Kích thước hạt nano β-cyclodextrin–alginate–ketoprofen đã tổng hợp được xác định bằng SEM và TEM. Hạt có kích thước 60-70 nm và kích thước hạt khá đồng đều. Hàm lượng ketoprofen được xác định bằng HPLC.
Quy trình tổng hợp nano β-cyclodextrin–alginate–ketoprofen
Sơ đồ 4 Quy trình tổng hợp nano β-cyclodextrin–alginate–ketoprofen
Các bước tiến hành tổng hợp
Khuấy từ 30 phút (tốc độ 1200 vòng), dung dịch gel trong suốt
Dung dịch CaCl2 Dung dịch ketoprofen (khảo
sát nồng độ ketoprofen)
10 mL dung dịch alginate (khảo sát tỷ lệ β-cyclodextrin:alginate)
Khuấy tiếp 1 giờ, dung dịch gel, màu trắng trong Dung dịch β-cyclodextrin (khảo sát tỷ lệ β-cyclodextrin:alginate)
Nano β-cyclodextrin–alginate–ketoprofen Đông khô
Tách ly tâm loại bỏ hóa chất dư, rửa lại 3 lần với nước khử ion
Nhỏ từ từ lượng không đổi dung dịch ketoprofen (3,315 mg ketoprofen/mL alcohol:nước = 1:1) vào dung dịch CaCl2 (10,05 mg CaCl2/mL nước). Sau đó, nhỏ dung dịch hỗn hợp trên vào dung dịch sodium alginate (9,0 mg alginate/mL nước), khuấy trên máy khuấy từ 30 phút (tốc độ 1200 vòng/phút), thấy xuất hiện dung dịch dạng gel, màu trắng trong (Hình 41).
Hình 41 Mẫu alginate và ketoprofen trên máy khuấy từ
Sau đó, nhỏ tiếp dung dịch β-cyclodextrin (2,4 mg β-cyclodextrin /mL nước) vào hỗn hợp trên, tiếp tục khuấy thêm 60 phút (tốc độ 1200 vòng/phút), dung dịch có dạng gel, màu trắng (Hình 42).
Hình 43 Mẫu nano β-cyclodextrin–alginate–ketoprofen sau khi khuấy
Mẫu này được để yên qua đêm, rồi tách ly tâm lần đầu để loại bỏ những hóa chất còn dư lẫn trong mẫu. Sau đó, đem rửa lại với nước khử ion 3 lần, mỗi lần ly tâm trong 10 phút, tốc độ 4000 vòng/phút. Mẫu này được đem đông khô thu được sản phẩm nano β-cyclodextrin–alginate–ketoprofen là chất xốp, nhẹ, màu trắng.
Hình 44 Nano β-cyclodextrin–alginate–ketoprofen sau khi ly tâm
- Giữ nguyên lượng ketoprofen, thay đổi khối lượng β-cyclodextrin và alginate theo tỷ lệ β-cyclodextrin:alginate là 1:1, 1:5, 1:10 và 1:15 để khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ đối với hiệu suất nano β-cyclodextrin–alginate–ketoprofen thu được.
- Từ kết quả khảo sát tỷ lệ β-cyclodextrin:alginate, chọn tỷ lệ tối ưu để khảo sát sự ảnh hưởng của hàm lượng ketoprofen đối với hiệu suất nano thu được. Hàm lượng ketoprofen được khảo sát là 5%, 10%, 12% và 15%.
------
Nhìn lại mục tiêu ban đầu của đề tài: “Nghiên cứu và ứng dụng β-cyclodextrin làm chất mang thuốc ketoprofen”, một số kết quả mới mà luận văn đã đạt được có thể tóm tắt như sau:
1. Đối với phức β-cyclodextrin/ketoprofen được điều chế bằng phương pháp khuấy từ, tỷ lệ tối ưu để β-cyclodextrin tạo phức với ketoprofen là ketoprofen:β-cyclodextrin = 1:8. Hiệu suất phức tính theo tổng khối lượng của β-cyclodextrin và ketoprofen là 82,59% ở thời gian phản ứng 90 phút và nhiệt độ 120°C.
