ứng dụng vào hệ đƣa thuốc qua da
Aukunuru J. và cộng sự đã nghiên cứu bào chế và đánh giá gel chứa hệ tiểu phân nano lipid rắn diclofenac natri ứng dụng vào đường dùng tại chỗ, với mục đích tăng tác dụng toàn thân và kéo dài tác dụng điều trị. Hệ tiểu phân nano lipid rắn được bào chế bằng phương pháp đồng nhất nóng qua kỹ thuật siêu âm, sau đó được phối vào gel carbopol. Cụ thể hệ tiểu phân nano lipid rắn được bào chế qua các bước: Dynasan 116, diclofenac natri, phosphatidylcholin được hòa tan trong hỗn hợp cloroform và methanol (8:2); dung môi được bay hơi hoàn toàn tạo màng gắn dược chất – lipid; màng tiếp tục được đun chảy ở 650C tạo pha dầu nóng; pha nước là dung dịch Tween 80 nồng độ 2% được đưa lên cùng nhiệt độ; tiến hành nhũ hóa pha nước nóng vào pha dầu nóng dưới tác dụng của máy đồng nhất ở tốc độ 8000 vòng/phút và ở 700C trong 3 phút tạo nhũ tương thô; nhũ tương thô tiếp tục chịu tác dụng của lực siêu âm đầu dò (150V/T) trong 15 phút; cuối cùng, hệ được đưa về nhiệt độ phòng để hình thành các tiểu phân nano lipid rắn. Gel được bào chế sử dụng Carbopol 934 1%, propylen glycol 10% và hệ tiểu phân nano lipid rắn 50%. Ba công thức gel chứa các hệ tiểu phân nano lipid rắn với các tỉ lệ khác nhau của dược chất và lipid (1:12, 1:6 và 1:4) được đánh giá về các mặt như kích thước tiểu phân, độ nhớt, hình thức, khả năng giải phóng dược chất, tính lưu biến, lượng dược chất thấm qua da và thử nghiệm chống viêm… Kết quả cho thấy gel chứa các tiểu phân nano lipid rắn cho kích thước tiểu phân cỡ nano (<200nm), hiệu suất mang thuốc cao (>50%), giải phóng dược chất đến 24 giờ, giúp duy trì tác dụng lâu dài của thuốc. Điều này rất tốt đối với chất chống viêm khi so sánh với dạng uống và dạng gel quy ước [8].
Liu D. cùng cộng sự đã nghiên cứu bào chế hệ tiểu phân nano lipid rắn diclofenac natri ứng dụng vào hệ trị liệu qua da bằng phương pháp nhũ hóa bốc hơi dung môi. Các giai đoạn được tiến hành như sau: chuẩn bị pha dầu là dung dịch của lipid, dược chất và phospholipid trong dung môi hữu cơ, sau đó tiến hành nhũ hóa
19
với pha nước là dung dịch Pluronic F68, tiếp tục pha loãng bằng một pha phân tán có chứa Tween 80, cuối cùng tiến hành bay hơi dung môi, làm lạnh về nhiệt độ phòng để hóa rắn các tiểu phân nano lipid. Các yếu tố được kiểm soát như cốt lipid rắn, chất nhũ hóa, chất đồng nhũ hóa, pha nước và pha dầu. Kết quả tìm được công thức tối ưu cho chỉ số PDI thấp, hiệu suất mang thuốc khoảng 89% và hàm lượng dược chất khoảng 9,5%, quá trình giải phóng dược chất qua 2 bước là giải phóng nhanh và giải phóng chậm, hệ thu được cho khả năng giải phóng dược chất kiểm soát phù hợp với hệ trị liệu qua da [25]. Cũng bằng phương pháp nhũ hóa bốc hơi dung môi này, trong nghiên cứu tiếp sau đó, Liu D. và cộng sự đã tiến hành bào chế các công thức khác nhau để đánh giá sâu hơn các yếu tố ảnh hưởng về mặt công thức cũng như các thông số quá trình để tăng sự hợp nhất dược chất vào