›

Khóa luận Nghiên cứu bào chế nano Aspirin bằng kĩ thuật nghiền bi

pdf 64 trang thiennha21 18/04/2022 3510
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Nghiên cứu bào chế nano Aspirin bằng kĩ thuật nghiền bi", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfkhoa_luan_nghien_cuu_bao_che_nano_aspirin_bang_ki_thuat_nghi.pdf

Nội dung text: Khóa luận Nghiên cứu bào chế nano Aspirin bằng kĩ thuật nghiền bi

  1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA Y DƯỢC  DƯƠNG NGỌC CẦM NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ NANO ASPIRIN BẰNG KỸ THUẬT NGHIỀN BI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC Hà Nội – 2020
  2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA Y DƯỢC  Người thực hiện: DƯƠNG NGỌC CẦM NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ NANO ASPIRIN BẰNG KỸ THUẬT NGHIỀN BI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC (NGÀNH DƯỢC HỌC) Khóa : QH2015.Y Người hướng dẫn : ThS. NGUYỄN VĂN KHANH Hà Nội – 2020
  3. LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả thầy cô của khoa Y – Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội nói chung và bộ môn Bào chế và Công nghiệp dược phẩm nói riêng về sự tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho tôi trong 5 năm học tập tại trường. Lời cảm ơn chân thành nhất tôi xin gửi đến ThS. Nguyễn Văn Khanh, người thầy đã hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất trong suốt quá trình thực hiện khóa luận để tôi hoàn thành khóa luận này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong ban chủ nhiệm, các phòng ban và cán bộ nhân viên khoa Y – Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong suốt 5 năm học. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và những người đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và làm khóa luận. Trong suốt quá trình làm khóa luận không tránh khỏi thiếu sót, tôi rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để khóa luận của tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 12 tháng 6 năm 2020 Sinh viên Dương Ngọc Cầm
  4. DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DĐVN Dược điển Việt Nam DC Dược chất DSC Phân tích nhiệt vi sai HPC Hydroxypropyl Cellulose HPH Đồng nhất hóa với áp suất cao HPMC Hydroxypropyl Methylcellulose KTTP Kích thước tiểu phân NaCMC Natri Carboxymethyl Cellulose NaLS Natri Lauryl Sulfat NSX Nhà sản xuất PDI Chỉ số đa phân tán PEG Polyethylen Glycol PVA Polyvinyl Alcohol PVP Polyvinyl Pyrrolidon KL Khối lượng TKHH Tinh khiết hóa học
  5. DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Một số sản phẩm của aspirin trên thị trường . Error! Bookmark not defined. Bảng 1.2. Tổng quan về các thuốc đường uống bào chế ở dạng nano trên thị trường hiện nay và các nghiên cứu dược phẩm Error! Bookmark not defined. Bảng 1.3. Một số nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật nghiền bi . Error! Bookmark not defined. Bảng 2.1. Nguyên liệu, hóa chất nghiên cứu .19 Bảng 3.1. Độ hấp thụ quang của aspirin theo nồng độ tại bước sóng 267,5 nm 27 Bảng 3.2. Công thức bào chế hỗn dịch nano aspirin sử dụng các loại chất ổn định khác nhau 28 Bảng 3.1. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin theo loại chất ổn định khác nhau (n=3) 29 Bảng 3.4. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin theo tỉ lệ chất polyme HPMC khác nhau (n=3) Error! Bookmark not defined. Bảng 3.5. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin khi sử dụng loại chất diện hoạt khác nhau (n=3) Error! Bookmark not defined. Bảng 3.6. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin theo tỉ lệ chất diện hoạt (n=3) Error! Bookmark not defined. Bảng 3.7. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin theo kích cỡ bi khác nhau (n=3) Error! Bookmark not defined. Bảng 3.8. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin theo tần số nghiền khác nhau (n=3) Error! Bookmark not defined. Bảng 3.9. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin theo thời gian nghiền khác nhau (n=3) Error! Bookmark not defined. Bảng 3.10. Một số đăc tính của bột nano aspirin khi loại dung môi bằng các phuwong pháp khác nhau (n=3) Error! Bookmark not defined. Bảng 3.11.Độ hòa tan của aspirin nguyên liệu và bột nano aspirin (n=3) Error! Bookmark not defined.
