Nghiên cứu bào chế tiểu phân nano curcumin

Trang Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của kích thước tiểu phân và hệ số PDI với các chất diện hoạt khác nhau khi dùng nồng độ 5% 23 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của kích

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

PHẠM VĂN GIANG

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ HỆ TIỂU

PHÂN NANO CURCUMIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI - 2013

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với dược sĩ Dương Thị Hồng Ánh,

người thầy đã hết lòng hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Trần Linh, người thầy đã tận tình

giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn này Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết

ơn chân thành đối với các thầy cô và các anh chị kỹ thuật viên thuộc bộ môn bào chế đã có những giúp đỡ qúy báu trong quá trình tôi học tập và thực nghiệm tại bộ môn

Tôi xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu nhà trường, phòng đào tạo và các phòng ban liên quan trong nhà trường đã có nhiều giúp đỡ thiết thực về cơ sở vật chất, trang thiết bị và hóa chất thí nghiệm trong quá trình tôi thực hiện đề tài

Hà nội, tháng 5 năm 2013 Sinh viên

PHẠM VĂN GIANG

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2

1.1 Vài nét về tiểu phân nano 2

1.1.1 Định nghĩa 2

1.1.2 Tiểu phân nano giúp cải thiện tốc độ hòa tan và độ tan bão hòa 2

1.1.3 Các phương pháp bào chế nano tinh thể 4

1.1.4 Phun sấy - kỹ thuật chuyển hỗn dịch nano thành dạng nano tinh thể 7

1.2 Vài nét về curcumin 8

1.2.1 Công thức 8

1.2.2 Tính chất lý hóa 8

1.2.3 Tác dụng của curcumin 9

1.2.4 Dược động học 9

1.3 Một số nghiên cứu bào chế hệ tinh thể nano curcumin 10

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị 14

2.1.1 Nguyên liệu 14

2.1.2 Thiết bị 14

2.2 Nội dung nghiên cứu 15

2.3 Phương pháp nghiên cứu 15

2.3.1 Phương pháp bào chế hệ tiểu phân nano curcumin 15

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu các yếu tố thuộc về công thức ảnh hưởng tới đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano curcumin 16

2.3.3 Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng củaccác yếu tố thuộc về quy trình bào chế ảnh hưởng tới đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano 17

2.3.4 Phương pháp đánh giá tiểu phân nano curcumin 17

2.3.5 Phương pháp định lượng curcumin trong các mẫu nghiên cứu 18

2.3.6 Phương pháp đánh giá độ tan của curcumin từ các mẫu nghiên cứu 19

mẫu nghiên cứu 20

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 21

3.1 Kết quả nghiên cứu các yếu tố thuộc về công thức ảnh hưởng tới đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano curcumin 21

3.1.1 Kết quả nghiên cữu ảnh hưởng của chất diện hoạt 21

3.1.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chất diện hoạt 24

3.1.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của chất ổn định 25

3.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố thuộc về quy trình bào chế ảnh hưởng tới đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano 27

3.2.1 Kết quả ngiên cứu ảnh hưởng của thao tác nghiền mịn bằng máy nghiền bi 27

3.2.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của cách phối hợp chất diện hoạt 28

3.2.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ đồng nhấ hóa 30

3.2.4 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đồng nhất 31

3.3 Bào chế hệ nano dạng bột phun sấy 33

3.4 Đánh giá một số đặc tính của bột phun sấy nano curcumin 34

3.4.1 Hàm lượng curcumin trong bột phun sấy nano curcumin 34

3.4.2 Khả năng phân tán lại 35

3.4.3 Kích thước tiểu phân và phân bố kích thước tiểu phân 35

3.4.2 Hình thái tiểu phân khi quan sát qua kính hiển vi điện tử 36

3.4.3 Kết quả phân tích nhiệt vi sai (DSC) 37

3.4.4 Mức độ và tốc độ hòa tan của các mẫu bột phun sấy nano curcumin 37

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

APSP Kết tủa do thay đổi dung môi

Na-CMC Natri carboxymethylcellulose

Bảng 3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các chất diện hoạt khác nhau đến một số

đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano curcumin 22

Bảng 3.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Tween 80 đến một số dặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano curcumin 24

Bảng 3.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của chất ổn định tới một số đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano curcumin 26

Bảng 3.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của quá trình nghiền mịn bằng máy nghiền bi tới kích thước tiểu phân 27

Bảng 3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của cách phối hợp chất ổn định tới kích thước tiểu phân phân tán 29

Bảng 3.6 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tốc độ đồng nhất hóa đến kích thước tiểu phân và hệ số đa phân tán 31

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của thời gian đồng nhất tới kích thước tiểu phân và hệ số đa phân tán 32

Bảng 3.8 Kết quả nghiên cứu bào chế hệ nano dạng bột phun sấy 34

Bảng 3.9 Công thức phun sấy hệ tiểu phân nano curcumin 34

Bảng 3.10 Kết quả định lượng curcumin trong các mẫu phun sấy 34

Bảng 3.11 Kết quả xác định kích thước tiểu phân của bột phun sấy sau khi phân tán lại trong môi trường nước 35

Bảng 3.12 Kết quả khảo sát độ tan của curcumin nguyên liệu và bột phun sấy nano 38

Bảng 3.13 Kết quả thử độ hòa tan của curcumin nguyên liệu và các mẫu bột phun sấy nano curcumin 38

Trang

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của kích thước tiểu phân và hệ

số PDI với các chất diện hoạt khác nhau khi dùng nồng độ 5% 23 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của kích thước tiểu phân và hệ

số đa phân tán với các chất diện hoạt khác nhau khi dùng

Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của kích thước tiểu phân và hệ

số đa phân tán khi phối hợp Tween 80 với các chất diện hoạt

Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn sự thay dổi của kích thước tiểu phân và hệ số

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của chất ổn định tới kích thước

Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của quá trình nghiền mịn tới kích

Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của cách phối hợp chất diện hoạt

trực tiếp và dùng dung dịch 10% chất diện hoạt tới kích thước

Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tốc độ đồng nhất hóa tới kích

Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian đồng nhất tới kích

của curcumin nguyên liệu và bột phun sấy nano curcumin 36

Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn độ hòa tan của curcumin nguyên liệu và các

