Nghiên cứu bào chế nhũ tương kép vitamin c

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BP : Dược điển Anh British Pharmacopoeia dd : Dung dịch DĐVN : Dược điển Việt Nam D/N/D : Dầu trong nước trong dầu EE : Hiệu suất nạp thuốc Entrapm

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

LƯƠNG TRẦN THANH HUYỀN

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ NHŨ TƯƠNG KÉP VITAMIN C KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI - 2014

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

LƯƠNG TRẦN THANH HUYỀN

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ NHŨ TƯƠNG KÉP VITAMIN C KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

cô giáo, các cán bộ Trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo điều kiện để em có thể lĩnh hội những kiến thức quý giá về ngành Dược trong suốt 5 năm học

Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đã luôn sát cánh, động viên em hoàn thành khóa luận này

Hà Nội, tháng 5 năm 2014 Sinh viên

Lương Trần Thanh Huyền

MỤC LỤC

Trang

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

ĐẶT VẤN ĐỀ……… ……… 1

Chương 1 TỔNG QUAN… ……… …… ……….…… 2

1.1 Đại cương về vitamin C……… ………… ……….….2

1.1.1 Nguồn gốc và công thức……… … ……… 2

1.1.2 Tính chất……… ……… 2

1.1.3 Các phương pháp định lượng vitamin C……… 4

1.1.4 Tác dụng của vitamin C……… ………….5

1.1.5 Các dạng bào chế và hàm lượng vitamin C……… …… 6

1.2 Tổng quan về nhũ tương kép……….……… ………… 6

1.2.1 Định nghĩa……… ……….6

1.2.2 Phân loại……… ………7

1.2.3 Thành phần của nhũ tương kép……… ….8

1.2.4 Các chỉ tiêu chất lượng của nhũ tương kép……….8

1.2.5 Phương pháp bào chế……… ……… 10

1.2.6 Yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của nhũ tương kép……… 13

1.2.7 Ứng dụng của nhũ tương kép……… ……… 15

1.3 Một số nghiên cứu về vitamin C và nhũ tương kép……….… …17

Chương 2 NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……… … ……….18

2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị……… ……… …… 18

2.1.1 Nguyên liệu……… ……… 18

2.1.2 Máy móc, thiết bị……… ……….18

2.2 Nội dung nghiên cứu……… ……… ………19

2.3 Phương pháp nghiên cứu……….………… ………… 19

2.3.1 Phương pháp bào chế nhũ tương kép……… … 19

2.3.2 Phương pháp đánh giá nhũ tương kép vitamin C……… ……20

Chương 3 THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ……… … 25

3.1 Định lượng vitamin C bằng phương pháp HPLC……….25

3.1.1 Xác định độ lặp lại của phương pháp………… ………25

3.1.2 Xác định độ tuyến tính của phương pháp……… ………25

3.2 Xây dựng công thức bào chế nhũ tương kép N/D/N vitamin C……… 27

3.2.1 Khảo sát nồng độ chất nhũ hóa thân dầu……… ………… 27

3.2.2 Khảo sát tỷ lệ pha và nồng độ chất nhũ hóa thân nước……… 29

3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ dược chất đến nhũ tương kép……… 34

3.3 Khảo sát ảnh hưởng của thiết bị……… ……….35

3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ đồng nhất hóa lên bào chế nhũ tương đơn ……… ……… 35

3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của thiết bị đồng nhất hóa và siêu âm………37

Chương 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT……… ……… … 40

4.1 Kết luận……… ……… ……… 40

4.2 Đề xuất……… ……… 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BP : Dược điển Anh (British Pharmacopoeia)

dd : Dung dịch

DĐVN : Dược điển Việt Nam

D/N/D : Dầu trong nước trong dầu

EE : Hiệu suất nạp thuốc (Entrapment Efficiency)

GTTB : Giá tri trung bình

HLB : Hệ số cân bằng nước – dầu (Hydrophilic - Lipophilic

Balance)

KTTP : Kích thước tiểu phân

N/D/N : Nước trong dầu trong nước

NTK : Nhũ tương kép

PDI : Hệ số đa phân tán (Polydispersity Index)

SD : Độ lệch chuẩn (Standard Deviation)

TGTP : Thời gian tách pha

USP : Dược điển Mỹ (United States Pharmacopoeia)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1 Nguyên liệu sử dụng trong quá trình thực nghiệm 18

Bảng 3.2 Sự phụ thuộc giữa diện tích pic và nồng độ Vitamin C 26

Bảng 3.4 Tính chất của các mẫu nhũ tương kép có nồng độ Span 80 khác nhau 29 Bảng 3.5 Các công thức nhũ tương kép với nồng độ Tween 80 và tỷ lệ pha khác

nhau 30 Bảng 3.6 Độ ổn định của các công thức T0.7-37 đến T1.5-46 31

Bảng 3.7 Nồng độ các chất nhũ hóa dùng trong nghiên cứu và tính chất nhũ tương kép tương ứng 33 Bảng 3.8 Tính chất của nhũ tương kép với các nồng độ Vitamin C khác nhau 34 Bảng 3.9 Tính chất nhũ tương đơn sử dụng thiết bị đồng nhất hóa phân cắt 36 Bảng 3.10 Tính chất các mẫu bào chế sử dụng đồng nhất hóa, siêu âm và khuấy từ 37

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Trang

Hình 1.2 Quá trình oxy hóa thuận nghịch Vitamin C 3

Hình 1.3 Quá trình oxy hóa bất thuận nghịch Vitamin C 4

Hình 1.4 Nguyên tắc chuẩn độ vitamin C bằng 2,6˗Diclorophenolindolphenol 4

Hình 1.6 Sơ đồ các bước nhũ hóa hai bước bào chế nhũ tương kép N/D/N 10 Hình 1.7 Minh họa thiết bị vi lỏng bào chế nhũ tương kép 12

