Nghiên cứu bào chế hệ gel chứa nano lipid ibuprofen

Hệ tiểu phân có kích thước nano, đặc biệt hệ tiểu phân nano lipid rắn ngoài ưu điểm như độ ổn định vật lý cao, bảo vệ dược chất kém bền khỏi phân hủy hóa học, kiểm soát giải phóng dược c

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ HỆ GEL CHỨA

NANO LIPID IBUPROFEN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI - 2017

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ HỆ GEL CHỨA

NANO LIPID IBUPROFEN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn

Ngọc Chiến - người thầy đã luôn hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho

tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành khóa luận này, cùng các anh chị Viện Công nghệ Dược phẩm Quốc gia- những người đã luôn giúp đỡ, dìu dắt tôi

từ những ngày đầu làm nghiên cứu khoa học, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình làm thực nghiệm và hoàn thành khóa luận

Tôi cũng xin cảm ơn Ban giám hiệu, các phòng ban, các thầy cô giáo và cán bộ nhân viên trường Đại học Dược Hà Nội - những người đã dạy bảo, truyền đạt những kiến thức quý báu, tình yêu nghề nghiệp, luôn giúp đỡ tôi trong suốt 5 năm học tập tại đây Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân và bạn bè,

đặc biệt là em Dương Tiến Anh đã luôn chia sẻ buồn vui, giúp đỡ và khích lệ tôi

trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Dược Hà Nội

Hà Nội, ngày 4 tháng 5 năm 2017

Sinh viên

Lê Thị Ngọc

MỤC LỤC Trang

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ, CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ĐẶT VẤN ĐỀ 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 2

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 nanolipid 3

1.2.1 Phân loại, đặc điểm 3

1.2.2 Ưu nhược điểm của hệ tiểu phân nano lipid 5

1.2.3 Phương pháp bào chế 6

1.3 Tổng quan về các dạng thuốc dùng ngoài da 7

1.3.1 Cream 7

1.3.3 Thuốc mỡ tra mắt 8

1.3.4 Gel 8

1.3.5 Hệ trị liệu qua da 9

1.3.6 Ưu nhược điểm của đường dùng ngoài da 9

1.4 Ứng dụng nano lipid rắn vào đường dùng ngoài da 10

1.5 Một số nghiên cứu về hệ tiểu phân Nano Ibuprofen ứng dụng vào hệ đưa thuốc qua da. 11

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

2.1 Đối tượng nghiên cứu, nguyên vật liệu, thiết bị 14

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 14

2.1.2 Nguyên vật liệu 14

2.1.3 Thiết bị sử dụng 15

2.2 Nội dung nghiên cứu 15

2.2.1 Đánh giá một số đặc tính của hệ tiểu phân nano Ibuprofen 15

2.2.2 Xây dựng công thức gel từ hệ tiểu phân nano chứa Ibuprofen 15

2.3 Phương pháp nghiên cứu 16

2.3.1 Phương pháp bào chế hệ tiểu phân nano lipid rắn chứa Ibuprofen 16

2.3.2 Các phương pháp đánh giá đặc tính hệ tiểu phân nano lipid Ibuprofen 16

2.3.3 Phương pháp bào chế hệ gel nano lipid Ibuprofen 20

2.3.4 Phương pháp đánh giá hệ gel chứa tiều phân nano lipid Ibuprofen 21

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 25

3.1 Đường chuẩn biểu thị mối quan hệ giữa mật độ quang, diện tích pic và nồng độ Ibuprofen 25

3.2 Kết quả khảo sát các thông số của hệ tiểu phân nano lipid chứa Ibuprofen 26

3.3 Xây dựng công thức gel từ hệ tiểu phân nano chứa Ibuprofen 28

3.3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của loại tá dược tạo gel đến khả năng giải phóng dược chất từ hệ gel 28 3.3.2 Khảo sát nồng độ tá dược tạo gel 31 3.3.3 Ảnh hưởng của chất tăng thấm đến khả năng giải phóng dược chất 33 3.3.4 Ảnh hưởng của nồng độ chất tăng thấm đến khả năng giải phóng dược chất qua màng 35 3.4 Đánh giá một số tính chất của hệ gel tốt nhất 35

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Một số dạng bào chế lưu hành trên thị trường của IBP 3

