao động từ 6 đến 6,2: đảm bảo yêu cầu thiết kế thí nghiệm Khoảng pH được lựa chọn nhằm đảm bảo mắt ít bị kích ứng [57], đồng thời MGF ít bị phân hủy trong dung dịch [10] Áp suất thẩm thấu của các hỗn dịch đều nằm ở khoảng 263 - 287 mOsmol/kg, rất gần với khoảng giá trị được khuyến cáo 280 - 320 [57] và nằm trong khoảng áp suất thẩm thấu của nước mắt khi mắt ở trạng thái mở (231-

446 mOsmol/kg) [57] Sự giảm nhẹ về giá trị ASTT đo được so với thiết kế ở các HD chứa carbopol có thể liên quan đến việc ion natri bám lên các phân tử Carbopol, làm giảm hoạt độ ion natri tự do trong dung dịch và giảm ASTT [26] Ngoài ra, quá trình ly tâm cao tốc (15000 vòng/phút) ở nhiệt độ 10 o C để thu mẫu đo ASTT có thể làm kết tủa một số thành phần như mangiferin, làm giảm nồng độ của các tác nhân gây ra áp suất thẩm thấu

Khi đánh giá KTTP, 3 CT HD sử dụng polyme HPMC E6 (H1, H2, H3) có phân bố KTTP gần tương tự tiểu phân trong HD 7,5% sau nghiền Tuy nhiên, khi sử dụng CBP làm chất ổn định HD của mẫu có KTTP nhỏ (D[4,3] = 0,309 μm), sản phẩm là HD Ca1 có giá trị D[4,3] lớn hơn rất nhiều(D[4,3] = 112 μm) đồng thời hình ảnh soi KHV cho thấy xuất hiện các đám tiểu phân lớn kết tụ với nhau tạo thành mạng lưới thay vì trạng thái tiểu phân tự do như các CT sử dụng HPMC để ổn định Kết quả gợi ý các tiểu phân MGF cỡ nanomet đã bám trên các phân tử polyme Carbopol 974P Càng giảm KTTP của MGF trong dịch nghiền, khả năng bám lên carbopol càng mạnh, do vậy phần lớn tiểu phân MGF bám lên carbopol ở Ca1, trong khi tỉ lệ dược chất tồn tại ở dạng tự do ở Ca3 là nhiều nhất

3.4.2 Đặc điểm cấu trúc mangiferin trong hỗn dịch

3.4.2.1 Quét nhiệt lượng vi sai (DSC)

Tiến hành phân tích DSC của các mẫu HD sau nghiền với KTTP lớn, trung bình, nhỏ (tương ứng với CT N1, N5, N7), so sánh với phổ DSC nguyên liệu MGF Kết quả thu được thể hiện qua giản đồ hình 3.10

Hình 3.10 Giản đồ phân tích nhiệt của nguyên liệu MGF (a) và các HD nghiền theo công thức N1 (b), N5 (c), N7 (d)

Nhận xét: nguyên liệu MGF tồn tại ở dạng tinh thể, trên giản đồ xuất hiện 1 píc thu nhiệt duy nhất ở vị trí 268 o C và píc có dạng sắc, nhọn Giản đồ DSC của các mẫu tiểu phân sau nghiền đều có píc nhọn dạng thu nhiệt tương ứng với sự nóng chảy của MGF, điều đó chứng tỏ rằng sau khi nghiền, MGF vẫn tồn tại ở dạng tinh thể Tuy nhiên, píc thu nhiệt trên giản đồ của các mẫu MGF sau nghiền dịch chuyển về phía nhiệt độ nóng chảy thấp với so với píc mẫu nguyên liệu, khoảng 257 o C, 262 o C, 264 o C tương ứng mẫu HD N7, N5, N1 Kích thước tiểu phân càng nhỏ thì sự dịch chuyển vị trí píc càng lớn và dải phân bố KTTP tương đối rộng thì độ rộng của chân píc có xu hướng tăng, gợi ý có sự chuyển dạng tinh thể của MGF trong quá trình nghiền nhỏ tiểu phân Ngoài ra, khi KTTP nhỏ, tổng diện tích bề mặt tiếp xúc của mẫu tăng nên có xu hướng nóng chảy sớm hơn các tiểu phân lớn và phần còn lại Đặc biệt mẫu HD N7 có KTTP MGF nhỏ nhất (D[4,3] = 0,309 μm) còn có thêm một píc thu nhiệt khoảng 110 o C bị doãng chân, thể hiện một phần tiểu phân MGF tồn tại ở dạng hình thù khác Kết quả này cho thấy năng lượng nghiền có thể đã làm thay đổi cấu trúc tinh thể của tiểu phân MGF trong quá trình bào chế và mức độ thay đổi dạng tinh thể phụ thuộc vào tốc độ và thời gian nghiền