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc tuyến tính giữa nồng độ Vitamin C và diện tích pic 26 Hình 3.2 Hình ảnh tách pha của mẫu nhũ tương đơn S5-64 27

Hình 3.2 Hình ảnh mẫu NTK S10-64 bị tách pha không hoàn toàn 28

Hình 3.3 Hình ảnh mẫu nhũ tương kép T0.7-46: (a) ngay sau bào chế; (b) sau 4 ngày 31 Hình 3.4 Hình ảnh nhũ tương kép: (a) N0.25; (b) C1.5 32

Hình 3.5 Hình ảnh nhũ tương đơn: (a), (b) Nhũ tương đơn bào chế bằng khuấy từ; (c) Nhũ tương đơn phân tán bằng máy đồng nhất hóa mẫu CT12K 36 Hình 3.6 Hình ảnh chụp dưới kính hiển vi mẫu nhũ tương kép SA 38

là khả năng thúc đẩy sự hình thành ollagen giúp tái tạo sự đàn h i c a da, giúp

da tr nên mịn màng, chống lão hóa Tuy nhiên vitamin lại c nhược điểm là rất d bị o y h a b i ánh sáng, nhiệt độ và các ion kim loại Do đ , việc cải thiện

độ ổn định c a vitamin trong các sản phẩm mỹ phẩm là một yếu tố quan trọng trong quá trình bào chế

Sử d ng nhũ tương kép trong mỹ phẩm là một trong những hướng mới để cải thiện tính ổn định c a Vitamin C, hạn chế tiếp úc trực tiếp với các tác nhân o y

h a Không những thế, nhũ tương d ng ngoài phối hợp được nhiều tá dược cần thiết để thu được nhưng chế phẩm mềm mịn, tác d ng dịu với da, ít gây kích ứng

Vì vậy trong kh a luận này chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu bào chế nhũ

tương kép Vitamin C”, với m c tiêu chính như sau:

- Xây dựng công thức nhũ tương kép N/D/N Vitamin C

- Khảo sát ảnh hư ng c a thiết bị và thông số kĩ thuật trong quá trình bào chế

Chương 1 TỔNG QUAN

1.1 Đại cương về Vitamin C

1.1.1 Nguồn gốc và công thức

Vitamin C hay Acid ascorbic là một vitamin tan trong nước có công thức phân

tử C6H8O6, khối lượng phân tử 176,14 g/mol [4]

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của vitamin C

Tên khoa học: γ˗ Lacton c a Acid 2,3 dehydro L-gulonic hoặc

5˗(1,2˗dihydroxyethyl)˗ 3,4˗ dihydro y˗ 5R ˗ furan˗ 2˗on

Trong tự nhiên, Vitamin C có trong thức ăn c ngu n gốc thực vật và động vật Hàm lượng Vitamin C có trong thức ăn ngu n gốc động vật thấp Vitamin C có nhiều trong hoa quả tươi như chanh, cam, quýt, dâu, dưa hấu; trong rau anh như cải bắp, xà lách, rau muống; trong cà chua, khoai tây… Trong dịch ép cam hoặc chanh c hàm lượng Vitamin C khoảng 5mg/ml [4], [18]

Trước đây Vitamin được sản xuất bằng phương pháp chiết xuất từ cam, chanh; ngày nay ch yếu được điều chế bằng tổng hợp h a dược từ D˗glucose [4]

1.1.2 Tính chất

1.1.2.1 Lý tính

Theo các tài liệu [4], [12], [21], [29] lý tính c a Vitamin như sau:

Dạng tinh thể hoặc bột kết tinh trắng hoặc hơi ngả vàng, không mùi, vị chua, khi tiếp xúc với ánh sáng biến màu vàng dần

Tan trong 3 phần nước, 40 phần alcol, thực tế không tan trong Cloroform, Ether, Benzen

Dung dịch 5% trong nước có pH từ 2,1 ˗ 2,6

Nhiệt độ nóng chảy 190˚

Năng suất quay cực (dung dịch 10% trong nước) từ 20,5˚ đến 21,5˚

Độ hấp th tử ngoại: do có nhóm endiol liên hợp với nhóm carboxyl nên Acid ascorbic có khả năng hấp th bức xạ tử ngoại Vitamin C trong dung dịch HCl 0,01N c λmax = 244nm (E1%1cm= 560); trong nước λmax= 265 (E1%1cm= 580)

Dung dịch Vitamin pH 2 c λmax= 245nm (E1%1cm= 695), tại pH 6 c λmax= 265nm (E1%1cm= 940)

1.1.2.2 Hóa tính

- Hóa tính c a Vitamin C là hóa tính c a nhóm chức lacton, c a các nhóm hydroxyl, c a dây nối đôi; song quan trọng nhất là hóa tính c a nhóm endiol, nhóm này quyết định tính chất hóa học cơ bản c a phân tử: đ là tính acid và tính khử (d bị oxy hóa) [4]

- Nếu không có chất oxy hóa thì Acid ascorbic khá bền vững Dạng dung dịch trong nước, khi có mặt c a không khí thì Acid ascorbic d dàng bị o y h a Độ bền vững c a Acid ascorbic trong dung dịch tăng theo sự giảm pH và sự tăng

n ng độ Các tác nhân xúc tác sự oxy hóa Acid ascorbic là ánh sáng, nhiệt độ, kiềm và một số kim loại, đặc biệt là đ ng, sắt [4]