ĐẶT VẤN ĐỀ

Từ xa xưa, củ nghệ (turmeric) đã được dùng phổ biến ở một số nước châu Á như là một thứ gia vị chính giúp điều hương, tạo mùi vị màu sắc hấp dẫn cho thực phẩm Ngoài ra, ở các nước như Việt Nam, Trung Quốc nghệ được biết đến như một phương thuốc hữu hiệu với các bệnh dạ dày và giúp nhanh liền sẹo Nghiên cứu của các nhà khoa học vào cuối thế kỷ 20 đã xác định curcumin – thành phần hoạt chất quý chỉ chiếm 2 - 6% trong củ nghệ vàng - đóng vai trò quan trọng trong các hoạt tính sinh học của nghệ Hơn nữa các nghiên cứu tiền lâm sàng và lâm sàng cho thấy curcumin có tác dụng hỗ trợ điều trị trong điều trị hầu hết các bệnh mạn tính bao gồm cả ung thư, thần kinh, tim mạch, bệnh phổi, rối loạn chuyển hóa Những tác dụng dược lý của curcumin cũng mở ra hướng đi mới trong điều trị viêm gan B, viêm gan C và nhiễm HIV Mặc dù vậy, do khả năng hòa tan kém tác dụng dược lý của curcumin trong lâm sàng bị hạn chế Do đó, vấn đề cải thiện khả năng hòa tan dẫn tới nâng cao sinh khả dụng của curcumin là vấn đề lớn đang thu hút sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu

Trong những năm gần đây, công nghệ nano đang phát triển với tốc độ chóng mặt và làm thay đổi diện mạo của các ngành khoa học Đặc biệt, ngành công nghệ mới này đang tạo ra một cuộc cách mạng trong ngành dược phẩm Trong đó, hệ tinh thể nano được coi là hệ đưa thuốc vào cơ thể với nhiều ưu điểm nổi trội Do giảm kích thước tiểu phân xuống cỡ nanomet (nhỏ hơn 1000 nm), việc bào chế dưới dạng tinh thể nano có thể cải thiện được độ tan và tốc độ hòa tan của các dược chất ít tan trong nước Vì vậy, với mong muốn cải thiện độ hòa tan của curcumin chúng tôi

tiến hành “Nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano curcumin” với mục tiêu:

Xây dựng được công thức và quy trình bào chế hệ tiểu phân nano curcumin bằng phương pháp nghiền bi kết hợp với đồng nhất hóa tốc độ cao

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 VÀI NÉT VỀ TINH THỂ NANO

1.1.1 Định nghĩa

Tinh thể nano (nanocrystal) hay tiểu phân nano tinh thể là các tiểu phân rắn tinh khiết với kích thước trung bình dưới 1000 nm, trong đó không chứa bất cứ một vật liệu mang nào [17], [20], nhưng có thể có một lượng tối thiểu chất hoạt động bề mặt và các chất ổn định cần thiết cho sự ổn định của dược chất [12] và có phân bố kích thước tập trung chủ yếu trong khoảng từ 200 nm – 600 nm [21] Tùy theo kỹ thuật sản xuất có thể tạo thành tiểu phân nano ở dạng tinh thể hoặc dạng vô định hình, như vậy tinh thể nano bao gồm cả các tiểu phân nano ở trạng thái kết tinh và ở trạng thái vô định hình [17]

Khi phân tán tinh thể nano trong môi trường lỏng thu được “hỗn dịch nano”, trong đó có chứa các tác nhân ổn định như chất diện hoạt và/hoặc các polyme ổn định Môi trường phân tán có thể là nước, dung dịch nước hoặc các môi trường không phải là nước (ví dụ: PEG, các dầu…) [17], [20]

1.1.2 Tinh thể nano giúp cải thiện độ tan và tốc độ hòa tan

Theo phương trình hòa tan Nernst–Brunner và Levich của Noyes Whitney tốc

độ hòa tan của dược chất được biểu diễn theo phương trình sau [16], [1]

Trong đó: dM/dt là tốc độ hòa tan của dược chất, D là hệ số khuếch tán, S là diện tích bề mặt tiểu phân, Cs là độ tan bão hòa của dược chất, C là nồng độ dược chất tại thời điểm t, h là bề dày lớp khuếch tán

Theo đó, tốc độ hòa tan của các tinh thể nano tăng lên có thể do các nguyên nhân: i tăng diện tích bề mặt; ii giảm bề dày lớp khuếch tán; iii tăng độ tan

a Diện tích bề mặt

Việc phân chia làm giảm kích thước tiểu phân gắn liền với làm tăng diện tích

bề mặt Giảm kích thước tiểu phân đến kích thước nanomet sẽ làm tăng độ hòa tan

do tăng đáng kể diện tích bề mặt [17]

h , trong đó, k là hằng số, L là độ dài quãng đường dòng chảy, v là vận tốc chuyển động tương đối của dòng chất lỏng so với bề mặt tiểu phân chất rắn Như vậy, h giảm khi v tăng, nên bề dày lớp khuếch tán giảm khi tăng độ cong bề mặt của tiểu phân Do đó, tiểu phân dược chất có kích thước càng nhỏ thì bề dày lớp khuếch tán càng nhỏ [3], [35] (hình minh họa phụ lục 1.2)

 Năng lượng tự do trên bề mặt tiếp xúc, áp lực hòa tan

Theo phương trình Kelvin mở rộng với các tiểu phân rắn, áp lực hòa tan tăng lên khi kích thước tiểu phân giảm Ở trạng thái bão hòa, xảy ra cân bằng động giữa các phân tử hòa tan và các phân tử đang kết tinh Khi áp lực hòa tan tăng có thể làm

chuyển dịch cân bằng và do đó làm tăng khả năng hòa tan của dược chất [17]

(phương trình và hình minh họa ở phụ lục 1.1 và phụ lục 1.3)

Theo phương trình Ostwald-Freundlich, các tinh thể nano có thể làm tăng độ tan do năng lượng tự do trên bề mặt tiếp xúc của tiểu phân với môi trường tăng lên

khi làm nhỏ kích thước tiểu phân từ micromet thành nanomet [1] (phương trình:

phụ lục 1.3)

 Sự chuyển dạng từ dạng kết tinh sang dạng vô định hình

Trạng thái vô định hình có nhiệt động lực học với độ tan cao nhất Do đó dạng

vô định hình hòa tan tốt hơn các dạng kết tinh [1], [9] Trong phương pháp down”, năng lượng đầu vào cao trong suốt quá trình có thể làm thay đổi cấu trúc bên trong của tiểu phân dược chất, làm chúng chuyển từ trạng thái kết tinh sang

“Top-trạng thái vô định hình Tỷ lệ thay đổi phụ thuộc vào độ cứng của tiểu phân dược chất và năng lượng được sử dụng trong quá trình [19], [29], [39]

Tinh thể nano ở dạng vô định hình có độ tan cao hơn so với tinh thể nano ở trạng thái tinh thể có kích thước tương đương Vì vậy, tinh thể nano ở trạng thái vô định hình là sự kết hợp lý tưởng giúp tăng độ tan của dược chất [17]

1.1.3 Các phương pháp bào chế tinh thể nano

Ngày nay các phương pháp sản xuất được phân ra làm 2 nhóm lớn: up” và “Top-down” [15], [38]

