Khóa luận tốt nghiệp ngành Dược học: Nghiên cứu bào chế và đánh giá một số đặc tính tiểu phân nano aspirin

Khóa luận được nghiên cứu với mục tiêu nhằm bào chế nano aspirin và đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố đến kích thước tiểu phân nano aspirin. Đánh giá một số đặc tính của tiểu phân nano aspirin bào chế được.

TỔNG QUAN

Công nghệ nano

Công nghệ nano là khoa học chế tạo và ứng dụng vật liệu ở kích thước nano, khai thác đặc tính mới nổi khi vật chất ở kích thước này.

Công nghệ nano có ba thuộc tính cơ bản [11]:

- Các thao tác thực hiện ở mức nano

- Kích thước vật liệu ở mức nano

- Tạo ra vật liệu, thiết bị và hệ thống hữu ích mới.

Vài nét về tinh thể nano

Tinh thể nano (nanocrystal) là các tiểu phân rắn tinh khiết với kích thước trung bình dưới 1000 nm, trong đó không chứa bất cứ một vật liệu mang nào [23,

Tinh thể nano, có ít nhất một chiều nhỏ hơn 100 nm, kết hợp đặc tính của cả tiểu phân nano và tinh thể, được tạo thành từ các nguyên tử sắp xếp theo kiểu đơn hoặc đa tinh thể, tùy thuộc phương pháp sản xuất, có thể ở dạng tinh thể hoặc vô định hình.

1.2.2 Ưu điểm của tinh thể nano

1.2.2.1 Tăng độ tan Độ tan của DC thường phụ thuộc vào các yếu tố như đặc tính lý hóa của DC, môi trường hòa tan và nhiệt độ Tuy nhiên, đối với các tiểu phân DC với kích thước nhỏ hơn 1-2 àm, độ tan phụ thuộc vào KTTP Độ tan tăng lờn khi KTTP giảm xuống dưới 1000 nm [24] Điều này được giải thích theo phương trình Kelvin và Ostwald-Freundlich:

Áp suất hòa tan của tiểu phân (ρr) phụ thuộc vào bán kính (r), sức căng bề mặt (γ), hằng số khí (R), nhiệt độ tuyệt đối (T), khối lượng phân tử (Mr), tỷ trọng (ρ) và áp suất hòa tan của tiểu phân lớn ban đầu (ρ∞) theo công thức liên hệ.

Ở trạng thái bão hòa, hòa tan và tái kết tinh cân bằng Giảm tích tụ tinh thể (KTTP) làm tăng áp suất hòa tan, đẩy cân bằng về phía hòa tan, dẫn đến tăng độ tan bão hòa.

Phương trình Ostwald-Freundlich biểu thị mối quan hệ giữa độ tan bão hòa và KTTP:

Độ tan bão hòa (Cs) của tiểu phân phụ thuộc vào kích thước tiểu phân (r), sức căng bề mặt (σ), thể tích mol (V), hằng số khí (R), nhiệt độ tuyệt đối (T), tỷ trọng tiểu phân (ρ) và độ tan của tiểu phân lớn (Cα) theo công thức liên hệ giữa các đại lượng này.

Giảm kích thước tiểu phân (dưới 200nm) làm tăng độ tan bão hòa của DC, theo phương trình đã nêu Hiệu ứng này chủ yếu thấy rõ ở các tiểu phân có kích thước nhỏ hơn 1-2 μm [23, 24].

Việc bào chế hệ nano tinh thể có thể làm cho đặc tính kết tinh của tiểu phân

Tinh thể nano DC vô định hình có độ tan cao hơn dạng tinh thể, do đó được xem là giải pháp lý tưởng để tăng cường độ tan của DC [1, 23] Sự chuyển đổi pha từ tinh thể sang vô định hình của DC là yếu tố then chốt.

1.2.2.2 Cải thiện độ hòa tan

Theo phương trình hòa tan Nernst–Brunner và Levich, tốc độ hòa tan của dược chất được biểu diễn như sau:

- dM/dt là tốc độ hòa tan của dược chất,

- S là diện tích bề mặt tiểu phân,

- Cs là độ tan bão hòa của dược chất,

- C là nồng độ dược chất tại thời điểm t,

- h là bề dày lớp khuếch tán

Copyright @ School of Medicine and Pharmacy, VNU

Tốc độ hòa tan của tinh thể nano tăng nhờ diện tích bề mặt lớn hơn, lớp khuếch tán mỏng hơn và độ tan cao hơn [23, 24].

1.2.2.3 Tăng khả năng kết dính vào bề mặt hoặc màng tế bào

Nano tinh thể DC vượt trội hơn micromet nhờ khả năng kết dính cao hơn vào bề mặt/màng tế bào do diện tích tiếp xúc lớn hơn Cơ chế này dựa trên lực hút tĩnh điện và liên kết hydro/van der Waals giữa nano tinh thể và màng nhày.

1.2.2.4 Cải thiện sinh khả dụng đường uống

Kích thước nano giúp tăng độ tan và tốc độ hòa tan của thuốc, nhờ năng lượng bề mặt và diện tích tiếp xúc lớn, cải thiện sinh khả dụng (SKD) và hiệu quả điều trị, đặc biệt với các dược chất kém tan như thuốc chống ung thư, chống nấm và NSAIDs.