2. Đối với phức β-cyclodextrin/ketoprofen được điều chế bằng phương pháp vi sóng, hiệu suất sản phẩm tính theo tổng khối lượng của β-cyclodextrin và ketoprofen là 81,85% ở công suất 300 W và thời gian phản ứng 10 phút.
3. Đối với nano β-cyclodextrin–alginate, hiệu suất nano tính theo tổng khối lượng của β-cyclodextrin và alginate là 90,05% tương ứng với tỷ lệ β-cyclodextrin:alginate = 1:10. Hạt nano tổng hợp được có kích thước dưới 100 nm và kích thước các hạt khá đồng đều (được xác định bằng SEM), thích hợp cho việc hấp thu qua hệ thống tiêu hóa vì kích thước nano giúp khả năng bám tốt của chúng trên thành ruột. Một hợp chất nano hoàn toàn mới, nano β-cyclodextrin–alginate, dùng làm chất mang thuốc đã được điều chế từ β-cyclodextrin và alginate.
4. Khi sử dụng tỷ lệ β-cyclodextrin:alginate = 1:10 thì thu được hợp chất nano chứa 10% ketoprofen với hiệu suất tính theo tổng khối lượng của β-cyclodextrin, alginate và ketoprofen là 84,44%. Đường kính của hạt nano β-cyclodextrin–alginate– ketoprofen khoảng 60-70 nm và kích thước hạt tương đối đồng đều (được đo bằng SEM và TEM).
5. Đã sử dụng các phương pháp phân tích phổ IR, sắc ký bản mỏng TLC để chứng minh sự có mặt của ketoprofen trong phức β-cyclodextrin/ketoprofen và nano β-cyclodextrin–alginate–ketoprofen tổng hợp được.
6. Xác định được nhiệt chuyển pha của phức β-cyclodextrin/ketoprofen và nano β-cyclodextrin–alginate–ketoprofen từ cấu trúc tinh thể sang vô định hình bằng phương pháp phân tích nhiệt quét vi sai DSC.
7. Xác định được hàm lượng ketoprofen trong nano β-cyclodextrin–alginate– ketoprofen tổng hợp được bằng phương pháp phân tích HPLC.
8. Xác định được khả năng phóng thích thuốc từ nano β-cyclodextrin–alginate– ketoprofen tổng hợp được trong môi trường pH = 5,0 và pH = 7,4. Kết quả phân tích khả năng phóng thích thuốc của các mẫu nano cho thấy lượng ketoprofen đã phóng thích ra ở pH = 5,0 sau 4 giờ là 69% và trong cùng thời gian đó lượng ketoprofen phóng thích ở pH = 7,4 đạt 57%. Điều này chứng tỏ lượng ketoprofen phóng thích ở pH = 5,0 nhiều hơn ở pH = 7,4.
KIẾN NGHỊ
------
Qua các kết quả thu được trong quá trình làm việc tại phòng thí nghiệm chúng tôi kiến nghị một số điểm cần phải phát triển tiếp như sau:
Nano β-cyclodextrin–alginate–ketoprofen tổng hợp được với tỷ lệ 1:10 và chứa tối đa lượng ketoprofen là 10%, khả năng phóng thích thuốc trong pH = 5,0 nhiều hơn pH = 7,4. Do đó, cần nghiên cứu để tăng hàm lượng ketoprofen lên và hạn chế khả năng phóng thích thuốc trong môi trường pH = 5,0 và tăng dần khả năng phóng thích thuốc trong pH = 7,4.
Nano từ β-cyclodextrin và alginate là hoàn toàn mới nên cần nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất nano β-cyclodextrin–alginate làm chất mang cho thuốc ketoprofen cũng như đối với các loại thuốc khác.
Nano β-cyclodextrin–alginate–ketoprofen tổng hợp được cần thử nghiệm khả năng phóng thích thuốc của ketoprofen trên chuột hoặc thỏ để phát triển nghiên cứu ứng dụng vào thực tiễn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
------
Tài liệu tiếng Việt
(1) Trần Thị Bích Quyên (2009), Nghiên cứu tổng hợp nanochitosan, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, Trường Đại học Cần Thơ.
Tài liệu tiếng Anh
(2) A. J. Thote, R. B. Gupta, Formation of nanoparticles of a hydrophilic drug using supercritical carbon dioxide and microencapsulation for sustained release, Nanotech. Biology Medicine, 2005, 1, 85-90.
(3) A. M. D. Silveira, G. Ponchel, F. Puisieux, D. Duchene, Combined poly(isobutylcyanoacrylate) and cyclodextrins nanoparticles for enhancing the encapsulation of lipophilic drugs, Pharmaceutical Research, 1998, 15
(7).
(4) A. Wongmekiat, S. Yoshimatsu, Y. Tozuka, K. Moribe, K. Yamamoto,
Investigation of Drug Nanoparticle Formation by Co-grinding with Cyclodextrins: Studies for Indomethacin, Furosemide and Naproxen, Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry, 2006, 56, 29- 32.
(5) B. Hakkarainen, K. Fujita, S. Immel, L. Kenne, C. Sandstrom, 1H-NMR studies on the hydrogen-bonding network in mono-altro-β-cyclodextrin and its complex with adamantane-1-carboxylic acid, Carbohydr Res, 2005, 340, 1539-1545.
(6) B. Sarmento, D. Ferreira, F. Veiga, A. Ribeiro, Characterization of insulin- loaded alginate nanoparticles produced by ionotropic pre-gelation through DSC and FTIR studies, Carbohydrate Polymers, 2006, 66, 1-7.
(7) C. Buzea, I. Pacheco, K. Robbie, Nanomaterials and Nannoparticles: Sources and Toxicity, Biointerphases, 2007, 4.
(8) C. D. Gutsche, I. Alam, M. Iqbal, T. Mangiafico, K. C. Nam, J. Rogers, K. A. See, Topics in calixarene chemistry, J. Incl. Phenom., 1989, 7, 61-72.
(9) C. M. Silva, A. J. Ribeiro, I. V. Figueiredo, A. R. Goncalves, F. Veiga,
Alginate microspheres prepared by internal gelation: Development and effect on insulin stability, International Journal of Pharmaceutics, 2006,
311, 1-10.
(10) C. P. Reis, R.J. Neufeld, A.J. Ribeiro, F. Veiga, Nanoencapsulation I. Methods for preparation of drug-loaded polymeric nanoparticles, Nanomedicine,
2006, 2, 8-21.
(11) C. Schmidt, Nanocarriers in drug delivery-design, manufacture and physicochemical properties, Nanotherapeutics Drug Delivery Concepts in Nanoscience.
(12) D. Duchene, Cyclodextrins and their industrial uses, Paris, 1987, 19-73.
(13) D. Duchene, G. Ponchel, D. Wouessidjewe, Cyclodextrins in targeting: Application to nanoparticles, Advanced Drug Delivery Reviews, 1999, 36, 29-40.
(14) D. L. Leslie-Pelecky, V. Labhasetwar, R. H. J. Kraus, Nanobiomagnetics in Advanced Magnetic Nanostructures, New York, 2005.
(15) D. Mathew, A study on suitability of nimesulide-betacyclodextrin complex in oral and topical dosage forms, Inter J of Pharm and Pharm Sciences, 2009,
1.
(16) D. Paolino, M. Fresta, Drug delivery systems, Encyclopedia of Medical Devices and Instrumentation, 2006, 437-495.
(17) E. Bilensoy, O. Gurkaynak, M. Ertan, M. Sen, A. A. Hincal, Development of Nonsurfactant Cyclodextrin Nanoparticles Loaded With Anticancer Drug Paclitaxel, Journal of Pharmaceutical Sciences, 2008, 97, 1519-1529.
(18) E. Memisoglu, Amelie Bochot, M. Sen, D. Duchene, A. A. Hıncal, Non- surfactant nanospheres of progesterone inclusion complexes with amphiphilic β-cyclodextrins, International Journal of Pharmaceutics, 2003,
251, 143-153.
(19) E. M. Martin Del Valle, Cyclodextrins and their uses: A review, Process Biochemistry, 2003.
(20) E. Reverchon, R. Adami, Nanomaterials and supercritical fluids, The Journal of Supercritical Fluids, 2006, 37, 1-22.
(21) E. Schneiderman, A. M. Stalcup, Cyclodextrins: A versatile tool in separation science, J Chromatogr B, 2000, 745, 83-102.
(22) F. Hirayama, K. Uekama, Methods of investigating and preparing inclusion compounds, Paris, 1987, 131-72.
(23) G. Astray, C. Gonzalez-Barreiro, J. C. Mejuto, R. Rial-Otero, J. Simal-Gandara,
A review on the use of cyclodextrins in foods, Food Hydrocolloids, 2009,
23, 1631-1640.
(24) G. Puglisi, M. Fresta, G. Giammona, C. A. Ventura, Influence of the preparation conditions on poly(ethylcyanoacrylate) nanocapsule formation, Int. J. Pharm, 1995, 125, 283-287.
(25) G. Schmid, Cyclodextrin glucanotransferse production: yield enhancement by overexpression of cloned genes, Trends Biotechnol, 1989, 7, 244-8.
(26) G. Swami, M. K. Koshy, M. Pandey, S. A. Saraf, Preparation and characterization of Domperidone-β-cyclodextrin complexes prepared by kneading method, International Journal of Advances in Pharmaceutical Sciences, 2001, 1, 68-74.
(27) H. Boudad, P. Legrand, G. Lebas, M. Cheron, D. Duchene, G. Ponchel,
Combined hydroxypropyl-[beta]-cyclodextrin and poly(alkylcyanoacrylate) nanoparticles intended for oral administration of saquinavir, Int J. Pharm,
2001, 218, 113-124.
(28) H. Dodziuk, Cyclodextrins and their complexes, Wiley-VCH, 2006.
(29) H. M. Patel, B. N. Suhagia, S. A. Shah, I. S. Rathod, V. K. Parmar, Preparation and characterization of etoricoxib-b-cyclodextrin complexes prepared by the kneading method, Acta Pharm, 2007, 57, 351-359.
(30) H. Y. Kwon, J. Y. Lee, S. W. Choi, Y. Jang, J. H. Kim, Preparation of PLGA nanoparticles containing estrogen by emulsification-diffusion method, Physicochem. Eng. Aspects, 2001, 182, 123-130.
(31) J. Jung, M. Perrut, Particle design using supercritical fluids: Literature and patent survey, J. Supercritical Fluids, 2001, 20, 179-219.
(32) J. L. Atwood, J. E. D. Davies, D. D. M. Nicol, Inclusion compounds, Academic Press, London, 1984, 2, 47-67.
(33) J. P. Rolland, B. W. Maynor, L. E. Euliss, A. E. Exner, G. M. Denison, J. M. D. Simone, Direct fabrication and harvesting of monodisperse, shape-specific nanobiomaterials, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 10096-10100.
(34) J. Pitha, T. Hoshino, Effects of ethanol on formation of inclusion complexes of hydroxypropylcyclodextrins with testosterone or with methyl organe, Int J Pharm, 1992, 80, 243-51.
(35) J. Szetjli, Introduction and general overview of cyclodextrin chemistry, Chem Rev, 1998, 98, 1743-1753.
(36) L. Dufosse, I. Souchon, G. Feron, A. Latrasse, H.E. Spinnler, In situ detoxification of the fermentation medium during gamma-decalactone production with the yeast Sporidiobolus salmonicolor, Biotechnol Prog,
1999, 15, 135-9.
(37) L. Holland, G. Rizzi, P. Malton, Cosmetic compositions comprising cyclic oligosaccharides and fragrance, PCT Int Appl WO 67, 1999, 716.
(38) M. Agueros, P. Areses, M. A. Campanero, H. Salman, G. Quincoces, I. Penuelas, J. M. Irache, Bioadhesive properties and biodistribution of cyclodextrin–poly(anhydride) nanoparticles, European Journal of Pharmaceutical Sciences, 2009, 37, 231-240.
(39) M. Chen, G. Diao, E. Zhang, Study of inclusion complex of β-cyclodextrin and nitrobenzene, Chemosphere, 2003, 63, 522-529.
(40) M. Lezcano, W. Ai-Soufi, M. Novo, E. Rodriguez-Nunez, J. V. Tato,
Complexation of several benzimidazole-type fungicides with alpha and beta-cyclodextrins, J Agric Food Chem 2002, 50, 108-12.
(41) M. N. Ravi, U. Bakowsky, C. M. Lehr, Preparation and characterization of cationic PLGA nanospheres as DNA carriers, Biomaterials, 2004, 25, 1771-1777.
(42) M. Sauceau, E. Rodier, J. Fages, Preparation of Inclusion Complex of Piroxicam with Cyclodextrin by Using Supercritical Carbon Dioxide, Journal of Supercritical Fluids, 2008, 2, 326-332.
(43) M. Zambaux, F. Bonneaux, R. Gref , P. Maincent, E. Dellacherie, M. Alonso, P. Labrude, C. Vigneron, Influence of experimental parameters on the characteristics of poly(lactic acid) nanoparticles prepared by double emulsion method, J. Control. Release, 1998, 50, 31-40.
(44) N. Fujishima, K. Kusaka, T. Umino, T. Urushinata, K. Terumi, Flour based foods containing highly branched cyclodextrins, Japanese Patent J P, 2001. (45) P. Li, Y. Dai, J. Zhang, A. Wang, Q. Wei, Chitosan–Alginate Nanoparticles as
a Novel Drug Delivery System for Nifedipine, Int J Biomed Sci, 2008, 4 (3), 221-228.
(46) Q. A. Pankhurst, J. Connolly, S.K. Jones, J. Dobson, Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine, J. Phys Appl. Phys., 2003, 36.
(47) Q. Zhang, Z. Shen, T. Nagai, Prolonged hypoglycemic effect of insulin-loaded poly(butylcyanoacrylate) nanoparticles after pulmonary administration to normal rats, Int. J. Pharm., 2001, 218, 75-80.
(48) R. A. Hedges, Industrial applications of cyclodextrins, Chem Rev, 1998, 98, 2035-44.
(49) R. Arun et al., Cyclodextrins as Drug Carrier Molecule: A Review, Sci Pharm,
2008, 76, 567-598.
(50) R. Bhardwaj, R. T. Dorr, J. Blanchard, Approaches to reducing toxicity of parenteral anticancer drug formulations using cyclodextrins, J Pharm Sci Technol, 2000, 54, 233-9.
(51) R. Cavalli, F. Trotta, W. Tumiatti, Cyclodextrin-based Nanosponges for Drug Delivery, Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry,
2006, 56, 209-213.
(52) R. Challa, A. Ahuja, J. Ali, and R.K. Khar, Cyclodextrin in drug delivery: An updated review, AAPS PharmSciTech, 2005, 6 (2), 329-357.
(53) R. K. Parikh, N. S. Mansuri, M. C. Gohel, M. M. Sonlwala, Dissolution enhancement of nimesulide using complexation and salt formation techniques, Indian drugs, 2005, 42, 149-153.
(54) R. W. Seidel, B. B. Koleva, β-Cyclodextrin 10.41 hydrate, Acta Cryst, 2009,
65, 3162-3163.
(55) S. A. Timmy, S. P. Victor, C. P. Sharma, J. V. Valsala, Betacyclodextrin complexed insulin loaded alginate microsphere – oral delivery system, Trends Biomater Artif. Organs, 2002, 15 (2), 48-53.
(56) S. D. Eastburn, B. Y. Tao, Applications of modified cyclodextrins, Biotech Adv
1994, 12, 325-339.
(57) S. Iijima, Helicle microtubule of graphite carbon, Nature, 1991, 354, 56-58. (58) S. M. Lee, E. S. Yoo, H. D. Ghim, Alginate Nanohydrogels Prepared by
Emulsification-Diffusion Method, Macromolecular Research, 2009, 17 (3), 168-173.
(59) S. Munoz-Botella, B. D. Castillo, M. A. Martyn, Cyclodetrin properties and applications of inclusion complex formation, Ars Pharm, 1995, 36, 187-98. (60) S. Racovita, S. Vasiliu, M. Popa, C. Luca, Polysaccharides based on micro-
and nanoparticles obtained by ionic gelation and their applications as drug delivery systems, Revue Roumaine de Chimie, 2009, 54 (9), 709-718.
(61) S. Sangeetha, D. N. Venkatesh, R. Adhiyaman, K. Santhi, B. Suresh,
Formulation of Sodium Alginate Nanospheres Containing Amphotericin B for the Treatment of Systemic Candidiasis, Tropical Journal of Pharmaceutical Research, 2007, 6 (1), 653-659.
(62) S. S. Deshmukh, V. V. Potnis, D. B. Shelar, P. R. Mahaparale, Studies on inclusion complexes of ziprasidone hydrochloride with beta-cyclodextrin and hydroxypropyl-beta-cyclodextrin, Indian Drugs, 2007, 44, 677-682. (63) S. Swaminathan, F. Trotta, Formulation of betacyclodextrin based
nanosponges of itraconazole, J Incl Phenom Macrocycl Chem, 2007, 57, 89-94.
(64) T. Irie, K. Wakamatsu, H. Arima, H. Aritomi, K. Uekama, Enhancing Effects of cyclodextrins on nasal absorption of insulin in rats, Int J Pharm, 1992, 84, 129-139.
(65) T. Jung, W. Kamm, A. Breitenbach, E. Kaiserling, J.X. Xiao, T. Kissel,
Biodegradable nanoparticles for oral delivery of peptides: Is there a role for polymers to affect mucosal uptake?, Eur. J. Pharm. Biopharm., 2000, 50, 147-160.
(66) T. Loftsson, B. J. Olafsdottir, H. Fridriksdottir, S. Jonsdottir, Cyclodextrin complexation of NSAIDS: physicochemical characteristics, Eur J Pharm Sci, 1993, 1, 95-101.
(67) T. Loftsson, D. Duchene, Cyclodextrins and their pharmaceutical applications, Ineternational Journal of Pharmaceutics, 2007, 329, 1-11.
(68) T. Loftsson, D. S. Petersen, Drug Dev. And Indus. Pharmacy, 1998, 24 (4), 365-370.
(69) T. Loftsson, M. E. Brewster, M. Masson, Role of Cyclodextrins in Improving Oral Drug Delivery, Am J Drug Deliv, 2004, 2 (4), 261-275.
(70) T. Loftsson, M. E. Brewster, Pharmaceutical applications of cyclodextrins, J Pharm Sci, 1996, 85, 1017-25.
(71) T. Loftsson, M. Mason, Cyclodextrins in topical drug formulations: Theory and Pratice, Inter J Pharm, 2001, 225, 15-30.
(72) T. Loftsson, S. D. Sigfusson, H. H. Sigurosson, M. Masson, The Effects of cyclodextrins on topical delivery of Hydrocortisone: the aqueous diffusion layer, STP Pharma Sci, 2003, 13, 125-131.
(73) T. Niwa, H. Takeuchi, T. Hino, N. Kunou, Y. Kawashima, Preparation of biodegradable nanoparticles of water-soluble and insoluble drugs with D,L-lactide/glycolide copolymer by a novel spontaneous emulsification solvent diffusion method, and the drug release behavior, J. Control. Release, 1993, 25, 89-98.
(74) T. Ogoshi, A. Harada, Chemical Sensors Based on Cyclodextrin Derivatives, Sensors, 2008, 8, 4961-4982.
(75) U. B. Kompella, N. Bandi, S. P. Ayalasomayajula, Poly(lactic acid) nanoparticles for sustained release of budesonide, Drug Deliv. Technol,
2001, 1, 1-7.
(76) Ultrasound-assisted synthesis of cyclodextrin-based nanosponges, European Patent Specification, 2009.
(77) V. A. Saharan, V. Kukkar, M. Kataria, M. Gera, P. K. Choudhury, Dissolution Enhancement of Drugs, International Journal of Health Research, 2009, 2
(2), 107-124.
(78) V. J. Mohanraj, Y. Chen, Nanoparticles – A Review, Trop J Pharm Res, 2006, 5
(1), 561-573.
(79) V. R. Sinha et al., Physicochemical characterization and in vitro dissolution behaviour of celecoxib-β-cyclodextrin inclusion complexes, Acta Pharm,
2007, 57, 47-60.
(80) W. Lu, Q. Zhang, L. Zheng, H. Wang, R. Li, L. Zhang, W. Shen, X. Tu,