Xử lý số liệu bằng phần mềm Inform demo v3.1, cố định biến loại chất hóa dẻo, thu được một số mặt đáp thể hiện ảnh hưởng của các biến còn lại đến sự giải phóng dược chất. Các mặt đáp này được thể hiện trong hình 3.5 và 3.6 (tương ứng cố định loại chất hóa dẻo là PEG 400 và DBP).
a. Ảnh hưởng của zein
Zein là polyme của màng bao. Ảnh hưởng của zein đối với sự giải phóng dược chất được thể hiện rất rõ ở 2 mặt đáp – hình 3.5 và 3.6.
Hình 3.5. Mặt đáp thể hiện mối quan hệ giữa tỷ lệ zein và tỷ lệ PEG 400 với sự giải
Từ hình 3.5 và hình 3.6, có thể thấy: nhìn chung, khi tỷ lệ zein tăng từ 4 -12% thì % PSE giải phóng có xu hướng giảm. Điều này có thể giải thích rằng: khi tỷ lệ zein tăng, tương ứng là độ dày màng bao tăng, dẫn đến sự tăng khả năng cản trở dung môi thấm qua màng, xâm nhập vào nhân để hòa tan dược chất. Vì vậy, làm % PSE giải phóng giảm.
Hình 3.6. Mặt đáp thể hiện mối quan hệ giữa tỷ lệ zein và tỷ lệ DBP với sự giải
phóng dược chất tại thời điểm 3h
Tuy nhiên, ta thấy:
Trong hình 3.5, khi tỷ lệ zein tăng từ 4 – 7,2 %, đồng thời tỷ lệ PEG 400 trong khoảng 8,8 – 12%, % PSE giải phóng tại thời điểm 1h gần như không thay đổi. Nguyên nhân có thể do tồn tại một ngưỡng giới hạn mà PEG 400 liên kết chặt nhất với zein trong cấu trúc màng bao. Khi bề dày màng bao mỏng (tương ứng tỷ lệ zein ≤ 7,2%), đồng thời tỷ lệ PEG 400 cao (≥ 8,8%) vượt ngưỡng giới hạn, khả năng cản trở giải phóng PSE của màng đạt một giá trị cực đại và không còn phụ thuộc vào bề dày màng bao. Vì vậy, % PSE giải phóng gần như hằng định.
Trong hình 3.6, khi tỷ lệ zein so với nhân tăng từ 8,8 – 12%, % PSE giải phóng tại thời điểm 3h không thay đổi. Có thể khi sử dụng DBP làm chất hóa dẻo, tỷ lệ 8,8% là tỷ lệ tới hạn của zein. Tại tỷ lệ này, dù tỷ lệ zein tăng, khả
năng cản trở sự thấm dung môi không đổi và đạt giá trị tối đa. b. Ảnh hưởng của chất hóa dẻo
Chất hóa dẻo là thành phần rất quan trọng trong thành phần màng bao, tăng tính mềm dẻo, cải thiện khả năng bám dính của màng vào nhân và cải thiện tính thấm của màng. Ảnh hưởng của 2 loại chất hóa dẻo: DBP và PEG 400 lên sự giải phóng dược chất được thể hiện khá rõ trong hình 3.5 và 3.6 ở trên.
Nhìn chung, đối với cả 2 chất hóa dẻo là DBP và PEG 400, khi tỷ lệ chất hóa dẻo tăng thì % PSE giải phóng có xu hướng giảm. Nguyên nhân là do phân tử CHD đã liên kết với phân tử zein tạo thành cấu trúc mạng lưới vững chắc, ngăn cản dung môi thấm qua, hòa tan và giải phóng dược chất. Khi lượng CHD tăng làm số lượng và kích thước khe hở trong mạng lưới trên giảm, vì vậy, lượng PSE giải phóng cũng giảm (*). Điều này sẽ được thể hiện rõ hơn qua phép đo nhiệt vi sai (hình 3.7).
Tuy nhiên, có một số trường hợp không tuân theo quy luật trên.
