Nghiên cứu bào chế hệ tự nhũ hóa chứa curcumin

Chất tẩy rửa Chất hỗ trợ hòa tan Trong hệ TVNH, để đạt được khả năng nhũ hóa tốt tạo nhũ tương dầu/nước thời gian nhũ hóa ngắn, kích thước giọt nhũ tương nhỏ, nên lựa chọn chất diện hoạt

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

TRỊNH THỊ HUẾ MSV: 1201244

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ HỆ

TỰ VI NHŨ HÓA CHỨA CURCUMIN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI - 2017

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

TRỊNH THỊ HUẾ MSV: 1201244

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ HỆ

TỰ VI NHŨ HÓA CHỨA CURCUMIN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới TS Vũ Thị Thu

Giang - người thầy đã tận tình chỉ dạy, hướng dẫn và động viên em trong suốt

quá trình em thực hiện khóa luận này

Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô giáo và các anh, chị kỹ thuật viên bộ môn Bào chế đã luôn tận tình chỉ dạy và có những giúp đỡ quý báu trong quá trình em làm thực nghiệm và nghiên cứu trên bộ môn

Em cũng xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu nhà trường, các phòng ban, các thầy cô giáo và cán bộ công nhân viên trường Đại học Dược Hà Nội

- những người đã dạy bảo tận tình và giúp đỡ em rất nhiều trong suốt 5 năm học tập tại đây

Và cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình và bạn bè

đã luôn ở bên động viên, khích lệ, tạo mọi điều kiện cho em được học tập và luôn giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Hà Nội, ngày 18 tháng 05 năm 2017 Sinh viên

Trịnh Thị Huế

MỤC LỤC

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 Tổng quan về curcumin 2

1.1.1 Cấu trúc hóa học 2

1.1.2 Tính chất 2

1.1.2.1 Tính chất vật lý 2

1.1.2.2 Tính chất hóa học 2

1.1.2.3 Độ ổn định 3

1.1.3 Tác dụng dược lý 3

1.1.4 Dược động học 4

1.2 Tổng quan về hệ tự vi nhũ hóa 5

1.2.1 Khái niệm 5

1.2.2 Thành phần 5

1.2.2.1 Dược chất 5

1.2.2.2 Tá dược 6

1.2.3 Cơ chế tự nhũ hóa 10

1.2.4 Ưu nhược điểm của hệ TVNH 10

1.2.4.1 Ưu điểm 10

1.2.4.2 Nhược điểm 11

1.2.5 Một số nghiên cứu về hệ TVNH chứa curcumin 12

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị 15

2.1.1 Nguyên vật liệu 15

2.1.2 Thiết bị nghiên cứu 16

2.2 Nội dung nghiên cứu 16

2.3 Phương pháp nghiên cứu 16

2.3.1 Phương pháp xây dựng công thức, bào chế hệ TVNH 16

2.3.1.1 Xác định độ tan 16

2.3.1.2 Lập giản đồ pha 17

2.3.1.3 Xây dựng công thức bào chế hệ TVNH chứa curcumin 17

2.3.2 Phương pháp đánh giá 19

2.3.2.1 Phương pháp định lượng hoạt chất 19

2.3.2.2 Phương pháp đánh giá vi nhũ tương 21

2.3.2.3 Đánh giá hiệu quả hòa tan curcumin của hệ TVNH 21

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 24

3.1 Kết quả xây dựng phương pháp định lượng curcumin 24

3.1.1 Xây dựng đường chuẩn định lượng curcumin bằng phương pháp đo quang 24

3.1.2 Xây dựng đường chuẩn định lượng curcumin bằng phương pháp HPLC 25

3.2 Kết quả xác định vùng hình thành vi nhũ tương 26

3.2.1 Xác định độ tan của curcumin trong một số tá dược 26

3.2.2 Xây dựng giản đồ pha vùng hình thành vi nhũ tương 28

3.3 Kết quả xây dựng công thức bào chế hệ TVNH chứa curcumin 30

3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của Lecithin và hỗn hợp Smix đến một số đặc tính của vi nhũ tương 30

3.3.1.1 Ảnh hưởng về sự có mặt của Lecithin đến KTG và PDI của vi nhũ tương 30

3.3.1.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ Lecithin và hỗn hợp Smix đến KTG và PDI của vi nhũ tương 31

3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ hoạt chất và pha dầu tới sự hình thành và ổn định của vi nhũ tương 32

3.3.3 Xây dựng công thức hệ TVNH 35

3.4 Kết quả đánh giá một số đặc tính của hệ TVNH chứa curcumin 37

3.5 Kết quả nghiên cứu hóa rắn hệ TVNH đã bào chế 39

3.5.1 Khả năng hấp phụ hệ TVNH 39

3.5.2 Khả năng tự nhũ hóa của hệ TVNH sau khi hóa rắn 40

3.6 Bàn luận 41

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

AUC Diện tích dưới đường cong (Area Under the Curve)

Cmax Nồng độ thuốc tối đa

CP Dược điển Trung Quốc (Chinese Pharmacopoeia)

DĐVN IV Dược điển Việt Nam IV

DE Hiệu quả hòa tan (Dissolution Efficiency)

EP Dược điển Châu Âu (European Pharmacopoeia)

