Đây là phương pháp sử dụng thiết bị đơn giản, dễ thực hiện, có thể mở rộng quy mô. So với phương pháp nhũ hóa khuếch tán dung môi, phương pháp này không sử dụng dung môi hữu cơ độc hại nhưng dược chất chịu tác động của nhiệt độ [21]. Pha dầu và pha nước sau khi được đun nóng tới nhiệt độ thích hợp, được nhũ hóa bằng cách sử dụng thiết bị đồng nhất hóa rotor – stator hoặc siêu âm.
Thiết bị đồng nhất hóa rotor – stator sử dụng 2 lực chính tác động lên chất lỏng. Lực li tâm gây ra sự va chạm cơ học với thành stator. Lực phân cắt tạo thành do vùng xoáy giữa rotor và stator giúp chia nhỏ các giọt nhũ tương. Khi tăng tốc độ đồng nhất, lực phân cắt tăng dần tới giảm kích thước giọt nhũ tương [29].
Kỹ thuật siêu âm dựa trên cơ chế tạo thành các bóng có lỗ hổng nhờ sóng siêu âm, khi các bóng này vỡ sẽ tạo thành sóng âm mạnh xung quanh lipid chảy lỏng, từ đó tạo thành các tia chất lỏng với tốc độ cao làm giảm kích thước giọt đến cỡ nano [24].
3.1.2.1. Sử dụng thiết bị đồng nhất hóa rotor – stator
Bào chế NLC fluconazol bằng phương pháp đun chảy nhũ hóa sử dụng thiết bị đồng nhất hóa rotor – stator như quy trình đã nêu ở mục 2.2.1.2. Công thức bào chế và thông số thiết bị được trình bày trong bảng 3.2.
Bảng 3.2: Công thức, thông số thiết bị bào chế NLC fluconazol sử dụng thiết bị đồng nhất hóa rotor – stator
Pha dầu Acid stearic 0,8 g
Acid oleic 0,2 g
Pha nước
Nước 100 ml
CDH thân nước - Tween 80
- Tween 40 5,0 g
Fluconazol 0,2g
Thiết bị
- Thiết bị đồng nhất hóa rotor – stator . - Tốc độ: 10.000 vòng/phút.
Các mẫu bào chế được đều ở thể lỏng, màu trắng sữa, bền vững sau khi bào
chế. KTTP khoảng 200 đến 400 nm, PDI nằm trong khoảng 0,2 – 0,5. Tất cả các mẫu đều tạo rất nhiều bọt trong quá trình bào chế, gây khó khăn trong
quá trình làm lạnh nhanh về nhiệt độ phòng. Tuy nhiên, so với phương pháp nhũ hóa khuếch tán dung môi, phương pháp đun chảy nhũ hóa tỏ ra thích hợp trong việc bào chế NLC fluconazol.
3.1.2.2. Sử dụng thiết bị đồng nhất hóa rotor – stator kết hợp với siêu âm và
khuấy từ
Qua tham khảo tài liệu [10], NLC fluconazol được bào chế bằng phương pháp đun chảy nhũ hóa sử dụng phối hợp thiết bị đồng nhất hóa rotor – stator và siêu âm. Thiết bị đồng nhất hóa rotor – stator (tốc độ 10.000 vòng/phút, thời gian 5 phút) được sử dụng để tạo nhũ tương thô trước; sau đó siêu âm kết hợp với khuấy
từ (thời gian 5 phút) để làm nhỏ các giọt nhũ tương thô vừa tạo thành. Bào chế NLC fluconazol với công thức bào chế tương tự như đã trình bày trong
bảng 3.2, quy trình bào chế đã nêu trong mục 2.2.1.2.
NLC fluconazol bào chế bằng phương pháp này cho kết quả KTTP khoảng 200 đến 400 nm, PDI nằm trong khoảng 0,2 – 0,5; tương tự như khi chỉ sử dụng thiết bị đồng nhất hóa rotor – stator.
