Nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano lipid ibuprofen

DĐVN Dược điển Việt Nam EE Encapsulation Efficient - Hiệu suất mang thuốc HPLC High Performance Liquid Chromatography - Sắc ký lỏng hiệu năng cao IPM Isopropyl Myristrat KTTP Kích thước

NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THÚY

Mã sinh viên : 1101516

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ HỆ TIỂU PHÂN NANO LIPID

IBUPROFEN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

Người hướng dẫn:

PGS.TS Nguyễn Ngọc Chiến

Nơi thực hiện:

1 Bộ môn Công nghiệp Dược

2 Viện công nghệ Dược phẩm Quốc gia

HÀ NỘI - 2016

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, 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 Ibuprofen 2

1.1.1 Công thức hóa học 2

1.1.2 Tính chất vật lý và tính chất hóa học 2

1.1.3 Độ ổn định 2

1.1.4 Chỉ định 3

1.1.5 Chống chỉ định 3

1.1.6 Một số dạng bào chế của Ibuprofen lưu hành trên thị trường 3

1.2 Tổng quan về hệ tiểu phân nano lipid 5

1.2.1 Phân loại, đặc điểm 5

1.2.2 Ưu nhược điểm của hệ tiểu phân nano lipid 7

1.2.3 Phương pháp bào chế 7

1.2.4 Một số chỉ tiêu đánh giá các đặc tính của hệ tiểu phân nano lipid…….10

1.2.5 Một số nghiên cứu về hệ tiểu phân nano lipid chứa Ibuprofen 111t CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13

2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị 13

2.1.1 Nguyên vật liệu 13

2.1.2 Thiết bị sử dụng 14

2.2 Nội dung nghiên cứu 15

2.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của các thành phần công thức, quy trình đến đặc tính của hệ tiểu phân nano lipid rắn bào chế được 15

2.2.2 Đánh giá một số đặc tính của hệ tiểu phân nano lipid Ibuprofen bào chế được……… 15

2.3 Phương pháp nghiên cứu 15

2.3.1 Phương pháp bào chế 15

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 23 3.1 Đường chuẩn biểu thị mối quan hệ giữa diện tích pic và nồng độ

ibuprofen 23 3.2 Xây dựng quy trình bào chế hệ tiểu phân nano lipid chứa dược chất Ibuprofen 24

của hệ tiểu phân nano lipid ibuprofen 24

phân nano lipid rắn chứa Ibuprofen 31

3.3 Đánh giá một số đặc tính của hệ tiểu phân nano lipid chứa Ibuprofen 36

màng cellulose acetat 0,2 µm 36

tiểu phân nano lipid qua túi thẩm tích 39

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DĐVN Dược điển Việt Nam

EE Encapsulation Efficient - Hiệu suất mang thuốc

HPLC High Performance Liquid Chromatography - Sắc ký lỏng hiệu

năng cao

IPM Isopropyl Myristrat

KTTP Kích thước tiểu phân

LC Loading Capacity - Khả năng nạp thuốc

NLCs Nanostructured Lipid Carriers - Hệ tiểu phân nano sử dụng chất

mang lipid PDI Polydispersity Index – Chỉ số đa phân tán

SCA Alcol cetostearic

SLNs Solid Lipid Nanoparticles - Hệ tiểu phân nano lipid rắn

TCCS Tiêu chuẩn cơ sở

TKHH Tinh khiết hóa học

USP United State Pharmacopoeia –Dược điển Mỹ

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Một số dạng bào chế lưu hành trên thị trường của ibuprofen………….4 Bảng 2.1 Nguyên vật liệu sử dụng trong quá trình bào chế……… 13 Bảng 2.2 Nguyên liệu, tá dược sử dụng trong kiểm nghiệm……… 14 Bảng 3.1 Mối tương quan giữa diện tích pic và nồng độ IBP………23 Bảng 3.2 Các công thức khảo sát ảnh hưởng của loại lipid lên đặc tính của hệ tiểu

phân nano lipid rắn……… 24 Bảng 3.3 Các công thức khảo sát ảnh hưởng của loại chất nhũ hóa lên đặc tính

hệ tiểu phân nano lipid rắn……… 26 Bảng 3.4 Các công thức khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất nhũ hóa lên đặc tính

hệ tiểu phân nano lipid rắn……… 28 Bảng 3.5 Các công thức khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ dược chất : lipid lên đặc tính

hệ tiểu phân nano lipid rắn……… 30 Bảng 3.6 Các công thức khảo sát ảnh hưởng của thời gian siêu âm lên đặc tính hệ

tiểu phân nano lipid rắn……… 32 Bảng 3.7 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của cường độ siêu âm lên đặc tính của hệ

tiểu phân nano lipid rắn……… 33 Bảng 3.8 Các công thức bào chế hệ tiểu phân nano sử dụng chất mang lipid… 34 Bảng 3.9 Kết quả khảo sát các công thức bào chế hệ tiểu phân nano sử dụng chất

mang lipid………35

Bảng 3.10 Kết quả khảo sát một số đặc tính của một số công thức tốt nhất…… 35 Bảng 3.11 Các công thức khảo sát khả năng khuếch tán IBP qua màng cellulose

0,2 µm……….36 Bảng 3.12 Phần trăm IBP khuếch tán tích lũy theo thời gian qua màng cellulose

acetat 0,2 µm……… 37 Bảng 3.13 Phần trăm IBP khuếch tán tích lũy theo thời gian qua màng da lưng

chuột nhắt………38

Bảng 3.14 Phần trăm IBP giải phóng tích lũy theo thời gian qua túi thẩm tích… 39

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 2.1 Sơ đồ bào chế hệ tiểu phân nano lipid rắn IBP bằng phương pháp đồng

nhất hóa nhờ lực siêu âm……… 16 Hình 3.1 Đường chuẩn biểu thị mối tương quan giữa diện tích pic và nồng độ