“Bottom-a Bottom-up

Nguyên tắc của phương pháp này là dược chất được hòa tan trong một dung môi, sau đó phối hợp với một dung môi không hòa tan dược chất (nhờ vào tính chất vật lý) hoặc một dung dịch gây kết tủa dược chất (dựa vào các phản ứng hóa học)

để tạo kết tủa tinh thể nano [5], [22]

Phương pháp này có nhiều ưu điểm như: đơn giản, có thể triển khai quy mô lớn; thiết bị không phức tạp như “Top-down”; kết tủa tạo thành có thể ở dạng vô định hình [5], [15] Tuy nhiên nó cũng bộc lộ nhiều hạn chế:

- Dung môi hòa tan thường là dung môi hữu cơ, độc hại

- Đa số các dược chất hiện nay, không hòa tan được trong cả nước và các dung môi hữu cơ [12]

- Khó khăn trong hạn chế sự tăng về kích thước của hạt tủa khi đã đạt kích thước mong muốn; các hạt ở dạng vô định hình có năng lượng thấp có xu hướng bị kết tụ [22]

Chính vì các hạn chế trên, phương pháp này hiện nay ít được dùng, trong sản xuất nano tinh thể, chủ yếu dùng phương pháp “Top-down”

b Top-down

“Top-down” gồm các phương pháp làm giảm kích thước các hạt có kích thước lớn thành các hạt nhỏ hơn bằng cách sử dụng các kỹ thuật khác nhau: nghiền, đồng nhất hóa tốc độ cao, đồng nhất hóa áp lực cao… Các phương pháp này không sử

dụng dung môi độc hại, tuy nhiên chúng cần năng lượng đầu vào cao và hiệu quả của phương pháp thấp [27]

 Kỹ thuật nghiền

 Nghiền ướt

Hỗn dịch thô được đưa vào máy nghiền có chứa các bi nghiền nhỏ Bi nghiền được xoay vòng với tốc độ cao ở nhiệt độ xác định, chúng di chuyển bên trong buồng nghiền và va chạm với lớp vật liệu nằm ở thành buồng phía đối diện Sự kết hợp của lực ma sát và lực va chạm mạnh làm giảm kích thước tiểu phân [10], [30], [31] Vật liệu nghiền là các bi làm bằng chất liệu cứng như: thép, kẽm oxyd, thủy tinh hoặc polyme đặc biệt (polystyren siêu cứng) Hiệu quả của quá trình phụ thuộc vào: khối lượng dược chất, số lượng vật liệu nghiền, tốc độ quay, thời gian nghiền

và nhiệt độ [5] Hạn chế của phương pháp: lẫn tạp chất từ thiết bị, sự phân hủy của một số dược chất do nhiệt tạo ra trong quá trình nghiền, có sự hiện diện của một lượng đáng kể các tiểu phân có kích thước trên 5µm [8], [10], hư hao do dính vào vật liệu nghiền [12], [33]

 Nghiền khô

Trong phương pháp này, hợp chất được nghiền khô với polyme hòa tan và các đồng polyme sau dó phân tán trong nước Các polyme hòa tan và đồng polyme thường được sử dụng là PVP, PEG, HPMC và các dẫn xuất của cyclodextrin [39] Tính chất hóa lý và khả năng hòa tan của các dược chất kém tan có thể được cải thiện bằng phương pháp nghiền khô do cải thiện mức độ phân cực bề mặt và chuyển đổi từ dạng kết tinh sang dạng vô định hình [29]

 Đồng nhất hóa tốc độ cao

Thiết bị đồng nhất hóa tốc độ cao cấu tạo gồm có một roto và một stato Roto được thiết kế bao gồm nhiều lưỡi cắt, còn stato có nhiều khe hở hướng theo chiều dọc hoặc đường chéo xung quanh trục đồng hóa Các lưỡi cắt được đặt đồng tâm và nằm bên trong stato Khi roto quay, chất lỏng được ly tâm buộc phải đi qua các khe

hở của stato Một lực hút được tạo ra và làm cho một lượng lớn chất lỏng được rút lên vào khu vực bên trong roto Một năng lượng cơ học lớn được đưa vào trong một

không gian nhỏ với việc hình thành tối thiểu các dòng xoáy làm giảm kích thước các tiểu phân trong khối chất lỏng Hai lực tác động chủ yếu của quá trình là lực ly tâm gây va chạm cơ học vào phần stato và lực phân cắt được tạo ra trong vùng hỗn loạn giữa roto và stato [2], [37]

Trong một nghiên cứu gần đây Gulsun T và cộng sự đã nghiên cứu bào chế thành công ezetimibe dạng nano tinh thể bằng phương pháp nghiền bi kết hợp với đồng nhất hóa tốc độ cao [15]

Hình 1.1 Cấu tạo thiết bị đồng nhất tốc độ cao [37]

 Đồng nhất hóa áp suất cao

Trong phương pháp này, hỗn dịch của dược chất được nén dưới áp lực cao qua một van có kích thước nhỏ (hình minh họa ở phụ lục 1.4) Nhiều phương pháp khác nhau đã được phát triển dựa trên nguyên tắc của phương pháp này như dissocubes, nanopure, nanoedge, nanojet [27], [40]

 Dissocubes

Nguyên tắc: Khi đi qua khe hở nhỏ của van đồng nhất, áp suất động của dòng

chất lỏng tăng đồng thời với việc giảm áp suất tĩnh xuống dưới điểm sôi của nước ở nhiệt độ phòng Kết quả, nước bắt đầu sôi tại nhiệt độ phòng và hình thành các bong

bóng khí, chúng bị nổ tung khi hỗn dịch ra khỏi kẽ hở hẹp và trở lại áp suất không

khí bình thường Lực nổ của bóng khí đủ để phá vỡ các vi hạt thành các tiểu phân nano [8], [23], [34] Như vậy kích thước tiểu phân giảm thông qua quá trình tạo bọt,

Phẫn tĩnh (stato) Cánh cắt (roto)

ngoài ra còn nhờ lực cắt lớn và lực va chạm giữa các tiểu phân [19], [20], [39] Kích thước tiểu phân thu được phụ thuộc vào các yếu tố như độ cứng của tinh thể dược chất [8], [10], [30], nhiệt độ, áp lực đồng nhất và số vòng đồng nhất [22]

 Nanopure

Nanopure là kỹ thuật đồng nhất trong môi trường không phải là nước hoặc các hỗn hợp với thành phần nước tối thiểu [5], [34] Trong kỹ thuật này, hỗn dịch được đồng nhất ở 0oC thậm chí ở dưới mức đóng băng - thích hợp với các chất không bền với nhiệt [8], [10], [33]

 Nanoedge

Trong kỹ thuật này, hỗn dịch thu được bằng phương pháp kết tủa tiếp tục được đồng nhất hóa, do đó kích thước tiểu phân tiếp tục được làm giảm và tránh được sự lớn lên của tinh thể - khắc phục được hạn chế của phương pháp kết tủa Kết quả là kích thước tiểu phân nhỏ hơn và độ ổn định tốt hơn [5], [8], [19], [23]