- Quá trình oxy hóa Acid ascorbic xảy ra hai mức độ khác nhau:

+ Sự oxy hóa khử thuận nghịch chuyển Acid ascorbic thành Acid dehydroascorbic:

Hình 1.2 Quá trình oxy hóa thuận nghịch Vitamin C [4]

Tính chất này vô cùng quan trọng đối với các tác d ng sinh học c a Acid ascorbic Trong cơ thể nó tham gia vào việc vận chuyển electron và hydro, tham gia xúc tác các quá trình oxy hóa khử trong cơ thể, do đ bảo vệ được tính bền vững c a màng tế bào [4]

+ Sự oxy hóa bất thuận nghịch: Acid ascorbic có thể bị oxy hóa thành các sản phẩm không có hoạt tính và biến màu Các sản phẩm đ là Acid 2,3˗dicetogulonic, Furfurol, CO2, H2O… [4]

Hình 1.3 Quá trình oxy hóa bất thuận nghịch Vitamin C [4]

1.1.3 Các phương pháp định lượng Vitamin C

1.1.3.1 Phương pháp quang phổ tử ngoại

Lấy chính xác một lượng khoảng 200mg Acid ascorbic vào bình định mức 200ml đã chứa 2/3 thể tích Methanol Thêm Methanol vừa đ đến vạch Lắc đều Lọc qua màng lọc 0,45μm Lấy 1ml dung dịch này cho vào bình định mức 50ml, thêm Methanol vừa đ Đo độ hấp th c a dung dịch này bước sóng 245nm Song song tiến hành với mẫu chuẩn Tính hàm lượng Acid ascorbic bằng cách so sánh với mẫu chuẩn [31]

1.1.3.2 Phương pháp h a học:

 Phương pháp định lượng bằng iod:

Lấy chính xác một thể tích chế phẩm tương ứng với khoảng 0,20 ˗ 0,25g Acid ascorbic thêm 0,25ml dd Formaldehyd 1% (TT), 4ml dd Acid hydrocloric 2% (TT), 0,5ml dd kali iodid 10% (TT) và 2ml dd h tinh bột (TT) Định lượng bằng

dd Kali iodad 0,1N ( Đ) cho đến khi xuất hiện màu lam bền vững 1ml dd Kali iodad 0,1N ( Đ) tương ứng với 8,806 mg C6H8O6 [2]

1.1.3.3 Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPL )

- Pha tĩnh: cột nh i C18 (250nm  4,6nm; hạt nh i 5μm)

- Pha động: Methanol : dung dịch Dinatri hydrophosphat 80mM - được điều chỉnh về pH 7,8 bằng Natri hydroxyd hoặc Acid orthophosphoric, thêm 0,2% Triethylamin, với tỷ lệ 5:5

- Dung dịch pha loãng: nước tinh khiết điều chỉnh về pH 2,5 bằng Acid orthophosphoric

- Mẫu chuẩn: Cân chính xác khoảng 0,01g Acid ascorbic chuẩn, hòa tan vừa đ 100ml bằng dung dịch pha loãng (dung dịch A); hút chính xác 1ml dung dịch

A vào bình định mức 50ml, thêm dung dịch pha loãng vừa đ Lọc qua màng Cellulose acetat, đường kính lỗ xốp 0,45μm

- Tốc độ dòng: 1ml/phút, thể tích tiêm mẫu 20μl

- Detector UV, bước sóng 278nm [1]

1.1.3.4 Phương pháp chuẩn độ đo thế

- Hệ thống chuẩn độ này được điều chỉnh b i máy vi tính Phương pháp cho phép ác định Acid ascorbic trong công thức với n ng độ trong khoảng 7,5 ˗ 15,0 mmol/l ơ s c a phương pháp này dựa vào phản ứng:

3C6H8O6 + IO3- → 3 6H6O6 + I- + 3H2O Dựa vào bước nhảy điện thế ta xác định được điểm tương đương [27]

- Acia ascorbic khử Cu2+ thành Cu+ trong môi trường trung tính hoặc acid:

C6H8O6 + 2Cu2+ → 6H6O6 + 2Cu+ + 2H+ Dựa vào bước nhảy điện thế ta ác định được điểm tương đương

1ml dd Đ ng (II) sulfat0,1M tương đương với 8,806mg Acid ascorbic [25]

1.1.4 Tác dụng của vitamin C

Theo các tài liệu [5], [6], [7], [16], [19] Vitamin C có tác d ng sau:

- Tham gia tạo Collagen, tu sửa mô trong cơ thể và một số thành phần khác tạo

mô liên kết ương, răng và mạch máu Do đ thiếu Acid ascorbic sẽ gây ra bệnh scorbut, liên quan đến sự tổng hợp collagen với biểu hiện là không lành vết thương, vỡ mao mạch gầy nhiều đốm xuất huyết, đám bầm máu, chảy máu dưới da và niêm mạc (thường là chảy máu lợi)…

- Tham gia vào các quá trình chuyển hóa c a cơ thể như chuyển hóa Lipid, Glucid, Protid, Phenylamin, Tyrosin, Acid folic, Norepinerphrin

- Tham gia vào quá trình tổng hợp một số chất như các atecholamin, Hormone

vỏ thượng thận

- Xúc tác cho quá trình chuyển Fe3+ thành Fe2+ nên giúp hấp thu sắt tá tràng vì chỉ có Fe2+ được hấp thu Vì vậy nếu thiếu Vitamin C sẽ gây thiếu máu do thiếu sắt