3.1.2.3. Sử dụng máy siêu âm kết hợp khuấy từ
Bào chế NLC fluconazol bằng kỹ thuật siêu âm (thời gian 10 phút) như quy trình đã nêu ở mục 2.2.1.2, với công thức bào chế tương tự như đã trình bày trong bảng 3.2. Tiến hành so sánh KTTP, PDI với NLC fluconazol thu được bằng phương pháp bào chế như đã trình bày ở mục 3.1.2.2, kết quả được thể hiện trong bảng 3.3.
Bảng 3.3: Ảnh hưởng của thiết bị đồng nhất hóa tới KTTP của NLC
Siêu âm Đồng nhất hóa kết hợp với siêu âm
KTTP (nm) PDI KTTP (nm) PDI
1 ngày 204,6 0,190 253,7 0,230
Các mẫu được bảo quản ở nhiệt độ phòng trong thời gian 1 tuần. NLC fluconazol bào chế bằng kỹ thuật siêu âm cho kết quả KTTP và PDI thấp hơn mẫu bào chế sử dụng phối hợp thiết bị đồng nhất hóa rotor - stator và siêu âm. Nguyên nhân có thể do sử dụng thiết bị đồng nhất hóa rotor – stator tạo nhiều bọt, cản trở tác động của sóng siêu âm lên các giọt nhũ tương. Trong khi đó, các mẫu bào chế chỉ sử dụng kỹ thuật siêu âm không tạo bọt. Tuy nhiên, kỹ thuật siêu âm gặp khó khăn trong việc kiểm soát nhiệt độ trong quá trình bào chế.
Mặc dù dược chất chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ trong quá trình bào chế,
nhưng kỹ thuật siêu âm tạo ra được NLC ổn định, bền vững nhất. So với phương pháp nhũ hóa khuếch tán dung môi, phương pháp đun chảy nhũ hóa
sử dụng kỹ thuật siêu âm tránh được việc sử dụng dung môi hữu cơ độc hại, quy trình và thiết bị bào chế đơn giản nên giảm thiểu được sai số quy trình. Do đó, kỹ thuật siêu âm được lựa chọn là phương pháp bào chế trong những nghiên
cứu tiếp theo.
3.1.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian siêu âm
Trong quá trình siêu âm, yếu tố tổng năng lượng tạo ra và độ đồng đều của lực phân tán sẽ quyết định tới KTTP và PDI tương ứng [21]. Nhiều nghiên cứu cũng đã chứng minh thời gian siêu âm là yếu tố quan trọng, ảnh hưởng tới tính chất của NLC [4], [11], [20].
Do đó chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của thời gian siêu âm tới KTTP, PDI của NLC fluconazol, với công thức bào chế được trình bày trong bảng 3.4, thay đổi thời gian siêu âm trong khoảng từ 1 đến 30 phút. Kết quả đo KTTP của các mẫu sau khi bào chế xong được biểu diễn ở bảng phụ lục 3.1 và đồ thị hình 3.1.
Bảng 3.4: Công thức bào chế khảo sát ảnh hưởng của thời gian siêu âm
Pha dầu Alcol cetylic 1,6 g
Acid oleic 0,4 g
Pha nước Nước 100 ml
CDH thân nước (Tween 40) 3,0 g
Hình 3.1: Ảnh hưởng của thời gian siêu âm tới KTTP của hệ NLC fluconazol
Khi thời gian siêu âm tăng dần từ 1 phút lên 15 phút thì KTTP, PDI trung bình các mẫu giảm dần, sau đó thì cả hai giá trị này đều không thay đổi nhiều khi tiếp tục tăng thời gian siêu âm (từ 15 phút đến 30 phút). Kết quả này có thể được giải thích là do tại những thời điểm đầu không phải toàn bộ pha phân tán đã được chia nhỏ hết. Trong hệ còn rất nhiều tiểu phân lớn và rất lớn, những tiểu phân này cần thêm năng lượng để được phân tán tiếp. Càng về sau số lượng tiểu phân lớn càng giảm, số lượng tiểu phân nhỏ và rất nhỏ càng tăng, quá trình kết tụ tiểu phân nhỏ thành tiểu phân lớn hơn tăng cho đến một thời điểm nào đó (ở đây khoảng 15 phút). Hai quá trình chia nhỏ tiểu phân lớn và sát nhập các tiểu phân nhỏ dần đạt đến cân bằng, hệ có các tiểu phân tương đối đồng đều, PDI không thay đổi nữa (từ 20 phút đến 30 phút). Thời gian siêu âm tăng lên đồng thời cũng làm tăng khả năng hệ bị nhiễm tạp kim loại [21]. Do đó, thời gian siêu âm 15 phút được chọn cho những nghiên cứu tiếp theo.