Smix Hỗn hợp chất diện hoạt - chất đồng diện hoạt

TCCS Tiêu chuẩn cơ sở

Tmax Thời gian thuốc đạt nồng độ tối đa

TVNH Tự vi nhũ hóa

tt/tt Tỉ lệ thể tích/thể tích

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Các thông số dược động học trên bệnh nhân tại các mức liều

curcumin khác nhau 4

Bảng 1.2 Phạm vi sử dụng các chất diện hoạt 9

Bảng 1.3 Các thông số dược động học trên chuột khi sử dụng hệ TVNH chứa curcumin và curcumin tự do 12

Bảng 2.1 Nguyên liệu được sử dụng trong quá trình thực nghiệm 15

Bảng 2.2 Thiết bị nghiên cứu 16

Bảng 3.1 Độ tan của curcumin trong một số tá dược 26

Bảng 3.2 Ảnh hưởng về sự có mặt của Lecithin đến KTG và PDI của vi nhũ tương 30

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ Lecithin và hỗn hợp Smix đến KTG và PDI của vi nhũ tương 31

Bảng 3.4 Độ ổn định của hệ TVNH ở các tỉ lệ curcumin khác nhau 32

Bảng 3.5 Kích thước giọt và PDI của vi nhũ tương có tỉ lệ hoạt chất khác nhau, tỉ lệ pha dầu 30% 34

Bảng 3.6 Thành phần các công thức hệ TVNH 35

Bảng 3.7 Kích thước giọt, PDI và hiệu quả hòa tan curcumin của các mẫu hệ TVNH bào chế và curcumin tự do 36

Bảng 3.8 Kết quả đánh giá một số đặc tính của hệ tự vi nhũ hóa chứa curcumin 38

Bảng 3.9 Khả năng hấp phụ hệ TVNH chứa curcumin 40

Bảng 3.10 Khả năng tự nhũ hóa của hệ TVNH sau khi hóa rắn 41 Bảng PL.3.1.Tỷ lệ các thành phần xây dựng giản đồ pha

Bảng PL.3.2 Phần trăm curcumin giải phóng tại các thời điểm t của các công thức CT1 - CT8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của curcumin 2 Hình 1.2 Dạng hỗ biến keto - enol trong dung dịch 2 Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa độ hấp thụ và nồng độ curcumin trong methanol 24 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa diện tích pic và nồng độ curcumin 25 Hình 3.3 Giản đồ pha vùng hình thành vi nhũ tương 28 Hình 3.4 Biểu đồ đánh giá ảnh hưởng của tỉ lệ hoạt chất tới KTG và PDI của

vi nhũ tương sau 1 giờ 34 Hình 3.5 Biểu đồ đánh giá ảnh hưởng của tỉ lệ hoạt chất tới KTG và PDI của

vi nhũ tương sau 3 ngày 34 Hình 3.6 Đồ thị giải phóng hoạt chất theo thời gian của các mẫu hệ TVNH bào chế và curcumin tự do 37 Hình PL.3.1 Dãy phổ hấp thụ quang của curcumin ở nồng độ 3 μg/ml

Hình PL.3.2 Kết quả đánh giá KTG, PDI của mẫu hệ TVNH tối ưu

Hình PL.3.3 Sắc ký đồ mẫu chuẩn trong định lượng curcumin bằng HPLC Hình PL.3.4 Sắc ký đồ mẫu hệ TVNH ngay sau bào chế

Hình PL.3.5 Mẫu hệ TVNH rắn chứa curcumin sử dụng chất mang khác nhau Hình PL.3.6 Kết quả đánh giá KTG, PDI của lớp dịch sau khi ly tâm hỗn hợp Aerosil 200 trong nước

Hình PL.3.7 Kết quả đánh giá KTG, PDI của lớp dịch sau khi ly tâm hỗn hợp CaHPO4 trong nước

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Thuốc được đưa vào cơ thể bằng nhiều con đường khác nhau như: uống, tiêm, dùng ngoài , trong đó đưa thuốc bằng đường uống được coi là con đường thuận tiện và an toàn nhất [16] Tuy nhiên, có khoảng 35 - 40% số thuốc hiện có là những chất tan kém trong nước dẫn tới sinh khả dụng đường uống thấp và thay đổi thất thường Để giải quyết vấn đề này, rất nhiều hướng nghiên cứu đã được khai thác như: giảm kích thước tiểu phân, tạo phức với cyclodextrin, sử dụng hệ phân tán rắn hay hệ tự vi nhũ hóa (TVNH) [32] Trong số các giải pháp đó, hệ tự vi nhũ hóa đã được chứng minh là có khả năng cải thiện sinh khả dụng cho các thuốc kém tan trong nước, có tính thân dầu cao như: cyclosporin A, simvastatin, celecoxib Hệ có khả năng tự nhũ hóa khi được pha loãng với nước dưới sự khuấy trộn nhẹ nhàng tạo thành vi nhũ tương có kích thước cỡ nanomet giúp tăng diện tích tiếp xúc của thuốc với bề mặt hấp thu Đồng thời một số thành phần trong hệ như dầu, chất diện hoạt cũng đã được chứng minh là có khả năng làm tăng hấp thu các thuốc đường uống