- Tăng tạo Interferon, làm giảm sự nhạy cảm c a cơ thể với Histamin, chống stress nên giúp nâng cao sức đề kháng c a cơ thể

- Chống oxy hóa bằng cách trung hòa các gốc tự do sản sinh ra từ các phản ứng chuyển hóa, nhờ đ bảo vệ được tính toàn v n c a màng tế bào (kết hợp với Vitamin A và E)

- Chống lão h a như: chống đ c th y tinh thể người già, chống tạo tàn nhang

- Theo một nghiên cứu Vitamin C còn có tác d ng ngăn cản sự dung nạp và ph

thuộc opiat (Morphin) trên chuột

1.1.5 Các dạng bào chế và hàm lượng Vitamin C

1.2 Tổng quan về nhũ tương kép

1.2.1 Định nghĩa

Nhũ tương kép là những hệ phân tán phức tạp, được gọi là “nhũ tương c a nhũ tương”, là hệ mà trong đ những giọt c a pha phân tán có chứa những giọt nhỏ hơn phân tán trong chính n Mỗi giọt phân tán trong nhũ tương kép có cấu trúc

lỗ rỗ với một hoặc nhiều ngăn bị phân tách với pha liên t c bên ngoài b i một lớp màng lỏng trung gian Do đ cũng được biết đến như hệ màng lỏng Nhũ

tương kép đầu tiên được bào chế b i một quá trình nhũ h a hai lần, do đ n cũng được gọi là nhũ tương đôi [28]

1.2.2 Phân loại

Giống như nhũ tương đơn giản, nhũ tương kép chia thành 2 loại:

 Hệ nhũ tương nước trong dầu trong nước (N/D/N)

 Hệ nhũ tương dầu trong nước trong dầu (D/N/D)

Trong đ , nhũ tương N/D/N có nhiều ứng d ng hơn trong các nghiên cứu

1.2.2.1 Nhũ tương nước trong dầu trong nước

Trong hệ N/D/N, một pha hữu cơ (kị nước) phân tách pha nước nội và pha nước ngoại Nói cách khác là hệ trong đ giọt dầu có chứa một hoặc nhiều giọt nước, lại được bao quanh b i pha nước Pha dầu ngăn cách hai pha nước trộn lẫn được với nhau được gọi là màng lỏng và có chức năng như một rào cản và màng bán thấm đối với thuốc nằm trong pha nước nội [28]

Ngoài ra, Nakajima và các cộng sự (2003) đã bào chế ra hệ nhũ tương ethanol trong dầu trong nước (E/D/N) Đ là hệ mà Ethanol được phân tán trong dầu, nhũ tương E/D lại được coi như pha phân tán phân tán vào pha nước liên t c Hệ được ứng d ng trong dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm… để mang các dược chất

ít hoặc không tan trong nước và dầu nhưng tan được trong ethanol với n ng độ khá cao 20 – 30% (Polyphenol, Validamycin, Androstenedion, Taxol ) [22]

1.2.2.2 Nhũ tương dầu trong nước trong dầu

Trong hệ D/N/D, pha nước phân tách pha dầu nội và pha dầu ngoại Nói cách khác là hệ trong đ giọt nước chứa một hoặc nhiều giọt dầu, lại được bao quanh

b i pha dầu [28]

Hình 1.5 Cấu trúc một giọt nhũ tương kép[28]

Giọt kép Giọt nội Lớp chất diện hoạt Pha ngoại liên t c

1.2.3 Thành phần của nhũ tương kép

Nhũ tương là hệ phức tạp bao g m cả loại nhũ tương nước trong dầu và dầu trong nước c ng đ ng thời t n tại Do đ hệ nhũ tương kép khác với nhũ tương đơn điểm hệ c ba pha khác nhau Nhũ tương kép thường yêu cầu phải có từ hai loại chất nhũ h a tr lên

Tác nhân nhũ hóa

Hai chất nhũ hoá khác nhau (thân dầu và thân nước) là bắt buộc để tạo thành một nhũ tương kép ổn định N i chung, để cho một nhũ tương ổn định thì giá trị HLB tối ưu sẽ phải trong phạm vi 2-7 cho chất nhũ h a thân dầu và trong khoảng 6-16 đối với chất nhũ h a thân nước Gần đây, đã c nhiều nghiên cứu tập trung vào sử d ng các chất nhũ h a polyme thay cho các chất nhũ h a thông

d ng [14], [28]

1.2.4 Các chỉ tiêu chất lượng của nhũ tương kép

1.2.4.1 Kích thước giọt trung bình và phân bố kích thước

Kính hiển vi quang học thông thường và bàn soi micromet có thể được sử d ng

để ác định kích thước c a cả giọt nhũ tương kép Các loại kỹ thuật khác như kính hiển vi quang học có trang bị các thiết bị can thiệp quang học tương phản, máy đếm Coulter, kính hiển vi điện tử khắc – lạnh và kính hiển vi điện tử quét cũng được sử d ng để ác định kích thước giọt trung bình và phân bố kích thước

c a nhũ tương kép Gần đây, phương pháp cộng hư ng từ hạt nhân NMR (Nuclear Magnetic Resonance) được áp d ng để phân tích kích thước tiểu phân

c a nhũ tương kép [28]

Ngoài ra các máy sử d ng phương pháp tán ạ ánh sáng cũng được sử d ng để

đo kích thước giọt và phân bố kích thước

1.2.4.2 Phần trăm tách pha

Sự hợp nhất c a các giọt gây ra việc tách một trong các pha từ nhũ tương Phần trăm tách pha được định nghĩa là phần trăm thể tích pha bị tách khỏi nhũ tương Phần trăm tách pha được ác định bằng phép đo vật lý thể tích pha bị tách trong 20ml nhũ tương mới bào chế đựng trong ống đong th y tinh 25ml có chia vạch sau một khoảng thời gian nhiệt độ phòng hoặc điều kiện đặc biệt khác Phần trăm tách pha (B) được tính như sau [14]:

Vsep/20

B = 100

(V1 + V2)/(V1 + V2 + V0) Trong đ : V1 là thể tích pha nước nội

V2 là thể tích pha nước ngoại

có thể đo bằng máy đo độ nhớt Brookfield Tính lưu biến bề mặt: độ đàn h i bề mặt tại mặt phân cách dầu nước, độ mạnh yếu c a lớp màng có thể được đánh giá tại bề mặt ngăn cách dầu -nước bằng cách sử d ng Rheometer có rotor [28]

1.2.4.4 Thế zeta

ác phép đo thế zeta là then chốt trong thiết kế hệ nhũ tương kép c chất mang hoặc bề mặt biến dổi Thế zeta có thể được tính bằng cách sử d ng phương trình Smoluchowski và máy đo thế Zeta [28]

1.2.4.5 Hiệu suất nạp thuốc

Phần trăm bẫy thuốc trong nhũ tương kép thường được ác định bằng cách sử

d ng thẩm tích, ly tâm, lọc và đo độ dẫn điện Một chất đánh dấu được sử d ng

để đánh giá khả năng bẫy phân tử đánh dấu vào trong pha nội c a nhũ tương kép Lượng chất đánh dấu tự do – nằm pha liên t c bên ngoài được xác định Tỷ lệ bẫy thuốc có thể được tính bằng công thức [17]:

EE = ( 1 – Ctd/Ctp ) 100 Trong đ : EE (Entrapment Efficiency) là hiệu suất nạp thuốc (%)

Ctp là n ng độ toàn phần c a thuốc trong nhũ tương

Ctd là n ng độ tự do c a thuốc nằm pha liên t c

1.2.4.6 Giải phóng thuốc in vitro

Thuốc được giải phóng từ pha nước nội c a nhũ tương kép N/D/N được định lượng bằng kĩ thuật thẩm tích thông thường Nhũ tương được đựng trong túi thẩm tích và thẩm tích với thể tích môi trường nhất định tại 37±1o , c các điều kiện khác Phần thẩm tích ra được lấy tại các thời điểm khác nhau và được phân tích dựa trên các quy trình chuẩn Dữ liệu thu được dùng để tính toán khả năng giải phóng c a thuốc [28]

1.2.5 Phương pháp bào chế nhũ tương kép

1.2.5.1 Phương pháp nhũ h a hai bước (nhũ h a kép)

Đây là phương pháp phổ biến nhất vì rất d thực hiện, thiết bị đơn giản Nhũ tương kép được bào chế bằng cách tái nhũ h a c a một nhũ tương đơn Phương pháp này g m hai giai đoạn liên quan:

 Bào chế một nhũ tương đơn thông thường với chất nhũ h a thích hợp

 Nhũ tương N/D hoặc D/N vừa được bào chế được tái nhũ hoá với một lượng pha nước hoặc pha dầu Nhũ tương kép cuối cùng có thể là N/D/N hoặc D/N/D tương ứng

Bước nhũ h a thứ hai cần kiểm soát sự đ ng nhất để tạo nhũ tương kép tránh gây vỡ lớp màng lỏng giữa Trong quá trình nhũ h a, lực phân tán mạnh để giảm kích thước tiểu phần là cần thiết Tuy nhiên khi phân tán quá mạnh có thể gây phá h y cấu trúc giọt kép làm giải ph ng dược chất ra ngoài và khiến nhũ tương c kích thước tiểu phân phân tán không đ ng đều [8], [28]

Hình 1.6 Sơ đồ các bước nhũ hóa hai bước bào chế nhũ tương kép N/D/N [28]

Năm 2000, Okochi và Nakano đã tiến hành bào chế thành công nhũ tương kép N/D/N bền chứa Vancomicin bằng phương pháp nhũ h a hai bước cải tiến

Dung dịch dược chất trong nước

Dầu và chất nhũ hóa thân dầu

Trộn lẫn

Nhũ tương N/D

Bước 1

Nhũ tương N/D Nước và chất nhũ h a thân nước

Trộn lẫn

Nhũ tương N/D/N

Bước 2

Phương pháp này khác với phương pháp nhũ h a hai bước thông thường hai điểm: sử d ng siêu âm và đ ng nhất hóa bước nhũ h a một bào chế nhũ tương N/D và cho pha nước ngoại vào pha phân tán – nhũ tương N/D bước hai Nhũ tương kép bào chế được có phân bố kích thước tiểu phân tốt hơn nhũ tương tạo thành theo phương pháp nhũ h a hai bước thông thường [24]

1.2.5.2 Phương pháp nhũ h a một bước (kĩ thuật đảo ngược pha)

Đảo ngược pha là hiện tượng pha phân tán tr thành pha liên t c và ngược lại

Sự đảo ngược pha đến một điểm nhất định thì sẽ xuất hiện cấu trúc nhũ tương kép Nhũ tương kép đầu tiên bào chế bằng phương pháp này được nghiên cứu b i Matsumuto và cộng sự (1985) Quá trình chỉ có một bước: khi tăng dần lượng pha nước chứa chất nhũ h a thân nước vào pha dầu chứa lượng lớn chất nhũ h a thân dầu sẽ xảy ra hiện tượng đảo pha: pha dầu tr thành pha phân tán, pha liên

t c là nước và tạo cấu trúc kép N/D/N Tuy nhiên nhũ tương thu được không ổn

định do khó kiểm soát được sự di chuyển c a các chất nhũ h a giữa hai pha và sự phân bố kích thước giọt nước nội [20]