Tiểu phân nano, nhất là loại có DC gắn chất mang, dễ dàng vượt qua hàng rào tế bào, thâm nhập máu, các cơ quan như gan, tủy xương, màng ruột và niêm mạc, tăng khả năng hấp thu thuốc qua hàng rào máu não (BBB) và thời gian lưu thông trong máu Đây là bước tiến quan trọng cho dược chất khó tan trong nước và kém thấm qua tế bào.

Nano tinh thể cải thiện hấp thu dược chất (DC) nhờ tăng độ tan và tốc độ hòa tan, dẫn đến tăng khuếch tán thụ động Hơn nữa, nano tinh thể bám dính vào niêm mạc đường tiêu hóa, gia tăng thời gian tiếp xúc và nồng độ DC, thúc đẩy hấp thu.

1.2.2.5 Phát triển dạng thuốc tác dụng tại đích

Thuốc giải phóng tại đích cần bền vững trong hệ tuần hoàn, kết hợp nhanh chóng nhưng không quá nhanh với mô đích, và giải phóng thuốc chính xác tại vị trí cần thiết Hệ thống nano giải phóng thuốc đáp ứng hiệu quả các yêu cầu này.

Hạt nano tương hợp sinh học vượt trội hơn thuốc truyền thống nhờ tăng hiệu quả, giảm độc tính, khả năng hấp thu tế bào vượt màng, xuyên qua hàng rào máu não và đến đích chính xác.

Thuốc chống ung thư gặp khó khăn trong ứng dụng lâm sàng do độ tan kém và độc tính cao Việc gắn thuốc vào siêu vi cầu với chất mang dễ phân hủy sinh học giúp giải phóng thuốc có kiểm soát, tránh nồng độ độc hại Hạt nano giải phóng tại đích tập trung thuốc vào mô ung thư, giảm độc tính và tăng hiệu quả điều trị [33].

1.2.3 Nhược điểm của tinh thể nano

1.2.3.1 Khó khăn trong quá trình bào chế

Tổng quan về Aspirin

Hình 1.4 Công thức cấu tạo Aspirin (Acetylsalycilic acid)

- Tên khoa học: Acid -2- acethoxy benzoic

- Trọng lượng phân tử: 180,160 g/mol

- Thể chất: Tinh thể không màu, bột kết tinh rắn, màu trắng, aspirin cô đặc thường có mùi giống như giấm

- Độ tan: khó tan trong nước, dễ tan trong etanol 96%, tan trong ether và cloroform, tan trong dung dịch kiềm và carbonat kiềm

Aspirin có thể định tính bằng 4 phương pháp: so sánh phổ hồng ngoại với chuẩn; đun sôi mẫu với NaOH loãng, acid hóa bằng H₂SO₄ loãng tạo kết tủa tinh thể acid acetylsalicylic, lọc, rửa và sấy khô.

Chế phẩm có điểm sôi 100-105°C và điểm chảy 156-161°C Phản ứng với canxi hydroxyd tạo khói chuyển giấy lọc tẩm nitrobenzaldehyd thành màu vàng ánh lục hoặc xanh lam ánh lục, chuyển sang xanh lam khi tiếp xúc acid hydrochloric loãng Tủa thu được từ phản ứng định tính hòa tan trong nước nóng, dung dịch này cho phản ứng dương tính với thuốc thử salicylat.

Hòa tan 1,0 g chế phẩm trong 10 ml ethanol 96 % (TT) trong bình nón nút mài Thêm 50,0 ml dung dịch natri hydroxyd 0,5 N (CĐ) Đậy nút bình và để yên trong 1 h Chuẩn độ bằng dung dịch acid hydrocloric 0,5 N (CĐ), dùng 0,2 ml dung dịch phenolphtalein (TT) làm chỉ thị song song làm mẫu trắng 1 ml dung dịch natri hydroxyd 0,5 N (CĐ) tương đương với 45,04 mg C9H8O4 [3]

Aspirin, một thuốc chống viêm không steroid (NSAIDs), giảm đau, hạ sốt và chống viêm Liều thấp kéo dài giúp ngăn ngừa đau tim và cục máu đông, nhờ tác dụng chống kết tập tiểu cầu.

Aspirin được chỉ định để giảm các cơn đau nhẹ và vừa, đồng thời giảm sốt

Paracetamol thường thay thế aspirin do tác dụng phụ tiêu hóa cao Tuy nhiên, aspirin vẫn được chỉ định trong điều trị viêm cấp và mạn tính như các bệnh lý khớp và cột sống, cũng như phòng ngừa và điều trị các bệnh tim mạch nhờ khả năng chống kết tập tiểu cầu.

Aspirin được sử dụng trong điều trị và dự phòng đột quỵ cũng như điều trị hội chứng Kawasaki nhờ tác dụng chống viêm, hạ sốt và chống huyết khối.

Không dùng aspirin cho các trường hợp sau [2]:

- Người đã có triệu chứng hen, viêm mũi, mày đay khi sử dụng aspirin hoặc các NSAIDs khác

- Có tiền sử bệnh hen

- Suy gan, suy thận, suy tim vừa và nặng

- Người mắc bệnh ưu chảy máu, giảm tiểu cầu

- Người loét dạ dày, tá tràng

- Phụ nữ mang thai trong 3 tháng cuối của thai kì

Aspirin hấp thu nhanh qua đường tiêu hóa, một phần chuyển thành salicylat trong ruột Trong 20 phút đầu, aspirin tồn tại nguyên dạng trong huyết tương, sau đó chuyển thành salicylat Cả hai đều có hoạt tính, nhưng chỉ aspirin ức chế kết tập tiểu cầu.