3.4.2.2 Phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) Để khẳng định trạng thái kết tinh của MGF trong các mẫu, tiến hành đo phổ nhiễu xạ tia X của các mẫu HD N1, N5 và N7 tương ứng phân tích đo DSC Phổ nhiễu xạ tia

X mẫu nguyên liệu MGF, mẫu HD N1, N5, N7 được trình bày trong hình 3.11.

Hình 3.11 Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu nguyên liệu MGF và CT HD N1, N5, N7

Nhận xét: Trên phổ nhiễu xạ tia X của mẫu nguyên liệu MF có xuất hiện các đỉnh nhiễu xạ với các giá trị góc 2θ là: 10,56 o ; 12,06 o ; 13,7 o ; 16,08 o ; 17,14 o ; … chứng tỏ MGF tồn tại trong nguyên liệu ở trạng thái tinh thể, phù hợp với kết quả DSC (mục 3.4.2.1) Trên phổ đồ của HD N1, N5 và N7 xuất hiện các đỉnh tương tự với nguyên liệu nhưng cường độ thấp hơn và tỉ lệ cường độ tín hiệu giữa các píc cũng thay đổi (ví dụ tỉ lệ cường độ tín hiệu giữa hai píc tại góc 10,5 o /12,06 o giảm so với mẫu nguyên liệu và xu hướng giảm theo thứ tự mẫu N1 > N5 > N7) Có thể do KTTP càng nhỏ càng làm tăng tán xạ theo nhiều hướng khác nhau dẫn đến tín hiệu đi vào detetor có thể giảm đi Điều này gợi ý tiểu phân MGF sau nghiền vẫn tồn tại ở dạng tinh thể giống với nguyên liệu nhưng dưới tác dụng của năng lượng nghiền làm giảm KTTP, cấu trúc tinh thể có phần thay đổi phụ thuộc vào tốc độ nghiền và thời gian nghiền Đặc biệt với HD N7 có KTTP MGF nhỏ nhất (D[4,3] = 0,309 μm), phổ đồ còn có sự thay đổi hình dạng đỉnh góc 16,12 o và tăng cường tín hiệu ở vị trí góc 28,14 o cho thấy có sự thay đổi cấu trúc tinh thể nhiều nhất so với các CT khác Các kết quả cho thấy biện pháp nghiền bi làm giảm KTTP nhưng cũng đồng thời làm thay đổi dạng thù hình Mức độ giảm KTTP càng nhiều, năng lượng cung cấp càng lớn và sự thay đổi dạng thù hình diễn ra càng mạnh

Các kết quả phân tích cấu trúc MGF trong mẫu HD được nghiền theo máy nghiền bi kiểu hành tinh có độ tương đồng rất lớn với kết quả thu được khi nghiền bằng thiết bị nghiền bi khiểu khuấy (phân tích trên các mẫu có kích thước lớn, trung bình, nhỏ) Phương pháp nghiền bi kiểu hành tinh có khả năng làm giảm KTTP với tốc độ rất nhanh: KTTP giảm < 300 nm trong vòng 2 giờ nghiền trong khi thời gian làm giảm KTTP xuống < 500 nm của phương pháp nghiền bi có khuấy là 6 giờ Kết quả này cho thấy mặc dù có cơ chế nghiền khác nhau, hai phương pháp đều có thể sử dụng để giảm KTTP của MGF Phương pháp nghiền bi có khuấy có thể thực hiện ở quy mô nhỏ, phù hợp với việc sàng lọc công thức