IBP……… 23 Hình 3.2 Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của các loại lipid lên các đặc tính của hệ tiểu

phân nano lipid rắn……… 24 Hình 3.3 Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của các loại chất nhũ hóa lên các đặc tính của

hệ tiểu phân nano lipid rắn……… 27 Hình 3.4 Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của nồng độ chất nhũ hóa lên các đặc tính của

tiểu phân nano lipid rắn………28 Hình 3.5 Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của tỉ lệ dược chất- lipid lên các đặc tính của

hệ tiểu phân nano lipid rắn……… 30 Hình 3.6 Đồ thị thể hiện kết quả đánh giá một số đặc tính của hệ tiểu phân nano

lipid với các công thức tốt nhất………36 Hình 3.7 Đồ thị thể hiện phần trăm IBP khuếch tán tích lũy theo thời gian qua

màng cellulose acetat 0,2 µm……… 37 Hình 3.8 Đồ thị thể hiện phần trăm IBP khuếch tán tích lũy theo thời gian qua

màng da lưng chuột nhắt……… 39 Hình 3.9 Đồ thị thể hiện phần trăm IBP giải phóng tích lũy theo thời gian qua túi

thẩm tích từ hệ tiểu phân nano lipid……….40

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô, anh chị cán bộ Viện Công Nghệ Dược phẩm quốc gia, bộ môn Công Nghiệp Dược, bộ môn bào chế, bộ môn hóa lý, bộ môn dược lý đã nhiệt tình giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành khóa luận này

Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô trong Ban giám hiệu, phòng Đào tạo cùng toàn thể thầy cô các bộ môn và cán bộ các phòng ban trường Đại học Dược Hà Nội đã tận tình dạy dỗ tôi trong những năm tháng học tập tại trường

Cuối cùng tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình và bạn bè đã luôn bên tôi, động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa luận này

Hà Nội, ngày 10 tháng 5 năm 2016

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm gần đây, việc áp dụng khoa học – công nghệ hiện đại cùng với

sự phát triển của ngành sinh dược học bào chế đã mở ra nhiều hướng đi mới cho ngành công nghiệp dược phẩm, trong đó, công nghệ nano đang được quan tâm chú trọng và bước đầu thu được nhiều thành công Hệ tiểu phân có kích thước nano đặc biệt hệ tiểu phân nano lipid rắn có nhiều ưu điểm như độ ổn định vật lý cao, kiểm soát giải phóng dược chất, giảm tác dụng không mong muốn của thuốc Điều này có ý nghĩa đặc biệt với những bệnh nhân mắc bệnh mạn tính, phải điều trị dài ngày

Ibuprofen là một thuốc kháng viêm, giảm đau, hạ sốt, hấp thu tốt qua đường tiêu hóa tuy nhiên thời gian bán thải ngắn (t1/2 = 2 giờ), do đó nếu bào chế dạng thuốc quy ước thì hiệu quả điều trị không cao do dược chất giải phóng nhanh và hấp thu vào tuần hoàn ngay nên bệnh nhân phải uống nhiều lần trong ngày và có thể gây ra nhiều tác dụng không mong muốn

Chính vì vậy, việc cải thiện dạng bào chế quy ước của ibuprofen nhằm khắc phục những nhược điểm trên là mục tiêu của nhiều nghiên cứu nhằm đáp ứng nhu cầu điều trị cần thiết Hiện nay ở Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu cho ra đời các chế phẩm của ibuprofen nhưng chưa có nghiên cứu nào liên quan đến dạng nano của ibuprofen Do

đó, việc nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano lipid IBP là một hướng đi mới, giúp tận dụng được các ưu điểm của hệ tiểu phân nano lipid đồng thời khắc phục được một số nhược điểm của IBP khi bào chế dưới các dạng thuốc quy ước

Qua các nhận định trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu bào

chế hệ nano lipid Ibuprofen’’với các mục tiêu sau:

1 Bào chế được hệ tiểu phân nano lipid ibuprofen

2 Đánh giá được một số đặc tính của hệ tiểu phân nano lipid ibuprofen

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Đại cương về Ibuprofen

1.1.1 Công thức hóa học

+ Công thức cấu tạo:

+ Tên khoa học: Acid RS-2-(4-isobutyl phenyl) propionic

+ Công thức phân tử: C13H18O2.

+ Khối lượng phân tử: 206,28 g/mol [1], [18]

1.1.2 Tính chất vật lý và tính chất hóa học

- IBP tồn tại ở dạng bột kết tinh trắng hoặc tinh thể không màu, mùi vị nhẹ

- Thực tế không tan trong nước, tan trong 1,5 phần ethanol, trong 1 phần cloroform, 2 phần ether và trong 1,5 phần aceton, tan trong hydroxyd kiềm loãng và carbonat kiềm

1.1.4 Chỉ định

- IBP được dùng chống viêm, giảm đau từ nhẹ đến vừa trong các bệnh: viêm đa khớp dạng thấp, đặc biệt viêm đa khớp dạng thấp tuổi thiếu niên

- Viêm khớp cấp và mãn, viêm dính cột sống, viêm bao hoạt dịch

- Viêm đau sau lưng khi phẫu thuật, giảm đau trong thống kinh, nhức đầu, giảm bớt liều morphin dùng cho đau trong đại phẫu thuật hoặc đau do ung thư, hạ sốt ở trẻ

em [5], [2]

1.1.5 Chống chỉ định

Không dùng IBP trong các trường hợp sau:

- Mẫn cảm với các IBP, aspirin hay với các NSAIDs khác

- Loét dạ dày tá tràng, tá tràng tiến triển, tiền sử loét dạ dày tá tràng

- Người bị bệnh hen hay co thắt phế quản, rối loạn chảy máu hay bệnh tim mạch

- Người đang dùng thuốc chống đông máu coumarin

- Phụ nữ có thai 3 tháng cuối [5], [2]

1.1.6 Một số dạng bào chế của Ibuprofen lưu hành trên thị trường

IBP được bào chế với nhiều dạng khác nhau, một số dạng bào chế lưu hành trên thị trường được trình bày ở bảng 1.1

Bảng 1.1 Một số dạng bào chế lưu hành trên thị trường của IBP

Dạng

bào chế Tên biệt dược Thành phần

Hàm lượng Ibuprofen (mg)

Hãng sản xuất

Viên nén

Apo-ibuprofen Ibuprofen 200, 400,600 Apotex

Sanofi-Aventis Ibufene choay Ibuprofen 200, 400 Pymepharco Mofen 400 Ibuprofen 400 Medophar

Alaxan

Ibuprofen Paracetamol 200

United pharma- Việt Nam Viên

Austrapharm Thuốc

1.2 Tổng quan về hệ tiểu phân nano lipid

1.2.1 Phân loại, đặc điểm

Trong các thập niên gần đây, đã có nhiều nghiên cứu về hệ tiểu phân nano lipid và đem lại nhiều thành công Hệ đầu tiên được đưa vào ứng dụng trong lĩnh vực hệ tiểu phân nano lipid là hệ tiểu phân nano lipid rắn (SLNs), sau này phát triển thêm hệ có cấu trúc nano sử dụng chất mang lipid (NLCs) và hệ liên hợp dược chất và lipid (LDCs)

Hệ tiểu phân nano lipid rắn

Các thử nghiệm đầu tiên được tiến hành về việc sử dụng các hệ vi tiểu phân chứa các lipid tồn tại ở thể rắn (gọi tắt là hệ tiểu phân nano lipid rắn - SLNs), đây có thể coi

là hệ đưa thuốc nhân tạo so với các hệ đưa thuốc truyền thống như nhũ tương lipid, liposome và hệ vi tiểu phân nano Hệ tiểu phân nano lipid rắn kết hợp các ưu điểm và đồng thời cũng khắc phục các nhược điểm của hệ chất mang dạng keo khác như độ ổn định, khả năng bảo vệ và hợp nhất dược chất, dung nạp tốt Nó cũng giúp cải thiện sinh khả dụng của thuốc và kiểm soát duy trì giải phóng các dược chất sơ nước [11] Hệ tiểu phân nano lipid rắn là hệ tiểu phân nano chứa lipid ở trạng thái rắn tại nhiệt độ phòng,

có kích thước từ 50 - 1000 nm, là sự kết hợp của các lipid sinh học, được phân tán vào nước hoặc dung dịch chất diện hoạt thân nước Lượng thuốc được mang khoảng 25%

Hệ tiểu phân nano lipid rắn có độ ổn định tốt, khoảng hơn 1 năm [24]

Cấu tạo của hệ tiểu phân nano lipid rắn gồm 2 phần: phần lõi rắn là dược chất hòa tan hoặc phân tán trong môi trường lipid rắn, phần vỏ là lớp chất diện hoạt (đầu sơ nước của phân tử chất diện hoạt gắn với phần lõi lipid)

Lipid thường được sử dụng là những lipid không độc với cơ thể và có cấu tạo gần giống với lipid sinh lý Lipid bao gồm nhiều loại: glycerid (tristearin, glyceryl monostearat…), acid béo (acid stearic), steroid (cholesterol), sáp (cetyl palmitat) [6],[19] Loại chất nhũ hóa được lựa chọn phụ thuộc rất nhiều vào đường dùng và bị giới hạn với đường tiêm Các chất nhũ hóa hay dùng như Poloxamer, Polysorbat,

Lecithin….Sự phối hợp nhiều chất nhũ hóa có hiệu quả trong ngăn chặn sự kết tụ của các tiểu phân hơn là sử dụng một chất nhũ hóa [19]

Lian Dong Hu và cộng sự đã nghiên cứu bào chế hệ nano lipid rắn chứa all-trans retinoic acid (ATRA- là hợp chất có độ tan kém) Kết quả của nghiên cứu đã bào chế ra

được hệ SLNs chứa ATRA có kích thước các tiểu phân < 300 nm, các thí nghiệm in vitro được tiến hành và chỉ ra tốc độ giải phóng ATRA từ SLNs luôn nhanh hơn dạng

dung dịch của nó, và cho sinh khả dụng cao hơn Độ ổn định của SLNs chứa ATRA cũng lớn hơn so với dạng nhũ tương [14]

Hệ có cấu trúc nano sử dụng chất mang lipid

Để khắc phục các nhược điểm của hệ nano lipid rắn (hiện tượng tống thuốc khi lipid kết tinh ở dạng β, tỷ lệ phân tán trong pha nước từ 1% và cao nhất chỉ là 30%), hệ cấu trúc sử dụng chất mang lipid ra đời, sử dụng cả lipid lỏng phối hợp cùng với lipid rắn Vì sự khác nhau trong cấu trúc, chúng không thể trộn lẫn hoàn toàn để tạo tinh thể, cốt gồm nhiều lỗ hổng để chứa dược chất trong cấu tạo phân tử và các đám vô định hình Đây được coi như là hệ thứ 2 của hệ tiểu phân nano lipid Với cấu trúc của hệ, lipid rắn có thể trộn lẫn với lipid lỏng ở tỷ lệ từ 70:30 đến 99,9:0,1 Sự có mặt của lipid lỏng sẽ làm giảm nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp so với lipid rắn nhưng vẫn duy trì ở thể rắn tại nhiệt độ cơ thể Nồng độ của hệ trong pha phân tán có thể lên đến 95% (cao hơn hẳn so với hệ nano lipid rắn) Hệ này cũng được ứng dụng nhiều trong dược phẩm

cũng như mỹ phẩm [15], [22]