  6. DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1. Cấu trúc của Aspirin 2 Hình 1.2. Hai kĩ thuật cơ bản trong sản xuất thuốc dưới dạng kích thước nano 10 Hình 1.3. Thiết bị nghiền bi 13 Hình 2.1. Sơ đồ quy trình bào chế nano aspirin bằng kỹ thuật nghiền ướt 24 Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn độ hấp thụ quang của aspirin theo nồng độ tại bước sóng 267,5 nm 27 Hình 3.2. KTTP, PDI của hỗn dịch nano aspirin theo loại chất ổn định 30 Hình 3.3. KTTP, PDI của hỗn dịch nano aspirin theo tỉ lệ chất ổn định so với dược chất 31 Hình 3.4. KTTP và PDI của hỗn dịch nano aspirin khi sử dụng loại chất diện hoạt khác nhau 33 Hình 3.5. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin theo tỉ lệ chất diện hoạt 34 Hình 3.6. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin theo kích cỡ bi khác nhau 36 Hình 3.7. KTTP và PDI của hỗn dịch nano aspirin theo tần số nghiền khác nhau 37 Hình 3.8. KTTP, PDI của hỗn dịch nano aspirin thep thời gian nghiền khác nhau 39 Hình 3.9. Sơ đồ quy trình bào chế nano aspirin bằng kĩ thuật nghiền bi 40 Hình 3.10. Đồ thị biểu diễn tốc độ hòa tan của aspirin nguyên liệu và bột nano aspirin trong môi trường đệm phosphat pH 6,8. 42 Hình 3.11. Phổ DSC của aspirin nguyên liệu (c), nano aspirin phun sấy (b), nano aspirin đông khô (a), NaLS (d) và HPMC (e). 43 Hình 3.12. Phổ IR của aspirin nguyên liệu và bột nano aspirin 45
  7. MỤC LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ĐẶT VẤN ĐỀ 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 2 1.1. Tổng quan Aspirin 2 1.1.1. Tên gọi, công thức 2 1.1.2. Tính chất vật lý 2 1.1.3. Tính chất hóa học 2 1.1.4. Định tính 2 1.1.5. Định lượng 3 1.1.6. Dược động học 3 1.1.7. Tác dụng dược lý 4 1.1.8. Chỉ định 4 1.1.9. Chống chỉ định 4 1.1.10. Tương tác thuốc 5 1.1.11. Một số chế phẩm chứa aspirin trên thị trường 5 1.2. Tổng quan về hạt nano thuốc 6 1.2.1. Tổng quan về công nghệ nano 6 1.2.2. Nguyên tắc tăng sinh khả dụng thuốc của hỗn dịch nano 8 1.2.3. Các phương pháp bào chế nano thuốc 10 1.3. Tổng quan về kĩ thuật nghiền bi 12 1.3.1. Khái niệm kĩ thuật nghiền bi 12 1.3.2. Thiết bị nghiền bi 13
  8. 1.3.3. Các lực tác động làm giảm kích thước tiểu phân 14 1.3.4. Phân loại 14 1.4. Một số nghiên cứu bào chế nano aspirin trên thế giới 17 1.4.1. Một số nghiên cứu bào chế nano aspirin trên thế giới 17 1.4.2. Một số nghiên cứu bào chế nano aspirin ở Việt Nam 18 CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu 19 2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu 19 2.1.2. Nội dung nghiên cứu 19 2.2. Hóa chất, thiết bị và đối tượng nghiên cứu 19 2.2.1. Nguyên liệu, hóa chất 19 2.2.2. Dụng cụ, thiết bị nghiên cứu 20 2.2.3. Đối tượng nghiên cứu 21 2.3. Phương pháp nghiên cứu 21 2.3.1. Định lượng aspirin bằng phương pháp đo quang 21 2.3.2. Đánh giá tốc độ hòa tan của nano aspirin và aspirin nguyên liệu trong môi trường đệm phosphat pH 6,8 22 2.3.3. Bào chế nano aspirin bằng kỹ thuật nghiền ướt 23 2.3.4. Phương pháp đánh giá một số đặc tính của hỗn dịch nano aspirin 24 2.3.5. Phương pháp đánh giá một số đặc tính của bột nano aspirin 25 2.3.6. Đánh giá tương tác dược chất – tá dược sử dụng phương pháp đo quang phổ IR 25 2.3.7. Phương pháp đánh giá hiệu suất phun sấy 26 CHƯƠNG III. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 27 3.1. Định lượng aspirin bằng phương pháp đo quang 27
  9. 3.2. Bào chế nano aspirin bằng kĩ thuật nghiền bi 28 3.2.1. Lựa chọn chất ổn định hỗn dịch 28 3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất ổn định hỗn dịch 30 3.2.3. Lựa chọn chất diện hoạt 32 3.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ chất diện hoạt 33 3.2.5. Khảo sát ảnh hưởng của kích cỡ bi tới KTTP 35 3.2.6. Khảo sát tần số nghiền 36 3.2.7. Khảo sát thời gian nghiền 38 3.2.8. Tiến hành chuyển hỗn dịch nano về dạng bột nano 39 3.3. Đánh giá một số đặc tính của nano aspirin bào chế được 41 3.4. Đánh giá tương tác giữa dược chất-tá dược 44 3.5. Bàn luận 46 3.5.1. Về phương pháp nghiền bi 46 3.5.2. Về xây dựng công thức bào chế nano aspirin 46 3.5.3. Về quy trình bào chế hỗn dịch nano aspirin 47 3.5.4. Về phương pháp loại bỏ dung môi khi đưa hỗn dịch nano aspirin về dạng bột 48 3.5.5. Về các đặc tính của nano aspirin sau bào chế 48 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
  10. ĐẶT VẤN ĐỀ Aspirin thuộc nhóm thuốc chống viêm không steroid, có tác dụng giảm đau, hạ sốt, chống viêm. Ngoài ra còn được dùng để chống kết tập tiểu cầu (giảm đông máu, chống tắc mạch [2]. Những năm gần đây, có nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng aspirin có tác dụng làm giảm nguy cơ một số loại ung thư như ung thư vú, ung thư phổi, ung thư tuyến tiền liệt, ung thư đại tràng [15, 22, 23]. Tuy nhiên một số tác dụng không mong muốn của aspirin lên dạ dày, thận và tiểu cầu là những nguyên nhân chính hạn chế sự sử dụng kéo dài, thường xuyên aspirin trong điều trị [30, 38]. Vì vậy các nhà nghiên cứu không ngừng tìm các biện pháp để giảm tác dụng không mong muốn cũng như tăng tác dụng điều trị của aspirin. Cho đến hiện nay đã có nhiều nghiên cứu cho thấy việc sử dụng aspirin ở kích thước nano giúp tăng hiệu quả điều trị, cải thiện dược động học cũng như giảm tác dụng không mong muốn của thuốc [15, 16, 25, 38]. Có nhiều phương pháp để bào chế hệ nano như: đồng nhất áp suất cao, kết hợp, nghiền bi . Trong đó nghiền bi là một phương pháp có tính khả thi cao và dễ áp dụng trong thực tế sản xuất. Tuy nhiên hiện nay ở Việt Nam lại chưa có nghiên cứu về phương pháp nghiền bi để tạo hệ tiểu phân nano với dược chất aspirin. Do đó, đề tài “Nghiên cứu bào chế nano Aspirin bằng kĩ thuật nghiền bi” được tiến hành với hai mục tiêu chính sau: 1. Bào chế được nano aspirin bằng phương pháp nghiền bi 2. Đánh giá được một số đặc tính của tiểu phân nano aspirin bào chế được 1
  11. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan Aspirin 1.1.1. Tên gọi, công thức Hình 1.1. Cấu trúc của Aspirin - Công thức phân tử: C9H8O4 hoặc CH3COOC6H4COOH hoặc HC9H7O4 [1, 36], trọng lượng phân tử 180,2 ĐvC [1]. - Tên IUPAC: acid 2-(acetyloxy)benzoic [1]. - Tên gọi khác: acetylsalicylic acid, 2-acetoxybenzoic acid, 2-(acetyloxy)benzoic acid [1]. 1.1.2. Tính chất vật lý - Tinh thể không màu, bột kết tinh trắng hoặc gần như trắng[1], không mùi hoặc có mùi nhạt [17, 30]. - Khó tan trong nước, dễ tan trong ethanol 96% [1]. - Điểm chảy: khoảng 143oC [1]. 1.1.3. Tính chất hóa học - Aspirin có pKa=3,49 (ở 25oC), tính acid yếu [32]. - Độ ổn định: ổn định trong không khí khô, trong không khí ẩm dần dần thủy phân thành salicylic acid và acetic acid [17]. 1.1.4. Định tính Theo Dược điển Việt Nam V, các phương pháp định tính aspirin [1]: - Phương pháp A: So sánh phổ hồng ngoại với phổ chuẩn. - Phương pháp B: Đun sôi 0,2 g chế phẩm với 4 ml dung dịch natri hydroxyd loãng (TT) trong 3 phút, để nguội và thêm 5 ml dung dịch acid sulfuric loãng (TT). Tủa 2