 Nanojet

Kỹ thuật này còn được gọi là kỹ thuật ngược dòng hay công nghệ Nanojet Trong một buồng, dòng hỗn dịch được tách thành 2 hay nhiều phần, bị nén và va chạm vào nhau do áp suất cao Lực cắt lớn được tạo ra trong suốt quá trình làm giảm kích thước tiểu phân

Ngoài ra còn có các phương pháp để bào chế nano tinh thể như: phun sấy, microfluidization, dùng dung môi siêu tới hạn

1.1.4 Phun sấy - kỹ thuật chuyển hỗn dịch nano thành dạng nano tinh thể

Các tinh thể nano trong hỗn dịch sau khi bào chế thường không ổn định về kích thước và dễ bị kết tụ Vì vậy, hỗn dịch cần được loại dung môi bằng phương pháp thích hợp để đảm bảo độ ổn định của tiểu phân Phun sấy là một phương pháp đơn giản và rẻ tiền do đó phù hợp cho sản xuất công nghiệp Phương pháp này được sử dụng cho các hỗn dịch nano sản xuất bởi phương pháp đồng nhất hóa ở áp suất cao với môi trường là một dung dịch nước có hòa tan các chất mang như polyme, các đường….Bột phun sấy sẽ loại trừ được các yếu tố bất ổn định khi ở trong hỗn dịch Bột có thể sử dụng bào chế các dạng bào chế khô như viên nén, nang cứng [20]

1.2 VÀI NÉT VỀ CURCUMIN

1.2.1 Công thức

- Công thức phân tử: C21H20O6

- Khối lượng phân tử: 368,38

- Tên khoa học: (1E,6E) - 1,7 - bis (4 – hydroxy – 3 - methoxyphenyl) - 1,6

Curcumin tồn tại ở dạng tinh thể màu vàng cam, không tan trong nước (0,0004 mg/ml tại pH 7,4), tan một phần trong methanol, tan tốt trong dimethylsulfoxid và cloroform Curcumin nóng chảy ở 183oC [14] Do là một diphenol nên curcumin có tính acid, pKa của curcumin lần lượt là 7,8; 8,5 và 9,0 [32], [36]

Độ ổn định: Khi tiếp xúc với ánh sáng, curcumin bị phân hủy và thoái hóa thành anillin, acid vanillic, aldehyd ferulic và acid ferulic [25] Tại pH kiềm, tức là khi quá trình phân ly diễn ra, hợp chất nhanh chóng bị thủy phân Sản phẩm chính của quá trình thủy phân này là feruloyl methan, acid ferulic và vanilin, sau đó là sản

phẩm thoái hóa thứ cấp được hình thành do sự thủy phân feruloyl methan Có thể quan sát thấy các sản phẩm màu ngưng tụ [32], [36]

Về phương diện quang học, curcumin hấp thụ ánh sáng cực đại tại bước sóng

430 nm trong môi trường methanol, và 415-420 nm trong aceton Dung dịch curcumin có màu vàng tại pH 2,5 - 7 và màu đỏ ở pH > 7 [14]

1.2.3 Tác dụng dược lý của curcumin

Các nghiên cứu tiền lâm sàng và lâm sàng cho thấy curcumin có ý nghĩa trị liệu tiềm năng với hầu hết các bệnh mạn tính bao gồm cả ung thu, thần kinh, tim mạch, bệnh phổi… Mở rộng hơn, curcumin còn có khả năng chống oxy hóa, chống viêm và chống ung bướu Những tác động của curcumin có thể do khả năng điều chỉnh đường tín hiệu ở nhiều cấp độ khác nhau, ví dụ như: nhân tố di truyền (hạt nhân thông qua kappaB (NF-kB) và protein hoạt động (AP-1)), enzyme (COX2, MMPs), chu kỳ của tế bào (cyclin D1), sự sinh sản của tế bào (EGFR and Akt) [25]

1.2.4 Dược động học

a Nồng độ thuốc huyết thanh và sự phân bố trong các mô

Nghiên cứu báo cáo đầu tiên về vấn đề này của Wahlstrom và Blennow vào năm 1978 sử dụng chuột Sprague Dawley, kết quả chỉ phát hiện được một lượng không đáng kể của curcumin trong huyết tương của chuột sau khi uống curcumin với liều 1 g/kg cho thấy chất curcumin hấp thu kém qua ruột [4]

Trong nghiên cứu gần đây Pan và cộng sự đã chứng minh: chỉ có một lượng không đáng kể của curcumin được ở gan, thận, lách, não và ruột của chuột sau khi dùng thuốc 1 giờ với liều an toàn 0,1 g/kg thông qua đường tiêm phúc mô (i.p) Các nghiên cứu khác cho thấy, bất kể đường dùng nào, khả năng hấp thu curcumin cũng rất thấp, sinh khả dụng thấp, nồng độ huyết thanh và các mô đều thấp [25]

Hình 1.3 Các nguyên nhân làm giảm sinh khả dụng của curcumin

b Chuyển hóa

Trong cơ thể, curcumin bị chuyển hóa nhanh chóng thông qua quá trình liên hợp (glucuronid hóa và sulfat hóa) [25], tạo thành các sản phẩm không có tác dụng dược lý hoặc tác dụng kém hơn nhiều so với các curcuminoid, làm giảm đáng kể sinh khả dụng của curcumin đường uống [4] (hình minh họa phụ lục 1.5)

c Thải trừ

Một nghiên cứu lâm sàng trên 15 bệnh nhân cho thấy: khi dùng curcumin qua đường uống với liều từ 36 - 180 mg mỗi ngày, cho tới 4 tháng không tìm thấy curcumin và chất chuyển hóa của nó trong nước tiểu, nhưng một lượng lớn curcumin so với liều dùng được phát hiện trong phân Như vậy tuyến đường chính

để đào thải curcumin ra khỏi cơ thể là thông qua phân [4]

Như vậy, curcumin thể hiện hoạt tính dược lý hạn chế trong thử nghiệm lâm sàng một phần là do khả năng hòa tan kém, kém hấp thu và bị đào thải nhanh chóng

bởi các tổ chức trong cơ thể (hình 1.3) [25]

1.3 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ HỆ TINH THỂ NANO CURCUMIN

 Bào chế tinh thể nano curcumin bằng phương pháp kết tủa

Kakran M và cộng sự đã nghiên cứu bào chế hệ nano curcumin theo phương pháp kết tủa do thay đổi dung môi (APSP) và phương pháp bốc hơi dung môi (EPN) sử dụng dung môi hòa tan curcumin là ethanol, dung môi không hòa tan (antisloven) là nước và hexan tương ứng với hai phương pháp Kết quả phân tích các mẫu bào chế theo hai phương pháp được trình bày trong bảng sau [18]