Aspirin phân bố rộng rãi trong cơ thể với tỷ lệ gắn protein huyết tương 80-90%, thể tích phân bố ở người lớn 170 ml/kg, tăng khi nồng độ thuốc cao Salicylat cũng gắn nhiều với protein huyết tương, phân bố rộng, qua được nhau thai và sữa mẹ.

Salicylate is primarily metabolized in the liver to salicyluric acid, salicyl phenolic glucuronide, salicylic acyl glucuronide, and gentisic acid The major metabolites, salicyluric acid and salicyl phenolic glucuronide, exhibit Michaelis-Menten kinetics and are easily saturated.

Bài báo nghiên cứu động học bậc nhất của chất chuyển hóa salicylat Kết quả cho thấy nồng độ salicylat huyết tương tăng không tuyến tính với liều dùng, đạt trạng thái cân bằng.

Aspirin 325mg thoả mãn động học bậc nhất, thời gian bán thải của salicylat huyết tương khoảng 2-3 giờ; liều cao có thể kéo dài lên 15-30 giờ.

Salicylat được đào thải qua nước tiểu, chủ yếu ở dạng không đổi Lượng thải trừ phụ thuộc vào liều dùng và độ pH nước tiểu, tăng lên đáng kể (30%) khi nước tiểu kiềm hóa so với môi trường acid (2%).

Thải trừ salicylat chủ yếu qua thận, gồm lọc ở cầu thận, bài tiết tích cực và tái hấp thu thụ động ở ống thận Thẩm tách máu cũng có thể loại bỏ salicylat.

Salicylat huyết tương ít bị ảnh hưởng bởi thuốc khác, ngoại trừ aspirin làm giảm nồng độ indomethacin, naproxen, và fenoprofen; tăng nguy cơ chảy máu khi dùng với warfarin; và tăng nồng độ/độc tính methotrexat, thuốc hạ glucose máu sulphonylurea, phenytoin, acid valproic Aspirin còn đối kháng natri niệu do spironolacton, ức chế vận chuyển penicilin, và giảm tác dụng thuốc lợi tiểu acid uric như probenecid và sulphinpyrazol.

1.3.10 Các dạng bào chế có mặt trên thị trường

- Viên nén: 325 mg, 500 mg, 650 mg

- Viên nén nhai được: 75 mg, 81 mg

- Viên nén giải phóng chậm (viên bao tan trong ruột): 81 mg, 162 mg, 165 mg, 325 mg, 500 mg, 650 mg, 975 mg

- Viên nén bao phim: 325 mg, 500 mg.

Một số nghiên cứu trong nước và quốc tế về nano aspirin, phương pháp bào chế tinh thể aspirin bằng phương pháp kết tủa

Việt Nam hiện chưa có báo cáo nghiên cứu bào chế nano tinh thể aspirin Nghiên cứu quốc tế về bào chế nano tinh thể aspirin chủ yếu sử dụng phương pháp kết tủa.

Năm 1971, Affonso A và Naik V R đã sử dụng phương pháp kết tủa bào chế thành công tinh thể aspirin với kích thước vài micromet Aspirin (50 g) được

Aspirin được hòa tan bão hòa trong glycerin ở 80°C, sau đó làm lạnh nhanh bằng nước đá 3°C xuống 5°C để tạo bùn vi tinh thể Sản phẩm được lọc chân không, rửa bằng nước cất lạnh, sấy khô Vi tinh thể aspirin thu được tăng khả năng hòa tan so với aspirin nguyên liệu ban đầu.

Năm 2018, Kristin M Hutchins, Alexei V Tivanski và Leonard R

Nhà nghiên cứu MacGillivray công bố tổng hợp thành công nano tinh thể aspirin bằng phương pháp kết tủa kết hợp siêu âm, sử dụng 200mg aspirin (1,1 mmol) hòa tan trong aceton tối thiểu rồi tiêm nhanh vào dung dịch.

Nano aspirin (100-250 nm) được tổng hợp bằng phương pháp siêu âm hóa 175 ml hexan lạnh (Branson 2510R-DTM, 42 kHz, 6% ở 100 W), sau đó lọc, sấy khô và phân tích bằng nhiễu xạ tia X Kết quả cho thấy độ cứng của aspirin giảm đáng kể khi kích thước giảm xuống mức nano.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nguyên liệu

Bảng 2.1 Nguyên liệu, hóa chất sử dụng trong thực nghiệm

STT Nguyên liệu, hóa chất Nguồn gốc, xuất xứ Tiêu chuẩn

2 Glycerin Trung Quốc Tinh khiết hóa học

3 Propylen glycol Trung Quốc Tinh khiết hóa học

4 Acetone Trung Quốc Tinh khiết hóa học

5 Acid hydrocloric Trung Quốc Tinh khiết hóa học

6 Nước cất, nước tinh khiết Việt Nam DĐVN V

Thiết bị, dụng cụ

- Máy khuấy từ IKA – RCT basic (Đức)

- Máy khuấy tốc độ cao IKA RW200 digital (Đức)

- Máy siêu âm Elmasonic S100H (Đức)

- Thiết bị đồng nhất hóa Homogenizer (Đức)

- Hệ thống thiết bị đo kích thước tiểu phân và thế zeta Horiba SZ100 (Nhật Bản)

- Máy quét nhiệt vi sai DSC 7000X (Nhật Bản)

- Máy đo độ ẩm MB45 (Thụy Sĩ)

- Máy đo quang UV–2600 Shimadzu (Nhật Bản)

- Thiết bị đo độ hòa tan DRS – 14 (Ấn Độ)

- Máy ly tâm biocen 22R (Tây Ban Nha)

- Cân phân tích AY 129, Shimadzu (Nhật Bản)

- Tủ lạnh, máy lọc nén

- Cốc có mỏ, đũa thủy tinh, ống đong, bình định mức

- Màng lọc cellulose acetate 0,45 àm

- Pipet, pipet bầu, pipet pasteur, micropipet.

Phương pháp nghiên cứu

- Aspirin được định lượng bằng phương pháp đo quang

 Tìm bước sóng cực đại

Cân chính xác khoảng 50 mg aspirin chuẩn, hòa tan vừa đủ trong 100 ml dung dịch HCl 0,1 N Dùng pipet lấy 10 ml dung dịch trên cho vào bình định mức

100 ml, thêm HCl 0,1N tới vạch, thu được dung dịch aspirin có nồng độ chính xác khoảng 50 àg/ml (dung dịch A)

Máy quét phổ UV-2600 được dùng để xác định bước sóng cực đại của dung dịch A Quét độ hấp thụ quang trong khoảng 200-800 nm và xác định bước sóng này dựa trên quang phổ thu được.

Pha loãng dung dịch A bằng HCl 0,1N tạo các dung dịch có nồng độ 50, 25, 20, 10, 5 µg/ml Đo độ hấp thụ quang ở bước sóng cực đại (mẫu trắng: HCl 0,1N) Xây dựng đường chuẩn và phương trình tuyến tính biểu diễn mối quan hệ giữa mật độ quang và nồng độ aspirin để định lượng.

2.3.2 Đánh giá tốc độ hòa tan của aspirin và nano aspirin

Tốc độ hòa tan của aspirin nguyên liệu và nano aspirin bào chế được xác định bằng hệ thống thiết bị thử độ hòa tan DRS – 14

Nghiên cứu tốc độ hòa tan của 0,4g Aspirin nguyên liệu và 0,4g bột nano Aspirin trong 900ml dung môi, sử dụng thiết bị đo độ hòa tan theo điều kiện thí nghiệm đã thiết lập.

+ Môi trường thử: nước tinh khiết (900 ml)

+ Thiết bị cánh khuấy, tốc độ: 100 vòng/phút + Nhiệt độ: 37 o C (± 0,5 o C)

+Thể tích lấy mẫu: 10 ml

Lấy mẫu dịch 10ml sau 5, 10, 15, 30 và 60 phút, lọc qua màng cellulose acetate 0.45µm Bù dịch bằng 10ml nước sau mỗi lần lấy mẫu Pha loãng mẫu đến nồng độ thích hợp rồi đo độ hấp thụ quang ở bước sóng cực đại.

Các công thức tính toán kết quả

- Nồng độ DC trong môi trường khuếch tán tại thời điểm t được tính theo công thức:

Ct là nồng độ DC trong mụi trường khuếch tỏn tại thời điểm t (àg/ml)

Cc là nồng độ mẫu chuẩn (àg/ml)

Dt là độ hấp thụ quang của mẫu thử (Abs)

Dc là độ hấp thụ quang của mẫu chuẩn (Abs)

- Lượng dược chất giải phóng trong môi trường khuếch tán tại thời điểm t được tính theo công thức:

Qt: Tổng lượng dược chất đó được giải phúng tại thời điểm t (àg) V: Thể tích môi trường khuếch tán (ml) v: Thể tích mỗi lần lấy mẫu thử (ml)

Ct: Nồng độ DC trong mụi trường khuếch tỏn tại thời điểm t (àg/ml)

Ci: Nồng độ DC trong MTKT tại thời điểm ngay trước đú (àg/ml)

- Tỷ lệ phần trăm DC đã giải phóng từ mẫu nghiên cứu tại thời điểm t được xác định theo công thức:

Trong đó: Xt: Phần trăm dược chất giải phóng tại thời điểm t (%), Qt: Lượng dược chất giải phóng tại thời điểm t (mg), M: Khối lượng DC có trong mẫu (mg)

2.3.3 Phương pháp bào chế nano aspirin

+ Dung dịch dược chất: Aspirin được hòa tan trong dung môi phù hợp Glycerin, PG, Aceton (dung dịch 1)

+ Dung dịch chứa dung môi đồng tan: Nước cất, làm lạnh 0 – 5 o C (dung dịch 2)

+ Phối hợp trực tiếp dung dịch 1 vào dung dịch 2: nhỏ từ từ, từng giọt

+ Khuấy trộn liên tục + Làm lạnh môi trường bằng nước đá, nhiệt độ khoảng từ 0 – 20 o C

- Hỗn hợp thu được được để yên tĩnh 1-2 phút rồi đem đo KTTP, PDI

- Thu tủa bằng phương pháp ly tâm 18000 vòng/20 phút Rửa nước cất 2 lần để loại dung môi

- Bột thu được đem sấy tĩnh ở 60 o C trong 10 giờ

2.3.4 Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến KTTP nano aspirin

Nghiên cứu bào chế nano aspirin được thực hiện bằng cách thay đổi các yếu tố trong quy trình, đánh giá và lựa chọn điều kiện tối ưu dựa trên thông số kích thước hạt (KTTP) và chỉ số phân bố kích thước (PDI).

 Khảo sát dung môi hòa tan dược chất

Tiến hành khảo sát với 3 dung môi: Glycerin, PG, Aceton

 Khảo sát tỷ lệ dung môi và môi trường kết tủa

Tiến hành khảo sát với tỷ lệ dung môi/ môi trường kết tủa thay đổi: 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5

 Khảo sát nồng độ dược chất

Tiến hành bào chế mẫu với các nồng độ dược chất khác nhau: 12,5 mg/ml,

15 mg/ml, 17,5 mg/ml, 20 mg/ml, 25 mg/ml, 30 mg/ml

 Khảo sát thiết bị khuấy, tốc độ khuấy

Khảo sát với các tác động khác nhau: máy khuấy từ, máy đồng nhất hóa, máy khuấy tốc độ cao, máy siêu âm

 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ

Qúa trình kết tủa được tiến hành trong các điều kiện:

+ Không làm lạnh: nhiệt độ trên 20 o C + Làm lạnh: Nhiệt độ kiểm soát trong khoảng 15-20 o C, 10-15 o C, 5-10 o C, 0-5 o C

2.3.5 Đánh giá một số đặc tính của tiểu phân nano aspirin

2.3.5.1 Đánh giá trạng thái của nano aspirin bào chế được

- Phương pháp: Đánh giá trạng thái của bột nano aspirin bằng phương pháp đo nhiệt quét vi sai (DSC)

Buồng mẫu phân tích nhiệt gồm hai đĩa cân: một đĩa chuẩn, một đĩa chứa mẫu Hệ thống vi cân đo chính xác khối lượng mẫu, cảm biến nhiệt đo nhiệt độ mẫu Buồng đốt điều chỉnh tốc độ đốt bằng dòng khí Dòng nhiệt thu tỏa từ mẫu được xác định theo hàm nhiệt độ.

Trong đó: H là enthalphi ẩn nhiệt, CP là nhiệt dung của mẫu, f(T,t) là một hàm của nhiệt độ và thời gian

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hệ phân tích nhiệt vi sai

Các mẫu phân tích được nghiền mịn, cho vào đĩa nhôm có nắp và gia nhiệt liên tục (30- ) để thu thập tín hiệu nhiệt.

300 o C, tốc độ gia nhiệt 10 o C/ phút Dựa vào phổ quét DSC để nhận xét, đánh giá

2.3.5.2 Đánh giá tốc độ hòa tan của nano aspirin

Tiến hành tương tự như mô tả ở mục 2.3.2

- Độ ẩm của mẫu được xác định bằng máy đo hàm ẩm MB45 Theo phụ lục 9.6, DĐVN V

- Tiến hành: cân 1 g bột nano aspirin bào chế được cho vào đĩa nhôm Dàn đều Đậy nắp máy Đo và ghi kết quả

2.3.5.4 Đánh giá KTTP, phân bố KTTP (PDI), thế zeta của bột nano aspirin bào chế được

- Phân tán bột nano aspirin bào chế được trong lượng nước thích hợp

- Sau đó đem đo KTTP, PDI và thế zeta trên thiết bị Horiba SZ 100

KTTP và độ phân bố tiểu phân nano aspirin được đánh giá dựa trên Z-Average và PI Z-Average nhỏ cho thấy KTTP nhỏ hơn, PI nhỏ thể hiện độ phân bố hẹp (PI > 0,3 cho thấy phân bố rộng) Thế zeta cao chỉ ra hệ nano aspirin ổn định hơn.

Phương pháp xử lý số liệu

- Sử dụng phần mềm Microsoft Office Excel 2013

- Độ lệch chuẩn tương đối: RSD = 𝑺

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Định lượng aspirin bằng phương pháp đo quang

 Xác định điểm hấp thụ cực đại

Dung dịch aspirin mẫu chuẩn 50 µg/ml được pha chế và đo độ hấp thụ quang phổ từ 200 nm đến 800 nm Kết quả được thể hiện trong Hình 3.1.

Hình 3.1 Phổ quét độ hấp thụ quang của mẫu chuẩn dung dịch aspirin nồng độ

50 àg/ml với bước súng từ 800 nm đến 200 nm

Nhận xét: Dựa vào hình ảnh quang phổ hấp thụ của aspirin, lựa chọn bước sóng cực đại là λ max= 277 nm để tiến hành định lượng aspirin

Nghiên cứu sử dụng các nồng độ mẫu thử 50, 25, 20, 10 và 5 µg/ml, đo quang phổ ở bước sóng 277 nm Dữ liệu được trình bày trong Bảng 3.1 và Hình 3.2.