Bảng 2.1 Các nguyên liệu sử dụng trong bào chế 14

Bảng 2.2 Nguyên liệu, tá dược dùng trong kiểm nghiệm 14

Bảng 3.1 Mối tương quan giữa mật độ quang và nồng độ IBP 25

Bảng 3.2 Mối tương quan giữa diện tích pic và nồng độ IBP 25

Bảng 3 3 Thành phần công thức nano lipid rắn chứa Ibuprofen 26

Bảng 3.4 Kết quả đánh giá của công thức 1 27

Bảng 3.5 Phần trăm khuếch tán dược chất từ hệ nano lipid 27

Bảng 3.6 Thành phần các công thức khảo sát loại tá dược tạo gel 29

Bảng 3.7 Phần trăm giải phóng dược chất từ các hệ gel (n = 3) 29

Bảng 3.8 Thành phần các công thức khảo sát nồng độ Cb 934 (n = 3) 31

Bảng 3.9 Phần trăm giải phóng dược chất từ các hệ gel có nồng độ khác nhau (n=3) 32

Bảng 3.10 Thành phần các công thức khảo sát loại chất tăng thấm ( n = 3) 33

Bảng 3.11 Phần trăm dược chất giải phóng từ các hệ gel sử dụng các loại chất gây thấm khác nhau (n = 3) 33

Bảng 3.12 Thành phần các công thức khảo sát nồng độ Glycerin 35

Bảng 3.13 Phần trăm giải phóng dược chất qua màng khi sử dụng các nồng độ chất tăng thấm khác nhau (n = 3) 35

Bảng 3.14 Thành phần hệ SNL tối ưu 37

Bảng 3.15 Kết quả khảo sát đặc tính của một số công thức SLN tối ưu (n = 3) 37

Bảng 3.16 Các thông số thành phần tối ưu nhất cho công thức bào chế gel từ hệ tiểu phân nano lipid rắn 37

Bảng 3.17 Kết quả hình thức, độ nhớt, hàm lượng dược chất trong các hệ gel Gel 8, Gel 12, Gel 13 (n = 3) 38

Bảng 3.18 Lượng dược chất thấm qua mảng da lưng chuột nhắt sau 6 giờ (n = 3) 38 Bảng 3.19 Phần trăm dươc chất thấm qua mảng da lưng chuột nhắt sau 6 giờ 38

Bảng 3.20 Lượng dược chất lưu giữ trên da sau 6 giờ của các công thức gel 39

Bảng 3.21 Kích thước tiểu phân của các công thức gel 40

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1 Đường chuẩn biểu thị mối liên quan giữa mật độ quang và nồng độ IBP 25 Hình 3.2.Đường chuẩn biểu thị mối tương quan giữa diện tích pic và nồng độ IBP26 Hình 3.3 Đồ thị thể hiện phần trăm IBP khuếch tán qua màng cellulose acetat 27 Hình 3.4 Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của loại tá dược tạo gel đến khả năng giải phóng dược chất qua màng theo thời gian 30 Hình 3.5 Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của nồng độ Cb 934 đến khả năng giải phóng dược chất qua màng theo thời gian 32 Hình 3.6 Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của chất gây thấm đến khả năng giải phóng dược chất qua màng theo thời gian 34 Hình 3.7 Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của nồng độ Glycerin tới khả năng giải phóng dược chất qua màng theo thời gian 36 Hình 3.8 Đồ thị thể hiện phần trăm dược chất thấm qua da theo thời gian của các công thức gel 39 Hình 3.9 Lượng dược chất lưu giữ trên da sau 6 giờ của các công thức gel 39

HPLC High Performance Liquid Chomatography – Sắc ký lỏng hiệu

năng cao HPMC LV

100

Hydropropyl Methyl Cellulose Low Viscosity 100

Na CMC Natri Carboxymethyl Cellulose

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

chất mang lipid PDI Polydispersity Index – Chỉ số đa phân tán

SLNs Solid lipid nanoparticles – Hệ tiểu phân nano lipid rắn

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 nghệ 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 ngoài ưu điểm như độ ổn định vật lý cao, bảo vệ dược chất kém bền khỏi phân hủy hóa học, kiểm soát giải phóng dược chất, dễ dàng mở rộng quy mô… mà còn là dạng bào chế được ứng dụng trong nhiều đường đưa thuốc như đường tiêm, qua niêm mạc mũi, qua phổi, qua niêm mạc mắt, qua da, trực tràng… Ibuprofen là một thuốc chống viêm không steroid (NSAIDs), đồng phân racemic của Ibuprofen là chất ức chế enzym cyclooxygenase (COX) không chọn lọc Ibuprofen được sử dụng rộng rãi như là một NSAIDs lành tính trong các liệu pháp điều trị đau sau phẫu thuật, thấp khớp và viêm khớp dạng thấp Thuốc có nhiều dạng bào chế (đường uống, đường tiêm…) trong đó dạng gel dùng qua da dễ sử dụng, không gây kích ứng dạ dày như đường uống và có tác dụng khu trú tại chỗ tốt đối với các bệnh về khớp