hệ tiểu phân nano lipid rắn. Kết quả chỉ ra sự có mặt của chất đồng diện hoạt, chất ổn định và sự kết hợp của chúng với PEG 400 trong pha phân tán cũng làm tăng hiệu suất mang thuốc và hàm lượng dược chất. Tỉ lệ giữa phospholipid với dược chất và dung môi hữu cơ sử dụng cũng ảnh hưởng đến khả năng mang dược chất và hàm lượng dược chất trong hệ. Trong khi tốc độ khuấy và độ nhớt của pha nước hay pha phân tán lại không ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất mang dược chất. Theo đó, độ tan dược chất trong pha phân tán đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất mang thuốc [27]. Gần đây, cũng với phương pháp nhũ hóa và bốc hơi dung môi, nhóm tác giả trên cũng đã bào chế hệ tiểu phân nano lipid rắn chứa diclofenac natri kết hợp với kỹ thuật tạo phức với phospholipid để làm giảm tính thân nước của dược chất. Nghiên cứu đã đưa ra kết luận diclofenac natri tan đáng kể trong dung môi hữu cơ khi có sự có mặt của phospholipid. Các tiểu phân nano lipid rắn tạo thành khi sử dụng kỹ thuật tạo phức với phospholipid có cấu trúc lõi – vỏ, kích thước nhỏ (khoảng 200 nm), phân bố kích thước hẹp và hiệu suất mang thuốc cao (khoảng 75%). Hơn nữa, việc tạo phức với phospholipid làm thay đổi thế zeta và làm kéo dài giải phóng dược chất do phospholipid hình thành màng đa lớp xung quanh lõi lipid rắn. Kết quả FTIR và DSC cho thấy có liên kết yếu giữa dược chất và lipid trong quá trình hình thành hệ tiểu phân nano lipid rắn. Qua nghiên cứu này, tác giả đã sử
20
dụng diclofenac natri như một mô hình dược chất thân nước có thể bào chế hiệu quả dưới dạng hệ tiểu phân nano lipid rắn bằng kỹ thuật tạo phức với phospholipid [26].
Gaur P. K. và cộng sự đã nghiên cứu bào chế tiểu phân nano lipid rắn chứa diclofenac natri, sử dụng guggul (một chất béo có trong dịch chiết ethyl acetat của nhựa guggul có trong cây Commiphora wightii, họ Trám) làm chất béo, ứng dụng vào hệ đưa thuốc qua da. Hệ tiểu phân tạo thành được đánh giá về các thông số vật lý, khả năng thấm và thuộc tính chống viêm. Hệ tiểu phân nano lipid rắn được bào chế bằng phương pháp đun chảy nhũ hóa dưới tác dụng của lực siêu âm, làm lạnh để hóa rắn các tiểu phân, sau đó phối hợp vào gel. Các mẫu gel bào chế được so sánh với chế phẩm có trên thị trường (Voltaren Emulgel) và gel carbopol chứa dược chất về lượng dược chất thấm qua da in vitro và ex vivo và khả năng chống viêm. Kết quả cho thấy hệ tiểu phân bào chế ổn định, sử dụng glyceryl monostearat và acid stearic cho khả năng giải phóng cao nhất. Kết quả cũng cho thấy gel chứa hệ tiểu phân nano lipid rắn sử dụng Guggul làm lipid sẽ cho Cmax cao gấp hơn 8 lần so với chế phẩm trên thị trường tại thời điểm 4 giờ, thêm vào đó, thử nghiệm chống viêm cho kết quả mức độ ức chế phù lên đến 69,47% trong giờ đầu. Tính chất lý hóa của lipid đóng vai trò quan trọng đến thuộc tính của hệ tạo thành, nghiên cứu đã chỉ ra việc sử dụng guggul cho kết quả tốt nhất [17].