3.1.2.5. Khảo sát ảnh hưởng của quá trình làm lạnh
Để khảo sát ảnh hưởng của quá trình làm lạnh, bào chế NLC fluconazol bằng phương pháp siêu âm trong thời gian 15 phút, như quy trình đã nêu ở mục 2.2.1.2.
Công thức bào chế tương tự như đã trình bày trong bảng 3.6 sử dụng CDH là Tween 40 và natri lauryl sulfat. Các mẫu sau khi bào chế xong được làm nguội
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 150 170 190 210 230 250 270 290 310 330 1 3 5 10 15 20 25 30 P D I K T T P ( n m )
Thời gian siêu âm (phút)
KTTP PDI
nhanh bằng nước đá (trong 5 phút) hoặc làm nguội chậm (trong 30 phút) sử dụng máy khuấy từ. Kết quả đo KTTP của các mẫu sau khi bào chế xong được biểu diễn ở bảng phụ lục 3.2 và đồ thị hình 3.2.
Hình 3.2: Ảnh hưởng của phương pháp làm lạnh tới KTTP của hệ NLC fluconazol
(T0, T1, T2: hệ NLC fluconazol sử dụng Tween 40 mới bào chế, làm lạnh nhanh, làm lạnh chậm. N0, N1, N2: hệ NLC fluconazol sử dụng natri lauryl sulfat mới bào chế, làm lạnh nhanh, làm lạnh chậm)
Quá trình làm lạnh nhanh hay chậm sẽ ảnh hưởng tới trạng thái kết tinh của lipid trong hệ, tuy nhiên còn phụ thuộc vào loại CDH sử dụng. Kết quả cho thấy, với công thức sử dụng Tween 40 nếu quá trình làm lạnh thực hiện nhanh, KTTP và PDI tăng không nhiều so với trước khi làm lạnh (T1 cao hơn T0 không nhiều); nhưng nếu quá trình làm lạnh thực hiện chậm thì KTTP và PDI tăng lên nhiều (T2 cao hơn T0 nhiều). Nhưng với công thức sử dụng natri lauryl sulfat, KTTP và PDI tăng không đáng kể (N0, N1, N2 xấp xỉ nhau).
Sự khác nhau này có thể giải thích như sau: natri lauryl sulfat có độ tan lớn
nên nồng độ tạo micel lớn (8,67 x 10-3 M) và nhiệt độ tạo micel thấp. Do đó, khi làm lạnh natri lauryl sulfat vẫn giữ được vai trò bảo vệ các tiểu phân của
hệ, KTTP và PDI ít thay đổi. Trái lại, Tween 40 có kích thước phân tử lớn hơn nhiều, tốc độ khuếch tán chậm nên nồng độ tạo micel nhỏ (0,0067 x 10-3 M).
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 50 100 150 200 250 300 T0 T1 T2 N0 N1 N2 P D I K T T P ( n m ) KTTP PDI
Nếu làm lạnh chậm, Tween 40 không còn giữ được vai trò bảo vệ các tiểu phân của hệ nên KTTP và PDI tăng cao. Còn khi làm lạnh nhanh, do Tween 40 có tốc độ khuếch tán chậm nên các tiểu phân khó có thể kết tụ với nhau. Phần lớn phân tử Tween 40 vẫn có khả năng bao phủ bề mặt của các tiểu phân nano, nên KTTP và PDI chỉ tăng chút ít. Do vậy, hệ NLC fluconazol sẽ được làm lạnh nhanh về nhiệt độ phòng sau khi bào chế.