Ở Việt Nam, IBP có nhiều dạng bào chế nhưng chủ yếu đưa dưới dạng uống và tiêm Chế phẩm dùng ngoài da có thể kể đến dạng gel, tuy nhiên hàm lượng mới đạt 5%, tối đa là 10% và chưa có chế phẩm dạng nano Do đó việc nghiên cứu chế phẩm dùng ngoài da ứng dụng công nghệ nano là một hướng đi mới, giúp tận dụng được các ưu điểm của hệ tiểu phân nano

Tiếp tục đề tài “Nghiên cứu bào chế hệ nano lipid rắn chứa Ibuprofen” của dược

sỹ Nguyễn Thị Thúy, sinh viên K66, Đại học Dược Hà Nội, chúng tôi tiếp tục tiến

hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu bào chế hệ gel chứa nano lipid Ibuprofen” với

các mục tiêu sau:

1 Bào chế được hệ gel chứa nano lipid Ibuprofen

2 Đánh giá được một số đặc tính của hệ gel nano 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 [2], [23]

1.1.2 Tính chất lý hóa

- IBP tồn tại ở dạng bột kết tinh trắng hoặc tinh thể không màu, mùi vị nhẹ [4], [19]

- 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 [34]

- Nhiệt độ nóng chảy: 75ºC - 78ºC [20], [34]

- IBP có tính acid yếu (Pka = 5.3) [20]

- Thuộc nhóm II theo phân loại BCS, tính thấm tốt và độ hòa tan kém

1.1.3 Độ ổn định

IBP bền vững ở nhiệt độ 110℃ ít nhất 4 ngày trong điều kiện không có oxy IBP

có 2 đồng phân quang học Ở trạng thái không ổn định, đồng phân R (-) không có hoạt tính trở thành dạng có hoạt tính R (+) [20]

- Viêm đau 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 [1], [3]

1.1.5 Chống chỉ định

Không dùng IBP trong các trường hợp sau:

- Mẫn cảm với các IBP, aspirin hoặc 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 [1], [3]

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

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

1.2 Tổng quan về hệ tiểu phân nanolipid

1.2.1 Phân loại, đặc điểm

Trong các thập niên gần đây, các nghiên cứu về hệ tiểu phân nano lipid đã mang lại nhiều thành công đáng chú ý Hệ đầu tiên được đưa vào ứng dụng trong lĩnh vực

này là hệ tiểu phân nano lipid rắn (SLNs), tiếp theo sau đó là các hệ tiểu phân có cấu trúc nano sử dụng chất mang lipid (NLSs) và hệ liên hợp dược chất lipid (LDCs)

Hệ tiểu phân nano lipid rắn

Các thử nghiệm đầu tiên đã 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 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 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 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 [33]

Cấu tạo của hệ 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 sử dụng là những lipid không độc với cơ thể và có cấu tạo gần giống với lipid sinh học Lipid bao gồm nhiều loại: các dẫn chất của glycerin (tritearin, glyceryl monostearat…), acid béo (acid stearic), steroid (cholesterol), sáp (cetyl palmitat) Loại chất nhũ hóa hay dùng như Poloxamer, Polysorbat, Lecithin… Sự phối hợp nhiều chất nhũ hóa có hiệu quả trong sự ngăn chặn sự kết tủa của các tiểu phân hơn là sử dụng 1 chất nhũ hóa [26]

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 lipid rắn Vì sự khác nhau trong cấu trúc, chúng không thể trộn lẫn hoàn toàn tạo tinh thể, cốt lipid gồm nhiều lỗ hổng để chứa dược chất trong có cấu tạo phân tử và các đám

vô định hình Đây được coi là hệ thứ hai của tiểu phân nano lipid Với cấu trúc của

hệ, lipid rắn có thể trộn lẫn với lipid lỏng ở các tỉ 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 [18], [31]

Hệ liên hợp dược chất và lipid

Hệ liên hợp dược chất – lipid được hình thành bằng cách tạo muối (với các acid mạnh 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 [26]

1.2.2 Ưu nhược điểm của hệ tiểu phân nano lipid

Sử dụng hệ tiểu phân nano lipid mang lại nhiều ưu điểm [14], [18], [28]:

- 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 của 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 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

Tuy nhiên, hệ tiểu phân nano lipid vẫn tồn tại một số nhược điểm [14], [15]:

- Có sự kết tụ tiểu phân

- Có sự gel hóa khó dự đoán trước

- Có sự tống thuốc ngược 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

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 [7]

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 100-200 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 5-10℃ rồi hòa tan dược chất vào pha lipid [7], [26], [32]

1.2.3.2 Kỹ thuật khuếch tán dung môi

Hòa tan dược chất và lipid trong một dung môi hữu cơ đồng tan với nước (alcol benzylic…), sau đó 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 tủa lại bên trong các thể micelle mà không cần nhiều tác dụng cơ học Bốc hơi dung môi ở áp suất thấp sẽ thu được hệ tiểu phân nano lipid rắn [7], [13]

1.2.3.3 Kỹ thuật nhũ hóa - bốc hơi dung môi

Lipid và dược chất được hòa tan trong dung môi hữu cơ không đồng tan với nước (ví dụ cyclohexan, cloroform…) sau đó được phân tán vào pha nước chứa chất nhũ hóa dưới tác động của lực cơ học như lực siêu âm để tạo nhũ tương dầu trong nước,

hệ được duy trì ở nhiệt độ thấp để tránh bốc hơi dung môi trong quá trình tác động lực Dung môi hữu cơ được bốc hơi khỏi hệ nhờ nhiệt hoặc khuấy trộn liên tục, tiểu phân nano được hình thành nhờ sự thay đổi của dung môi [7], [13]

Ngoài các phương pháp kể trên, để bào chế tiểu phân nano lipid còn sử dụng các biện pháp sau:

- Nhũ hóa - khuếch tán dung môi

- Bào chế đi từ vi nhũ tương

- Phương pháp đông tụ

- Sử dụng chất lỏng siêu tới hạn

- Phương pháp tiếp xúc màng

- Phương pháp nhiệt độ đảo pha

- Phương pháp phun sấy

- Phương pháp phun tĩnh điện

1.3 Tổng quan về các dạng thuốc dùng ngoài da

Các thuốc dùng tại chỗ ngoài da đươc chia thành hai loại chung: các thuốc dùng cho tác dụng tại chỗ và tác dụng toàn thân Tác dụng tại chỗ bao gồm bên trong hoặc trên bề mặt da, một số thuốc có tác dụng trên lớp vỏ sừng, số khác lại gây ra tác dụng trên lớp biểu bì hoặc hạ bì Các dạng thuốc phổ biến thuộc danh mục trên bao gồm cream, gel, thuốc mỡ, miếng dán, hỗn dịch, lotion, các thuốc dạng bọt dạng xịt, khí dung và dung dịch [35]

1.3.1 Thuốc dán

Thuốc dán được bào chế bằng cách hòa tan nitrocellulose trong aceton, một số trường hợp có thêm alcol Khi dung môi dễ bay hơi bốc hơi sẽ để lại một màng film mỏng trên da Việc sử dụng dạng thuốc này phụ thuộc vào dạng bào chế của màng bảo vệ, vì vậy màng film cần bền, khả năng bám dính cao và mềm dẻo [34]

để đưa thuốc tới bề mặt hoặc các lớp bên ngoài của da, trực tràng và âm đạo Cream

thường mềm hơn thuốc mỡ và được ưa chuộng hơn vì chúng dễ rửa sạch và dễ lan rộng trên vùng cần hấp thu [29]

1.3.3 Thuốc mỡ tra mắt

Được xếp vào nhóm các chế phẩm dùng cho nhãn khoa: là thuốc mỡ dùng cho mắt, đáp ứng yêu cầu của chế phẩm dùng trong nhãn khoa, sản xuất trong điều kiện vô khuẩn và thành phẩm phải bắt buộc thử độ vô khuẩn Khi được sử dụng trên mắt, thuốc mỡ tra mắt sẽ được lưu giữ tại túi kết mạc trong thời gian dài hơn so với các loại dung dịch, hỗn dịch nhỏ mắt khác, giúp cải thiện tính thấm của dược chất qua các mô Dạng thuốc này thường được sử dụng vào ban đêm vì chúng có thể lan rộng trên toàn bộ bề mặt giác mạc và kết mạc, gây hạn chế tầm nhìn [29]

- Gel tạo thành từ các phân tử hữu cơ là các hệ thống đơn pha, không thấy ranh giới vật lý rõ ràng giữa pha phân tán và môi trường phân tán