Curcumin là một hợp chất được chiết xuất từ cây nghệ vàng (Curcuma longa L.), đã được chứng minh là có nhiều tác dụng có lợi như: chống oxy hóa, chống viêm, kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus Tuy nhiên hiệu quả

sử dụng trên lâm sàng của curcumin bị hạn chế do độ tan trong nước kém và sinh khả dụng thấp khi sử dụng đường uống Do đó, chúng tôi thực hiện đề tài

“Nghiên cứu bào chế hệ tự vi nhũ hóa chứa curcumin” với những mục tiêu

cụ thể sau:

+Xây dựng công thức bào chế hệ TVNH chứa curcumin

+Bước đầu nghiên cứu hóa rắn hệ TVNH đã bào chế

2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về curcumin

1.1.1 Cấu trúc hóa học

- Công thức phân tử: C21H20O6 [23]

- Khối lượng phân tử: 368,385 g/mol [23]

- Tên khoa học: 3,5-dion [23]

(1E,6E)-1,7-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)hepta-1,6-dien Công thức cấu tạo:

- Phản ứng tạo phức chelat với các ion kim loại như cadimi, chì [8], [4]

1.1.2.3 Độ ổn định

- Ảnh hưởng của pH trong dung dịch nước [28]:

+ pH < 1: dung dịch nước của curcumin có màu đỏ

+ pH 1 - 7: curcumin rất ít tan trong nước tạo dung dịch màu vàng

+ pH > 7,5: dung dịch có màu đỏ

- Phân hủy trong môi trường kiềm:

Curcumin tương đối ổn định trong môi trường acid nhưng nhanh chóng bị phân hủy trong môi trường trung tính và kiềm tạo sản phẩm acid ferulic và feruloylmethan, sau đó feruloylmethan tiếp tục phân hủy thành vanilin và aceton [28]

- Phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng:

Curcumin không ổn định dưới tác dụng của ánh sáng, đặc biệt là trong dung dịch Sản phẩm phân hủy là acid vanillic, vanillin và acid ferulic [28]

1.1.3 Tác dụng dược lý

Curcumin đã được nghiên cứu là có nhiều tác dụng có lợi và an toàn, ngay cả ở liều cao đến 8g/ngày trong 3 tháng [11] Curcumin có tác dụng chống oxy hóa do có khả năng dọn các gốc tự do như anion superoxid (O2-), H2O2, oxyd nitơ (NO), là các gốc tự do gây ra sự peroxid hóa lipid [10] Curcumin tác động lên cả 3 giai đoạn của quá trình ung thư (khởi phát, phát

4

triển, di căn) nên có tác dụng phòng và hỗ trợ điều trị ung thư [29] Bên cạnh

đó, curcumin còn có tác dụng chống viêm, kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus [10], làm lành vết thương và liền sẹo, tăng cường miễn dịch [29] Ngoài

ra còn giúp bảo vệ gan, bảo vệ hệ tiêu hóa và tuần hoàn [4]

1.1.4 Dược động học

- Hấp thu:

Curcumin rất khó hấp thu qua đường uống và sinh khả dụng kém (≤ 1% trên chuột) [31] Trong một nghiên cứu được tiến hành tại Anh trên 50 bệnh nhân ung thư đại trực tràng, 3,6 g curcumin được chỉ định theo đường uống

và nồng độ curcumin tìm được trong huyết tương sau 1 giờ là 11,1 ± 0,6 nmol/l [27] Trong một nghiên cứu khác được thực hiện tại Đài Loan, mỗi bệnh nhân được chỉ định curcumin với mức liều tăng dần là 4000, 6000 và

8000 mg/ngày trong vòng 3 tháng, kết quả nghiên cứu các thông số dược động học trên bệnh nhân được thể hiện trong bảng 1.1 [11]:

Bảng 1.1 Các thông số dược động học trên bệnh nhân tại các mức liều

có hoạt tính thấp hơn curcumin [5], [7]

6

thuốc để đưa vào hệ TVNH Lý tưởng là các chất có liều lượng thấp, logP ≥ 2

và có khả năng tan tốt trong các thành phần của hệ [13]

1.2.2.2 Tá dược

Khi lựa chọn tá dược cho công thức hệ TVNH cần đạt được những mục tiêu sau [24]:

- Lượng thuốc nạp vào hệ là tối đa

- Thời gian nhũ hóa ngắn, kích thước giọt nhũ tương phù hợp để thuốc được hấp thu tối đa

- Hạn chế các thay đổi làm ảnh hưởng tới kích thước giọt như pH, điện tích trong môi trường nước

- Ngăn ngừa/giảm thiểu tối đa sự chuyển hóa/ phân hủy dược chất trong môi trường sinh lý

+ Làm chậm tốc độ tháo rỗng dạ dày, do đó làm chậm quá trình vận chuyển thuốc đến vị trí hấp thu, tăng thời gian hòa tan thuốc

+ Thay đổi các rào cản sinh lý, sinh hóa đường tiêu hóa: các thành phần lipid, sản phẩm chuyển hóa của lipid, chất diện hoạt có thể cải thiện khả năng thấm của ruột non, đồng thời làm suy yếu hoạt động của các bơm tống thuốc cũng như giảm sự chuyển hóa của các tế bào hấp thu trên ruột non

+ Tăng vận chuyển thuốc qua hệ bạch huyết, làm tăng sinh khả dụng trực tiếp hoặc gián tiếp do giảm chuyển hóa bước đầu qua gan

+ Dầu bán tổng hợp và tổng hợp:

Thu được bằng cách kết hợp các acid béo bão hòa mạch trung bình hoặc các glycerid chiết xuất từ dầu thực vật với một hoặc nhiều chất thân nước Chúng được sử dụng trong công thức như là phương tiện hòa tan dược chất và là tác nhân nhũ hóa

Các glycerid một phần là sản phẩm của phản ứng chuyển vị ester giữa triglycerid và glycerol dưới sự xúc tác của nhiệt độ và một chất xúc tác kiềm nhằm làm tăng tính thân nước của dầu thực vật Các glycerid một phần cũng

có thể thu được bằng quá trình ester hóa nội phân tử hoặc bằng phản ứng ester hóa trực tiếp giữa glycerol và các lipid Một số tá dược thuộc nhóm này: glyceryl monocaprylocaprat (Capmul® MCM), glyceryl monostearat (GeleolTM), glyceryl distearat (PrecirolTM ATO 5), glyceryl monooleat

8

(PeceolTM), glyceryl monolinoleat (MaisineTM 35-l), glyceryl dibehenat (Compritol®888 ATO) Monoglycerid cũng có thể được acetyl hóa trên hai nhóm hydroxyl tự do như Myvacet® 9-45

Polyoxylglycerid (hay còn gọi là macrogolglycerid) là nhóm tá dược có khả năng cải thiện độ tan và sinh khả dụng của thuốc Chúng thu được từ phản ứng giữa dầu thực vật (đã hydrogen hóa hoặc chưa) với polyoxyethylenglycol (PEG) trong điều kiện đun nóng và có mặt của một chất xúc tác kiềm Mỗi polyoxylglycerid là một hỗn hợp của mono-, di-, triglycerid và mono-, diester của PEG Tùy thuộc vào tỉ lệ các thành phần mà chúng có thể chất lỏng hoặc rắn ở nhiệt độ phòng Một số tá dược thuộc nhóm này: oleyl polyoxylglycerid (Labrafil® M1994CS), linoleyl polyoxylglycerid (Labrafil® M2125CS), lauroyl polyoxylglycerid (Gelucire® 44/14) [24]

b Chất diện hoạt

- Vai trò của chất diện hoạt trong hệ TVNH:

Chất diện hoạt là thành phần không thể thiếu trong hệ TVNH Chúng

có khả năng hấp phụ trên bề mặt phân cách pha và tạo thành một lớp đơn, đa phân tử hoặc các ion được định hướng làm thay đổi bản chất phân cực của lớp

bề mặt và giảm năng lượng bề mặt giữa hai pha, giúp hình thành và ổn định nhũ tương [1]

- Lựa chọn chất diện hoạt:

Khi lựa chọn chất diện hoạt cho hệ TVNH, người ta quan tâm đến hai đặc tính quan trọng là giá trị HLB và mức độ an toàn

+ Giá trị HLB là một con số cụ thể phản ánh mối tương quan giữa hai phần thân dầu và thân nước của một phân tử chất diện hoạt HLB của các chất có giá trị nằm trong giới hạn từ 1 - 40 Trên cơ sở HLB, người ta có thể xác định được khả năng sử dụng các chất diện hoạt Ví dụ [1]:

Chất tẩy rửa Chất hỗ trợ hòa tan Trong hệ TVNH, để đạt được khả năng nhũ hóa tốt tạo nhũ tương dầu/nước (thời gian nhũ hóa ngắn, kích thước giọt nhũ tương nhỏ), nên lựa chọn chất diện hoạt có giá trị HLB ˃12 [13]

+ Tất cả các chất diện hoạt đều có khả năng gây độc tính đối với cơ thể người [17] Dùng một lượng lớn các chất này có thể gây kích ứng đường tiêu hóa [24] Trong số các nhóm chất diện hoạt, chất diện hoạt không ion hóa (ví dụ: Tween 80, Cremophor EL, ) được coi là ít độc tính nhất nên thường được sử dụng [17] Nồng độ hay dùng: 30 - 60% [22]

c Chất đồng diện hoạt

Trong hầu hết các trường hợp, nếu chỉ sử dụng chất diện hoạt thì không

đủ làm giảm sức căng bề mặt phân cách hai pha để hình thành vi nhũ tương,

do đó người ta sử dụng thêm chất đồng diện hoạt Các chất đồng diện hoạt hay dùng có giá trị HLB từ 10 - 14 và thường là các alcol mạch trung bình (C3 - C8) ví dụ: hexanol, pentanol, octanol [13], [3]

d Tá dược khác

Ngoài các thành phần chính của hệ TVNH như: dược chất, dầu, chất diện hoạt, chất đồng diện hoạt/đồng dung môi, có thể thêm các chất chống oxy hóa tan trong dầu như: α-tocopherol, β-caroten, butyl hydroxytoluen (BHT), butyl hydroxyanisol (BHA) hoặc propyl gallat để bảo vệ dược chất cũng như các acid béo chưa bão hòa không bị oxy hóa [21]

10

1.2.3 Cơ chế tự nhũ hóa

Theo Reiss, quá trình tự nhũ hóa xảy ra khi sự thay đổi entropy để tạo

ra sự phân tán lớn hơn năng lượng cần thiết để tăng diện tích bề mặt phân tán Năng lượng tự do của nhũ tương là hàm số trực tiếp của năng lượng cần thiết

