Nghiên cứu bào chế vi nhũ tương natri diclofenac dùng qua da

Hiện nay trên thế giới, nhóm thuốc chống viêm giảm đau không steroid là một trong những nhóm thuốc lâu đời và được sử dụng nhiều nhất. Trong đó, diclofenac là một dược chất được sử dụng rộng rãi do tác dụng chống viêm, giảm đau tương đối mạnh và sâu. Nhiều dạng bào chế mới như pellet, vi nang, dạng thuốc tác dụng kéo dài, dạng kem bôi ngoài da, gel...đã được áp dụng với dược chất này và đã mang lại hiệu quả cao trong điều trị. Trong những năm gần đây, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học, công nghệ, công nghiệp bào chế dược cũng phát triển một cách nhanh chóng. Rất nhiều các dược chất mới ra đời, cùng với sự phát triển của các dạng bào chế mới không những giúp điều trị có hiệu quả mà còn khai thác tốt những dược chất đã được sử dụng từ lâu. Vi nhũ tương là một dạng bào chế mới có nhiều ưu điểm so với các dạng thuốc khác, tuy nhiên ở Việt Nam hiện nay hầu như rất ít nghiên cứu về dạng bào chế mới này mặc dù trên thế giới ngày càng nhiều các báo cáo khoa học về dạng vi nhũ tương. Việc ứng dụng vi nhũ tương với dược chất diclofenac là một hướng đi mới, hứa hẹn sẽ khai thác tốt hơn nữa dược chất này trong điều trị cũng như trong thương mại, tiến tới là tiền đề cho việc áp dụng vi nhũ tương vào các dược chất khác. Do vậy chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu bào chế vi nhũ tương natri diclofenac dùng qua da” với mục tiêu sau:

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay trên thế giới, nhóm thuốc chống viêm giảm đau không steroid là một trong những nhóm thuốc lâu đời và được sử dụng nhiều nhất. Trong đó, diclofenac là một dược chất được sử dụng rộng rãi do tác dụng chống viêm, giảm đau tương đối mạnh và sâu. Nhiều dạng bào chế mới như pellet, vi nang, dạng thuốc tác dụng kéo dài, dạng kem bôi ngoài da, gel .đã được áp dụng với dược chất này và đã mang lại hiệu quả cao trong điều trị. Trong những năm gần đây, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học, công nghệ, công nghiệp bào chế dược cũng phát triển một cách nhanh chóng. Rất nhiều các dược chất mới ra đời, cùng với sự phát triển của các dạng bào chế mới không những giúp điều trị có hiệu quả mà còn khai thác tốt những dược chất đã được sử dụng từ lâu. Vi nhũ tương là một dạng bào chế mới có nhiều ưu điểm so với các dạng thuốc khác, tuy nhiên ở Việt Nam hiện nay hầu như rất ít nghiên cứu về dạng bào chế mới này mặc dù trên thế giới ngày càng nhiều các báo cáo khoa học về dạng vi nhũ tương. Việc ứng dụng vi nhũ tương với dược chất diclofenac là một hướng đi mới, hứa hẹn sẽ khai thác tốt hơn nữa dược chất này trong điều trị cũng như trong thương mại, tiến tới là tiền đề cho việc áp dụng vi nhũ tương vào các dược chất khác. Do vậy chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu bào chế vi nhũ tương natri diclofenac dùng qua da” với mục tiêu sau: 1. Bào chế được vi nhũ tương natri diclofenac. 2. Đánh giá được ảnh hưởng của các yếu tố trong công thức bào chế đến sự hình thành và giải phóng hoạt chất từ vi nhũ tương và tìm ra công thức bào chế có khả năng giải phóng dược chất tốt. 3. Bước đầu nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn chất lượng và đánh giá độ ổn định của vi nhũ tương natri diclofenac. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 1.1. Đại cương về vi nhũ tương 1.1.1. Định nghĩa về vi nhũ tương Vi nhũ tương được khám phá khá sớm, từ những năm 40 của thế kỷ XX, do hai nhà khoa học Hoar và Schuman sau khi hai ông tình cờ hòa nhũ tương sữa vào hexanol. Từ đó đến nay đã có rất nhiều nghiên cứu về vi nhũ tương, có rất nhiều định nghĩa được đưa ra để tiện cho việc nghiên cứu dạng bào chế này [25]. Theo Danielsson và Lindman vi nhũ tương có thể được định nghĩa như sau: “Vi nhũ tương là hệ phân tán vi dị thể, gồm pha dầu và pha nước phân tán đồng nhất vào nhau và được ổn định bởi phân tử các chất diện hoạt trên bề mặt phân cách hai pha, có tính đẳng hướng về mặt quang học, ổn định về mặt nhiệt động học giống một dung dịch lỏng”. Như vậy trong thành phần của vi nhũ tương có hai pha dầu và nước, có các chất diện hoạt đóng vai trò tác nhân hình thành và ổn định vi nhũ tương bằng cách giảm sức căng bề mặt phân cách hai pha. Định nghĩa này cũng yêu cầu vi nhũ tương có tính ổn định về mặt dược động học (bền và không bị phân lớp), đẳng hướng về mặt quang học (tức là trong suốt hoặc trong mờ, ánh sáng có thể đi qua dễ dàng). 1.1.2. Ưu nhược điểm của vi nhũ tương Ưu điểm: - Hệ vi nhũ tương làm tăng khả năng hòa tan của dược chất trong hệ, đặc biệt với dược chất ít tan trong nước, do đó làm tăng sinh khả dụng của thuốc, đặc biệt là các dạng thuốc khác có cùng đích tác dụng. Vì vậy vi nhũ tương có thể áp dụng vào một số dạng bào chế cũ như viên nang, thuốc dùng ngoài da . 2 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 - Chất diện hoạt và chất đồng diện hoạt trong VNT có thể làm giảm tính đối kháng của hàng rào khuếch tán của biểu bì bởi hoạt tính tăng tính thấm của chúng do đó dược chất thấm qua da dễ dàng hơn [34] - Có khả năng bảo vệ dược chất cao, đặc biệt với các dược chất dễ bị phân hủy [16]. - Hình thức vi nhũ tương trong, đẹp hơn so với nhũ tương. - Là dạng thuốc có độ ổn định về nhiệt động học cao, bền vững, không bị phân lớp sau thời gian bảo quản dài. - Có thể dùng vi nhũ tương để bào chế các thuốc có tác dụng kéo dài. - Kỹ thuật bào chế đơn giản. Nhược điểm: - Việc xác định tỷ lệ các thành phần trong công thức để tạo thành vi nhũ tương là rất khó khăn. - Giá thành cao - Sử dụng lượng chất diện hoạt khá cao so với bình thường. 1.1.3. Sự khác nhau giữa nhũ tương và vi nhũ tương. Một số đặc điểm khác nhau cơ bản giữa nhũ tương và vi nhũ tương để có thể phân biệt hai dạng bào chế này: - Vi nhũ tương có nhiệt động học tương đối ổn định còn nhũ tương thì kém hơn nhiều. Do đó, vi nhũ tương có thể để lâu mà không bị phân lớp còn nhũ tương thường không bền, dễ bị phân lớp. Tuy nhiên ngày nay có nhiều loại nhũ tương thường do áp dụng công nghệ tốt vẫn có thể bền lâu mà không bị tách lớp. - Về mặt hình thức, vi nhũ tương trong, ánh sáng có thể đi qua dễ dàng, nhũ tương đục hơn nhiều so với vi nhũ tương. Vì kích thước tiểu phân của vi nhũ tương khoảng 10 nm - 140 nm còn nhũ tương thông thường có kích thước tiểu phân khoảng 100 - 600 nm [16]. 3 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 - Vi nhũ tương bào chế một cách khá đơn giản, còn nhũ tương cần có lực phân tán để tạo thành [25]. 1.1.4. Thành phần của vi nhũ tương Thành phần cơ bản của vi nhũ tương bao gồm: - Pha dầu: Gồm những chất lỏng không phân cực như dầu lạc, dầu đậu tương, dầu hướng dương, isopropyl myristat, triglycerid mạch cacbon trung bình, acid oleic .và các chất hòa tan hay đồng tan vào chúng như menthol, terpen, tinh dầu . - Pha nước: Gồm những chất lỏng phân cực hay dùng trong bào chế như: nước, ethanol, propyle glycol .và các chất dễ hòa tan hay đồng tan vào chúng. - Chất diện hoạt: Là các chất có khả năng làm giảm sức căng bề mặt pha, qua đó giúp hình thành vi nhũ tương. Một số chất diện hoạt hay dùng trong bào chế như natri lauryl sulfat, polyoxyethylen oleyl ether (Brij 97), Cremophor EL .[1]. - Chất đồng diện hoạt: Là thành phần cho thêm vào trong công thức, có vai trò quan trọng trong việc hình thành vi nhũ tương. Một số chất đồng diện hoạt hay dùng như isopropanol, n-propanol, alcol benzylic, glyceryl caprylat, tetraglycol . Ngoài ra, vi nhũ tương còn có thêm một số thành phần khác như chất tăng hấp thu, chất tạo mùi, chất bảo quản . 1.1.5. Phương pháp bào chế vi nhũ tương Vi nhũ tương có phương pháp bào chế đơn giản được thể hiện trong sơ đồ hình 1.1. 4 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Hình 1.1. Sơ đồ bào chế vi nhũ tương Tuy nhiên vi nhũ tương là hệ có khả năng tự nhũ hóa vì vậy trình tự phối hợp các chất hầu như không ảnh hưởng tới sự hình thành của hệ nhưng đôi khi lại ảnh hưởng đến thời gian hình thành. H. Chen và Cs trong quá trình bào chế VNT triptolid đã thấy rằng khi phối hợp chất diện hoạt Tween 80 vào hỗn hợp pha dầu (acid oleic) và chất đồng diện hoạt (propylen glycol) rồi thêm dần nước vào thì phải mất 2 - 3h mới thu được vi nhũ tương trong, còn khi hòa Tween80 vào nước rồi mới phối hợp vào hỗn hợp acid oleic và propylen glycol thì vi nhũ tương hình thành rất nhanh nhưng trong cả hai trường hợp thì các đặc tính pha đều như nhau. Đồng thời trong nghiên cứu này, các tác giả cũng chứng minh rằng khi propylen glycol hòa tan trong pha dầu hoặc pha nước sau đó phối hợp với pha còn lại thì thời gian hình thành cũng như đặc tính lý hóa của VNT không thay đổi [13]. 1.1.6. Giản đồ pha Giản đồ pha là phương tiện thường được dùng trong nghiên cứu vi nhũ tương để tìm ra vùng có cấu trúc khác nhau như vùng tạo vi nhũ tương (D/N, N/D), vùng tạo nhũ tương . Giản đồ pha ba thành phần có hình tam giác, mỗi đỉnh ứng với các thành phần dầu, nước, chất diện hoạt với lượng tương ứng 100% trong công 5 Phối hợp các chất thuộc pha nước với nhau, phối hợp các chất diện hoạt tan trong nước Phối hợp các chất thuộc pha dầu với nhau, phối hợp các chất diện hoạt tan trong dầu Chất đồng diện hoạt + Khuấy nhẹ Vi nhũ tương Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 thức. Trong trường hợp trong công thức có nhiều hơn 3 thành phần thì một đỉnh của giản đồ pha sẽ gồm hai thành phần như chất diện hoạt/đồng diện hoạt, nước/hoạt chất .với các tỷ lệ xác định [18], [25]. Ping Li, Anasuya Ghosh và Cs đã nghiên cứu tác động của việc sử dụng phối hợp hai chất diện hoạt không ion hóa trên các đặc tính của vi nhũ tương. Giản đồ pha được sử dụng với pha dầu là Capmul PG8, hai chất diện hoạt không ion hóa là Tween 20 và Cremophor EL, nước. So sánh vùng tạo vi nhũ tương trên giản đồ pha cho thấy diện tích vùng vi nhũ tương trong giản đồ pha có phối hợp hai chất diện hoạt tăng lên rất nhiều so với sử dụng đơn chất diện hoạt. Thời gian hình thành vi nhũ tương và kích thước tiểu phân giảm khi phối hợp hai chất diện hoạt [26]. Hình 1.2. Giản đồ pha khi phối hợp hai chất diện hoạt 1.1.7. Các yếu tố ảnh hưởng tới vi nhũ tương Vi nhũ tương được hình thành một cách dễ dàng khi phối hợp hai pha dầu và nước lại với nhau. Sự hình thành của vi nhũ tương có được là do sự vận động không ngừng của các pha, trong đó đóng vai trò quyết định là hoạt động của các phân tử chất diện hoạt cũng như chất đồng diện hoạt. Loại pha 6 (1 : 1) Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 dầu, pha nước, loại chất diện hoạt, tỷ lệ các thành phần, nhiệt độ cũng là yếu tố ảnh hưởng tới sự hình thành của vi nhũ tương. 