Trong lãnh vực nghiên cứu và phát triển sản phẩm, việc thành lập công thức luôn là thử thách lớn đối với các nhà bào chế. Mỗi công thức sản phẩm, ngoài hoạt chất còn có nhiều thành phần tá dược khác nhau. Các thành phần công thức và hoặc các điều kiện sản xuất thường là những yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của sản phẩm. Đây chính là mối liên quan giữa nhân và quả. Nếu yếu tố ảnh hưởng nêu trên được khảo sát theo mô hình có thiết kế thì dữ liệu thực nghiệm có thể được thu thập một cách khoa học và hệ thống. Từ dữ liệu thực nghiệm đó, ngày nay nhà bào chế có thể áp dụng các phần mềm thông minh để giải quyết các vấn đề nghiên cứu và phát triển một cách nhanh chóng và hiệu quả. Trong công nghiệp sản xuất dược phẩm, kỹ thuật bào chế cũng như thiết bị sản xuất không ngừng được cải tiến. Sự ra đời của những máy móc hiện đại như: máy đùn, máy ve hạt… đã thúc đẩy việc sản xuất những vi hạt có kích thước rất nhỏ nhưng chứa hàm lượng hoạt chất rất cao. So với các dạng bào chế truyền thống, vi hạt không chỉ có những thuận lợi về mặt kỹ thuật như: độ trơn chảy tốt, độ mài mòn thấp, ít bụi, sự phân bố kích cỡ hẹp, có thể chứa những thành phần hoạt chất tương kỵ nhau,… mà còn có những ưu điểm về mặt sử dụng như: tăng tốc độ hấp thu do vi hạt được phân bố tự do trong đường tiêu hóa, tránh tập trung thuốc với nồng độ cao tại một vị trí… Hiện nay, sản xuất vi hạt vẫn còn là một lãnh vực khá mới mẻ ở nước ta. Theo quan niệm của Y học cổ truyền, “Sâm, Nhung, Quế, Phụ” được xem là bốn vị thuốc bổ hàng đầu, hay dùng nhất là Sâm và Nhung. Một số đơn thuốc có Nhân Sâm được dùng để bồi bổ cơ thể như: Độc Sâm thang, Sâm Phụ thang,… Đa phần những vị thuốc quý này vẫn còn được sử dụng dưới dạng thuốc thang, thuốc sắc, rượu thuốc… Điều đó gây khó khăn cho việc phân liều sử dụng, tiêu chuẩn hóa cũng như kiểm soát chất lượng thuốc. Nhằm mục đích áp dụng phương pháp tối ưu hóa thông minh trong việc nghiên cứu vi hạt với hoạt chất từ dược liệu, đề tài Tối ưu hóa công thức vi hạt Sâm Nhung Bổ Thận” được thực hiện với 3 mục tiêu chính: a. Xây dựng quy trình chiết xuất cao dược liệu từ bài thuốc Sâm Nhung Bổ Thận theo DĐVN III. b. Thiết kế và tối ưu hóa công thức vi hạt Sâm Nhung Bổ Thận từ cao dược liệu nêu trên. c. Xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật và phương pháp kiểm nghiệm nang vi hạt Sâm Nhung Bổ Thận.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA DƯC Tăng Ngọc Thúy Lan TỐI ƯU HÓA CÔNG THỨC VI HẠT "SÂM NHUNG BỔ THẬN" Khóa luận tốt nghiệp Dược só đại học Khóa 2000 - 2005 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 2005 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA DƯC Tăng Ngọc Thúy Lan TỐI ƯU HÓA CÔNG THỨC VI HẠT "SÂM NHUNG BỔ THẬN" Khóa luận tốt nghiệp Dược só đại học Khóa 2000 - 2005 Thầy hướng dẫn: TS Huỳnh Văn Hóa PGS TS Đặng Văn Giáp THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 20051 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong lãnh vực nghiên cứu phát triển sản phẩm, việc thành lập công thức thử thách lớn nhà bào chế Mỗi công thức sản phẩm, hoạt chất có nhiều thành phần tá dược khác Các thành phần công thức và/ điều kiện sản xuất thường yếu tố ảnh hưởng đến tính chất sản phẩm Đây mối liên quan nhân Nếu yếu tố ảnh hưởng nêu khảo sát theo mô hình có thiết kế liệu thực nghiệm thu thập cách khoa học hệ thống Từ liệu thực nghiệm đó, ngày nhà bào chế áp dụng phần mềm thông minh để giải vấn đề nghiên cứu phát triển cách nhanh chóng hiệu Trong công nghiệp sản xuất dược phẩm, kỹ thuật bào chế thiết bò sản xuất không ngừng cải tiến Sự đời máy móc đại như: máy đùn, máy ve hạt… thúc đẩy việc sản xuất vi hạt có kích thước nhỏ chứa hàm lượng hoạt chất cao So với dạng bào chế truyền thống, vi hạt thuận lợi mặt kỹ thuật như: độ trơn chảy tốt, độ mài mòn thấp, bụi, phân bố kích cỡ hẹp, chứa thành phần hoạt chất tương kỵ nhau,… mà có ưu điểm mặt sử dụng như: tăng tốc độ hấp thu vi hạt phân bố tự đường tiêu hóa, tránh tập trung thuốc với nồng độ cao vò trí… Hiện nay, sản xuất vi hạt lãnh vực mẻ nước ta Theo quan niệm Y học cổ truyền, “Sâm, Nhung, Quế, Phụ” xem bốn vò thuốc bổ hàng đầu, hay dùng Sâm Nhung Một số đơn thuốc có Nhân Sâm dùng để bồi bổ thể như: Độc Sâm thang, Sâm Phụ thang,… Đa phần vò thuốc quý sử dụng dạng thuốc thang, thuốc sắc, rượu thuốc… Điều gây khó khăn cho việc phân liều sử dụng, tiêu chuẩn hóa kiểm soát chất lượng thuốc Nhằm mục đích áp dụng phương pháp tối ưu hóa thông minh việc nghiên cứu vi hạt với hoạt chất từ dược liệu, đề tài "Tối ưu hóa công thức vi hạt Sâm Nhung Bổ Thận” thực với mục tiêu chính: a Xây dựng quy trình chiết xuất cao dược liệu từ thuốc " Sâm Nhung Bổ Thận" theo DĐVN III b Thiết kế tối ưu hóa công thức vi hạt Sâm Nhung Bổ Thận từ cao dược liệu nêu c Xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật phương pháp kiểm nghiệm nang vi hạt Sâm Nhung Bổ Thận TỔNG QUAN 2.1 DẠNG BÀO CHẾ VI HẠT 2.1.1 Khái niệm tổng quát Vi hạt đònh nghóa hạt nhỏ hình cầu (hạt cải), kích thước thường từ 0,5-1,5 mm, vài trường hợp lên đến mm, tạo thành liên kết khối bột khô dung dòch chất dính nhiều phương pháp khác So với dạng bào chế truyền thống khác (viên nén, viên nang ), vi hạt thuận lợi mặt kỹ thuật (trơn chảy tốt, độ mài mòn thấp, phân bố kích cỡ hẹp…), mà có ưu điểm mặt sử dụng (tính sinh khả dụng cao, tránh tập trung thuốc vò trí…)[36] (a) (b) (c) (d) Hình 2-1 Minh họa: bột (a), cốm (b), vi hạt không bao (c) vi hạt bao phim (d) Có loại vi hạt: - Vi hạt không bao: dạng hình cầu, kích cỡ đồng đều, trơn chảy tốt, dễ đóng gói, độ bền cao, độ mài mòn thấp, bụi, bề mặt trơn láng, dễ bao phim - Vi hạt bao phim: đặc điểm trên, dạng vi hạt thích hợp cho dạng bào chế mà hoạt chất phóng thích có kiểm soát Hiện có nhiều kỹ thuật sản xuất vi hạt: Kỹ thuật phun-sấy (spray-drying): dung dòch nước nguyên liệu dung dòch polymer nóng phun vào luồng khí nóng, sau nước bay chất rắn khô tạo thành dạng vi hạt Kỹ thuật sấy tầng sôi (fluidized bed technology): dạng thuốc (khô) phân tán luồng khí nóng tạo thành dòng liên tục, sau lượng tá dược dính phân tán vào gây nên tương tác trước bốc từ thành phần tác động qua lại tạo vi hạt Kỹ thuật quay tạo hạt (rotogranulator): toàn trình thực hệ thống kín Dung dòch chất dính hỗn hợp bột cho vào đóa máy ve hạt với tỷ lệ thích hợp, quay với tốc độ phù hợp sau đóù tiểu phân liên kết lại với ve tròn lại Kỹ thuật bao lớp (layer buiding method): dung dòch hỗn hợp tá dược dính hoạt chất phun lớp lên lõi trơ Phương pháp không thích hợp cho thuốc sử dụng với liều lớn Kỹ thuật đùn ve (extrusion/ spheronization): trình gồm nhiều bước: trộn khô tạo hỗn hợp bột, tạo khối ẩm, ép tạo thành sợi ngắn có đường kính tương đối đồng nhất, tạo hạt- làm tròn hạt, sấy, rây lựa hạt có kích cỡ mong muốn [36] Kỹ thuật đùn ve sử dụng phổ biến ngành dược với nhiều ưu điểm so với phương pháp khác như: - dễ vận hành - suất cao, hao phí thấp - phân bố kích thước hạt hẹp - tỷ lệ bể vụn thấp - vi hạt tạo thành có đặc tính phù hợp cho bao phim - khả trì phóng thích hoạt chất tốt kỹ thuật khác [36] 2.1.2 Thiết bò đùn ve Thiết bò đùn (extruder) Có loại thiết bò đùn dựa vào chế hoạt động: - kiểu đinh ốc (quanh trục, vòm, xuyên tâm) - kiểu trọng lực (hình trục, bánh răng, xuyên tâm) - kiểu piston (bơm đẩy) (a) (b) Hình 2-2 Minh họa thiết bò đùn (a) thiết bò ve (b) Thiết bò ve (spheronizer) Thiết bò ve gồm mâm có thành cố đònh đóa quay nhanh đáy mâm Bề mặt đóa có nhiều rãnh để tăng lực ma sát Có hai loại thiết bò ve thường sử dụng: - mâm có rãnh song song vuông góc - mâm có rãnh tỏa từ đóa [26] 2.1.3 Nguyên lý đùn ve Quá trình đùn giúp tạo sợi nhỏ, ngắn có độ dẻo đủ để biến dạng không dính để tránh kết lại ve Khối ẩm ép qua lưới thành sợi nhỏ, ngắn đường kính tùy thuộc vào kích thước lỗ lưới, sau sợi rơi đứt thành đoạn ngắn có chiều dài tương đối tác dụng trọng lực Quá trình ve làm tròn sợi ngắn có từ máy đùn Theo Rowe, làm tròn sợi ngắn thành vi hạt lực ma sát tiểu phân với tiểu phân với thiết bò Đầu tiên, sợi hình que làm tròn cạnh, sau thành hình tạ, ê líp, cuối hình cầu [26] Hình 2-3 Minh họa chế ve hạt theo Rowe Theo Baert Remon, trình tạo vi hạt lực ma sát lực quay Sợi cốm sau làm tròn cạnh xoắn lại đứt thành hai phần, phần có bên tròn bên phẳng có nếp gấp hoa, tác dụng lực ma sát lực quay phần ve tròn lại Hình 2-4 Minh họa chế ve hạt theo Baert Remon khối bột nhão cốm ướt (vào máy ve) vi hạt ướt (từ máy ve) cốm ướt (từ máy đùn) Hình 2-5 Sự kết hợp hai trình đùn ve để tạo vi hạt 2.1.4 Thành phần tá dược Nói chung, thành phần tá dược vi hạt không bao tương tự thành phần tá dược viên nén trần Tuy nhiên, tỷ lệ tá dược vi hạt thường viên nén Các tá dược thường dùng sản xuất vi hạt: - Tá dược độn: giúp vi hạt đạt hình dạng, kích thước, khối lượng Thường dùng: avicel, lactose, tinh bột, Mg carbonat - Tá dược dính: giúp liên kết thành phần với Hay sử dụng polyvinyl pyrrolidon, avicel - Tá dược rã: giúp vi hạt rã nước hay đường tiêu hóa Các loại phổ biến Na Starch glycolate, tinh bột biến tính, Crosscarmellose - Tá dược trơn bóng: giúp làm chảy, chống dính, làm trơn bóng vi hạt Một số tá dược trơn bóng hay dùng talc, Mg stearate… - Các tá dược khác: tá dược hút công thức chứa lượng ẩm cao, tá dược làm ẩm, tá dược màu, tá dược hương vò, tá dược điều chỉnh phóng thích hoạt chất… 2.1.5 Dạng phân liều Chỉ số trường hợp vi hạt dùng để sản xuất viên nén Beloc® ZOK (Sandberg et al.,1988) and Antra® MUPS (Petersen and Schmutzler, 1999) [33] Thông thường, vi hạt không bao bao phim đóng vào nang cứng Hình 2-6 MInh họa nang chứa vi hạt Một số chế phẩm vi hạt sản xuất nước: Colmax®, Terpin Codein - F® (TV.Pharm), Dextromethorphan® (Mebiphar), Dexipharm® (IMexpharm) Một số chế phẩm vi hạt ngoại nhập có Việt Nam: Bảng 4.10 Kết kiểm nghiệm phân bố kích thước hạt lô sản xuất theo công thức tối ưu Sự phân bố kích thước hạt Tỷ lệ vi hạt có kích thước > mm (%) Tỷ lệ vi hạt có kích thước < 0,8 mm (%) Tỷ lệ vi hạt có kích thước từ 0,8 mm - mm (%) L1 L2 TB 16,6 18,2 17,4 1,4 1,4 1,4 82 80,4 81,2 Tỷ lệ vi hạt hình tròn L1 L2 TB 74,2 73,9 Tỷ lệ vi hạt hình tròn (0,8 mm mm không 20% Tỷ lệ vi hạt có kích thước < 0,8 mm không 2% Tỷ lệ vi hạt có kích thước từ 0,8 – mm không 78% Tỷ lệ hạt tròn Tỷ lệ hạt tròn không 70% A-3 Tiêu chuẩn nang Sâm Nhung Bổ Thận (thành phẩm) Cảm quan Viên nang hình trụ dài hai đầu tròn, cỡ nang 00, nang không màu chứa vi hạt màu nâu Vó 10 viên Độ rã Tất viên phải rã vòng không 30 phút Độ đồng khối lượng Cho phép không viên có khối lượng lệch khoảng 7,5% so với khối lượng trung bình, viên lệch gấp lần Đònh tính Phải có phản ứng đònh tính nhân sâm nhung hươu Đònh lượng Viên nang vi hạt Sâm nhung bổ thận 770 mg chứa: - không 9,2 mg Nitơ toàn phần - không 6,4 mg Nitơ amin PHỤ ĐÍNH B PHƯƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM B-1 Kiểm nghiệm cao lỏng dược liệu (nguyên liệu) Mô tả Thử cảm quan, cao phải đạt yêu cầu nêu Xác đònh khối lượng làm khô Thử theo tiêu chuẩn DĐVN III, Phụ lục 5.16, trang PL – 98 Độ tan Hòa tan g cao dược liệu vào 10 ml cồn 60 o, lọc lấy phần cắn không tan, hòa vào 10 ml nước, cắn phải tan hoàn toàn B-2 Kiểm nghiệm vi hạt (bán thành phẩm) Mô tả Quan sát cảm quan, hạt phải đạt yêu cầu nêu Sự phân bố kích thước hạt Cân 100 g vi hạt, rây qua hai cỡ rây mm 0,8 mm Cân lượng vi hạt không qua rây mm (a) lượng vi hạt qua rây 0,8 mm (b) Kết : - tỷ lệ % vi hạt không qua rây mm (kích thước > mm) =a - tỷ lệ % vi hạt qua rây 0,8 mm (kích thứơc < 0,8 mm) = b - tỷ lệ % vi hạt có kích thước từ 0,8 – mm = 100 – (a+b) Tỷ lệ vi hạt hình tròn Cho vi hạt vào đóa petri nhỏ có đường kính 3,5 cm cho tạo thành lớp phủ đầy bề mặt đóa petri Dùng kính lúp quan sát đếm số vi hạt hình tròn (a) tổng số vi hạt (b) chứa đóa petri Kết quả: tỷ lệ % vi hạt tròn = a/b x 100% B-3 Kiểm nghiệm nang Sâm Nhung Bổ Thận (thành phẩm) Mô tả Quan sát cảm quan, viên nang phải đạt yêu cầu nêu Độ rã Thử theo tiêu chuẩn DĐVN III, Phụ lục 8.6, trang PL – 136 Độ đồng khối lượng Thử theo tiêu chuẩn DĐVN III, Phụ lục 8.3, trang PL – 132 Đònh tính Đònh tính Nhân sâm phương pháp sắc ký lớp mỏng theo chuyên luận Nhân sâm DĐVN III, trang 432 Đònh tính Nhung hươu phương pháp sắc ký lớp mỏng theo chuyên luận Nhung hươu DĐVN III, trang 403 Đònh lượng - Nitơ toàn phần (phương pháp Kjeldahl) Thử theo tiêu chuẩn DĐVN III, Phụ lục 6.5, trang PL - 107 - Nitơ formol (phương pháp Sorensen) Cân 1g vi hạt, thêm 50 ml nước, lọc lấy 10 ml dòch lọc cho vào bình đònh mức 50 ml, thêm nước vừa đủ Thêm giọt phenolphtalein Trung hòa với NaOH 0,05 N đến có màu hồng nhạt (A) Gọi n1 số ml NaOH 0,05 N dùng Đồng thời làm tương tự đến thêm nước vừa đủ vào bình đònh mức 50 ml Sau thêm vào ml formol trung hòa giọt phenolphtalein Trung hoà với NaOH 0,05 N đến có màu hồng nhạt (B) Gọi n2 số ml NaOH 0,05 N dùng Ta có ml NaOH 0,05 N tương đương với 0,0007 g Nitơ Lượng N formol có 100 g vi hạt là: (n - n1) x 17,5 (g) - Nitơ amoniac (phương pháp Kjeldahl) Cho vào bình cầu 2,5 g vi hạt, 250 ml nước cất, muỗng MgO nung khô Cất máy Delattre: Hứng 2/3 nước cất becher có sẵn:10 ml H2SO4 0,1 N giọt alizarin Trung hòa nước cất với NaOH 0,1 N đến có màu hồng Gọi n số ml NaOH 0,1 N dùng Mà 1ml NaOH 0,1 N tương đương với 0,0014 g N Lượng N amoniac có 100 g vi hạt: (10-n) x 0,056 (g) - N amin = N formol – N amoniac PHỤ ĐÍNH C - KẾT QUẢ SOI BỘT DƯC LIỆU BA KÍCH Tinh thể Canxi oxalat hinh kim Bó canxi oxalat hình kim Mạch điểm ĐẢNG SÂM Mạch mạng Mạch vạch Tế bào cương mô ĐỖ TRỌNG Mô cứng có ống trao đổi Sợi libe có khoang hẹp Tinh thể Canxi oxalat hình cầu gai CẨU TÍCH Mạch gỗ hình thang Hạt tinh bột hình trứng Mảnh mô mềm CAM THẢO Hạt tinh bột Sợi mang canxi oxalat hình khối Mạch điểm Mạch vạch HÀ THỦ Ô ĐỎ Hạt tinh bột có tể rõ Mảnh bần màu nâu Tinh thể canxi oxalat hình cầu gai Mạch mạng HẠT SEN Hạt tinh bột hình trứng dài, tể rõ, riêng lẻ hay tụ thành đám HOÀI SƠN Hạt tinh bột hình trứng, to, thấy tể vân PHỤC LINH Sợi nấm dạng khối không màu, phân nhánh TRẠCH TẢ Hạt tinh bột hình trứng dài, rốn hình khe ngắn Tế bào nội bì TỤC ĐOẠN Mảnh bần Tinh thể canxi oxalat hình cầu gai ... công thức vi hạt Sâm Nhung Bổ Thận thực với mục tiêu chính: a Xây dựng quy trình chiết xuất cao dược liệu từ thuốc " Sâm Nhung Bổ Thận" theo DĐVN III b Thiết kế tối ưu hóa công thức vi hạt Sâm. .. giúp cho vi c tối ưu hóa thực dễ dàng trực quan: a b c d Hình 2-11 Minh họa hàm mục tiêu tối ưu hóa: Tent (a), Up (b), Down (c) Flat (d) Lãnh vực thiết kế công thức vi tính tối ưu hóa công thức phần...Tăng Ngọc Thúy Lan TỐI ƯU HÓA CÔNG THỨC VI HẠT "SÂM NHUNG BỔ THẬN" Khóa luận tốt nghiệp Dược só đại học Khóa 2000 - 2005 Thầy hướng dẫn: TS Huỳnh Văn Hóa PGS TS Đặng Văn Giáp THÀNH