để tạo ra bề mặt mới giữa pha dầu và pha nước, được mô tả bởi phương trình:

ΔG = Σi (Ni4Πri2Πσ) Trong đó:

• ΔG: năng lượng tự do của quá trình

• N: số giọt

• r: bán kính giọt

• σ: năng lượng phân cách bề mặt

Hai pha của nhũ tương có xu hướng phân tách theo thời gian để giảm diện tích bề mặt phân cách pha Nhũ tương sẽ được ổn định bởi các tác nhân nhũ hóa Các tác nhân này hình thành lớp màng đơn bao quanh giọt nhũ tương, do đó giảm năng lượng bề mặt phân cách hai pha cũng như tạo ra một hàng rào ngăn cản sự kết tập của các giọt nhũ tương [24]

1.2.4 Ưu nhược điểm của hệ TVNH

1.2.4.1 Ưu điểm

- So với nhũ tương, hệ TVNH không có pha nước nên là hệ đồng thể, do đó

ổn định hơn trong thời gian dài [32], [13]

- Cải thiện sinh khả dụng đường uống với các dược chất khó tan trong nước

có tính thân dầu, do đó có thể giảm được liều dùng Một nghiên cứu tại Hàn Quốc chỉ ra rằng các giá trị AUC0 - 24, Cmax sau khi dùng viên nang chứa hệ TVNH chứa itraconazol cao hơn 1,9; 2,5 lần (lúc đói) và 1,5; 1,3 lần (lúc no)

so với viên nang Sporanox chứa itraconazol trên thị trường [34]

- Hệ TVNH giúp thuốc được hấp thu nhanh sau khi uống Kết quả nghiên cứu

11

trên 6 người tình nguyện khỏe mạnh cho thấy, sử dụng viên nang chứa hệ TVNH chứa celecoxib, thời điểm nồng độ thuốc đạt đỉnh trong máu là 1,5 giờ, trong khi dùng viên nang chứa celecoxib trên thị trường là 3 giờ [30]

- Bảo vệ dược chất do dược chất nằm trong các giọt dầu [22]

- Hấp thu thuốc từ hệ ít bị ảnh hưởng bởi thức ăn [13] Kết quả nghiên cứu của Woo Jong Soo và cộng sự cho thấy: sử dụng viên nang Sporanox chứa itraconazol trên thị trường cho giá trị AUC0 - 24 và Cmax lúc no cao hơn lúc đói lần lượt là 2,0 (p < 0,05) và 1,9 lần (p < 0,05), trong khi sử dụng viên nang chứa hệ TVNH chứa itraconazol các giá trị này chỉ là 1,6 (p < 0,05) và 1,0 lần [34]

- Dễ sản xuất và nâng cấp quy mô lớn với yêu cầu thiết bị đơn giản: máy trộn với cánh khuấy, thiết bị đóng nang [13]

1.2.4.2 Nhược điểm

- Dược chất có thể bị tủa lại khi vào trong cơ thể do sự thay đổi pH đột ngột,

sự pha loãng hay sự tiêu hóa các thành phần hòa tan dược chất trong công thức Hiện tượng kết tủa có thể được ngăn cản bằng cách sử dụng các polyme

- Thiếu mô hình in vitro đã được chuẩn hóa cho việc đánh giá các công thức

Phương pháp thử hòa tan truyền thống không phù hợp do hiệu quả của các công thức còn phụ thuộc vào sự tiêu hóa lipid trong ruột [13]

12

1.2.5 Một số nghiên cứu về hệ TVNH chứa curcumin

Năm 2011, Xuemei Wu và cộng sự đã nghiên cứu bào chế hệ TVNH chứa curcumin nhằm cải thiện độ hòa tan và sinh khả dụng cho hoạt chất [35] Qua nghiên cứu xác định độ tan bão hòa của hoạt chất trong tá dược và lập giản đồ pha xác định vùng hình thành vi nhũ tương, lựa chọn các thành phần dầu, chất diện hoạt, chất đồng diện hoạt cho công thức hệ TVNH gồm: 20% isopropyl myristat (dầu), 60% Cremophor RH40 (chất diện hoạt) và 20% ethanol (chất đồng diện hoạt) Kết quả đánh giá một số đặc tính của hệ TVNH tối ưu cho thấy, hệ có khả năng tự nhũ hóa hoàn toàn trong vòng 4 phút trong môi trường HCl 0,1M Sau khi được pha loãng với nước theo tỉ lệ 1:10, hệ tạo thành các giọt vi nhũ tương có kích thước trung bình 31,98 nm và pH xấp xỉ trung tính Trong môi trường nước cất có thêm 0,25% natri laurylsulfat, hệ TVNH có khả năng giải phóng 100% hoạt chất sau 10 phút, trong khi sử dụng dạng curcumin tự do chỉ cho 41,22% hoạt chất được giải phóng sau 60 phút Nghiên cứu cũng tiến hành đánh giá sinh khả dụng trên chuột và thấy rằng, sử dụng hệ TVNH giúp cải thiện đáng kể sinh khả dụng cho curcumin Kết quả chi tiết được thể hiện trong bảng 1.3