Hình 3.5 thể hiện ảnh hưởng của PEG 400 lên sự giải phóng PSE ở thời điểm 1h. Với tỷ lệ zein từ 8,5% đến dưới 12%, khi tỷ lệ PEG 400 so với zein tăng từ 6,5 – 12%, % PSE giải phóng có xu hướng tăng, ngược lại với quy luật (*). Có thể do một nguyên nhân nào đó mà khi lượng PEG 400 trong màng tăng lên, cấu trúc màng trở nên lỏng lẻo hơn, dung môi dễ dàng đi vào nhân, hòa tan và giải phóng PSE ra ngoài màng.
Hình 3.6 thể hiện ảnh hưởng của DBP lên sự giải phóng PSE tại thời điểm 3h. Với tỷ lệ zein so với nhân trong khoảng 8,8 – 12%, khi tỷ lệ DBP so với zein tăng, % PSE giải phóng không đổi. Như vậy, trong trường hợp này, có thể chỉ có zein đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành khả năng kiểm soát giải phóng dược chất cho màng bao, sự ảnh hưởng của DBP là không đáng kể. Do tỷ lệ zein cao (> 8,8%) nên khả năng kiểm soát trên đạt giá trị tối đa và hằng định.
Để đánh giá thêm về tương tác giữa zein với các chất hóa dẻo, tiến hành đo nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh (Tg) của màng bao phim với cùng tỷ lệ DBP và PEG
400 so với zein trong màng (12%). c. Tương tác zein với chất hóa dẻo
Hình 3.7. Đồ thị kết quả của phép đo nhiệt vi sai
Theo hình 3.7, Tg của zein nguyên liệu là 172,16oC. Khi phối hợp zein với DBP (12% (kl/kl) so với zein), Tg màng bao là 155,68oC, tức là đã giảm 16,48oC. Tương tự khi phối hợp zein với PEG 400 (cùng tỷ lệ DBP), Tg màng bao là 130,50oC, tức là đã giảm 41,66oC.
Như vậy, khi phối hợp zein với DBP hay PEG 400 thì Tg của màng đều giảm. Mức độ giảm Tg của màng chứa PEG 400 mạnh hơn so với màng chứa DBP. Nguyên nhân có thể do, yêu cầu của một chất hóa dẻo tương hợp với zein là cần có độ phân cực thích hợp và tạo cầu nối liên kết hydro với zein [17]. PEG 400 là một dạng polyme của ethylen glycol, trong cấu trúc có các nhóm chức –OH, trong khi cấu trúc DBP không có nhóm chức này. Zein là một prolamin, cấu trúc zein chứa các nhóm chức –OH và –NH2 tự do nên dễ dàng tạo liên kết hydro với PEG 400, nhờ đó mạng lưới zein trở nên bền và dẻo dai hơn. Do vậy, PEG 400 tương hợp với zein hơn DBP, từ đó, màng chứa PEG 400 dẻo dai và có độ bền cơ học cao hơn.
Để đánh giá ảnh hưởng của tương tác giữa zein và CHD đến tốc độ giải phóng dược chất, thử hòa tan công thức 4 và công thức 12 (trong bảng 3.10) có cùng tỷ lệ CHD là 12%. Kết quả thử hòa tan được thể hiện trong hình 3.8 sau đây.
Hình 3.8. Đồ thị giải phóng viên F2 có công thức 4 và công thức 12
Với cùng tỷ lệ zein so với nhân là 10%, rõ ràng:
- Trong 2h đầu tiên, PSE trong viên bao công thức 12 giải phóng chậm hơn so với viên bao công thức 4. Nguyên nhân là: PEG 400 làm màng zein dẻo dai hơn so với DBP nên đồng thời làm tăng khả năng kiểm soát giải phóng dược chất cho màng. - Tuy nhiên, trong 6h tiếp theo, tốc độ giải phóng PSE của viên bao công thức 12 nhanh hơn. Nguyên nhân có thể là: PEG 400 dễ tan trong nước, nên trong quá trình hòa tan, PEG 400 bị dung môi kéo một phần ra ngoài màng bao. Ngoài ra, do DBP có tính sơ nước, vì vậy nó cũng khiến cho màng bao sơ nước hơn và thấm môi trường kém hơn so với màng chứa PEG 400.
Như vậy, mặc dù PEG 400 làm màng bao dẻo dai, bám dính nhân tốt hơn và kiểm soát giải phóng dược chất hiệu quả hơn trong 2h đầu tiên nhưng DBP lại làm giảm tính thấm dung môi của màng bao hiệu quả hơn trong 6h cuối.