Fu-Qiang Hu và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano sử dụng chất mang lipid Acid stearic là lipid rắn được kết hợp với lipid lỏng là acid oleic với các tỉ lệ khác nhau Kết quả của nghiên cứu cho thấy, so với các mẫu SLNs thì NLCs cho các tiểu phân có kích thước nhỏ hơn và bề mặt của các hạt tiểu phân thì cầu hơn Hiệu suất mang thuốc và khả năng nạp thuốc có xu hướng tăng khi tăng lượng

acid oleic Các thử nghiệm in vitro của nghiên cứu cho thấy hệ NLCs có tỉ lệ giải

phóng thuốc cao ở giai đoạn đầu và duy trì ổn định kéo dài ở giai đoạn sau, có thể kiểm

soát được tỉ lệ giải phóng thuốc bằng cách điều chỉnh nồng độ lipid lỏng trong mẫu [13]

Hệ liên hợp dược chất và lipid

Hệ liên hợp dược chất – lipid được hình thành bằng cách tạo muối (với các acid béo) hoặc bằng các liên kết cộng hóa trị (với các ester hoặc ether) Sau đó hệ được nhũ hóa với dung dịch chất diện hoạt thân nước để tạo các tiểu phân nano sử dụng kỹ thuật đồng nhất ở áp suất cao [20]

1.2.2 Ưu nhược điểm của hệ tiểu phân nano lipid

Sử dụng hệ tiểu phân nano lipid mang lại nhiều ưu điểm [10], [15], [19]:

- Sử dụng các lipid sinh học làm giảm nguy cơ độc tính và hạn chế sử dụng dung môi hữu cơ trong quá trình bào chế

- Cải thiện sinh khả dụng các dược chất khó tan trong nước, tác dụng tại đích, tăng khả năng thấm qua da khi sử dụng đường dùng ngoài da, có khả năng kiểm soát giải phóng

- Có khả năng nâng cấp quy mô, dễ dàng cho quá trình tiệt khuẩn

- Bảo vệ các tá dược không bị thoái biến trong ruột và bảo vệ các dược chất nhạy cảm với môi trường

- Có độ ổn định tốt hơn liposome

Bên cạnh những ưu điểm, hệ tiểu phân nano lipid vẫn có những nhược điểm [10], [11]:

- Có sự kết tụ tiểu phân

- Có sự gel hóa khó dự đoán trước

- Có sự tống ngược thuốc sau khi polyme biến tính trong quá trình bảo quản

- Hệ phân tán chứa lượng nước lớn (70-80%)

1.2.3 Phương pháp bào chế

1.2.3.1 Đồng nhất hóa nhờ lực phân cắt lớn và siêu âm

Hai phương pháp này được áp dụng đầu tiên trong nghiên cứu bào chế SLNs vì các thiết bị này có sẵn trong phòng thí nghiệm, được sử dụng rộng rãi và dễ dàng thao

tác Trong phương pháp này, pha dầu đun chảy đã hòa tan dược chất được phối hợp từ

từ vào pha nước chứa chất nhũ hóa, sau đó khuấy tốc độ cao hoặc siêu âm ở nhiệt độ cao để hình thành hệ nano nhũ tương Để nguội hoặc làm lạnh trong điều kiện phù hợp sẽ hình thành các tiểu phân nano lipid [6],[19]

Ahlin và cộng sự đã sử dụng phương pháp đồng nhất hóa nhờ lực phân cắt lớn (sử dụng thiết bị rotor- stator) để bào chế hệ SLNs Tác giả đã nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số khác nhau như thời gian nhũ hóa, tốc độ khuấy, và điều kiện làm lạnh đến kích thước tiểu phân và thế zeta Kích thước tiểu phân trung bình nằm trong khoảng 100-200 nm với tốc độ khuấy 20.000-25.000 vòng/phút trong 8-10 phút và giai đoạn làm lạnh tốc độ khuấy là 5000 vòng/phút [19]

Tuy nhiên bào chế theo phương pháp này các tiểu phân có phân bố kích thước khá rộng, đôi khi xuất hiện hai hay nhiều đỉnh, chứng tỏ hệ tiểu phân kém đồng nhất [6]

1.2.3.2 Đồng nhất hóa ở áp suất cao

Là kỹ thuật đáng tin cậy và hiệu quả trong bào chế SLNs Kỹ thuật này dễ dàng áp dụng để sản xuất SLNs ở quy mô lớn, do vậy nó được nhiều công ty dược lựa chọn

Về nguyên tắc, trong thiết bị đồng nhất hóa ở áp suất cao, chất lỏng sẽ được đẩy qua một khe hẹp kích thước vài micromet dưới áp suất 100-2000 bar Có 2 kỹ thuật là đồng nhất nóng và đồng nhất lạnh Cả 2 kỹ thuật đều có bước chuẩn bị là đun chảy lipid ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy của lipid là 5-10°C rồi hòa tan hoặc phân tán dược chất vào pha lipid [6], [19], [23]

 Đồng nhất nóng

Đối với kỹ thuật này, dịch lipid chảy lỏng được phân tán vào pha nước chứa chất nhũ hóa Khuấy ở tốc độ cao để tạo thành tiền nhũ tương, sau đó chuyển sang đồng nhất ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy của lipid dưới áp suất cao, thường từ 500-