Bảng 1.3 Các thông số dược động học trên chuột khi sử dụng hệ

TVNH chứa curcumin và curcumin tự do

Thông số Hệ TVNH chứa curcumin Curcumin tự do

13

thành vi nhũ tương, lựa chọn tỉ lệ chất diện hoạt: chất đồng diện hoạt là 2:1 Công thức tối ưu được lựa chọn bằng cách sử dụng phần mềm tối ưu hóa, gồm: 15% dầu, 50% chất diện hoạt và 35% chất đồng diện hoạt Hệ TVNH tối ưu có kích thước giọt 36 nm sau khi được pha loãng với nước Không có

sự thay đổi đáng kể về kích thước giọt và nồng độ curcumin sau 3 tháng ở điều kiện nhiệt độ 40 ± 2°C, hàm ẩm 75 ± 5% và điều kiện nhiệt độ phòng (25

± 3°C) Nghiên cứu giải phóng hoạt chất cho thấy: trên 95% curcumin được giải phóng sau 15 phút Kết quả này gợi ý rằng, hệ TVNH có thể được sử dụng như là phương tiện giúp cải thiên độ tan của curcumin và nhiều hợp chất kém tan khác

Năm 2015, Dhumal và cộng sự đã nghiên cứu bào chế hệ TVNH chứa curcumin sử dụng một heterolipid bán tổng hợp từ acid oleic là E1E [12] E1E

có khả năng hòa tan tốt curcumin, độ tan của curcumin trong E1E cao hơn trong acid oleic và ethyl oleat tương ứng là 14 và 2,6 lần, do đó sử dụng E1E

là tá dược dầu có thể cải thiện khả năng nạp hoạt chất vào hệ TVNH Dựa vào

độ tan bão hòa của curcumin trong tá dược và kết quả xây dựng giản đồ pha, lựa chọn các thành phần cho hệ TVNH gồm heterolipid E1E (dầu), Solutol HS15 (chất diện hoạt) và Transcutol HP (chất đồng diện hoạt) Công thức tối

ưu được lựa chọn dựa trên vùng hình thành vi nhũ tương, khả năng tự nhũ hóa, hiệu quả nạp hoạt chất và độ ổn định nhiệt động học của hệ Kết quả lựa chọn được mẫu hệ TVNH tối ưu với thành phần gồm: 200 mg heterolipid E1E, 480 mg Solutol HS15 và 320 mg Transcutol HP Hệ có khả năng nạp curcumin với hàm lượng 70,52 ± 2,46 mg/g, khả năng tự nhũ hóa tốt khi được pha loãng với nước, tạo thành các giọt vi nhũ tương với kích thước trung bình 22,39 ± 0,2 nm, PDI là 0,243 ± 0,010 Kết quả đánh giá sinh khả dụng trên chuột cho thấy, sử dụng hệ TVNH chứa curcumin làm tăng sinh khả dụng gấp 26,45 lần so với curcumin tự do Điều này được lý giải là do sự có mặt của

14

heterolipid E1E làm thay đổi tính thấm của màng tế bào cũng như kích thước giọt vi nhũ tương nhỏ làm tăng diện tích tiếp xúc của curcumin với bề mặt hấp thu góp phần cải thiện sinh khả dụng cho hoạt chất

Qua tham khảo tài liệu, nhận thấy sử dụng hệ TVNH có thể cải thiện đáng kể độ hòa tan và sinh khả dụng cho curcumin Trong quá trình nghiên cứu bào chế hệ TVNH chứa curcumin, cần lựa chọn được các tá dược dầu, chất diện hoạt, chất đồng diện hoạt có khả năng hòa tan hoạt chất tốt nhất, sau

đó xây dựng giản đồ pha xác định vùng hình thành vi nhũ tương để lựa chọn

sơ bộ tỉ lệ các thành phần và cuối cùng tiến hành thực nghiệm để lựa chọn được công thức tốt nhất Căn cứ vào đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu bào chế hệ TVNH chứa curcumin nhằm cải thiện độ hòa tan, từ đó tiến dần tới cải thiện sinh khả dụng và hiệu quả sử dụng trên lâm sàng cho hoạt chất

15

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 liệu được sử dụng trong quá trình thực nghiệm

4 Labrafac Lipophile WL 1349 Gattefossé - Pháp EP

16

2.1.2 Thiết bị nghiên cứu

Bảng 2.2 Thiết bị nghiên cứu

3 Máy quang phổ UV - VIS Hitachi U - 1900 Nhật

14 Cân phân tích Precisa XB 220A (độ chính xác

0,0001 g)

Thụy Sỹ

2.2 Nội dung nghiên cứu

➢ Xây dựng giản đồ pha xác định vùng hình thành vi nhũ tương

➢ Xây dựng công thức bào chế hệ TVNH chứa curcumin

➢ Bước đầu nghiên cứu hóa rắn hệ TVNH đã bào chế

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp xây dựng công thức, bào chế hệ TVNH

2.3.1.1 Xác định độ tan

Phương pháp tiến hành xác định độ tan của hoạt chất trong tá dược

17

được tham khảo theo nghiên cứu của Asit R Sahu và cộng sự [6]