Trong hầu hết các trường hợp, môi trường phân tán là nước, tuy nhiên các hydroalcoholic hoặc môi trường phân tán dầu cũng được sử dụng trong một số trường hợp Không giống như các hệ phân tán như hỗn dịch và nhũ tương, sự dịch chuyển của pha phân tán bị hạn chế trong gel do các đại phân tử hữu cơ hòa tan hoặc mạng

ba chiều của các hạt vô cơ

1.3.4.2 Phân loại

Gel được chia thành hydrogel và organogel dựa trên thể chất của tá dược tạo gel trong pha phân tán Hydrogel được bào chế từ các tá dược tan trong nước hoặc phân

tán được trong nước Organogel chứa các tá dược tạo gel không tan trong nước hoặc thân dầu [29]

Hydrogel được bào chế từ các gum tự nhiên hoặc tổng hợp như tragacanth, sodium

alginate, và pectin, các tá dược vô cơ như alumina, bentonite, silica, và veegum, một

số tá dược hữu cơ như các polyme cellulose Chúng có thể phân tán thành các hạt keo nhỏ trong pha nước hoặc tan hoàn toàn trong nước để tạo thành cấu trúc gel [29]

Organogel sử dụng các lipid không tan trong nước như ester glycerol của acsid béo

trương nở trong nước tạo thành các tinh thể lỏng khác nhau Các ester glycerol được

sử dụng rộng rãi gồm monooleate glycerol, glycerol monopalmito stearate, và monolinoleat glycerol Chúng thường tồn tại dạng sáp ở nhiệt độ phòng và hình thành các tinh thể lỏng trong nước qua đó làm tăng độ nhớt của gel [29]

1.3.4 Hệ trị liệu qua da

Là dạng thuốc đặc biệt, dùng dán ngoài da (da nguyên lành), được thiết kế sao cho dược chất có thể giải phóng, hấp thụ qua da vào hệ mạch theo mức độ và tốc độ xác định [36]

1.3.5 Ưu nhược điểm của đường dùng ngoài da

Ưu điểm của đường dùng thuốc ngoài da là bệnh nhân có thể tự sử dụng một cách

dễ dàng mà không cần sự hỗ trợ của cán bộ y tế Hơn thế nữa, đường đưa thuốc này còn có thể duy trì nồng độ thuốc ổn định mà không phải dùng nhiều lần, hạn chế hiện tượng đáy đỉnh so với đường uống, các thuốc có thời gian bán thải ngắn có thể được vận chuyển một cách dễ dàng Do đó, cải thiện sự tuân thủ của bệnh nhân, đặc biệt là khi phải điều trị dài ngày, như trong các bệnh đau mạn tính hoặc điều trị cai nghiện thuốc [35] Các ưu điểm khác của hệ trị liệu qua da bao gồm:

- Tránh được chuyển hóa bước một qua gan và acid dạ dày đối với các thuốc có sinh khả dụng kém, giúp giảm liều qua đó tránh được các tổn thương gan và tác dụng không mong muốn

- Kinh tế hơn khi so sánh với các liệu pháp khác như miếng dán giải phóng dược chất từ 1-7 ngày

- Có thể sử dụng nhiều lần, việc đưa thuốc theo nhu cầu hoặc theo các tỉ lệ khác nhau có thể được thực hiện nhờ các hệ thống được lập trình sẵn, đem lại nhiều lợi ích

so với dạng miếng dán truyền thống

- Hệ trị liệu qua da cho phép sử dụng các thuốc tương đối mạnh với ít nguy cơ độc tính toàn thân nhất

- Dễ dàng loại bỏ trong trường hợp có độc tính [35]

Tuy nhiên đường đưa thuốc này vẫn tồn tại một số nhược điểm như:

- Không áp dụng được cho tất cả các dược chất

- Không dùng được với các thuốc yêu cầu nồng độ trong máu cao

- Dược chất hoặc dạng bào chế có thể gây mẫn cảm, kích ứng và phải được đánh giá

ở giai đoạn sớm của quá trình bào chế

- Quá trình sản xuất yêu cầu các thiết bị chuyên môn, có thể đẩy giá thành lên cao hơn so với các dạng bào chế thông thường

- Tồn tại khoảng thời gian lag để dược chất có thể thấm qua da vào vòng tuần hoàn chung, vì vậy không phù hợp cho các thuốc yêu cầu tác dụng nhanh [34]