Bảng 3.1 Độ hấp thụ quang của aspirin theo nồng độ tại bước sóng 277 nm

Nồng độ (àg/ml) 50 25 20 10 5 Độ hấp thụ quang (Abs) 0,725 0,425 0,351 0,222 0,169

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa mật độ quang và nồng độ aspirin

Nhận xét: Hệ số tương quan R 2 = 0,9992 (> 0,995), cho thấy trong khoảng nồng độ

Phạm vi nồng độ aspirin từ 5-50 µg/ml cho thấy mối tương quan tuyến tính cao giữa mật độ quang và nồng độ Đường chuẩn này đảm bảo độ chính xác cho phân tích định lượng aspirin.

Phương trình đường chuẩn: y = 0,0125 x + 0,1041 Trong đú: y là mật độ quang (Abs), x là nồng độ aspirin (àg/ml).

Bào chế tiểu phân nano aspirin bằng phương pháp kết tủa dung môi

3.2.1 Khảo sát dung môi hòa tan dược chất Đối với việc bào chế tiểu phân nano bằng phương pháp kết tủa thì lựa chọn dung môi hòa tan dược chất là rất quan trọng Dung môi được lựa chọn phải hòa tan tốt dược chất, dễ loại bỏ, an toàn và kinh tế Trong nghiên cứu này, tiến hành khảo sát khả năng hòa tan của aspirin trong 3 dung môi: glycerin, propylen glycol, aceton

Thí nghiệm hòa tan 0,5g aspirin trong 20ml dung môi, phối hợp với 60ml nước lạnh (0-5°C) và khuấy ở 1400 rpm Sau 1-2 phút, đo KTTP, dựa trên khả năng hòa tan, KTTP và PDI để chọn dung môi tối ưu (Kết quả: Bảng 3.2, Hình 3.3).

Bảng 3.2 KTTP, PDI nano aspirin khi sử dụng các dung môi

Dung môi Điều kiện hòa tan

PG 80 o C 956,5 ± 33,41 0,213 ± 0,084 Aceton Nhiệt độ thường 526,3 ± 30,15 0,197 ± 0,101

Hình 3.3 Kích thước và PDI của nano aspirin bào chế được khi sử dụng các dung môi khác nhau

Glycerin được chọn làm dung môi hòa tan aspirin cho các thí nghiệm tiếp theo nhờ khả năng hòa tan tốt, an toàn, tạo hạt nano kích thước nhỏ và khắc phục nhược điểm dễ bay hơi, mùi khó chịu của acetone, dù acetone hòa tan aspirin tốt hơn ở nhiệt độ thường.

3.2.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ giữa dung môi hòa tan và môi trường kết tủa đến KTTP nano aspirin bào chế mẫu aspirin với nồng độ 25 mg/ml Tiến hành khảo sát với các điều kiện tỷ lệ Glycerin/ nước là: 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5

- Cân 0,5 g aspirin hòa tan trong 20 ml glycerin (dung dịch 1)

- Đong nước cất lạnh (0 - 5 o C) vào cốc có mỏ với thể tích thay đổi, lần lượt là: 20 ml, 40 ml, 60 ml, 80 ml, 100 ml

- Nhỏ từ từ dung dịch 1 vào dung dịch 2 Khuấy từ ở tốc độ 1400 rpm

- Sau khi phối hợp xong 2 dung dịch, tiếp tục khuấy từ thêm 5 phút

- Hỗn hợp thu được để yên tĩnh 1- 2 phút rồi đem đo KTTP

Bài báo trình bày đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ glycerin/nước đến kích thước nano aspirin dựa trên phân tích KTTP và PDI (bảng 3.3 và hình 3.4).

Bảng 3.3 KTTP và PDI của nano aspirin bào chế với tỷ lệ glycerin/nước thay đổi

Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ glycerin/nước đến KTTP nano aspirin

Tỷ lệ glycerin/nước 1:3 cho phép tạo ra nano aspirin có kích thước trung bình (KTTP) và chỉ số phân bố (PDI) nhỏ nhất, với PDI < 0,3, chỉ ra sự phân bố kích thước hẹp của nano aspirin.

Kết luận: Sử dụng tỷ lệ glycerin : nước = 1:3 để tiến hành cho các thực nghiệm sau

3.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ dược chất đến KTTP nano aspirin bào chế mẫu aspirin tại các nồng độ khác nhau: 12,5 mg/ml, 15 mg/ml, 17,5 mg/ml, 20 mg/ml, 25 mg/ml, 30 mg/ml Kích thước tiểu phân bào chế được thể hiện ở bảng 3.4 và hình 3.5

Bảng 3.4 KTTP, PDI của các mẫu bào chế với các nồng độ aspirin khác nhau

Nồng độ aspirin (mg/ml)

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ aspirin đến KTTP, PDI nano aspirin bào chế

Nồng độ aspirin 25 mg/ml cho kết quả kích thước hạt (KTTP) đồng đều và nhỏ nhất, do đó được lựa chọn cho các thí nghiệm tiếp theo.

3.2.4 Ảnh hưởng của thiết bị khuấy đến KTTP nano aspirin

Bào chế nano aspirin bằng cách hòa tan 0,5g aspirin trong 20ml glycerin, sau đó phối hợp với 60ml nước lạnh (5-10°C) để tạo tinh thể nano Quá trình này cần kiểm soát nhiệt độ để tối ưu kích thước hạt.

- Khuấy từ (Máy khuấy từ IKA –RCT basic, v = 1400 rpm)

- Đồng nhất hóa ( máy đồng nhất hóa Homogenizer, v = 2700 rpm)

Kết quả kiểm tra kích thước hạt trung bình (KTTP) được đo sau khi mẫu, khuấy bằng máy IKA RW200 digital (tốc độ 1400 vòng/phút), được để yên 1-3 phút (xem Bảng 3.5 và Hình 3.6).