1500 bar trong 3-10 chu kỳ liên tiếp để giảm kích thước giọt dầu hình thành nano nhũ tương Để nguội ở nhiệt độ phòng hoặc làm lạnh tạo thành hệ tiểu phân nano lipid rắn [6],[19]

 Đồng nhất lạnh

Sau khi hòa tan hoặc phân tán dược chất trong lipid đã đun chảy, hỗn hợp được làm lạnh nhanh bằng băng khô hoặc nitrogen lỏng Tốc độ làm lạnh nhanh sẽ giúp dược chất phân tán đồng nhất trong cốt lipid Lipid rắn chứa dược chất được nghiền mịn thành bột kích thước 50-100 µm Phân tán bột vào pha nước chứa chất nhũ hóa ở nhiệt độ lạnh, sau đó đem đồng nhất hóa ở áp suất cao tại nhiệt độ phòng hoặc thấp hơn [6],[19]

1.2.3.3 Kỹ thuật khuếch tán dung môi

Hòa tan dược chất và lipid trong một dung môi hữu cơ đồng tan với nước, rồi phân tán vào pha nước chứa chất nhũ hóa Hiện tượng khuếch tán dung môi từ pha dầu ra pha nước dẫn đến hình thành tiểu phân nano lipid do lipid và dược chất kết tủa lại bên trong các thể micell Bốc hơi dung môi ở áp suất thấp sẽ thu được hệ tiểu phân nano lipid rắn [6], [9]

1.2.3.4 Kỹ thuật nhũ hóa - bốc hơi dung môi

Trong kỹ thuật này, lipid và dược chất được hòa tan trong dung môi hữu cơ không đồng tan với nước, sau đó được phân tán vào pha nước chứa chất nhũ hóa để tạo nhũ tương dầu trong nước Bốc hơi dung môi trước áp suất thấp, lipid và dược chất kết tủa tạo thành tiểu phân nano lipid rắn [6], [9]

1.2.3.5 Kỹ thuật bào chế đi từ vi nhũ tương

Vi nhũ tương được bào chế từ 10% lipid nóng chảy (ví dụ: acid stearic), 15% chất diện hoạt (ví dụ: Polysorbat 20, 60), 15% chất đồng diện hoạt (ví dụ: Poloxamer) Đầu tiên, lipid được đun chảy lỏng ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy của lipid 5-10°C, sau đó phân tán trong pha nước chứa chất diện hoạt và chất đồng diện hoạt ở nhiệt độ cao tạo thành vi nhũ tương dầu trong nước Tiếp tục pha loãng vi nhũ tương nóng trong nước lạnh (2-3°C) và kết hợp khuấy (tỷ lệ giữa vi nhũ tương và nước từ 1:25 đến 1:50) Sự thay đổi nhiệt độ nhanh sẽ làm cho lipid kết tinh đồng thời ngăn chặn sự kết tụ của các tiểu phân [9],[19]

1.2.3.6 Phương pháp đông tụ

Phương pháp này sử dụng muối kiềm của acid béo (phối hợp dược chất trong đó) Nguyên tắc bào chế dựa trên sự tương tác chậm giữa dung dịch micell của muối natri của acid béo và một dung dịch acid (dung dịch đông tụ), với sự có mặt của tác nhân

ổn định polyme có một đầu thân nước, một đầu kỵ nước Khi pH giảm, tiểu phân nano kết tủa [8]

Ngoài các phương pháp kể trên, kỹ thuật bào chế hệ tiểu phân nano lipid còn có các phương pháp [8]:

- Sử dụng chất lỏng siêu tới hạn

- Phương pháp tiếp xúc màng

- Phương pháp nhiệt độ đảo pha (phase inversion temperature)

- Phương pháp phun sấy

- Phương pháp phun tĩnh điện

1.2.4 Một số chỉ tiêu đánh giá các đặc tính của hệ tiểu phân nano lipid

1.2.4.1 Đánh giá về kích thước tiểu phân và phân bố kích thước tiểu phân

Nguyên tắc: KTTP được xác định bằng phương pháp tán xạ ánh sáng động Chiếu một chùm tia laser vào các hạt có kích thước khác nhau sẽ thu được mức độ tán

xạ ánh sáng khác nhau Bằng cách đo cường độ tán xạ có thể xác định được KTTP Phân bố kích thước tiểu phân cũng được dùng để đánh giá hệ tiểu phân nano thông qua chỉ số đa phân tán (PDI), chỉ số này càng gần 0 thì các tiểu phân trong hệ càng đồng đều

1.2.4.2 Đánh giá về thế zeta

Nguyên tắc: khi đặt một điện trường lên hệ, tiểu phân sẽ di chuyển về phía điện cực trái dấu với vận tốc tỷ lệ với thế zeta Tốc độ này được xác định vào việc phân tích chuyển động của tiểu phân thông qua ánh sáng tán xạ Thế zeta dựa vào độ nhớt môi trường và định luật Smoluchowski – Huckel

1.2.4.3 Đánh giá hình thái cấu trúc tiểu phân

Nguyên tắc: dùng chùm điện tử quét trên bề mặt mẫu nghiên cứu Viêc tạo ảnh được thực hiện thông qua việc ghi nhận và phân tích các bức xạ phát ra từ sự tương tác của chùm điện tử với bề mặt mẫu

1.2.5 Một số nghiên cứu về hệ tiểu phân nano lipid chứa Ibuprofen

Sriharsha Gupta Potta và cộng sự đã nghiên cứu bảo chế và đánh giá đặc tính của

hệ tiểu phân nano lipid rắn chứa IBP về khả năng tăng cường độ hòa tan Hệ tiểu phân nano lipid rắn được bào chế bằng kỹ thuật đồng nhất hóa ở áp suất cao Đầu tiên, lipid được nâng lên trên điểm nhiệt độ nóng chảy của lipid, hòa tan IBP vào lipid đã nóng chảy trên tạo hỗn hợp đồng nhất Tiến hành nhũ hóa hỗn hợp trên vào dung dịch chất diện hoạt (đã được làm nóng), dưới tác dụng của thiết bị đồng nhất hóa để tạo cấu trúc tiền nhũ tương Tiếp đó, sản phẩm được đưa vào thiết bị đồng nhất hóa ở áp suất cao (áp suất 500 bar, nhiệt độ 70°C trong 3 chu kỳ) để phân cắt tạo các tiểu phân có kích thước nhỏ hơn, cuối cùng, làm lạnh hệ để lipid kết tinh tạo nên các tiểu phân nano lipid rắn Nhóm nghiên cứu đã bào chế mẫu chỉ có lipid và mẫu chứa IBP và tiến hành xác định độ ổn định kích thước tiểu phân trong vòng 8 tháng Kỹ thuật phân tích nhiệt

vi sai và nhiễu xạ tia X được thực hiện để xác định trạng thái của IBP trong các mẫu

đã được đông khô IBP được tìm thấy cả ở dạng vô định hình và kết tinh trong cốt lipid Bột đông khô từ hệ SLNs làm tăng tỷ lệ hòa tan của IBP, độ tan phụ thuộc vào bản chất của lipid Công thức tối ưu cho các tiểu phân nano lipid rắn có kích thước tiểu phân cỡ nano (< 200 nm), hiệu suất mang thuốc cao (> 95%), độ ổn định của kích thước tiểu phân trên 8 tháng [21]

Alf Lamprecht và cộng sự đã nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano IBP sử dụng chất mang là lipid để điều trị giảm đau Lipid nano được bào chế theo phương pháp nhiệt độ đảo pha Đầu tiên, hòa tan IBP trong pha dầu chứa triglycerid (pha nội), tiến hành siêu âm trong 15 phút Chuẩn bị pha nước với các thành phần: Solutol HS15, NaCl, nước cất Tiếp tục nhũ hóa pha dầu vào pha nước, hệ được làm nóng bởi máy khuấy từ tới 85°C để đảm bảo đi qua nhiệt độ đảo pha (lần 1) Tiến hành làm lạnh đến nhiệt độ 55°C, khi đó, vùng nhiệt độ đảo pha được đi qua lần 2 Chu kỳ được lặp lại 2

lần, sau đó tiến hành thêm 5 ml nước cất (nhiệt độ 2°C) vào hệ Các công thức NLCs

được đánh giá về kích thước tiểu phân, thế zeta, EE, động học giải phóng thuốc in vitro … Công thức tối ưu thu được cho kết quả các tiểu phân nano lipid có kích thước

từ 45-60 nm, kích thước trung bình của NLCs chịu ảnh hưởng chính của hàm lượng IBP trong pha dầu, đồng thời cũng chỉ ra EE cao trong khoảng từ 94-98% [16]

Ở Việt Nam, mặc dù chưa có nghiên cứu sâu nào về hệ tiểu phân nano lipid chứa IBP, tuy nhiên có nhiều đề tài liên quan đến bào chế hệ tiểu phân nano lipid rắn Thạc

sỹ Ngô Thị Thu Trang tại trường đại học Dược Hà Nội đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu bào chế tiểu phân nano lipid rắn chứa vitamin K1” Hai phương pháp được tác giả

sử dụng là siêu âm – khuấy từ và phương pháp đồng nhất hóa nhờ lực phân cắt lớn

Hệ SLNs tạo ra có các tiểu phân kích thước nhỏ (<100 nm), mức độ đồng đều cao, EE lớn (99,95%) Sau đó SLNs được phối hợp vào gel hướng đến đường dùng ngoài da Kết quả của nghiên cứu đã chỉ ra việc bào chế vitamin K1 dạng nano và phối hợp vào gel sẽ làm tăng độ ổn định vật lý cho SLNs và thuận tiện trong sử dụng [5] Dược sĩ

Lê Thị Hương Mai với đề tài “Nghiên cứu bào chế tiểu phân nano lipid rắn MAFENID” [4] Bằng kỹ thuật nhũ hóa kép, đã bào chế thành công hệ tiểu phân nano lipid rắn với dược chất thân nước là Mafenid Đặc biệt, Thạc sỹ Nguyễn Thị Thùy Trang đã có nghiên cứu bào chế hệ SLNs với dược chất cùng nhóm NSAIDs với IBP

là Natri Diclofenac Tác giả đã tiến hành nghiên cứu sự ảnh hưởng của loại LP, loại CNH, nồng độ CNH, tỷ lệ DC - phospholipd….lên các đặc tính của hệ SLNs và tìm được công thức tối ưu để phối hợp vào gel Kết quả của nghiên cứu đã bào chế ra được 3 hệ gel từ 3 hệ SLNs phù hợp nhất cho thể chất đẹp, đồng nhất, mịn Hàm lượng dược chất trong gel so với lý thuyết cao (>80%) Lượng dược chất thấm qua da

và lưu giữ trên da được tiến hành thí nghiệm so sánh với sản phẩm Voltaren Emulgel trên thị trường và cho kết quả tốt Khả năng chống viêm của hệ gel kéo dài đến 24 giờ, có tác dụng kéo dài hơn so với sản phẩm trên thị trường với cùng dược chất [7]

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị

2.1.1 Nguyên vật liệu

Bảng 2.1 Nguyên vật liệu sử dụng trong quá trình bào chế

3 Alcol cetylic Singapore USP 38 – NF 33

4 Alcol cetostearic Thái lan USP 38 –NF 33

11 Dinatrihydrophosphat Trung Quốc TKHH

15 Màng da lưng chuột nhắt Chuột nhắt khối lượng 20 – 25 g, do

viện vệ sinh dịch tễ cung cấp

16 Túi thẩm tích Membrane Cel, Chicago, IL, USA

Bảng 2.2 Nguyên liệu, tá dược sử dụng trong kiểm nghiệm

HPLC

2.1.2 Thiết bị sử dụng

- Máy khuấy từ IKA RH basic 1 (Đức)

- Máy siêu âm Sonics Vibra-cell VCX-500 (Mỹ)

- Cân phân tích Sartorius (Đức)

- Máy ly tâm lạnh HERMLE Labortechnik GmbH-Z326 (Đức)

- Máy thử giải phóng thuốc qua màng Hanson Research (Đức)

- Ống siêu ly tâm Milipore®

UFC801008 Amicon® với màng cellulose Ultracel®

10 kích thước 10 000 Dalton (Mỹ)

- Máy đo thế zeta và xác định phân bố kích thước tiểu phân Zetasizer Nano ZS90 Malvern (Anh)

- Hệ thống HPLC Agilent 1260 (Đức)

- Bể siêu âm Wiseclean WUC-A06H (Hàn Quốc)

- Máy đo pH Mettler toledo (Đức)

- Máy lắc điều nhiệt Shaker Incubator, LSI-100B (Nhật bản)

- Bể điều nhiệt

- Các thiết bị khác (cốc có mỏ, pipet, bình định mức, vial…)

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của các thành phần công thức, quy trình đến đặc

tính của hệ tiểu phân nano lipid rắn bào chế được

Các yếu tố thuộc thành phần công thức khảo sát gồm có:

- Loại lipid

- Loại chất nhũ hóa

- Nồng độ chất nhũ hóa

- Tỉ lệ dược chất : lipid

- Ảnh hưởng của lipid lỏng

Các yếu tố quy trình được khảo sát gồm có:

- Thời gian siêu âm

- Cường độ siêu âm

 Dựa trên các chỉ tiêu về KTTP, PDI, EE và cùng với sự thuận lợi trong quá trình bào chế để lựa chọn ra các thành phần công thức và quy trình phù hợp nhất

2.2.2 Đánh giá một số đặc tính của hệ tiểu phân nano lipid Ibuprofen bào chế

được

- Kích thước tiểu phân, hệ số đa phân tán (PDI)

- Hiệu suất mang thuốc (EE), khả năng nạp thuốc (LC)

- Phần trăm IBP khuếch tán tích lũy theo thời gian qua màng cellulose acetat 0,2

µm, màng da lưng chuột nhắt, túi thẩm tích (với các công thức tốt nhất)

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp bào chế

Qua tham khảo các tài liệu [21], [26] và điều kiện thiết bị tại phòng thí nghiệm, tiến hành bào chế hệ tiểu phân nano lipid IBP bằng phương pháp đồng nhất hóa nhờ siêu âm

 Cách tiến hành

- Chuẩn bị pha dầu: đun chảy lipid (sử dụng bể điều nhiệt, nhiệt độ khoảng

65-75°C), hòa tan IBP vào lipid đã đun chảy ở trên

- Chuẩn bị pha nước: dung dịch chất nhũ hóa với nồng độ phù hợp (50 ml), nâng

lên nhiệt độ tương tự pha dầu (70 - 80°C)

- Giai đoạn nhũ hóa: nhỏ từ từ pha dầu vào pha nước, tiến hành đồng nhất hóa trên

thiết bị siêu âm Sonics Vibra-cell VCX-500 với thời gian và cường độ thích hợp, kết

hợp khuấy từ để hình thành nhũ tương dầu/nước Trong quá trình phối hợp, đặt cốc

đựng pha dầu vào trong một cốc có mỏ khác có nước nóng ở trong để duy trì nhiệt độ

của pha dầu tránh lipid kết tinh

- Giai đoạn hình thành các tiểu phân nano lipid: hệ được làm nguội bằng cách để

yên ở nhiệt độ phòng sau khi bào chế, các lipid sẽ kết tinh lại hình thành các tiểu phân

nano trong cốt lipid rắn

Hình 2.1 Sơ đồ bào chế hệ tiểu phân nano lipid rắn IBP bằng phương pháp đồng nhất

hóa nhờ lực siêu âm

Phân tán CNH vào nước cất TK

Hòa tan IBP vào lipid đã đun chảy

Pha nước (70- 80°C)

Pha dầu (65 - 75°C)

Nhũ tương

Hệ tiểu phân nano lipid rắn

Nhỏ giọt từ từ

Bể điều nhiệt

Đồng nhất

hóa

Để nguội về nhiệt độ phòng (20 -25°C)

2.3.2 Các phương pháp đánh giá đặc tính hệ tiểu phân nano lipid Ibuprofen

2.3.2.1 Phương pháp định lượng Ibuprofen trong hệ tiểu phân nano lipid rắn

Qua tham khảo dược điển Việt Nam IV [3], và các khảo sát sơ bộ cùng với điều kiện trên thực tế, lựa chọn phương pháp định lượng dược chất bằng phương pháp sắc

ký lỏng hiệu năng cao HPLC với các điều kiện cụ thể như sau:

- Pha động: ACN - acid phosphoric 0,01M (70:30) Dung dịch acid phosphoric

0,01M được lọc qua màng lọc kích thước lỗ lọc 0,45µm

- Cột sắc ký Zorbax Eclipse XBD C8 250 4,6 mm, kích thước hạt nhồi 5 µm

- Thể tích tiêm mẫu 20 µl

- Tốc độ dòng 1,5 ml/phút

- Dectector UV, bước sóng 224 nm

Xây dựng đường chuẩn biểu thị mối quan hệ giữa diện tích pic và nồng độ dược chất

Mẫu chuẩn: Cân chính xác khoảng 100,0 mg nguyên liệu IBP, hòa tan trong vừa

đủ 100 ml hỗn hợp pha động thu được dung dịch gốc (1000 µg/ml) Từ dung dịch gốc trên pha loãng bằng pha động thành các dung dịch chuẩn có nồng độ 50, 100, 150,

200, 250 µg/ml, lọc dung dịch chuẩn qua màng lọc kích thước lỗ lọc 0,45µm, tiến hành định lượng dãy dung dịch chuẩn trên, từ đó, dựng đường chuẩn biểu thị mối quan hệ giữa diện tích pic và nồng độ dược chất

2.3.2.2 Xác định kích thước và phân bố kích thước tiểu phân (PDI)

Nguyên tắc: kích thước tiểu phân được xác định bằng phương pháp tán xạ lase Khi chiếu chùm tia lase vào các hạt có kích thước khác nhau sẽ thu được mức độ tán xạ ánh sáng khác nhau Dựa vào độ tán xạ của chùm tia sau khi va chạm vào hạt, ta có thể tính được kích thước hạt theo thuyết Mie

Tiến hành: hút 1ml hệ cho vào ống nghiệm, pha loãng 10 lần bằng nước cất (để cho tốc độ đếm count rate trong khoảng 200-400 kcps) Tiến hành đo mẫu trên máy Zetasier, sử dụng cuvet nhựa

2.3.2.3 Phương pháp xác định hiệu suất mang thuốc, khả năng nạp thuốc của tiểu phân nano lipid

Hiệu suất mang thuốc (EE) được xác định bằng phương pháp gián tiếp, thông qua hàm lượng dược chất tự do và hàm lượng dược chất toàn phần Để định lượng hàm lượng dược chất tự do và toàn phần, phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC được sử dụng [3]

 Hàm lượng dược chất tự do

- Mẫu chuẩn: Cân chính xác khoảng 50,00 mg nguyên liệu IBP, hòa tan trong vừa

đủ 100 ml hỗn hợp pha động thu được dung dịch gốc (500 µg/ml) Từ dung dịch trên pha loãng 5 lần bằng pha động thành dung dịch chuẩn có nồng độ 100 µg/ml, lọc dung dịch chuẩn qua màng lọc kích thước lỗ lọc 0,45 µm

- Mẫu thử: Hút khoảng 2 ml hệ tiểu phân nano lipid bào chế được, cho vào phần thân của ống siêu ly tâm Milipore® UFC801008 Amicon®, ly tâm ở tốc độ 5000 vòng/phút, nhiệt độ 25°C, trong khoảng 30 phút Sau ly tâm, lấy phần dịch trong ở đáy ống, pha loãng đến nồng độ trong khoảng tuyến tính, lọc qua màng 0,45µm

- Tiến hành định lượng mẫu chuẩn và mẫu thử, thu được diện tích pic tương ứng Hàm lượng dược chất tự do trong mẫu thử được xác định bằng công thức

Ctd

Trong đó D là hệ số pha loãng của mẫu thử

Ctd ,Cc là nồng độ của dung dịch thử và dung dịch chuẩn (µg/ml)

Std, Sc là diện tích của mẫu thử và mẫu chuẩn (mAu.s)

 Hàm lượng dược chất toàn phần

- Mẫu chuẩn: chuẩn bị tương tự như mục xác định hàm lượng dược chất tự do

- Mẫu thử: Hút chính xác 1ml hệ tiểu phân nano lipid bào chế cho vào bình định mức 50 ml, đun cách thủy ở 60°C trong khoảng 20 phút để hệ được phá vỡ cấu trúc hoàn toàn Thêm khoảng 30 ml ethanol, duy trì nhiệt độ hệ trong khoảng 60°C trong

30 phút để hòa tan các thành phần của hệ, làm nguội về nhiệt độ phòng, bổ sung vừa

đủ thể tích ethanol, làm lạnh bằng nước đá để các lipid hóa rắn lại Tiến hành ly tâm ở tốc độ 5000 vòng/phút trong 10 phút, hút lấy dịch trong, lọc qua màng 0,45µm

- Tiến hành định lượng mẫu thử và mẫu chuẩn, thu được diện tích pic tương ứng Hàm lượng dược chất toàn phần trong mẫu thử được xác định theo công thức:

Ctp

Trong đó: D là hệ số pha loãng của mẫu thử

Ctp ,Cc là nồng độ của dung dịch thử và dung dịch chuẩn (µg/ml)

Stp, Sc là diện tích của mẫu thử và mẫu chuẩn (mAu.s)

 Công thức tính hiệu suất mang thuốc (EE)

EE (%) =

Trong đó EE: Hiệu suất mang thuốc (%)

mNano: khối lượng của IBP được tạo thành trong hệ tiểu phân nano (mg)

mHệ: khối lượng của hệ nano (tổng khối lượng dược chất và tá dược sử dụng bào chế nano (mg)

2.3.3.4 Phương pháp đánh giá lượng dược chất giải phóng từ hệ tiểu phân nano lipid

Qua tham khảo tài liệu [26] và xét đến điều kiện cơ sở hiện có, lượng dược chất giải phóng từ hệ tiểu phân nano lipid được đánh giá qua lượng dược chất thấm qua màng cellulose acetat 0,2 µm và qua màng da lưng chuột nhắt (chỉ tiến hành với các

công thức tốt nhất)

 Điều kiện thử

- Thiết bị: hệ thống thử giải phóng qua màng Hanson Research