Ngoài ra, hệ tiểu phân nano lipid rắn chứa diclofenac natri còn được nghiên cứu bào chế bằng các phương pháp khác. Muller B. W. đã tiến hành bào chế hệ bằng phương pháp nhũ hóa kép. Nghiên cứu nhằm mục đích đánh giá mối liên quan giữa hiệu suất mang thuốc và kích thước giọt nước ở pha nội, đồng thời đánh giá mức độ thích hợp của nhũ tương kép với dược chất nghiên cứu. Nghiên cứu đã chỉ ra bước nhũ hóa lần hai có thông số áp suất và nhiệt độ ảnh hưởng đáng kể đến kích thước của hệ. Sử dụng các nhũ tương nước trong dầu (giọt dầu) khác nhau trước khi tạo nhũ tương kép có thể cho hiệu suất mang thuốc cao nhất, khi kích thước giọt dầu tạo ra nhỏ nhất sẽ cho hiệu suất mang thuốc cao nhất [34].
Mumuni M. và cộng sự đã tiến hành bào chế tiểu phân lipid rắn kích thước micro chứa diclofenac natri dựa trên việc hóa rắn dung dịch micell đảo, nhằm mục đích ứng dụng vào dạng uống. Nghiên cứu sử dụng kỹ thuật đồng nhất nóng với hỗn
21
hợp mỡ dê và Phospholipon 90G làm cốt lipid, sử dụng Tween 80 làm chất diện hoạt. Sản phẩm bào chế được đánh giá về các chỉ tiêu hiệu suất mang thuốc, hình thái, kích thước, thế zeta.., các thử nghiệm đánh giá khả năng chống viêm, kích ứng dạ dày và các thông số dược động học. Kết quả tối ưu cho hình thái tốt, kích thước 79,40 μm, PDI 0,633, thế zeta -63,20 và hiệu suất mang thuốc lên đến 91,2% [36].
Nhằm cải thiện tính thấm qua da của diclofenac từ hệ tiểu phân nano lipid rắn, Sheker B. C. và cộng sự đã nghiên cứu sự có mặt của este chuỗi dài của PABA (p- amino benzoic acid), chất làm tăng tính thấm. Dẫn chất của PABA được nhóm nghiên cứu tổng hợp, sau đó sử dụng vào hệ tiểu phân nano lipid rắn, hệ tạo thành được đánh giá về kích thước, thế zeta và hiệu suất mang thuốc. Thử nghiệm tính thấm được tiến hành trên da chuột, khả năng tăng thấm được đánh giá thông qua các thông số thấm (flux, hệ số thấm, và mức độ tăng thấm). Kết quả cho thấy sử dụng dẫn chất dodecyl của PABA làm tăng đáng kể lượng dược chất thấm qua da của diclofenac qua da [45].
Cùng với việc nghiên cứu bào chế ra hệ tiểu phân nano lipid, việc phối hợp vào hệ gel để ứng dụng vào đường dùng qua da có nhiều ưu điểm và đã được tiến hành trên nhiều nghiên cứu khảo sát.
Souto E. B. và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu nhằm mục đích đánh giá độ ổn định vật lý trước và sau khi phối hợp hệ tiểu phân nano lipid rắn và hệ tiểu phân có cấu trúc nano sử dụng lipid làm chất mang vào dạng bào chế hydrogel. Sau khi tạo các hệ tiểu phân nano lipid rắn và hệ tiểu phân có cấu trúc nano sử dụng chất mang lipid, tiến hành phối hợp chúng vào hydrogel. Hydrogel được bào chế qua các bước: tá dược tạo gel (gôm xanthan, hydroxyethylcellulose 4000, Carbopol 934 và chitosan) được phân tán vào dung dịch glycerol 10%; tiếp đến các hệ tiểu phân nano trên được phối hợp vào và được đồng nhất ở tốc độ khoảng 1000 vòng/phút trong 5 phút để tạo thành gel chứa 5% tiểu phân nano lipid. Các hệ gel tạo thành được bảo quản ở nhiệt độ phòng trong vòng 3 tháng. Tiểu phân nano lipid được đánh giá các tính chất vật lý (kích thước, thế zeta, X-ray, tính chất lưu biến) trước và sau khi phối hợp vào gel. Qua việc khảo sát tính lưu biến đã cho thấy tính chất vật lý của các tiểu phân nano trong pha phân tán lipid có ảnh hưởng đáng kể đến tính chất lưu biến của
22
hệ gel. Tính chất vật lý của hệ tiểu phân nano lipid trong gel còn phụ thuộc vào tá dược tạo gel. Hơn nữa, việc tăng nồng độ lipid rắn trong pha phân tán sẽ làm tăng tính đàn hồi của gel tạo thành [48].
Trong nghiên cứu của mình, Bhaskar K. và cộng sự đã bào chế hệ tiểu phân nano lipid rắn và hệ tiểu phân nano sử dụng chất mang lipid chứa nitrendipin bằng phương pháp siêu âm kết hợp đồng nhất nóng, sau đó phối hợp vào gel. Nhóm nghiên cứu đã đánh giá các tính chất của hệ nano sau khi bào chế và sau khi phối hợp vào gel (Carbopol 934, hydroxypropyl cellulose, gôm xanthan và chitosan). Nghiên cứu đã chỉ ra những ưu thế đem lại khi phối hợp vào hydrogel là độ nhớt phù hợp, hình thức đẹp, có độ ổn định hóa học cao, có tính bám dính cao. Cụ thể, so với hệ tiểu phân nano ban đầu, sau khi phối hợp vào gel có kích thước sự tăng nhẹ (sử dụng chitosan kích thước tăng cao nhất, Carbopol 934 gần như kích thước không có sự thay đổi), PDI có xu hướng tăng, thế zeta giảm nhẹ (riêng chitosan cho thế zeta chuyển từ âm lên dương), sự kết tự tiểu phân không xảy ra, giải phóng chậm hơn [11].
Hiện nay, các hướng nghiên cứu chủ yếu tập trung vào các dược chất sơ nước, các dạng bào chế gel phối hợp hệ tiểu phân nano lipid chứa dược chất thân nước chưa được nghiên cứu nhiều.
Tại trường đại học Dược Hà Nội, trong những năm gần đây đã có nhiều nghiên cứu về hệ tiểu phân nano lipid rắn và ứng dụng vào dạng bào chế gel chứa các dược chất như vitamin A, vitamin E, vitamin K1, dexamethason acetat, betamethason dipropionat [3], [4], [5], [6], [7].
Từ những nội dung và nghiên cứu được trình bày trên đây, có thể nói hệ tiểu phân nano lipid đang được đưa vào ứng dụng ngày càng rộng với nhiều mục đích, hơn nữa việc phối hợp vào hệ gel cũng đem lại nhiều thuận lợi. Bào chế dưới dạng gel chứa nano lipid diclofenac natri, sử dụng như một mô hình dược chất tan trong nước, với mong muốn có tác dụng mạnh và kéo dài để điều trị các bệnh viêm khớp cũng là hướng nghiên cứu mới ở Việt Nam.
23
Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu, nguyên vật liệu, thiết bị
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
Hệ tiểu phân nano lipid chứa diclofenac natri, gel chứa tiểu phân nano lipid
2.1.2. Nguyên vật liệu
Bảng 2.1. Các nguyên liệu sử dụng trong bào chế
STT Tên nguyên liệu Nguồn gốc Tiêu chuẩn
1 Diclofenac natri Trung Quốc USP
2 Glyceryl monostearat (GMS) Việt Nam TCCS
3 Glyceryl palmitostearat
(Precirol ATO 5) Gattefossé – Pháp EP
4 Alcol cetostearylic Thái Lan TCCS
5 Glyceryl behenat
(Compritol ATO 888) Gattefossé – Pháp EP
6 Alcol cetylic Singapore TCCS
7 Acid stearic Trung Quốc TCCS
8 Phospholipon® 90G (P90G) Đức EP
9 Tween 80 Trung Quốc TCCS
10 Poly(vinyl alcol) (PVA) Singapore TCCS
11 Lanolin PEG-75 Việt Nam TCCS
12 Cremophor RH40 Đức EP
13 Carbopol 934 Trung Quốc TCCS
14 Hydroxypropyl cellulose Trung Quốc TCCS
15 Natri carboxymethyl cellulose Nhật Bản TCCS
16 Triethanolamin Đức EP
17 Propylen glycol Trung Quốc TCCS
18 Glycerin Malaysia TCCS
24
20 Methanol Trung Quốc TCCS
21 Dicloromethan Trung Quốc TCCS
22 Ethanol Trung Quốc TCCS
23 Natri hydroxid Trung Quốc TCCS
24 Natri clorid Trung Quốc TCCS
25 Kali clorid Trung Quốc TCCS
26 Dinatri hydrophosphat Trung Quốc TCCS
27 Carrageenan Sigma Aldrich – Mỹ USP
28 Voltaren Emulgel
Tuýp 20 g emulgel 1% Lô sản xuất: P03460A Hạn sử dụng : 7/2017
29 Chuột nhắt đực Khối lượng 20 – 25 g, do Viện vệ sinh
dịch tễ cung cấp
30 Chuột cống đực Khối lượng 250 – 280 g, do trại chăn
nuôi Học Viện Quân y cung cấp Bảng 2.2. Nguyên liệu, tá dược sử dụng trong kiểm nghiệm
STT Nguyên liệu Nguồn gốc Tiêu chuẩn
1 Methanol Merck BP
2 Kali dihydrophosphat Merck BP
3 Acid phosphoric đặc Trung Quốc BP
4 Nước tinh khiết Việt Nam DĐVN4
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 – Z326k (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 10 000 Dalton
25
+ 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
+ Bể điều nhiệt
+ Các thiết bị khác (cốc có mỏ, pipet, bình định mức…).
2.2. Nội dung nghiên cứu
2.2.1. Xây dựng công thức bào chế hệ tiểu phân nano lipid rắn diclofenac natri
Nghiên cứu ảnh hưởng của các thành phần công thức, quy trình đến đặc tính của hệ tiểu phân nano lipid rắn bào chế được. Các thành phần công thức, quy trình được khảo sát gồm có:
+ Loại lipid
+ Tỉ lệ dược chất – lipid, dược chất - phospholipid + Loại, nồng độ chất diện hoạt
+ Thể tích pha ngoại + pH pha ngoại
+ Thời gian, cường độ siêu âm.
Xây dựng công thức hệ tiểu phân nano lipid rắn chứa diclofenac natri
Mỗi yếu tố khảo sát tìm được các thông số quá trình và công thức (loại, tỷ lệ tá dược) tốt nhất để bào chế được hệ tiểu phân nano lipid rắn phù hợp với mục tiêu nghiên cứu. Hệ tiểu phân nano lipid rắn bào chế sẽ được đánh giá các đặc tính sau:
+ Kích thước tiểu phân, chỉ số PDI
+ Định lượng dược chất có trong hệ tiểu phân nano lipid rắn (tỷ lệ tìm lại) + Hiệu suất mang dược chất của hệ tiểu phân nano lipid rắn
+ Lượng dược chất thấm qua da và khả năng lưu giữ dược chất trên da (áp dụng với các công thức tốt nhất).
2.2.2. Xây dựng công thức gel chứa tiểu phân nano lipid rắn diclofenac natri
Sơ bộ khảo sát ảnh hưởng và lựa chọn được thành phần cơ bản (loại, nồng độ tá dược tạo gel, các chất tăng thấm) cho công thức gel chứa hệ tiểu phân nano lipid
26
rắn diclofenac natri, đánh giá gel về các chỉ tiêu: hình thức, thể chất, pH, khả năng