Cho vào mỗi ống ly tâm có nắp đậy khoảng 5 ml tá dược lỏng, thêm lượng dư curcumin vào ống (khoảng 600 mg) Lắc hỗn hợp bằng máy lắc xoáy Vortex với tần số 500 vòng/phút trong 30 giây Sau khi bịt kín ống nghiệm, hỗn hợp được lắc đều trong bể lắc điều nhiệt ở tốc độ 250 vòng/phút, nhiệt độ 25°C trong 48 giờ Sau đó lấy các ống thử, ly tâm ở tốc độ 3000 vòng/phút trong 10 phút, hút lớp dịch phía trên, lọc qua màng lọc cellulose acetat 0,45 μm, dịch thu được đem pha loãng với methanol tới nồng độ phù hợp và định lượng bằng phương pháp đo quang tại bước sóng 423,6 nm

2.3.1.2 Lập giản đồ pha

- Nguyên tắc: sử dụng phương pháp chuẩn độ để xây dựng giản đồ pha Hai thành phần được cố định là lượng dầu và Smix (hỗn hợp chất diện hoạt/ chất đồng diện hoạt) Thành phần thứ ba là nước được thêm từ từ từng giọt đến khi thu được nhũ tương dầu trong nước (hệ trong suốt và đồng nhất) thì ghi lại lượng nước Lập giản đồ pha và lựa chọn tỉ lệ Smix phù hợp để tiến hành nghiên cứu tiếp theo

+ Nhỏ từ từ nước cất vào hỗn hợp O/Smix và lắc nhẹ nhàng cho đến khi thu được nhũ tương dầu trong nước thì ghi lại lượng nước

+ Lập giản đồ pha

2.3.1.3 Xây dựng công thức bào chế hệ TVNH chứa curcumin

- Khảo sát ảnh hưởng của Lecithin và hỗn hợp Smix đến một số đặc tính của

18

vi nhũ tương

+ Ảnh hưởng về sự có mặt của Lecithin đến KTG và PDI của vi nhũ tương

Tiến hành bào chế các công thức hệ TVNH ở tỉ lệ Smix là 2:1 và tỉ lệ O/Smix là 1:9, 2:8, 3:7, 4:6, 5:5, 6:4 có hoặc không có Lecithin (các công thức có Lecithin thì tỉ lệ Lecithin: Cremophor là 1:10) Pha loãng hệ TVNH với nước để tạo thành vi nhũ tương, sau đó đem đi đo KTG và PDI

+ Ảnh hưởng của tỉ lệ Lecithin và hỗn hợp Smix đến KTG và PDI của vi nhũ tương

Với mỗi tỉ lệ Lecithin: Cremophor, tiến hành bào chế các công thức hệ TVNH ở tỉ lệ Smix là 2:1và tỉ lệ O/Smix là 1:9, 2:8, 3:7, 4:6, 5:5, 6:4 Pha loãng hệ TVNH với nước để tạo thành vi nhũ tương, sau đó đem đi đo KTG

và PDI

- Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ hoạt chất và pha dầu tới sự hình thành và ổn định của vi nhũ tương

+ Chuẩn bị các mẫu O/Smix ở các tỉ lệ O/Smix là 2:8, 3:7, 4:6, 5:5, 6:4

+ Với mỗi tỉ lệ O/Smix được chuẩn bị ở trên, thêm các lượng hoạt chất với tỉ

lệ % HC so với tổng khối lượng pha dầu và Smix là 0,5; 1,0; 2,0; 3,0 và 4,0% + Phối hợp hỗn hợp trên với nước theo tỉ lệ 1:20, lắc nhẹ nhàng và quan sát nhũ tương tạo thành ngay sau bào chế và sau 3 ngày bảo quản ở nhiệt độ phòng Hệ có khả năng nạp tốt hoạt chất có thể chất trong và không có hiện tượng kết tủa hoạt chất

- Bào chế hệ TVNH chứa curcumin

Hòa tan Leicithin (chất diện hoạt) vào ethanol (chất đồng diện hoạt) trong một lọ thủy tinh nhỏ, sau đó thêm chất diện hoạt còn lại là Cremophor RH40 và pha dầu (Labrafil M 1994 CS) vào lọ thủy tinh với một lượng chính xác Hoạt chất được thêm vào sau cùng và hỗn hợp được làm đồng nhất bằng máy lắc xoáy voltex với tần số 500 vòng/phút, thu được hệ TVNH chứa

19

curcumin Hệ được bảo quản ở nhiệt độ phòng đến khi sử dụng

- Hóa rắn hệ TVNH chứa curcumin

Phương pháp hóa rắn hệ TVNH chứa curcumin được tham khảo theo nghiên cứu của D A Bhagwat và cộng sự [9]

Cho vào cốc có mỏ một lượng chính xác tá dược rắn, thêm dần từng lượng hệ TVNH lỏng vào cốc tới khối lượng yêu cầu, kết hợp với khuấy trộn bằng đũa thủy tinh để đảm bảo thu được khối bột tơi xốp, đồng nhất Hệ được phân tán vào tá dược cho đến khi hỗn hợp bắt đầu có dấu hiệu dính ướt thì ghi lại lượng đã thêm và tính tỉ lệ phần trăm hệ TVNH trong hỗn hợp

Tỉ lệ phần trăm khối lượng hệ TVNH trong hỗn hợp sau hóa rắn được tính theo công thức:

% KL (%) = 𝑚1

𝑚 100 Trong đó:

• m1 là khối lượng hệ TVNH đã thêm

• m là khối lượng hỗn hợp sau hóa rắn

2.3.2 Phương pháp đánh giá

2.3.2.1 Phương pháp định lượng hoạt chất

a Định lượng curcumin bằng phương pháp đo quang

✓ Xác định đỉnh cực đại hấp thụ của curcumin bằng phương pháp quang phổ UV - VIS

- Mẫu chuẩn: cân chính xác 0,01g curcumin hòa tan trong vừa đủ 100 ml dung môi hòa tan methanol, được dung dịch gốc A (dd A) Pha loãng dd A để thu được dung dịch chuẩn có nồng độ 3 μg/ml

- Mẫu trắng: dung môi hòa tan được lựa chọn

- Quét phổ dung dịch trong dải bước sóng 300 - 500nm Xác định bước sóng tại đỉnh hấp thụ cực đại

✓ Định lượng curcumin bằng phương pháp đo quang

20

Sau khi tiến hành quét phổ, xác định được cực đại hấp thụ của curcumin ở bước sóng 423,6 nm Sử dụng phương pháp đo quang UV - VIS tại bước sóng 423,6 nm để định lượng curcumin

- Mẫu chuẩn: pha loãng dd A để thu được dãy chuẩn có nồng độ 1, 2, 3, 4, 5 μg/ml

- Mẫu trắng: dung môi hòa tan được lựa chọn

- Mẫu thử: pha loãng mẫu cần đo trong dung môi thích hợp ở tỉ lệ nhất định

để thu được dung dịch thử có nồng độ trong khoảng 1 - 5 μg/ml

Xây dựng đường chuẩn biểu diễn mối quan hệ giữa độ hấp thụ và nồng

độ curcumin Đo độ hấp thụ của mẫu thử và mẫu chuẩn tại bước sóng 423,6

nm và tính nồng độ curcumin của mẫu thử theo công thức:

Ct = Cc 𝐴𝑡

𝐴𝑐

Trong đó:

• Ct và Cc lần lượt là nồng độ của mẫu thử và mẫu chuẩn (μg/ml)

• At và Ac lần lượt là độ hấp thụ của mẫu thử và mẫu chuẩn

b Định lượng curcumin bằng phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC)

+ Nhiệt độ: 30°C

+ Thể tích tiêm mẫu: 20 μl

+ Detector UV phát hiện ở bước sóng 423 nm

- Mẫu chuẩn: hòa tan 0,01g curcumin trong vừa đủ 100 ml methanol thu được

21

dung dịch gốc có nồng độ 100μg/ml Pha loãng dung dịch gốc để thu được dãy chuẩn có nồng độ 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25 μg/ml

- Mẫu thử: pha loãng mẫu cần đo trong dung môi thích hợp ở tỉ lệ nhất định

để thu được dung dịch thử có nồng độ trong khoảng 1 - 25 μg/ml

Xây dựng đường chuẩn biểu diễn mối quan hệ giữa diện tích pic và nồng độ curcumin So sánh diện tích pic của mẫu thử và mẫu chuẩn để tính nồng độ curcumin của mẫu thử theo công thức:

Ct = Cc 𝑆𝑡

𝑆𝑐

Trong đó:

• Ct và Cc lần lượt là nồng độ của mẫu thử và mẫu chuẩn (μg/ml)

• St và Sc lần lượt là diện tích pic của mẫu thử và mẫu chuẩn (mAU.s)

2.3.2.2 Phương pháp đánh giá vi nhũ tương

a Đánh giá kích thước giọt và phân bố kích thước giọt

Sử dụng phương pháp tán xạ ánh sáng động trên thiết bị Zetasizer NanoZS90 để đo KTG và PDI Hệ được pha loãng với nước cất theo tỉ lệ 1:10 (tt/tt) để tạo thành vi nhũ tương sao cho tốc độ đếm tiểu phân nằm trong khoảng 200 - 300 kcps Sử dụng cuvet nhựa, chỉ số khúc xạ RI là 1,420 và độ hấp thụ 0,01

b Đánh giá khả năng tự nhũ hóa của hệ

Khả năng tự nhũ hóa của hệ TVNH được đánh giá bằng cách sử dụng thiết bị thử độ hòa tan Erweka - DT Cho 200 ml nước cất vào cốc thử hòa tan của thiết bị thử hòa tan Erweka - DT, sau đó cho 2,0 g hệ TVNH vào cốc, bật cánh khuấy với tốc độ 100 vòng/phút, nhiệt độ môi trường 37 ± 0,5°C Tại mỗi thời điểm 1, 2, 3, 4, 5 ,6, 8, 10 phút, hút 3 ml mẫu ra đo kích thước giọt

và phân bố kích thước giọt

2.3.2.3 Đánh giá hiệu quả hòa tan curcumin của hệ TVNH

a Hiệu quả hòa tan của các hệ TVNH

12000 - 14000 Da, sau đó cho vào môi trường hòa tan

- Sử dụng thiết bị thử độ hòa tan có cánh khuấy với các thông số máy:

➢ Phần trăm curcumin giải phóng tại thời điểm t được tính theo công thức:

• Cc: nồng độ của dung dịch chuẩn (μg/ml)

• Ci: nồng độ curcumin trong môi trường thử tại thời điểm i (μg/ml)

• m: khối lượng curcumin ban đầu đưa vào trong túi thẩm tích (μg)

➢ Hiệu quả hòa tan curcumin của mỗi công thức hệ TVNH được tính theo công thức [15]: