Bố trí thí nghiệm và đánh giá quy hoạch thực nghiệm bằng phần mềm Modde 8.0.
Tính toán Tmax, Cmax, AUC bằng phần mềm Winnolin 2.1.
3. CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ, BÀN LUẬN
3.1. Khoảng tuyến tính và đƣờng chuẩn định lƣợng rotundin bằng phƣơng pháp UV trong môi trƣờng methanol
Tiến hành đo độ hấp thụ quang của dãy dung dịch chuẩn rotundin trong methanol có nồng độ từ 10-55 µg/ml. Xây dựng đồ thị thể hiện mối tương quan giữa nồng độ rotundin và độ hấp thụ quang. Kết quả được thể hiện ở hình 3.1.
Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa độ hấp thụ quang và nồng độ rotundin trong methanol
Từ giá trị hệ số tương quan R2 = 0,9946 ta thấy, với nồng độ dung dịch rotundin trong dung môi methanol từ khoảng 15 đến 55 μg/ml thì nồng độ và độ hấp thụ quang của dung dịch có mối tương quan tuyến tính.
3.2. Khảo sát và lựa chọn các thông số quy trình
Để lựa chọn được một số thông số quy trình cơ bản cho phương pháp đùn tạo cầu bào chế pellet chứa hệ TVNH, tiến hành khảo sát ảnh hưởng của thời gian ủ, tốc độ đùn, tốc độ vo, thời gian vo đến hiệu suất tạo pellet, cảm quan, thời gian rã, độ mài mòn.
Công thức pellet với hàm lượng hệ TVNH, Aerosil 200, Avicel PH101, lactose monohydrat, natri croscarmellose lần lượt là: 30%, 5%, 55%, 5%, 5% và nước vừa đủ được sử dụng cho các khảo sát dưới đây. Trong đó hệ TVNH lỏng đã được nhóm
y = 0,016x + 0.027 R² = 0,9946 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 20 40 60 Độ hấp thụ Nồng độ Rotundin(µg/ml)
nghiên cứu trước đó phát triển với công thức tối ưu có các thành phần và thông số đã được trình bày ở mục 2.3.1.
3.2.1. Khảo sát thời gian ủ
Tiến hành thí nghiệm với 3 mức thời gian ủ khác nhau: 0 phút, 30 phút, 60 phút. Các thống số kỹ thuật khác như tốc độ đùn, tốc độ vo, thời gian vo được giữ cố định ở các mức lần lượt là: 40 vòng/phút, mức cao, 5 phút. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở bảng 3.1.
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát thời gian ủ
Thời gian ủ 0 phút 30 phút 60 phút
Hình thái pellet Cầu và nhẵn Cầu và nhẵn Cầu, bề mặt nhẵn
Hiệu suất tạo pellet 60,5% 65% 66,5%
Độ mài mòn <1% <1% <1%
Thời gian rã < 3 phút < 3 phút < 3 phút
Từ bảng 3.1 có thể thấy quá trình ủ làm tăng hiệu suất tạo pellet. Do quá trình ủ giúp tá dược dính di chuyển sâu vào các lỗ xốp của tá dược rắn từ đó giúp tá dược dính phân bố đều trong khối bột và tăng sự liên kết giữa các tiểu phân chất rắn. Ít có sự khác biệt ở thời gian ủ 30 phút và 60 phút vì vậy chọn thời gian ủ 30 phút cho các khảo sát tiếp theo.
3.2.2. Khảo sát tốc độ đùn
Tiến hành thí nghiệm với 3 mức tốc độ đùn khác nhau: 20 vòng/phút, 40 vòng/phút, 80 vòng/phút. Các thống số kỹ thuật khác như thời gian ủ, tốc độ vo, thời gian vo được giữ cố định ở các mức lần lượt là: 30 phút, mức cao, 5 phút. Kết quả thí nghiệm được thể hiện chi tiết ở bảng PL4.
Từ bảng PL4, có thể thấy tốc độ đùn ít ảnh hưởng tới hiệu suất và chất lượng pellet tạo thành, tuy nhiên ảnh hưởng đáng kể tới hiệu suất đùn. Có hiện tượng này là do với tốc độ đùn quá thấp (20 vòng/phút) hoặc quá cao (80 vòng/phút) lượng bột bị
rơi ra ngoài ở khe giữa 2 trục đùn tăng. Qua thí nghiệm trên, tốc độ đùn 40 vòng/phút sẽ được lựa chọn cho các khảo sát tiếp theo.
3.2.3. Khảo sát tốc độ vo
Vì thiết bị đánh giá tốc độ vo bị hỏng nên tiến hành khảo sát tốc độ vo ở các mức độ khác nhau: rất thấp, thấp, trung bình, cao, rất cao. Các thông số kỹ thuật khác như thời gian ủ, tốc độ đùn, thời gian vo được giữ cố định ở các mức lần lượt là: 30 phút, 40 vòng/phút, 5 phút. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở bảng 3.2.
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát tốc độ vo
Tốc độ vo Rất thấp Thấp Trung bình Cao Rất cao
Hình thái pellet Pellet tồn tại ở dạng sợi đùn dài. Pellet tồn tại ở dạng que. Pellet tồn tại ở dạng hình số 8. Pellet cầu và nhẵn. Nhiều bột mịn, pellet không cầu. Hiệu suất tạo
pellet
0 0 10,3% 74,4% 42,3%
Độ mài mòn - - < 1% < 1% < 1%
Độ rã - - < 3 phút < 3 phút <3 phút
Từ bảng 3.2 có thể thấy, với tốc độ vo rất thấp và thấp, hiệu suất tạo pellet thấp, pellet chủ yếu tồn tại ở dạng sợi đùn ngắn hoặc số 8, do ở tốc độ vo thấp quá trình vo không đủ lực để cắt các sợi đùn hoặc chuyển pellet từ dạng hình số 8 thành pellet cầu [39]. Ngược lại, với tốc độ vo quá cao, gây ra lực ly tâm lớn, các sợi đùn hoặc pellet bị bắn ra, va vào thành máy gây vỡ vụn. Ngoài ra, với tốc độ vo quá cao làm giảm lực ma sát giữa pellet và mắt sàng của đĩa vo dẫn tới giảm độ cầu của pellet. Qua thí nghiệm trên, tốc độ vo ở mức cao sẽ được lựa chọn cho các khảo sát tiếp theo.
3.2.4. Khảo sát thời gian vo
Tiến hành thí nghiệm với 3 mức thời gian vo: 2 phút, 5 phút, 8 phút. Các thông số kỹ thuật khác như thời gian ủ, tốc độ đùn, tốc độ vo được giữ cố định ở các mức lần lượt là: 30 phút, 40vòng/phút, mức cao. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở bảng 3.3.
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát thời gian vo
Thời gian vo 2 phút 5 phút 8 phút
Hình thái pellet Pellet tồn tại chủ yếu ở dạng số 8 hoặc hình trụ.
Pellet cầu, nhẵn.
Pellet cầu, nhẵn.
Hiệu suất tạo pellet - 74,5% 64,8%
Độ mài mòn - < 1% < 1%
Thời gian rã - < 3 phút < 3 phút
Từ bảng 3.3 có thể thấy ở thời gian vo 2 phút pellet chưa được tạo thành, do thời gian vo này chưa đủ cho quá trình tạo thành pellet (cắt sợi đùn, vo tròn, tạo cầu). Với thời gian vo 8 phút hiệu suất tạo pellet giảm, do khi vo quá lâu tá dược dính có xu hướng di chuyển ra bề mặt pellet làm tăng độ dính của pellet. Vì vậy, các bột mịn có xu hướng dính vào các pellet hoặc các pellet dính lại với nhau gây tăng kích thước pellet. Qua thí nghiệm trên, thời gian vo ở mức 5 phút sẽ được lựa chọn cho các thí nghiệm tiếp theo.
Kết luận: từ các khảo sát trên, các thông số quy trình thích hợp được lựa chọn cho các khảo sát tiếp theo như sau.
Bảng 3.4. Các thông số quy trình
Thông số Giá trị thông số quy trình
Tốc độ đùn 40 v/phút
Tốc độ vo Mức cao
Thời gian vo 5 phút
Thời gian ủ 30 phút
3.3. Sàng lọc và lựa chọn tá dƣợc
Để lựa chọn được các loại tá dược phù hợp cho phương pháp đùn tạo cầu bào chế pellet chứa hệ TVNH, tiến hành sàng lọc và khảo sát ảnh hưởng của loại tá dược hấp phụ, tá dược dính, tá dược tạo cầu và tá dược rã đến hiệu suất tạo pellet, cảm quan, thời gian rã, độ mài mòn.
Tuy nhiên, trong các loại tá dược cần khảo sát, tá dược tạo cầu, tá dược rã và tá dược độn thường được sử dụng là Avicel PH101, natri croscarmellose và lactose monohydrat sẽ được lựa chọn mà không khảo sát trong phần này.
3.3.1. Đánh giá khả năng hấp phụ hệ lỏng của các tá dược rắn
Tiến hành trộn các tá dược rắn: Avicel PH101, Aerosil 200, lactose monohydrat với hệ lỏng TVNH ở 3 tỷ lệ khác nhau: 0,5:1; 1:1; 2:1. Kết quả thí nghiệm được trình bày chi tiết ở bảng PL5.
Từ bảng PL5 có thể thấy khả năng hấp phụ hệ TVNH lỏng của các tá dược rắn giảm dần theo thứ tự Aerosil 200, Avicel PH 101, lactose monohydrat. Nguyên nhân của kết quả này là do Aerosil 200 có kích thước bé (0,012 µm) và độ xốp lớn vì vậy diện tích bề mặt của Aerosil 200 (khoảng 200 m2/g) lớn hơn rất nhiều so với Avicel PH101(kích thước 50µm) và lactose monohydat (kích thước 45-250µm). Từ kết quả thí nghiệm cùng với tham khảo tài liệu, Aerosil 200 được lựa chọn là tá dược hấp phụ cho công thức pellet-SMEEDS mà không tiếp tục khảo sát các loại tá dược hấp phụ khác.
3.3.2. Khảo sát và lựa chọn tá dược dính
Tiến hành thí nghiệm với 3 loại tá dược dính khác nhau: nước, HPMC E6, PVP K30. Các thành phần khác của công thức: hệ TVNH, Aerosil 200, Avicel PH101, lactose monohydrat, natri croscarmellose được cố định ở các mức lần lượt là: 30%, ,5%, 55%, 5%, 5%. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở bảng 3.5.
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát loại tá dược dính
Loại tá dƣợc dính Nƣớc PVP K30 5% HPMC E6 5%
Hiệu suất tạo pellet 70,3% 76,7% 75,4%
Thời gian rã <3% <3% <3%
Độ mài mòn <1% <1% <1%
Từ bảng 3.5 có thể thấy sử dụng tá dược dính là nước gây giảm hiệu suất tạo pellet. Có ít sự khác nhau về hiệu suất tạo pellet, độ rã và mài mòn khi sử dụng PVP
K30 hoặc HPMC E6. Do tính sẵn có của nguyên liệu, chọn PVP K30 làm tá dược dính cho các thí nghiệm tiếp theo.
Từ các khảo sát trên, có thể thấy thành phần các loại tá dược để bào chế pellet chứa hệ TVNH bằng phương pháp đùn tạo cầu bao gồm.
Bảng 3.6. Các loại tá dược bào chế pellet chứa hệ TVNH
Loại tá dƣợc Tên
Tá dược tạo cầu Avicel PH101
Tá dược hấp phụ và chống dính Aerosil 200
Tá dược rã Natri croscarmellose
Tá dược độn Lactose monohydrat
Tá dược dính PVP K30
3.4. Khảo sát và lựa chọn phần trăm các thành phần trong công thức bào chế pellet chứa hệ TVNH pellet chứa hệ TVNH
Sau khi lựa chọn được các loại tá dược phù hợp, tiếp tục tiến hành khảo sát để tìm ra lượng hệ TVNH lớn nhất có thể nạp vào pellet và lượng phù hợp của các tá dược rắn (tá dược tạo cầu, tá dược hấp phụ) để bào chế được pellet có hiệu suất cao, cảm quan, độ mài mòn, độ rã đạt yêu cầu.
3.4.1. Khảo sát lượng tối đa hệ TVNH lỏng có thể nạp vào pellet
Lượng hệ TVNH có thể nạp vào pellet tăng đáng kể khi tăng lượng tá dược hấp phụ Aerosil 200. Vì vậy với mỗi lượng hệ TVNH, các lượng Aerosil 200 khác nhau sẽ được khảo sát. Thiết kế thí nghiệm và kết quả được trình bày cụ thể trong bảng PL6.1 và bảng PL6.2. Từ kết quả ở bảng PL6.2 có thể thấy:
Với lượng hệ TVNH ở mức 45%, 50%, 60% khối bột tạo ra quá dính bết, vì vậy gây ra hiện tượng dính khi đùn hoặc vo.
Với lượng hệ TVNH ở mức 40% có 2 trường hợp xảy ra:
- Nếu lượng Aerosil 200 ở mức thấp (5%, 10%) pellet tạo cầu, nhưng trong quá trình thử độ mài mòn pellet dính trên cánh máy thử độ mài mòn.
- Nếu lượng Aerosil 200 ở mức cao (15%, 20%) không có hiện tượng trên, tuy nhiên pellet tạo ra không cầu. Đó là do lượng Aeroisil 200 cao và Avicel PH101 giảm.
Với lượng hệ TVNH ở mức 35% pellet tạo ra cầu bề mặt nhẵn và đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu về độ mài mòn và độ rã.
Vậy lượng hệ TVNH tối đa có thể nạp vào pellet là 35%.
3.4.2. Khảo sát và lựa chọn lượng tá dược hấp phụ Aerosil 200
Tiến hành thí nghiệm với 4 mức Aerosil 200 như sau: 0%, 5%, 10%, 20%. Các thành phần khác của công thức hệ: TVNH, lactose monohydrat, natri croscarmellose được cố định ở các mức lần lượt là: 35%, 5%, 5%, Avicel PH 101 và PVP 5% vừa đủ. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở bảng 3.7.
Bảng 3.7. Kết quả khảo sát lượng tá dược hấp phụ Aerosil 200
Lƣợng Aerosil 200 0% 5% 10% 20%
Hình thái pellet Pellet cầu,
nhẵn Pellet cầu, nhẵn Pellet cầu, nhẵn Pellet hình số 8 hoặc hình trứng
Hiệu suất tạo pellet 74,30 61,15 52,87 -
Thời gian rã < 3 phút < 3 phút < 3 phút -
Độ mài mòn < 1% <1 % < 1% -
Từ bảng 3.7 có thể thấy lượng Aerosil 200 phù hợp để bào chế pellet chứa hệ TVNH nằm trong khoảng 0-10%.
3.4.3. Khảo sát và lựa chọn lượng tá dược tạo cầu Avicel PH101
Tiến hành thí nghiệm với 5 mức hàm lượng Avicel PH101 như sau: 0%, 20%, 30%, 40%, 50%. Các thành phần khác của công thức: hệ TVNH, Aerosil 200, natri croscarmellose được cố định ở các mức lần lướt là: 35%, 5%, 5%, lactose và PVP K30 5% vừa đủ. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở bảng 3.8.
Bảng 3.8. Kết quả khảo sát lượng tá dược tạo cầu Avicel PH101
Lƣợng Avicel PH101
0% 20% 30% 40% 50%
Hiệu suất tạo pellet - 10,4% 29,250 66,95 53,89 Thời gian rã - < 3 phút < 3 phút < 3 phút < 3 phút Độ mài mòn - < 1% < 1 % < 1 % < 1 % Từ kết quả bảng 3.8 có thể thấy, với lượng Avicel PH101 ở mức thấp (0% hoặc 20%) pellet tạo ra không cầu, hình số 8 và có xu hướng dính khi vo. Nguyên nhân là do lượng tá dược tạo cầu Avicel ít làm cho pellet khó cầu, đồng thời lượng lactose monohydrat cao, đây là 1 tá dược tan trong nước vì vậy nó có xu hướng tan ra khi kết hợp với tá dược dính làm tăng độ dính của khối bột. Vậy có thể thấy lượng Avicel PH101 phù hợp để bào chế pellet chứa hệ TVNH nằm trong khoảng 30-50%.
Từ các khảo sát trên, có thể thấy lượng hệ TVNH và các loại tá dược phù hợp để bào chế pellet chứa hệ TVNH bằng phương pháp đùn tạo cầu là.
Bảng 3.9. Hàm lượng các tá dược dùng để bào chế pellet chứa hệ TVNH
Thành phần Hàm lƣợng
Hệ TVNH 35%
Avicel PH101 30-50%
Aerosil 200 0-10%
Natri croscarmellose 5%
Lactose monohydrat Vừa đủ
PVP K30 5% Vừa đủ
3.5. Đánh giá ảnh hƣởng của các biến đầu vào tới các biến đầu ra bằng quy hoạch thực nghiệm
Từ các khảo sát ở mục 3.3 và 3.4 ta thấy 2 loại tá dược rắn Avicel PH101 và Aerosil 200 có ảnh hưởng lớn nhất tới chất lượng và hiệu suất tạo pellet chứa hệ TVNH. Vì vậy, để đánh giá rõ hơn mức độ ảnh hưởng, tương tác ảnh hưởng giữa
chúng từ đó lựa chọn được lượng phù hợp, phần trăm Aerosil 200 và Avicel PH101 được xét là biến đầu vào của quy hoạch thực nghiệm và được mã hóa như sau.
Bảng 3.10. Biến đầu vào trong quy hoạch thực nghiệm
Mã hóa Mức dƣới (-1) Ở tâm (0) Mức trên (1)
Aerosil 200 0% 5% 10%
Avicel PH101 30% 40% 50%
Biến đầu ra của quy hoạch thực nghiệm gồm các chỉ tiêu: hiệu suất tạo pellet, phần trăm rotundin giải phóng sau 10 phút và hiệu quả hòa tan (DE). Tiến hành thiết kế thí nghiệm theo mô hình bậc 2 và đánh giá các chỉ tiêu đầu ra được kết quả như bảng 3.11.
Bảng 3.11. Thiết kế thí nghiệm và kết quả quy hoạch thực nghiệm
Công thức Aerosil 200 Avicel PH101 Hiệu suất tạo pellet Hiệu quả hòa tan (DE) Phần trăm RTD giải phóng sau 10 phút F1 1 1 68,57 72,59 57,13 F2 -1 1 74,31 83,71 90,30 F3 1 -1 28,25 75,25 67,80 F4 -1 -1 0 87,71 91,27 F5 0 1 52,03 84,11 87,56 F6 0 -1 2,73 78,07 84,13 F7 1 0 53,04 78,79 79,04 F8 -1 0 61,16 86,76 91,49 F9 0 0 52,87 83,19 88,19 F10 0 0 74,39 82,68 88,74 F11 0 0 69,92 77,40 83,76
Từ bảng số liệu, tiến hành tính các hệ số hồi quy, đánh giá ý nghĩa của hệ số hồi quy, phân tích phương sai và đánh giá tính phù hợp của phương trình hồi quy bằng phương pháp bình phương tối thiểu. Kết quả được trình bày ở các mục 3.5.1, 3.5.2, 3.5.3 như sau:
3.5.1. Ảnh hưởng của biến đầu vào tới hiệu suất tạo pellet
3.5.1.1. Phương trình hồi quy và bảng phân tích phương trình hồi quy
a. Bảng đánh giá hệ số hồi quy
Bảng 3.12. Hệ số hồi quy của phương trình đánh giá ảnh hưởng biến đầu vào tới hiệu suất tạo pellet
Hệ số Hệ số hồi quy Sai số chuẩn P