KTTP (nm)

Độ tan (µg/ml)

Độ hòa tan sau 4h (%)

Kết quả phân tích nhiệt vi sai

Đường kính Chiều dài Nguyên liệu - - 0,58 ± 0,03 10 -

APSP 330 ± 36 860 ± 99 7,48 ± 0,11 75 - 81 Tỷ lệ kết

tinh giảm

Độ tan và tốc độ hòa tan được cải thiện so với nguyên liệu curcumin Trong đó

hệ nano bào chế theo phương pháp EPN có độ tan và độ hòa tan cao hơn và kích thước tiểu phân nhỏ hơn so với khi bào chế bằng phương pháp ASPS

Bhawana và cộng sự đã sử dụng cloroform là dung môi hòa tan curcumin, dung dịch này được bơm từ từ (0,2 ml/phút) vào nước sôi trong điều kiện siêu âm, khuấy từ (200 – 800 vòng/phút trong 20 phút) tạo hỗn dịch nano Kết quả chụp TEM hỗn dịch cho thấy các hạt nano hình cầu với kích thước đồng nhất trong khoảng 2- 40 nm Sau đó tiến hành bốc hơi dung môi dưới áp suất giảm (ở 50oC) và đông khô Bột đông khô có kích tước tiểu phân trung bình 50 nm khi chụp SEM [6] Trong nghiên cứu của mình, Moorthi C và cộng sự đã hòa tan curcumin trong ethanol sau đó kết tủa lại bằng cách đưa vào dung dịch nước có chứa NaLS và βCD Kết quả kích thước tiểu phân phụ thuộc nhiều vào nồng độ và tỷ lệ của 2 loại tá dược trên Từ kích thước 3519 nm khi không sử dụng tá dược đã giảm xuống 206

nm khi sử dụng đồng lượng NaLS và BCD ở nồng độ cao (50 mg/100 mg curcumin) và 176 nm khi chỉ sử dụng NaLS với lượng 25 mg NaLS/100 mg curcumin Tuy nhiên độ đồng nhất của các mẫu chỉ đạt 0,956 và 0,799 [26]

Gao Y và cộng sự đã tiến hành hòa tan curcumin trong ethyl acetat sau đó kết tủa lại bằng cách bơm từ từ vào dung dịch 1% lecithin dầu đậu lành trong nước (có khuấy trộn) Kết quả cho thấy có nhiều tiểu phân ở kích thước nano, tuy nhiên vẫn còn các tinh thể lớn có kích thước micromet Hỗn dịch này sau khi tiếp tục được đồng nhất hóa áp suất cao thu được hệ tiểu phân nano đồng nhất [13]

Như vậy, các ngiên cứu trên đều sử dụng dung môi hữu cơ để hòa tan curcumin Sử dụng dung môi khác nhau, hệ tiểu phân có các đặc tính lý hóa khác nhau Nhưng nhìn chung đã bào chế được hệ tiểu phân nano curcumin, kích thước tiểu phân nhỏ, có một phần curcumin tủa lại ở dạng vô định hình

 Bào chế tinh thể nano curcumin bằng phương pháp đồng nhất hóa tốc độ cao Gao Y và cộng sự đã nghiên cứu bào chế hỗn dịch nano curcumin bằng phương pháp đồng nhất hóa tốc độ cao: 1 g curcumin được phân tán vào 25 ml dung dichj 1% (kl/tt) lecithin dầu đậu nành, sau đó đồng nhất 10 phút ở tốc độ 26000 vòng/phút Kết quả, hệ tiểu phân thu được có kích thước không đồng nhất, kích thước dưới 25 µm và vẫn ở mức micromet [13]

Hệ tiểu phân curcumin thu được bằng phương pháp này còn chứa nhiều tiểu phân thô, phương pháp chưa được nghiên cứu sâu

 Bào chế tinh thể nano curcumin bằng phương pháp đồng nhất hóa áp suất cao Rachmawati H và cộng sự đã nghiên cứu bào chế hỗn dịch curcumin 5% (kl/kl) bằng phương pháp đồng nhất hóa áp suất cao với các chất ổn định: PVA, PVP, TPGS, NaDS và Na-CMC Kết quả cho thấy: hỗn dịch có kích thước tiểu phân nhỏ nhất là 550 nm với hệ số đa phân tán PDI là 0,47 khi dùng chất ổn định là TPGS Kích thước tiểu phân tăng dần theo thứ tự: TPGS < NaDS < PVP < PVA < Na-CMC Kết quả phân tích DSC cho thấy: có sự thay đổi nhẹ trong nhiệt độ nóng chảy của mẫu PVP-nanocurrcumin, điều này có thể do sự có mặt của PVP trong hỗn hợp, quá trình đồng nhất không làm thay đổi trạng thái kết tinh của curcumin [32] Donsi F và cộng sự đã nghiên cứu bào chế hỗn dịch nano curcumin bằng phương pháp nghiền kết hợp với đồng nhất hóa áp suất cao Kết quả cho thấy: ở áp suất 150 MPa kích thước ban đầu 2000 nm giảm xuống cực tiểu 600 nm sau 40 vòng đồng nhất; khi đồng nhất trong điều kiện 25oC với 20 vòng đồng nhất: kích thước tiểu phân đạt 500 nm khi đồng nhất ở áp suất 200 MPa Hỗn dịch nano sau bào chế được loại dung môi theo hai phương pháp: đông khô và phun sấy với tá dược maltodextrin với tỷ lệ 30% (kl/kl) Kết quả đo DSC cho thấy trong mẫu bột nano phun sấy chỉ còn một lượng nhỏ curcumin ở trạng thái kết tinh Về tốc độ hòa tan: sau 20 phút bột nano phun sấy đạt độ hòa tan ổn định là 1,75 mg/l trong khi mẫu nguyên liệu chỉ đạt được nồng độ ổn định là 0,75 mg/l sau 20 phút còn mẫu đông khô phải sau 60 phút thử mới đạt nồng độ ổn định là 1,5 mg/l [11]

Munjal B và cộng sự đã tiến hành bào chế hỗn dịch nano được bào chế bằng phương pháp đồng nhất tốc độ cao kết hợp đồng nhất áp suất cao có sử dụng chất

ổn định poloxame 188(F68) Kết quả thu được: kích thước tiểu phân trung bình của hỗn dịch nano là 464 ± 40 nm và hệ số đa phân tán PDI là 0,233 [28]

Gao Y và cộng sự đã tiến hành đồng nhất hóa hỗn dịch có chứa 1 g curcumin

và 1% (kl/tt) lecithin dầu đậu nành trong 150 ml nước ở áp suất 1500 bar với 20 vòng đồng nhất Tiểu phân sau bào chế có kích thước nhỏ hơn 500 nm Sau khi

đông khô hỗn dịch (sử dụng tá dược manitol 5%), thu được bột đông khô nano có kích thước tiểu phân trung bình 250,6 nm với bề rộng phân bố 132,6 - 360,8 nm Độ tan của bột đông khô đạt 15,92 ± 3,35 µg/ml gấp hai lần so với hỗn hợp bột của curcumin với các tá dược (7,80 ± 0,16 µg/ml) và gấp khoảng 600 lần so với bột curcumin nguyên liệu (dưới 25 ng/ml) Khi thử độ hòa tan: sau 2 phút có 57,8% curcumin trong mẫu nano được hòa tan, trong khi chỉ có 5,5% curcumin nguyên liệu và 34,7% trong hỗn hợp với tá dược được hòa tan; sau 20 phút mẫu curumin nano hòa tan hoàn toàn, mẫu curcumin nguyên liệu hòa tan 19,9% và mẫu hỗn hợp curcumin và tá dược hòa tan 45,1% [13]

Nói chung, khi sử dụng phương pháp đồng nhất hóa áp suất cao, kích thước tiểu phân đạt được mức nano mặc dù chỉ sử dụng môi trường phân tán là nước và các dung dịch nước Một phần curcumin đã chuyển từ dạng kết tinh sang dạng vô định hình Các đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân phụ thuộc nhiều vào các thông số kỹ thuật (thời gian đồng nhất, áp suất đồng nhất) cũng như thành phần trong công thức (chất ổn định, chất diện hoạt,…)

Như vậy, qua tham khảo các nghiên cứu có thể thấy, ở phương pháp kết tủa:

hệ nano thu được kích thước tiểu phân nhỏ, tỷ lệ dạng vô định hình cao tuy nhiên khó áp dụng thực tế do sử dụng dung môi độc hại, khó khăn trong kiểm soát quá trình Ở phương pháp đồng nhất hóa tốc độ cao và đồng nhất hóa áp suất cao, tuy tiểu phân thu được có kích thước lớn hơn khi sử dụng phương pháp kết tủa, nhưng

có khả năng triển khai ra thực tế do không sử dụng dung môi độc hại, dễ kiểm soát thông số kỹ thuật, dễ áp dụng cho quy mô lớn Đa số các nghiên cứu của các tác giả đều sử dụng phương pháp đồng nhất hóa áp suất cao, phương pháp đồng nhất hóa tốc độ cao và phương pháp nghiền ít được sử dụng do kích thước tiểu phân lớn và không đồng nhất, tuy nhiên kết hợp các phương pháp này là một hướng đi hứa hẹn

và đã áp dụng thành công với nhiều dược chất (ví dụ: ezetimibe) Qua tham khảo tài liệu và nghiên cứu điều kiện thực tế, trong nghiên cứu này hệ tiểu phân nano curcumin được bào chế bằng phương pháp nghiền bi kết hợp đồng nhất hóa tốc độ cao

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị

2.1.1 Nguyên liệu

2.1.2 Thiết bị

- Máy khuấy từ Ika Labortechnik (Đức)

- Máy nghiền bi Retsch MM20 (Đức)

- Thiết bị đồng nhất hóa nhờ lực phân cắt lớn Unidriver (Mỹ)

- Máy phun sấy LabPlant Spray Dryer SD-05 (Anh)

- Máy ly tâm lạnh Sigma 3-18 Sartorius (Đức)

- Máy siêu âm Labsonic Sartorius (Đức)

- Máy đo quang phổ UV-VIS U1800 Hitachi (Nhật)

- Thiết bị thử độ hòa tan Erweka-DT (Đức)

- Máy đo thế Zeta và xác định phân bố kích thước tiểu phân Zetasizer NanoZS90 Malvern (Anh)

- Máy phân tích nhiệt vi sai Mettler Toledo DSC Stare System (Thụy Sỹ)

- Kính hiển vi điện tử FESEM Hitachi S-4800 (Nhật Bản)

- Màng lọc cellulose acetat, Sartorius (Đức)

- Tủ sấy, cân kỹ thuật, cân phân tích

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần trong công thức (loại chất diện hoạt, nồng độ chất diện hoạt, chất ổn định) đến đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số kỹ thuật và quy trình bào chế (ảnh hưởng của giai đoạn nghiền bi, tốc độ đồng nhất, thời gian đồng nhất, cách phối hợp chất diện hoạt) đến đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp bào chế hệ tiểu phân curcumin nano tinh thể

Qua tham khảo tài liệu kết hợp với một số khảo sát sơ bộ, hệ tinh thể nano curcumin được tiến hành bào chế theo công thức cơ bản như sau

Mô tả quy trình:

- Cân dược chất và tá dược theo tỷ lệ đã định

- Ngâm trương nở chất ổn định (nếu có) trong nước tạo dung dịch 1% (kl/tt)

- Nghiền mịn curcumin bằng thiết bị nghiền bi: mỗi mẻ 2 g chia đều sang 2 buồng nghiền, thời gian nghiền 10 phút ở tần số 15 Hz

- Thêm chất diện hoạt và các chất ổn định (nếu có) Nghiền ướt tạo hỗn dịch đặc bằng chày cối

- Kéo từ từ hỗn dịch đặc bằng nước hoặc dung dịch chất ổn định tạo hỗn dịch curcumin

- Đồng nhất hóa hỗn dịch nhờ lực phân cắt lớn bằng máy đồng nhất tốc độ cao với tốc độ 15000 vòng/phút trong thời gian 15 phút (có thể thay đổi phù hợp với các điều kiện khảo sát)

- Tiến hành phun sấy hỗn dịch nano sau khi bào chế: Hòa tan chất mang (nếu có) rồi phun sấy với các thông số: nhiệt độ đầu vào 90oC, nhiệt độ đầu

ra 75oC, tốc độ thổi gió 48m3/giờ, áp lực phun 0,3 bar, tốc độ cấp dịch 280 ml/giờ

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần trong công thức tới đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân curcumin nano tinh thể

- Ảnh hưởng của chất diện hoạt: Tiến hành bào chế hệ tiểu phân nano curcumin, thay đổi các loại chất diện hoạt khác nhau như Tween 80, PVP K30, Cremophor RH40, Poloxame F127, NaDC với nồng độ 5% và 10% (kl/kl) so với lượng curcumin Đánh giá một số đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano

- Ảnh hưởng của nồng độ chất diện hoạt: Bào chế hệ tiểu phân nano curcumin với nồng độ chất diện hoạt: 1%, 5%, 10%, 25% và 100% so với lượng curcumin Đánh giá một số đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano

- Ảnh hưởng của chất ổn định: Tiến hành bào chế hệ tiểu phân nano curcumin sử dụng các chất ổn định khác nhau PVP K30, HPMC với nồng

độ 1% (kl/tt) Đánh giá một số đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano

2.3.3 Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của thông số kỹ thuật và quy trình bào chế ảnh hưởng tới đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân curcumin nano tinh thể

- Ảnh hưởng của thao tác nghiền mịn bằng máy nghiền bi: Tiến hành bào chế hệ tiểu phân nano curcumin trong đó curcumin nguyên liệu được nghiền mịn bằng máy nghiền bi hoặc không nghiền Đánh giá một số đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano

- Ảnh hưởng của cách phối hợp chất diện hoạt: Tiến hành bào chế hệ tiểu phân nano curcumin, thay đổi phương thức phối hợp chất diện hoạt: gây thấm trực tiếp bằng chất diện hoạt hoặc dùng dung dịch chất diện hoạt 10% trong nước Đánh giá một số đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano

- Ảnh hưởng của tốc độ đồng nhất hóa: Tiến hành bào chế hệ tiểu phân nano curcumin, thay đổi tốc độ đồng nhất: 5000, 10000, 15000 và 18000 vòng/phút Đánh giá một số đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano

- Ảnh hưởng của thời gian đồng nhất: Tiến hành bào chế hệ tiểu phân nano curcumin, thay đổi thời gian đồng nhất 0 phút, 5 phút, 10 phút, 15 phút, 25 phút, 35 phút Đánh giá một số đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano

2.3.4 Phương pháp đánh giá tiểu phân nano curcumin

a Đánh giá hình thái và kích thước hệ nano bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM – Scanning Electron Microscope )

Nguyên tắc: sử dụng kính hiển vi điện tử FESEM Hitachi S-4800 có độ phóng đại M=20x-800000x; độ phân giải δ=1,0 nm; điện áp gia tốc U=0,5-30 kV Chùm điện tử quét trên toàn bộ bề mặt của mẫu được thu lại bởi các đầu dò để biến đổi thành những tín hiệu phản ánh bề mặt, thành phần của mẫu đưa ra màn hình quan sát Do cách tạo ảnh, các ảnh SEM có đặc điểm của ảnh ba chiều [3]

Tiến hành: phân tán mẫu bột phun sấy trên một khung carbon, sau đó phủ một lớp platin rồi đặt vào buồng soi mẫu của thiết bị

b Đánh giá kích thước và phân bố kích thước bằng thiết bị đo thể zeta và xác định phân bố kích thước tiểu phân Zetasizer Nano ZS90 Malvern

Nguyên tắc: dựa vào dao động cường độ tán xạ ánh sáng của tiểu phân để tính toán kích thước hạt Thiết bị chiếu tia la-de vào mẫu đo rồi thu nhận cường độ tán

xạ của các tiểu phân Các tiểu phân ở các vị trí khác nhau tạo ra cường độ tán xạ khác nhau, mặt khác do tiểu phân di chuyển theo chuyển động Brown nên tạo ra dao động cường độ tán xạ trên detector Các tiểu phân có kích thước khác nhau có vận tốc chuyển động Brown khác nhau nên có dao động của cường độ tán xạ khác nhau Detector ghi lại dao động cường độ tán xạvà tính vận tốc chuyển động Brown của hạt, qua đó xác định được kích thước của hạt theo phương trình Stockes-Einstein Tiến hành: chuẩn bị mẫu là hỗn dịch nano hoặc phân tán bột phun sấy trong nước cất hai lần đã lọc qua màng 0, 2μm, sao cho hàm lượng dược chất khoảng 0,1 mg/ml [24]

c Phân tích nhiệt vi sai (DSC - Differential scanning calorimetry)

Phương pháp phân tích nhiệt là phương pháp phân tích mà trong đó các tính chất vật lý, hóa học đo liên tục theo hàm của nhiệt độ Quét nhiệt vi sai (DSC) là phương pháp dựa trên sự khác nhau về nhiệt lượng trong khi mẫu đo và mẫu chuẩn

ở cùng nhiệt độ [35]

Mẫu bột được đặt trong đĩa nhôm đục lỗ kín ở với lượng 5 - 10 mg Các phân tích nhiệt được thực hiện với nhiệt độ quét trong phạm vi 25 - 250oC và tốc độ ra nhiệt 10oC/phút Trong quá trình có sử dụng khí nitơ [11]

2.3.5 Phương pháp định lượng curcumin trong các mẫu nghiên cứu

Hàm lượng curcumin trong các mẫu nghiên cứu được định lượng bằng phương pháp đo quang Các bước tiến hành như sau:

- Dung môi pha loãng (dung dịch Tween 80 0,2%): cân 2 g Tween 80 vào cốc có mỏ, thêm nước cất và đun nóng trên bếp điện hoặc nồi cách thủy đến khi tan hoàn toàn Sau đó chuyển vào bình định mức 1000 ml, thêm nước tới vạch, lắc đều

- Dung dịch chuẩn: cân chính xác khoảng 10 mg curcumin hòa tan trong 10ml methanol, chuyển vào bình định mức 100 ml, thêm dung môi pha

loãng tới vạch, lắc kỹ Hút chính xác 2 ml dung dịch này cho sang bình định mức 50 ml, thêm dung môi pha loãng tới vạch và lắc kỹ

- Dung dịch thử: làm tương tự như dung dịch chuẩn nhưng thay curcumin nguyên liệu bằng một lượng bột curcumin phun sấy tương ứng với 10 mg curcumin

- Đo độ hấp thụ của mẫu chuẩn và mẫu thử tại bước sóng 427 nm, mẫu trắng

là dung môi pha loãng

- Tính hàm lượng curcumin theo công thức:

% CURCUMIN = DDT

c x mmc

t x 100%

DT, Dc: độ hấp thụ quang của mẫu thử và mẫu chuẩn

mt, mc: khối lượng curcumin có trong mẫu thử, mẫu chuẩn (g)

Mỗi mẫu thử làm 3 lần lấy kết quả trung bình

2.3.6 Phương pháp đánh giá độ tan của curcumin từ các mẫu nghiên cứu

Phương pháp đánh giá độ tan của curcumin nguyên liệu và hệ nano curcumin được tiến hành như sau:

- Cân một lượng bột phun sấy tương ứng với khoảng 0,5 g curcumin, phân tán trong 100 ml nước Khuấy liên tục bằng máy khuấy từ, duy trì nhiệt độ

ở 25oC Sau một khoảng thời gian nhất định (12 giờ) hút 10 ml dịch thử hòa tan, lọc qua màng lọc cellulose acetat kích thước lỗ lọc 5mcm Dịch lọc ly tâm trong vòng 5 phút ở tốc độ 12000 vòng/phút, lấy phần dịch trong

đo quang ở bước sóng 427 nm (pha loãng nếu cần), sử dụng mẫu trắng là nước cất Tiến hành tới khi nồng độ curcumin hòa tan không đổi

- Dung dịch chuẩn được pha như trong mục 2.3.5

- Tính nồng độ curcumin bão hòa theo công thức:

CT =DT

Dc x Cc x k Trong đó DT, DC: độ hấp thụ quang của mẫu thử và mẫu chuẩn

CT, CC: Nồng độ dung dịch thử và dung dịch chuẩn (mg/ml)

k: Hệ số pha loãng của dung dịch thử sau khi ly tâm

Mỗi mẫu thử làm 3 lần lấy kết quả trung bình

2.3.7 Phương pháp đánh giá mức độ và tốc độ hòa tan của curcumin trong các mẫu nghiên cứu

Mức độ và tốc độ hòa tan của curcumin nguyên liệu và curcumin từ hệ nano được xác định bằng phép thử độ hòa tan với các điều kiện cụ thể như sau:

- Thiết bị: máy cánh khuấy, tốc độ quay 100 vòng/phút

- Môi trường hòa tan: 900 ml dung dịch Tween 80 nồng độ 0,2%

- Nhiệt độ môi trường hòa tan: 37oC ± 0,5oC

- Khối lượng mẫu thử: tương ứng với 5 mg curcumin

Tiến hành:

- Cho các mẫu thử vào cốc có chứa môi trường hòa tan, cho máy hoạt động Sau các khoảng thời gian 10, 20, 30, 40, 50 và 60 phút lấy mẫu một lần Mỗi lần lấy khoảng 10 ml dung dịch thử, ly tâm 5 phút với tốc độ 12000 vòng/phút Phần dịch trong bên trên đem đo quang ở bước sóng 427 nm, sử dụng mẫu trắng là dung dịch Tween 80 0,2% trong nước Sau khi đo quang

bổ sung lại toàn bộ phần cắn và phần dịch ly tâm vào cốc hòa tan

- Pha mẫu chuẩn như trong mục 2.3.5

Cn: nồng độ curcumin tại thời điểm t (µg/ml)

m: hàm lượng curcumin trong mẫu (µg)

Mỗi mẫu thử 3 lần lấy kết quả trung bình

Dn × Co

Do

Cn,Co: là nồng độ dung dịch thử và dung dịch chuẩn (µg/ml)

Dn,Do: là độ hấp thụ của dung dịch thử và dung dịch chuẩn

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

3.1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các thành phần trong công thức ảnh hưởng tới đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano curcumin

3.1.1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của chất diện hoạt

Trong bào chế hỗn dịch, để biến các dược chất rắn sơ nước thành thân nước, thường dùng chất diện hoạt Chất diện hoạt có khả năng định hướng trên bề mặt phân cách giữa hai pha tạo thành một lớp đơn, đa phân tử hoặc các ion bao xung quanh các tiểu phân dược chất rắn, đồng thời làm giảm sức căng bề mặt của các tiểu phân dược chất rắn với chất dẫn Và do đó làm cho các tiểu phân này dễ thấm chất dẫn hơn [1]

Để tiến hành khảo sát ảnh hưởng của chất diện hoạt tới kích thước tiểu phân, hỗn dịch nano curcumin được bào chế với các chất diện hoạt khác nhau Tween 80 (Tw8), Tween 60 (Tw6), NaDC, Poloxame F127 (Pol), PVP K30 (PVP), Cremophor RH40 (Cre) dùng riêng hoặc phối hợp với nồng độ 5% và 10% (kl/kl)

so với lượng curcumin, như công thức ở bảng 3.1 theo phương pháp ở mục 2.3.1 Kết quả xác định kích thước và phân bố kích thước tiểu phân được trình bày trong bảng 3.1, hình 3.1, hình 3.2 và hình 3.3

Nhận xét: Kết quả ở bảng 3.1, hình 3.1 hình 3.2 và hình 3.3 cho thấy loại chất

diện hoạt ảnh hưởng đáng kể tới kích thước tiểu phân của hỗn dịch nano curcumin Khi dùng chất diện hoạt với nồng độ 5% (so với khối lượng curcumin), kết quả cho thấy: hệ tiểu phân nano sử dụng Tween80 có kích thước tiểu phân nhỏ nhất

(585,2 nm) và tăng dần theo thứ tự Tw8 < Cre < Tw6 < Pol < NaDC (hình 3.1)

Đồng thời hệ số đa phân tán PDI của mẫu DH8 là 0,837 cũng nhỏ nhất trong 4 mẫu nghiên cứu

Khi dùng chất diện hoạt với nồng độ 10%, hệ tiểu phân nano sử dụng Tween

80 có kích thước tiểu phân nhỏ nhất là 340,1 nm; đồng thới hệ số đa phân tán của chúng cũng nhỏ nhất trong các mẫu nghiên cứu (PDI: 0,598) Trong khi đó công thức DH4 dùng NaDC cho kích thước tiểu phân lớn nhất là 702,7 nm, giá trị PDI

đạt 0,963 cũng lớn nhất trong các mẫu Giá trị kích thước tiểu phân tăng dần theo

thứ tự Tw8 < Cre < Tw6 < Pol < PVP < NaDC (hình 3.2)

Bảng 3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các chất diện hoạt khác nhau đến một

số đặc tính lý hóa của hệ tiểu phân nano curcumin

Pol (g)

PVP (g)

NaDC (g)

Cre (g)

Tw6 (g)

Nước (ml)

KTTP (nm) PDI

KTTP: Kích thước tiểu phân trung bình (Z-Average)

Khi phối hợp Tween 80 với các chất diện hoạt PVP, Cre, Tw6 ở các công thức DH7, DH8, DH9 kết quả cho thấy kích thước tiểu phân và hệ số đa phân tán của

hỗn dịch nhỏ hơn so với khi dùng các riêng các chất diện hoạt đó (hình 3.3) Điều

này chứng tỏ sự có mặt của Tween 80 đã ảnh hưởng tới kích thước tiểu phân và hệ

số đa phân tán Đặc biệt ở mẫu sử dụng phối hợp Tween 80 với PVP K30 kết quả

kích thước tiểu phân 340,2 nm với hệ số đa phân tán PDI 0,587 - tương đương với mẫu bào chế theo công thức DH1 khi dùng riêng Tween 80

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của kích thước tiểu phân và hệ số PDI với

các chất diện hoạt khác nhau khi dùng nồng độ 5%

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của kích thước tiểu phân và hệ số đa phân

tán với các chất diện hoạt khác nhau khi dùng nồng độ 10%

Như vậy, với hai nồng độ chất diện hoạt là 5% và 10%, các công thức sử dụng Tween 80 cho kích thước tiểu phân trong hỗn dịch nano curcumin và hệ số đa phân tán nhỏ nhất Vì vậy, Tween 80 được chọn để dùng cho các nghiên cứu tiếp theo

00.20.40.60.81

KTTP

00.20.40.60.81

PDI KTTP