Bảng 3.5 KTTP, PDI nano aspirin khi bào chế với các thiết bị khác nhau

Thiết bị khuấy KTTP (nm) PDI

Máy khuấy tốc độ cao

Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn KTTP, PDI của các mẫu nano aspirin bào chế với các thiết bị khác nhau

Sử dụng máy đồng nhất hóa trong phối hợp dung môi giúp giảm kích thước kết tủa aspirin (KTTP) tối đa (theo bảng 3.5 và hình 3.6) Vì vậy, máy đồng nhất hóa được lựa chọn cho các thí nghiệm tiếp theo.

3.2.5 Ảnh hưởng của tốc độ đồng nhất hóa đến KTTP nano aspirin

Nghiên cứu bào chế nano aspirin bằng phương pháp kết tủa kết hợp đồng nhất hóa tốc độ cao Ảnh hưởng của tốc độ đồng nhất hóa đến kích thước và tính chất vật lý của nano aspirin được khảo sát và trình bày trong Bảng 3.6 và Hình 3.7.

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của tốc độ đồng nhất hóa đến KTTP nano aspirin

Tốc độ đồng nhất hóa (rpm)

Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tốc độ đồng nhất hóa đến

Tốc độ đồng nhất hóa 2700 rpm tạo ra kích thước hạt nano aspirin nhỏ nhất, được xem là tốc độ tối ưu cho quá trình bào chế.

2700 vòng/phút, sử dụng tốc độ này cho các thí nghiệm sau

3.2.6 Ảnh hưởng của thời gian đồng nhất hóa sau kết tủa đến KTTP nano aspirin bào chế mẫu nano aspirin theo phương pháp trên, sử dụng máy đồng nhất hóa ở tốc độ 2700 rpm, khảo sát với các khoảng thời gian đồng nhất hóa sau khi phối hợp dung môi: 0 phút, 5 phút, 7 phút, 10 phút Kết quả được thể hiện trong bảng 3.7 và hình 3.8

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của thời gian đồng nhất hóa sau quá trình kết tinh đến

Thời gian đồng nhất hóa sau kết tinh ( phút)

Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian đồng nhất hóa sau kết tinh đến

Kết quả nghiên cứu cho thấy tăng thời gian đồng nhất hóa sau kết tinh không làm giảm kích thước tinh thể tổng thể (KTTP) Sự gia tăng KTTP của nano aspirin khi tăng thời gian đồng nhất hóa có thể là do hiện tượng kết tập tiểu phân nano.

Vậy nên, trong các thực nghiệm sau, tiến hành kết hợp đồng nhất hóa tốc độ

2700 rpm trong quá trình phối hợp dung dịch dược chất vào môi trường kết tủa, sau khi phối hợp xong mẫu được để yên tĩnh, đem đo KTTP

3.2.7 Ảnh hưởng của tác động siêu âm đến KTTP nano aspirin

Đánh giá một số đặc tính tiểu phân nano aspirin

3.3.1 Phân tích nhiệt vi sai DSC

Phân tích nhiệt vi sai của nguyên liệu và mẫu nano aspirin thu được kết quả sau:

Hình 3.11 Phổ phân tích nhiệt vi sai của nguyên liệu

Hình 3.12 Phổ phân tích nhiệt vi sai của mẫu nano aspirin

Nano aspirin bào chế có điểm chảy 124,9 °C, chỉ giảm nhẹ so với 127,3 °C của aspirin nguyên liệu Kết quả này cho thấy quá trình bào chế không làm thay đổi cấu trúc tinh thể của aspirin.

3.3.2 Đánh giá tốc độ hòa tan của tiểu phân nano aspirin

0,8g Aspirin (nguyên liệu và dạng nano) được phân tán trong 900ml dung môi Tốc độ hòa tan được xác định bằng thiết bị chuyên dụng theo điều kiện tại mục 2.3.2.

Sau mỗi 5, 10, 15, 30 và 60 phút, lấy 10ml dịch lọc qua màng cellulose acetate 0.45µm Bù thêm 10ml nước sau mỗi lần lấy mẫu Pha loãng dịch hai lần trước khi đo độ hấp thụ quang ở bước sóng cực đại.

Từ phương trình tuyến tính y = 0,0125x + 0,0141 và các công thức tại mục 2.3.2, độ hấp thụ quang được dùng để tính toán phần trăm dược chất giải phóng theo thời gian.

Bảng 3.10 So sánh phần trăm hòa tan của nguyên liệu và mẫu nano aspirin bào chế sau các khoảng thời gian khác nhau

% hòa tan của nguyên liệu

% hòa tan của mẫu nano bào chế

Hình 3.13 Tốc độ hòa tan của aspirin nguyên liệu và nano aspirin bào chế được

Nano aspirin hòa tan nhanh hơn 2-3 lần so với aspirin thông thường nhờ công nghệ nano tinh thể, cải thiện đáng kể tốc độ hòa tan.