1.4 Ứng dụng nano lipid rắn vào đường dùng ngoài da

Hệ tiểu phân nano lipid được ứng dụng trong nhiều đường đưa thuốc như đường tiêm, qua niêm mạc mũi, phổi, niêm mạc mắt, da, trực tràng… Ngoài ra, nó còn được ứng dụng trong liệu pháp điều trị ung thư, điều trị lao, trong vector chuyển gen, vaccine Trong đó với những ưu điểm của mình, hệ tiểu phân nano ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các hệ đường dùng qua da (gel, dung dịch bôi, hệ trị liệu qua da…) [16], [24]

Một lĩnh vực tiềm năng của hệ tiểu phân nano lipid với thời gian ngắn có thể đưa

ra thì trường đó là các chế phẩm dùng tại chỗ, bao gồm cả bào chế mỹ phẩm Do có

kích thước nhỏ và diện tích tiếp xúc lớn, hệ tiểu phân nano có khả năng bám dính cao, có thể tạo màng film mỏng trên da giúp phục hồi những tổn thương trước đây của màng lipid và tăng hiệu quả dưỡng ẩm bằng cơ chế che phủ Ngoài ra, hệ nano lipid rắn đã được đề xuất như một hệ đưa thuốc mới trong kem chống nắng Sự kết hợp của các thành phần có hoạt tính vào hệ nano lipid rắn giúp chống lại sự thoái hóa

về mặt hóa học của các hợp chất hoạt động, cũng như giúp kiểm soát giải phóng tức thì hoặc ổn định phụ thuộc vào sự chuyển đổi đa hình của cốt lipid Khả năng giải phóng ổn định rất quan trọng với các thành phần gây kích ứng ở nồng độ cao khi dùng trên da, trong khi đó, khả năng giải phóng nhanh rất hữu ích trong việc cải thiện tính thấm của thuốc [33] Trong nhiều trường hợp, các tiểu phân nano lipid rắn được phối hợp vào thuốc mỡ hoặc gel để tạo nên dạng bào chế sử dụng cho đường dùng ngoài da Đã có nhiều nghiên cứu về sử dụng hệ tiểu phân nano lipid qua da với nhiều dược chất khác nhau như vitamin E, vitamin A, clotrimazole, triptolide, treonin [5], [6], [9], [11], [22]

1.5 Một số nghiên cứu về hệ tiểu phân nano Ibuprofen ứng dụng vào hệ đưa thuốc qua da

Xianliang Yang và cộng sự [37] đã tiến hành bào chế và đánh giá gel chứa hệ vi nhũ tương Iburofen ứng dụng vào đường dùng tại chỗ Hệ vi nhũ tương Ibuprofen được bào chế bằng cách thêm IBP vào hỗn hợp dầu chứa Ethyl Oleat (EO), chất diện hoạt Tween 80 và chất đồng diện hoạt PG với các tỉ lệ khác nhau, sau đó nhỏ giọt dần dần nước vào hỗn hợp trên và khuấy trộn đều ở nhiệt độ phòng Tất cả các vi nhũ tương được bảo quản ở nhiệt độ phòng Tá dược tạo gel sử được sử dụng là gôm Xanthan để bào chế hệ gel vi nhũ tương Cụ thể, gôm Xanthan đươc trộn đều và chậm với hỗn hợp vi nhũ tương, đồng thời khuấy đều đến khi đạt được hỗn hợp đồng nhất

Hệ gel tạo thành được đánh giá về các chỉ tiêu như khả năng thấm qua da, độ ổn định của gel Kết quả cho thấy hệ vi nhũ tương làm tăng đáng kể độ tan của IBP, công thức

vi nhũ tương chứa 3% IBP, 6% EO, 30% Tween/PG (2:1) và nước cho tỉ lệ dược chất thấm qua da cao 38,06 µgcm-2h-1 Gôm Xanthan được sử dụng để tạo gel vi nhũ tương IBP nhằm cải thiện độ nhớt của hệ vi nhũ tương cho mục đích dùng tại chỗ Nghiên

cứu cho thấy gel tạo thành có độ ổn định cao, chứng tỏ rằng hệ vi nhũ tương được coi

là một hệ đưa thuốc có tiềm năng cho các thuốc dùng tại chỗ chứa IBP

Ngoài ra, Noriaki Nagai và cộng sự [28] đã tiến hành bào chế và đánh giá một số tính chất dược động học của gel nano rắn Ibuprofen Hệ gel được chuẩn bị bằng cách phối hợp các tá dược như Carpobol 934, 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin, và methylcellulose, sử dụng máy nghiền hạt Cụ thể, nghiên cứu đã sử dụng Bead Smash

12 và hạt zirconia để bào chế hệ Nano Ibuprofen, bột IBP và methylcellulose METOLOSE SM-4 đông trong Nito lỏng được nghiền bằng Bead Smash 12 trong 30 giây ở 4℃ Hỗn hợp sau đó được phân tán trong dung dịch 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin và được nghiền lại ở 4℃, sau đó Carbopol được thêm vào để tạo thành gel Hệ gel chứa IBP dạng micro được bào chế bằng cách thêm IBP dạng micro, MC

và HPβCD vào trong gel Nồng độ các chất trong công thức gel như sau: 5% IBU, 0.5% MC, 0.5% HPβCD, 3% Carbopol Sử dụng SALD-7100 và HPLC để xác định kích thước tiểu phân và nồng độ của IBP Kết quả nghiên cứu cho thấy kích thước tiểu phân của IBP là 208nm, tác dụng chống viêm của gel IBP dạng nano và hiệu quả phòng bệnh của gel chứa nano IBP cao hơn so với dạng micro Khả năng lưu giữ trên

da và tính thấm của gel qua da của công thức gel chứa nano IBP cũng cao hơn đáng

kể so với gel chứa IBP dạng micro Hơn nữa, không có tác dụng phụ trên dạ dày được quan sát thấy trên chuột thí nghiệm, điều này chứng tỏ đường dùng ngoài da của IBP cung cấp một liệu pháp điều trị hiệu quả và an toàn giúp bệnh nhân tránh được các tác dụng không mong muốn

Ở Việt Nam, mặc dù chưa có nhiều nghiên cứu về bào chế các thuốc dùng ngoài

da chứa nano IBP, tuy nhiên đã có một số đề tài liên quan đến bào chế hệ tiểu phân nano lipid rắn ứng dụng vào gel Cụ thể, Thạc sỹ Ngô Thị Thu Trang đã tiến hành bào chế hệ nano lipid rắn chứa vitamin K và ứng dụng vào hệ gel Tá dược tạo gel được sử dụng là Cb 934 kết quả cho thấy gel tạo thành có khả năng giải phóng tốt, hàm lượng dược chất đạt 80% so với lý thuyết [6] Đặc biệt, Thạc sỹ Nguyễn Thị Thùy Trang đã nghiên cứu bào chế hệ SLNs với dược chất cùng nhóm NSAIDs với IBP là Natri Diclofenac và tìm được 3 công thức tối ưu để phối hợp vào gel Gel tạo

thành có thể chất đẹp, mịn đồng nhất, và hàm lượng dược chất trong gel cao (> 80%) Lượng dược chất thấm qua da và lưu giữ trên da được so sánh với chế phẩm trên thị trường là Voltaren Emulgel và cho kết quả tốt Khả năng chống viêm của hệ kéo dài đến 24 giờ [11]

Dược sỹ Nguyễn Thị Thúy, sinh viên K66, trường Đại học Dược Hà Nội đã bào chế và đánh giá một số đặc tính của hệ tiểu phân nano lipid rắn chứa IBP và cho kết quả tốt Cụ thể, nghiên cứu đã bào chế được ba hệ nano lipid có các đặc tính như sau: kích thước tiểu phân nhỏ (<100nm), PDI hẹp (< 0,300), hiệu suất mang thuốc cao (> 90%), khả năng nạp thuốc lớn (trung bình > 18%), khả năng giải phóng dược chất từ

hệ sau 24 giờ trung bình từ 70% trở lên [10] Mục đích của nghiên cứu này là ứng dụng hệ nano lipid rắn nói trên để bào chế hệ gel nano lipid chứa IBP và đánh giá được một số đặc tính của hệ gel

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu, nguyên vật liệu, thiết bị

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Gel chứa tiểu phân nano lipid Ibuprofen

2.1.2 Nguyên vật liệu

Bảng 2.1 Các nguyên liệu sử dụng trong bào chế

STT Nguyên liệu Nguồn gốc Tiêu chuẩn

2.1.3 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-Z236 (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 10000 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 đo quang UV – VIS Optima SP - 3000 nano (Nhật)

- Bể điều nhiệt

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

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.2.1 Bào chế và đánh giá một số đặc tính của hệ tiểu phân nano Ibuprofen

- Bào chế hệ tiểu phân nano lipid chứa Ibuprofen

- Đánh giá một số đặc tính của hệ tiểu phân nano bào chế được: KTTP, PDI, EE,

LC, khả năng khuếch tán dươc chất qua màng cellulose acetat 0,2 µm

2.2.2 Xây dựng công thức gel từ hệ tiểu phân nano chứa Ibuprofen

Sơ bộ khảo sát ảnh hưởng và lựa chọn các thành phần cơ bản cho công thức gel chứa hệ tiểu phân nano lipid rắn Ibuprofen:

- Loại, nồng độ tá dược tạo gel

- Loại, nồng độ chất tăng thấm

Đánh giá gel về các chỉ tiêu:

- Hình thức, thể chất, pH

- Khả năng giải phóng dược chất qua màng

Đối với các công thức gel tốt nhất, đánh giá thêm lượng dược chất thấm qua da, khả năng lưu giữ trên da và kích thước tiểu phân của hệ nano lipid rắn

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp bào chế hệ tiểu phân nano lipid rắn chứa Ibuprofen

Tiểu phân nano lipid chứa Ibuprofen được bào chế theo công thức và phương pháp

dựa trên cơ sở của đề tài “ Nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano lipid rắn chứa

độ pha dầu bằng nước nóng để tránh kết tinh lipid

- Giai đoạn hình thành các tiểu phân nano lipid: khuấy đều để hệ được làm nguội về nhiệt độ phòng, các lipid kết tinh lại thành các tiểu phân nano trong cốt lipid rắn

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 [4], và các khảo sát sơ bộ cùng với điều kiện 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 0,01 M (70:30) Dung dịch acid phosphoric 0,01 M được lọc qua màng lọc 0,45 µm

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

- Thể tích tiêm mẫu 20 µl

- Tốc độ dòng 1 ml/phút

- Detector 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 100ml 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 kích thước lỗ lọc 0,45 µm, 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 khác nhau Dựa vào độ tán xạ của chùm tia sau khi va chạm vào hạt, theo thuyết Mie tính được kích thước hạt

Tiến hành: hút 1ml hệ cho vào ống nghiệm, pha loãng bằng nước cất ( để tốc độ đếm count rate trong khoảng 200-400 kcps) Tiến hành đo mẫu trên máy Zetasizer 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 toàn phần và hàm lượng dược chất tự do, sử dụng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC

 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 qua màng 0,45 µm

- Mẫu thử: hút khoảng 2ml 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 trong vòng 30 phút Lấy phần dịch trong ở đáy ống để định lượng xác định hàm lượng dược chất ở dạng tư do

- 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 sau:

𝐶𝑡𝑑 = 𝑆𝑡𝑑 × 𝐶𝑐

𝑆𝑐Trong đó 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 được cho vào bình định mức 50 ml, đun cách thủy ở 60℃ trong khoảng 20 phút để hệ được phá vỡ cấu trúc hoàn toàn Thêm khoảng 30 ml ethanol, duy trì nhiệt độ trong khoảng 60℃ 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, hút lấy dịch trong, lọc qua màng 0,45 µm

- Tiến hành định lượng mẫu thử và mẫu chuẩn, thu được diện tích pic tương ứng

- Công thức tính hiệu suất mang thuốc (EE)

EE = 𝑚𝑡𝑝− 𝑚𝑡𝑑

𝑚𝑡𝑝 × 100%

Trong đó:

EE: hiệu suất mang thuốc (%)

mtp: khối lượng dược chất toàn phần (µg)

mtd: khối lượng dược chất tự do (µg)

 Công thức tính khả năng nạp thuốc (loading capacity-LC)

LC = 𝑚𝑛𝑎𝑛𝑜

𝑚 ℎệ × 100

Trong đó:

LC: khả năng nạp thuốc

mnano: khối lượng IBP được tạo thành trong hệ tiểu phân

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

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

Lượng dược chất thấm giải phóng từ hệ tiểu phân nano lipid được đánh giá qua lượng dược chất thấm qua màng cellulose acetat 0,2 µm

 Điều kiện thử:

 Thiết bị: hệ thống giải phóng qua màng Hanson Research

 Màng giải phóng: Màng cellulose acetat 0,2 µm

 Môi trường giải phóng: Đệm phosphat đẳng trương pH 7,4 (hòa tan 2,38 g dinatri hydrophosphat, 0,19 g kali dihydrophosphat, 8 g natri clorid trong nước vừa đủ 1000

Tại thời điểm t = 0, bơm mẫu thử vào ngăn cho Lấy mẫu tại các thời điểm i = 1,

2, 3, 4, 5, 6 giờ Thể tích mỗi lần lấy mẫu là 1 ml Quá trình lấy mẫu cũng là quá trình thêm môi trường giải phóng vào ngăn nhận với thể tích bằng thể tích môi trường lấy