3.4.3 Phân tích quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) Đánh giá tương tác thông qua phổ FTIR của các mẫu sau: nguyên liệu MGF, 2 mẫu hỗn dịch vật lý của nguyên liệu và polyme CBP hoặc HPMC E6; 3 mẫu HD 2% sử dụng CBP (Ca1, Ca2, Ca3) và 3 mẫu HD 2% sử dụng HPMC E6 (H1,H2,H3) Kết quả thể hiện qua hình 3.11

Hình 3.12 Phổ IR của nguyên liệu MGF; hỗn hợp vật lý và mẫu HD tương ứng chứa

Phổ nguyên liệu MGF có píc doãng rộng từ khoảng 3400 cm -1 -3100 cm -1 đặc trưng cho nhóm chức -OH thơm và không thơm ở nhiều vị trí khác nhau trong cấu trúc Vùng sóng tại 1485, 1648, 1249, 1191 và khoảng 736 đến 587 cm -1 cho thấy có tín hiệu mạnh của dao động liên kết C=C, C=O không thơm hoặc thơm, C-O-C ether trong nhân glucose Đối với hỗn hợp vật lý (MGF và carbopol), các đỉnh đặc trưng của MGF cũng xuất hiện rõ nét Tuy nhiên với mẫu HD 2% có sử dụng CBP, tập hợp đỉnh tương ứng với dao động của các liên kết O-H có sự thay đổi so với nguyên liệu: đỉnh píc ở vị trí khoảng 3300 cm -1 tù hơn gợi ý sự tương tác OH với nhóm chức khác của CBP Vùng tín hiệu cộng hợp nhiều liên kết C-O ester ở HD nghiền giảm cường độ so mẫu nguyên liệu, đồng thời píc dao động ứng với số sóng từ 750 đến 500 cm -1 không còn sắc nhọn, cho thấy tín hiệu của nhóm C=O gần như mất đi hoàn toàn, chứng tỏ các nhóm chức này có tương tác với phân tử polyme Ngoài ra, khi so sánh phổ HD chứa carbopol với KTTP MGF nguyên liệu cho thấy mức độ tương tác tăng dần theo chiều hướng giảm KTTP: sự thay đổi mạnh các dao động ứng với liên kết có oxy và hydro xu hướng giảm dần, nhiều khả năng do tương tác giữa MGF và CBP phụ thuộc vào KTTP MGF Khi KTTP càng nhỏ thì càng dễ đi vào mạng lưới của CBP và tương tác với các nhóm chức thuộc các phân tử CBP khác nhau

Trong hỗn dịch sử dụng HPMC E6, phổ IR cho thấy các píc đặc trưng của nhóm chức trong phân tử MGF vẫn xuất hiện ở các vị trí tương ứng so với phổ của nguyên liệu và hỗn hợp vật lý, tuy nhiên khi giảm kích thước tiểu phân MGF thì cường độ các píc giảm dần Sự thay đổi thể hiện rõ nhất ở píc tương ứng với số sóng khoảng 3300 cm -

1 và 1020 -1100 cm -1 Có thể do quá trình xử lý mẫu (ly tâm) đã loại đi phần lớn polyme nên mức độ tương tác không được thể hiện rõ Mặc dù vậy, hỗn dịch H1 chứa tiểu phân MGF có kích thước nhỏ nhất, thể hiện sự thay đổi nhiều nhất, cho thấy khi giảm KTTP đến mức đủ nhỏ thì tương tác giữa MGF với HPMC E6 có thể được tăng cường

3.4.4 Đánh giá khả năng hòa tan dược chất từ hỗn dịch