1.1.7.1. Chất diện hoạt Là những chất có khả năng làm giảm năng lượng bề mặt giữa hai pha trong nhũ tương [1]. Trong công thức vi nhũ tương, tỷ lệ các chất diện hoạt khá cao so với nhũ tương thông thường. Một chất diện hoạt điển hình là những hợp chất lưỡng thân, tức là chất trong phân tử có chứa những nhóm thân nước và thân dầu (đầu phân cực và đầu không phân cực). Phần thân nước của chất diện hoạt có mô men lưỡng cực tĩnh điện và thường được cấu tạo bởi các nhóm carboxy –COO - , sulfit SO 3 2- .Phần thân dầu thường là gốc hydrocacbon không có mô men lưỡng cực rõ ràng vì vậy nó có bản chất gần giống môi trường không hoặc ít phân cực. Chỉ có chất diện hoạt mà trong phân tử có hai thành phần này không cân bằng mới có thể làm giảm năng lượng tự do bề mặt pha, từ đó làm giảm sức căng bề mặt phân cách pha. Khi cho chất diện hoạt vào hỗn hợp pha nước và pha dầu, phân tử chất diện hoạt sẽ tự sắp xếp trên bề mặt hai pha, tạo thành cấu trúc tự liên kết như micell hình cầu, micell dạng hình ống, dạng bản mỏng, micell đảo .[25]. Sự phối hợp chất diện hoạt hay được sử dụng trong bào chế vi nhũ tương để tạo được vi nhũ tương có kích thước phân tử rất nhỏ, tăng hàm lượng dược chất trong công thức và tăng độ ổn định vật lí. Điều này giúp cho việc ứng dụng vi nhũ tương làm hệ phân phối thuốc cho các chất khó tan trong nước [26]. Sự phối hợp này, đặc biệt giữa chất diện hoạt ion hóa và không ion hóa thường có hiệu quả trong việc tăng diện tích vùng tạo vi nhũ tương [18], [25]. 7 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 X. Li và Cs đã nghiên cứu ảnh hưởng của hỗn hợp đồng lượng chất diện hoạt cation và anion được cho vào công thức sẽ làm tăng khả năng hòa tan của pha nước và pha dầu trong vi nhũ tương [27]. Các chất diện hoạt hay dùng trong dược phẩm gồm 4 loại: Chất diện hoạt anion, chất diện hoạt cation, chất diện hoạt lưỡng tính, chất diện hoạt không ion hóa. Giá trị cân bằng dầu - nước HLB (Hydrophyle – Lipophyle – Balance) của chất diện hoạt [1]: là một con số cụ thể phản ánh mối tương quan giữa hai phần thân dầu và thân nước trong một phân tử chất diện hoạt. Khi một phân tử không bị thay đổi cấu trúc hóa học thì giá trị này không đổi. Theo hệ thống phân loại HLB của W.Griffin, mỗi chất diện hoạt có một giá trị HLB xác định, cao nhất là natri laurylsulfat (40), thấp nhất là acid oleic (1). Các chất diện hoạt còn lại có HLB trung gian. Dựa vào chỉ số HLB, người ta sẽ xác định được khả năng sử dụng chất diện hoạt đó. Ví dụ: Chất diện hoạt có HLB từ 3 – 6: Nhũ hóa cho nhũ tương nước/dầu. Chất diện hoạt có HLB từ 7- 9: Dùng làm chất gây thấm. Chất diện hoạt có HLB từ 8 - 13: Nhũ hóa cho nhũ tương dầu/nước. Chất diện hoạt có HLB từ 13 - 15: Dùng làm chất tẩy rửa. Chất diện hoạt có HLB từ 15 - 18: Hỗ trợ làm tăng độ tan. 1.1.7.2. Chất đồng diện hoạt Trong công thức vi nhũ tương hiện đại, các nhà bào chế thường cho thêm một thành phần nữa có vai trò tương tự như chất diện hoạt, gọi là chất đồng diện hoạt (cosurfactant). Chất đồng diện hoạt bản chất giống như một chất diện hoạt, là một chất lưỡng thân. Khi cho vào nhũ tương, các phân tử chất đồng diện hoạt sẽ có mặt trên bề mặt phân cách pha, trên cả màng mỏng do chất diện hoạt tạo ra trên bề mặt phân cách pha. Các chất đồng diện hoạt là chất diện hoạt không ion hóa, các alcol, các acid alkanoic và các alkyl amin, 8 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 có trị số HLB trung bình. Trong một số trường hợp, bản thân các phân tử dược chất cũng đóng vai trò như chất đồng diện hoạt [25]. Thông thường nếu sử dụng một mình chất diện hoạt thì không đảm bảo sự giảm năng lượng bề mặt tạo vi nhũ tương và cũng không tạo được thành cấu trúc vi mô đặc trưng của vi nhũ tương. Khi cho thêm chất đồng diện hoạt sẽ làm cho các màng mỏng mà chất diện hoạt tạo ra linh hoạt đủ để nhanh chóng bao lấy các giọt vi nhũ tương, đồng thời làm giảm sự tương tác của cả phần đầu phân cực và đầu không phân cực [16]. Các chất đồng diện hoạt còn có vai trò làm giảm bớt sự khác biệt giữa hai chất diện hoạt chính trong công thức, đặc biệt là công thức có hai chất diện hoạt có chỉ số HLB khác xa nhau, giúp phát huy tốt vai trò của chất diện hoạt trong công thức. Ngoài ra, một số chất đồng diện hoạt cũng có khả năng nhũ hóa giống chất diện hoạt thông thường [24], [25]. 1.1.7.3. Pha dầu Thành phần pha dầu ảnh hưởng đến bề mặt phân cách pha do sự xuyên thấm và gắn vào đầu không phân cực của chất diện hoạt [18]. Yue Yuan và Cs nghiên cứu các loại dầu khác nhau (acid oleic, ethyl oleat, IPM) đối với sự hình thành vi nhũ tương meloxicam thu được kết quả: IPM, một chất được nghiên cứu làm tăng tính thấm qua da rất tốt, cho diện tích vùng tạo vi nhũ tương D/N lớn nhất trên giản đồ pha, acid oleic được xem là một chất tăng hấp thu và hòa tan tốt trong dược chất nhưng vùng tạo vi nhũ tương D/N lại nhỏ nhất, đó là do sự chênh lệch về HLB giữa pha dầu và chất diện hoạt [37]. 1.1.7.4. Loại vi nhũ tương Sự liên kết giữa chất diện hoạt, chất đồng diện hoạt với hai pha dầu, nước tạo cho vi nhũ tương có nhiều cấu trúc vi mô khác nhau. Có 3 loại cấu 9 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 trúc thường gặp nhất sau [25]: VNT dầu/nước, VNT hai pha liên tục, VNT nước/dầu. Hình 1.3. Các loại cấu trúc vi nhũ tương thường gặp Tùy thuộc vào đặc tính của dược chất và thành phần trong công thức mà loại vi nhũ tương nào sẽ cho mức độ hấp thu dược chất cao hơn. Mei và Cs đã nghiên cứu bào chế vi nhũ tương triptolid dùng tại chỗ. Vi nhũ tương được bào chế ở cả dạng D/N, N/D. So sánh mức độ giải phóng dược chất qua da chuột nhắt thu được công thức vi nhũ tương giải phóng tốt nhất là loại N/D bao gồm: 40% isopropyl myristat, 50% Tween 80/1,2 propylen glycol (5/1) và nước, dạng dung dịch cho khả năng giải phóng thấp nhất [30]. 1.1.8. Một số đặc tính của vi nhũ tương và chỉ tiêu đánh giá Việc mô tả cấu trúc vi mô của vi nhũ tương là rất cần thiết, nó thể hiện các đặc tính của vi nhũ tương. Cấu trúc vi mô quyết định mức độ giải phóng dược chất ra khỏi dạng thuốc. Để tìm hiểu cấu trúc vi mô của vi nhũ tương ta cần quan tâm đến các đặc tính vĩ mô của nó [18], [25].  Đặc tính vĩ mô - Cảm quan: Trong suốt hoặc trong mờ, ánh sáng có thể đi qua - Độ khúc xạ ánh sáng: đánh giá bằng khúc xạ kế - Độ nhớt: Đánh giá bằng máy đo độ nhớt (nhớt kế) 10 VNT dầu/nước VNT hai pha liên tục VNT nước/dầu