Sự đảo ngược pha tạo nhũ tương kép cũng c thể nhờ nhiệt độ Thay đổi nhiệt

độ một mức nhất định dẫn đến sự thay đổi vị trí, sắp xếp hay khả năng hòa tan

c a chất diện hoạt không ion hóa tại bề mặt phân cách, tạo nhũ tương kép [26]

1.2.5.3 Phương pháp nhũ hóa màng

Trong phương pháp này, một nhũ tương đơn N/D hoặc D/N (pha phân tán) được đẩy sang pha liên t c có chất diện hoạt bằng một áp lực không đổi thông qua một màng có các lỗ kích thước đ ng nhất và được kiểm soát Để đảm bảo tạo giọt liên t c cần tác d ng lực để phân tán các giọt vào pha ngoại Có thể sử d ng bơm với áp lực thấp đẩy pha ngoại tuần hoàn dọc theo màng hoặc sử d ng một

hệ thống khuấy trộn Kích thước nhũ tương kép có thể được kiểm soát bằng cách lựa chọn màng Mối quan hệ giữa kích thước lỗ c a màng và kích thước giọt nhũ tương được mô tả theo công thức:

Y= 5,03X + 0,19 Trong đ : X là kích thước lỗ c a màng

Y là kích thước giọt nhũ tương

Nhiều vi màng với khoảng kích thước lỗ c a màng h p đã được sử d ng thành công để bào chế nhũ tương đơn và nhũ tương kép N/D/N ổn định [8], [28]

1.2.5.4 Phương pháp nhũ h a vi kênh(Microchannel)

Đầu tiên đ ng nhất một hỗn hợp c a pha nước và pha dầu sử d ng máy đ ng nhất thông thường tạo nhũ tương thô Sau đ nhũ tương thu được xử lý qua thiết

bị vi kênh vào pha liên t c có chứa chất nhũ h a Về cơ bản thiết bị trong phương pháp này tương tự phương pháp nhũ h a màng, chỉ khác thay màng với các lỗ lọc bằng các tấm vi kênh có hình dáng lỗ đặc biệt [8], [28]

Ở hai phương pháp nhũ h a màng và phương pháp vi kênh, kích thước giọt nhũ tương được kiểm soát b i kích thước các lỗ c a màng hoặc vi kênh nên đ ng đều, khoảng phân bố kích thước tiểu phân h p Nhũ tương đơn ít bị tác động lực cắt do đ các giọt vẫn còn nguyên v n, hiệu suất bẫy cao hơn so với các phương pháp đã kể trên [8]

1.2.5.5 Phương pháp nhũ h a sử d ng thiết bị vi lỏng (Microfluidic devices)

Thiết bị vi lỏng cấu tạo dựa trên khớp nối, công nghệ dòng chảy tập trung (Flow-focusing), và các dãy vi kênh song song Các dòng c a hai chất lỏng không đ ng tan với nhau chảy trong các kênh tới khớp nối thì hợp lại theo cách một chất lỏng phân tán thành giọt trong chất lỏng kia Công nghệ này có thể sản xuất nhũ tương kép trong một thiết bị chỉ b i một bước, cho phép kiểm soát chính ác kích thước c a giọt nhũ tương ngoại và nội, cũng như số lượng giọt nội trong mỗi giọt kép Phương pháp c ưu điểm là sản xuất ra nhũ tương c kích thước giọt đ ng đều, hiệu suất bẫy là 100% Tuy nhiên chỉ sử d ng trong quy mô nhỏ và kích thước giọt đạt được nhỏ nhất là vài μm [8]

Hình 1.7 Minh họa thiết bị vi lỏng bào chế nhũ tương kép [8]

Pha dầu

Pha nước nội

Khớp nối thân dầu (60

 25 μm)

Pha nước ngoại

Khớp nối thân nước (130  65 μm)

Nhũ tương kép

Pha dầu

Khớp nối thân dầu (85  35μm)

Pha nước nội I

Pha nước nội II

Pha nước ngoại

Khớp nối thân nước (225  100 μm)

Nhũ tương kép

1.2.6 Yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của nhũ tương kép

Nhũ tương kép là hệ rất kém ổn định về mặt nhiệt động học Có nhiều yếu tố ảnh hư ng đến độ bền c a nhũ tương kép

Áp suất thẩm thấu

Đối với nhũ tương kép N/D/N thì pha dầu nằm giữa có thể coi như một màng bán thấm phân cách pha nước nội và pha nước ngoại Độ dày c a màng dầu thay đổi theo thành phần c a nhũ tương Nếu áp suất thẩm thấu c a pha nước nội cao hơn so với pha nước ngoại thì các phân tử nước sẽ c u hướng đi từ ngoài vào trong, kết quả là làm cho giọt nước nội lớn lên, vỡ ra và giải phóng toàn bộ thành phần bên trong Ngược lại khi áp suất thẩm thấu bên ngoài lớn hơn thì nước sẽ di chuyển từ pha nước nội ra ngoài dẫn tới hiện tượng teo giọt bên trong Khi sự chênh lệch này rất lớn, sự di chuyển c a nước tr nên rất nhanh, hầu như ngay lập tức gây vỡ các giọt dầu, các giọt nước bên trong biến mất Cấu trúc kép c a giọt dầu bị mất đi ngay lập tức, pha nước nội hòa lẫn với pha nước ngoại và nhũ tương kép tr thành nhũ tương đơn [8]

Nhiều chất đã được ác định là có ảnh hư ng tới áp suất thẩm thấu khi được thêm vào, ví d như protein, đường, dược chất… Pha giữa hoạt động như một màng bán thấm do đ hiệu ứng thẩm thấu tr nên đáng kể vì nó kiểm soát sự ổn

định c a nhũ tương kép và tỉ lệ giải phóng thuốc in vivo và in vitro Natri clorid

và các chất điện ly khác thêm vào pha nước nội cũng như ngoại từ ban đầu có thể

di chuyển phân tử vượt qua lớp màng dầu đi vào pha khác Sự di chuyển chất điện ly làm thay đổi áp suất thẩm thấu theo thời gian làm thay đổi sự ổn định c a nhũ tương kép ơ chế vận chuyển c a chất điện ly cũng như cách thức và mức

độ ảnh hư ng c a thành phần nhũ tương vẫn chưa được hiểu biết rõ ràng Hệ số phân bố, mức độ ion hóa, mật độ điện tích, phân tử lượng c a chất điện ly có thể

c tác động tới khả năng vượt qua pha dầu c ả chất điện ly Ngoài ra cũng c thể

là do sự kết hợp c a chất điện ly với chất diện hoạt tạo dạng mi en ngược trong pha dầu [8]

r là bán kính tiểu phân

Nếu tiểu phân có dạng giọt hình cầu thì r₁ = r₂ = r, công thức tr thành:

∆P = Mặt lõm phía trong c a giọt hình cầu chịu áp lực lớn hơn so với mặt l i phía ngoài và sức căng bề mặt tạo một lực đẩy lớn hướng vào phía trong giọt Khi hai giọt có cùng sức căng bề mặt gần nhau, giọt nhỏ hơn chịu áp lực lớn hơn, sẽ sát nhập và đẩy hết thành phần bên trong vào giọt to Đối với nhũ tương kép, áp suất Laplace t n tại cả giọt nội và giọt kép; do kích thước c a giọt nội nhỏ hơn, ảnh

hư ng c a nó tới độ ổn định c a giọt trong lớn hơn nhiều so với giọt kép Áp suất Laplace là nguyên nhân gây ra sự bất ổn định nhiệt động học c a nhũ tương

Để một nhũ tương tạo thành các giọt nhỏ, cầu thì cần thêm năng lượng để chống lại áp lực Laplace có trong các giọt Đối với nhũ tương N/D thường thêm vào pha phân tán một lượng nhỏ chất điện ly để chống lại ảnh hư ng c a áp suất Laplace Tuy nhiên, áp suất thẩm thấu được tạo ra b i các chất điện ly thêm vào có thể gây sưng và vỡ các giọt nước phân tán Để cân bằng hai áp suất trên, lượng chất điện ly thêm vào pha nước nội phải đ cao để chống lại áp suất Laplace nhưng cũng phải thấp để tránh gây ra áp suất thẩm thấu [8]

Bản chất của chất bị bẫy

Khi xây dựng công thức một hệ nhũ tương kép, sự có mặt c a dược chất và các thành phần khác (đặc biệt là các chất điện ly) cần được xem xét Bản chất c a thuốc (ưa nước hay kỵ nước) cũng cần được nghiên cứu Do cấu trúc c a nhũ tương kép, pha nằm giữa hoạt động như một lớp màng Dung dịch bẫy bên trong

có thể tương tác với các bề mặt hoặc các dược chất có khả năng hoạt động bề mặt

có thể được hấp th pha giữa, dẫn đến giảm sự ổn định c a hệ [28]

Tỷ lệ pha

Tỷ lệ pha là thông số quan trọng ảnh hư ng tới độ ổn định c a nhũ tương kép Một lượng nhỏ pha nội (22-50%) được sử d ng để tạo cấu trúc giọt kép bền Tuy nhiên, các tỷ lệ pha nội rất cao (70-90%) cũng đã được báo cáo là có thể hình thành một nhũ tương kép ổn định [14]

Chất nhũ hóa

Thông thường hay kết hợp hai chất nhũ h a, một có HLB cao, một có HLB thấp thêm vào để ổn định nhũ tương kép Tỷ lệ c a các chất nhũ h a tối ưu ph thuộc vào kiểu nhũ tương muốn bào chế và giá trị HLB cần thiết để nhũ h a hai pha

Nếu n ng độ chất nhũ h a quá cao hay quá thấp đều sẽ gây sự bất ổn và thay đổi tính chất c a hệ [14]

Các chất ổn định được thêm vào

Các chất ổn định được thêm vào để cải thiện độ ổn định c a nhũ tương kép bao

g m các tác nhân keo tăng độ nhớt thêm vào pha nước nội, pha nước ngoại (ví d 20% Gelatin, Methylcellulose), tác nhân keo cho pha dầu (ví d 1-5% Nhôm monostearat) [28]

Khuấy trộn/phân cắt

Phân cắt tốc độ cao sẽ phá vỡ một tỷ lệ lớn giọt kép và do đ dẫn đến sự bất ổn

c a hệ thống do sự tăng diện tích bề mặt phân cách pha Vì vậy, với việc tăng thời gian đ ng nhất, hiệu suất c a qua trình bào chế sẽ bị giảm Thông thường trong quá trình bào chế tốc độ khuấy trộn cao được sử d ng cho nhũ tương đơn

trung gian và thấp được sử d ng cho nhũ tương kép [28]

Nhiệt độ

Nhiệt độ chỉ c tác động gián tiếp tới quá trình nhũ tương h a mà ch yếu là qua ảnh hư ng tới độ nhớt, sự hấp ph bề mặt và sức căng bề mặt Thay đổi lớn nhiệt độ trong quá trình sản xuất, lưu trữ, vận chuyển và sử d ng dẫn đến những thay đổi mạnh trong độ ổn định c a nhũ tương [28]

và peptid Theo các tài liệu [10], [11], [13], [17], [28], [30] nhũ tương kép c các ứng d ng sau:

Hệ giải phóng thuốc kiểm soát và kéo dài

Tiềm năng cơ bản c a nhũ tương kép trong điều trị lâm sàng là giải phóng thuốc kéo dài và kiểm soát Lí do cơ bản cho việc sử d ng nhũ tương kép N/D/N hay D/N/D làm hệ cung cấp thuốc kéo dài là dược chất chứa pha trong cùng buộc phải vượt qua nhiều pha và phân bố cân bằng giữa các pha trước khi giải phóng

ra tại vị trí hấp thu Do đ hệ số phân bố và khuếch tán c a thuốc cùng với độ mạnh c a lớp màng giữa kiểm soát sự giải phóng từ hệ c a thuốc Nhũ tương

N/D/N sử d ng ngoài đường tiêu hóa có thuận lợi trong việc xử lí, sử d ng và tiêm do độ nhớt thấp

Tá dược trong vắc-xin

Việc sử d ng nhũ tương kép N/D/N như là một dạng bổ trợ mới cho kháng nguyên đã lần đầu tiên được báo cáo b i Herbert Nhiều nghiên cứu cho thấy vắc-xin sử d ng tá dược nhũ tương kép tạo ra phản ứng mi n dịch tốt hơn so với một mình kháng nguyên

Ức chế miễn dịch tại chỗ

Nhũ tương kép có tiềm năng ứng d ng tránh những tác d ng không mong muốn

c a thuốc ức chế mi n dịch hệ thống và đ ng thời nâng cao hiệu quả ức chế mi n dịch tại vị trí tác d ng cơ quan đích

Tăng sinh khả dụng

Nhũ tương kép cũng được sử d ng để cải thiện sinh khả d ng c a thuốc tan trong mỡ Nhiều nhũ tương làm tăng sinh khả d ng c a thuốc bằng cách bảo vệ các loại dược chất như protein, peptid khỏi tác d ng c a các dịch sinh lý, ion/enzyme hoặc bằng cách tránh chuyển hóa lần đầu qua gan

Cố định enzym

Một nhũ tương kép c thể cố định enzym không tan trong nước, tính thân dầu cao như các steroid trong các giọt kích thước micro

Điều trị quá liều thuốc

Hệ nhũ tương kép c thể được sử d ng trong điều trị quá liều thuốc nhờ sự chênh lệch pH Ví d thuốc an thần: Nhũ tương c pha nước chứa hệ đệm cơ bản

và khi được dùng bằng đường uống, dịch acid c a dạ dày hoạt động như một pha nước bên ngoài Trong môi trường acid, các barbiturat t n tại ch yếu dưới dạng phân tử; khi vượt qua màng dầu vào bên trong dung dịch nước, phân tử thuốc chuyển pha và bị ion hóa Phân tử thuốc bị ion hóa ít thân dầu, khó vượt qua lớp màng dầu do đ bị k t lại

Che giấu mùi vị

Nhũ tương kép c a Chloroquin, thuốc chống sốt rét đã được bào chế thành công

và đã được thấy là che vị đắng hiệu quả Tạo hương vị cho Chlorpromazin, một loại thuốc chống loạn thần cũng đã được báo cáo như một ứng d ng c a nhiều nhũ tương kép

1.3 Một số nghiên cứu về vitamin C và nhũ tương kép

Vitamin được cho rằng có nhiều tác d ng tốt đối với da như tổng hợp Collagen, loại sắc tố da, và chống o y h a Năm 2002, Elizabeth và các cộng sự

đã báo cáo về tác d ng bảo vệ da khỏi tia UV c a Vitamin C cùng với các chất chống oxy hóa khác như Vitamin E, Lycopen… với n ng độ để có tác d ng nhỏ [23]

Tuy nhiên như đã biết Vitamin C rất không ổn định do nó d bị oxy hóa bỏi nhiều yếu tố Gallarate và các cộng sự đã nghiên cứu về độ ổn định c a Vitamin

C trong nhiều dung dịch với pH khác nhau, nhũ tương đơn D/N, N/D nhũ tương kép N/D/N Kết quả cho thấy nhũ tương kép là dạng bào chế chứa Vitamin C ổn định nhất [16]

Năm 2006, Farahmand và các cộng sự công bố kết quả bào chế nhũ tương kép vitamin C D/N/D b i phương pháp nhũ h a hai bước sử d ng chất diện hoạt không ion hóa, dầu Parafin Nhũ tương thu được bền vững không tách pha từ dưới một tuần cho đến ba tháng, độ ổn định và khả năng giải phóng Vitamin C tốt [15]

Naveed Akhtar và các cộng sự (2008) bào chế thành công nhũ tương N/D/N chứa Vitamin C theo phương pháp nhũ h a hai bước Nghiên cứu sử d ng pha dầu là parafin, Abil EM 90 và Tween 80 làm chất diện hoạt Vitamin được cho vào pha nước nội Nhũ tương bền vững trong 3 đến 4 tuần Trong thời gian bảo quản 40˚ c sự thay đổi màu sắc từ trắng sang vàng cùng với tách pha, thể hiện Vitamin đã bị oxy hóa, nguyên nhân có thể do tách lớp làm mất khả năng bảo vệ dược chất [9]