3.3.3 Độ ẩm Độ ẩm của mẫu nano aspirin bào chế được xác định theo phương pháp ghi ở mục 2.3.5.3 thu được kết quả độ ẩm trung bình là 2,09% Độ ẩm này đạt yêu cầu và cho phép mẫu bột bảo quản được trong thời gian lâu dài ở các điều kiện khác nhau

3.3.4 KTTP, DPI và thế zeta của mẫu bột nano aspirin bào chế được

Kết quả đo KTTP, PDI, thế zeta của mẫu bột nano aspirin sau bào chế được thể hiện trong bảng 3.11

Bảng 3.11 KTTP, PDI và thế zeta của bột nano aspirin bào chế (n=4)

KTTP (nm) PDI Thế zeta (mV)

Kết quả bảng 3.11 cho thấy bột nano aspirin sau khi bào chế có kích thước nhỏ, khoảng phân bố hẹp và độ ổn định cao

Bàn luận

3.4.1 Về phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp kết tủa dung môi chế tạo nano tinh thể aspirin, phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện, dễ mở rộng quy mô sản xuất, không cần thiết bị phức tạp và cho phép điều khiển kích thước nano tinh thể nhanh chóng, hiệu quả.

Nghiên cứu này sử dụng ít nguyên liệu, hóa chất dễ mua, an toàn và tiết kiệm; thiết bị, dụng cụ cần thiết đều phổ biến và dễ tìm.

3.4.2 Về kết quả đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến KTTP nano aspirin

Glycerin là dung môi lý tưởng để hòa tan aspirin nhờ tính an toàn, khả năng hòa tan tốt, dễ tinh chế (lọc, rửa bằng nước cất) và chi phí thấp.

Nghiên cứu trước đây của Affonso A và Naik V R (1971) cũng đã sử dụng glycerin để hòa tan dược chất và bào chế thành công vi tinh thể aspirin

Tỷ lệ glycerin:nước 1:3 tối ưu cho bào chế nano aspirin với kích thước và chỉ số phân bố (PDI) nhỏ nhất Tỷ lệ glycerin/nước quá cao gây phân tán không đều và kết tụ, quá thấp dẫn đến PDI tăng và phân bố kích thước rộng.

Nồng độ aspirin tối ưu cho bào chế nano aspirin được xác định là 25 mg/ml sau quá trình thử nghiệm, tránh nồng độ quá cao hoặc quá thấp tương tự như tỷ lệ dung môi/môi trường kết tủa.

Thiết bị khuấy, đặc biệt là máy đồng nhất hóa cao tốc, đóng vai trò quan trọng trong bào chế nano tinh thể Kết hợp phương pháp bào chế với thiết bị hiện đại, như máy đồng nhất hóa, là giải pháp hiệu quả đã được chứng minh trong nhiều nghiên cứu Nghiên cứu này lựa chọn máy đồng nhất hóa là thiết bị tối ưu để bào chế nano aspirin.

Nghiên cứu thời gian đồng nhất hóa sau thay đổi dung môi cho thấy việc gia tăng thời gian này không làm giảm kích thước hạt nano KTTP.

Aspirin, được nghiên cứu tại Trường Đại học Y Dược, ĐHQG Hà Nội, có thể tạo thành các tiểu phân nano Tuy nhiên, việc bảo quản lâu dài, đặc biệt ở nhiệt độ thấp, có thể dẫn đến hiện tượng kết tụ, làm tăng kích thước tiểu phân.

Nhiệt độ ảnh hưởng mạnh đến tốc độ và kích thước tinh thể: nhiệt độ thấp thúc đẩy quá trình kết tinh nhanh hơn với tinh thể nhỏ hơn Kết quả nghiên cứu thực nghiệm khẳng định điều này trong phạm vi khảo sát.

Kích thước tinh thể nano aspirin (KTTP) giảm khi nhiệt độ giảm từ 20°C xuống 5°C Tuy nhiên, dưới 5°C, KTTP lại tăng do quá trình kết tinh nhanh hơn, dẫn đến kết tụ và tăng kích thước tinh thể.

3.4.3 Về đặc tính của tiểu phân nano aspirin bào chế được

Nano aspirin chế tạo có kích thước hạt trung bình (KTTP) nhỏ, phân bố hẹp, độ ổn định cao; KTTP nhỏ nhất đạt 203,6 nm (PDI 0,282, zeta potential -40,4 mV) Kết quả này cho thấy KTTP lớn hơn một chút so với nghiên cứu của Kristin M Hutchins, Alexei V Tivanski và Leonard R MacGillivray (2018), có thể do sự khác biệt về kỹ thuật bào chế, dung môi, môi trường kết tủa và điều kiện thực nghiệm.

- Nano aspirin bào chế được ở trạng thái tinh thể

Nano aspirin bào chế có tốc độ hòa tan trong nước tăng 2-3 lần so với aspirin nguyên liệu, chứng minh hiệu quả và ý nghĩa của việc ứng dụng công nghệ nano trong bào chế nano tinh thể aspirin.

Tiêu đề	Nghiên Cứu Bào Chế Và Đánh Giá Một Số Đặc Tính Tiểu Phân Nano Aspirin
Tác giả	Vũ Văn Thưởng
Người hướng dẫn	PGS.TS Nguyễn Thanh Hải, ThS. Nguyễn Văn Khanh
Trường học	Đại Học Quốc Gia Hà Nội
Chuyên ngành	Dược Học
Thể loại	khóa luận tốt nghiệp
Năm xuất bản	2019
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	53
Dung lượng	1,46 MB