  12. kết tinh được tạo thành. Tủa sau khi được lọc, rửa với nước và sấy khô ở 100 °C đến 105°C, có điểm chảy từ 156°C đến 161°C. - Phương pháp C: Trong một ống nghiệm, trộn 0,1 g chế phẩm với 0,5 g calci hydroxyd (TT). Đun hỗn hợp và cho khói sinh ra tiếp xúc với miếng giấy lọc đã được tẩm 0,05 ml dung. - Phương pháp D: Hòa tan bằng cách đun nóng khoảng 20 mg tủa thu được từ phép định tính B trong 10 ml nước và làm nguội. Dung dịch thu được cho phản ứng (A) của salicylat. 1.1.5. Định lượng Để xác định hàm lượng trong chế phẩm, người ta sử dụng các phương pháp sau: - Phương pháp chuẩn độ [1]. - Phương pháp đo quang [20, 41]. - Phương pháp HPLC [9, 11, 17]. 1.1.6. Dược động học Hấp thu: Khi uống, aspirin được hấp thu nhanh từ đường tiêu hóa. Một phần aspirin được thủy phân thành salicylat trong thành ruột. Sau khi vào tuần hoàn, phần aspirin còn lại cũng nhanh chóng chuyển thành salicylat, tuy nhiên trong 20 phút đầu sau khi uống, aspirin vẫn giữ nguyên dạng trong huyết tương. Cả aspirin và salicylat đều có hoạt tính nhưng chỉ aspirin có tác dụng ức chế kết tập tiểu cầu. Phân bố: Aspirin gắn protein huyết tương với tỷ lệ từ 80 - 90% và được phân bố rộng, với thể tích phân bố ở người lớn là 170 ml/kg. Khi nồng độ thuốc trong huyết tương tăng, có hiện tượng bão hòa vị trí gắn protein huyết tương và tăng thể tích phân bố. Salicylat cũng gắn nhiều với protein huyết tương và phân bố rộng trong cơ thể, vào được trong sữa mẹ và qua được hàng rào nhau thai. Chuyển hóa: Salicylat được thanh thải chủ yếu ở gan, với các chất chuyển hóa là acid salicyluric, salicyl phenolic glucuronid, salicylic acyl glucuronid, acid gentisuric. Các chất chuyển hóa chính là acid salicyluric và salicyl phenolic glucuronid dễ bị bão hòa và dược động theo phương trình Michaelis Menten, các chất chuyển hóa còn lại theo động học bậc 1, dẫn đến kết quả tại trạng thái cân bằng, nồng độ salicylat trong huyết tương tăng không tuyến tính với liều. Sau liều 325 mg aspirin, thải trừ tuân 3
  13. theo động học bậc 1 và nửa đời của salicylat trong huyết tương là khoảng 2 - 3 giờ; với liều cao aspirin, nửa đời có thể tăng đến 15 - 30 giờ. Thải trừ: Salicylat cũng được thải trừ dưới dạng không thay đổi qua nước tiểu, lượng thải trừ tăng theo liều dùng và phụ thuộc pH nước tiểu; khoảng 30% liều dùng thải trừ qua nước tiểu kiềm hóa so với chỉ 2% thải trừ qua nước tiểu acid hóa. Thải trừ qua thận liên quan đến các quá trình lọc cầu thận, thải trừ tích cực qua ống thận và tái hấp thu thụ động qua ống thận. Salicylat có thể được thải qua thẩm tách máu [2]. 1.1.7. Tác dụng dược lý Aspirin là một dẫn chất của acid salicilic, được xếp vào nhóm thuốc chống viêm không steroid (NSAIDs), có tác dụng giảm đau, hạ sốt, chống viêm. Ngoài ra, nó còn có tác dụng chống kết tập tiểu cầu, khi dùng liều thấp kéo dài có thể phòng ngừa đau tim và hình thành cục máu đông gây tắc nghẽn trong mạch máu [2]. 1.1.8. Chỉ định Aspirin được chỉ định để giảm các cơn đau nhẹ và vừa, đồng thời giảm sốt. Vì có tỷ lệ cao về tác dụng phụ đến đường tiêu hóa, nên aspirin hay được thay thế bằng paracetamol, dung nạp tốt hơn. Aspirin cũng được sử dụng trong chứng viêm cấp và mạn như viêm khớp dạng thấp, viêm khớp dạng thấp thiếu niên, viêm (thoái hóa) xương khớp và viêm đốt sống dạng thấp. Nhờ tác dụng chống kết tập tiểu cầu, aspirin được sử dụng trong một số bệnh lý tim mạch như đau thắt ngực, nhồi máu cơ tim và dự phòng biến chứng tim mạch ở các bệnh nhân có nguy cơ tim mạch cao. Thuốc cũng được sử dụng trong điều trị và dự phòng một số bệnh lý mạch não như đột quỵ. Aspirin được chỉ định trong điều trị hội chứng Kawasaki vì có tác dụng chống viêm, hạ sốt và chống huyết khối [2]. 1.1.9. Chống chỉ định Không dùng aspirin cho các trường hợp sau [2]: - Người đã có triệu chứng hen, viêm mũi, mày đay khi sử dụng aspirin hoặc các NSAIDs khác. - Có tiền sử bệnh hen - Suy gan, suy thận, suy tim vừa và nặng. - Người mắc bệnh ưu chảy máu, giảm tiểu cầu - Người loét dạ dày, tá tràng. 4
  14. - Phụ nữ mang thai trong 3 tháng cuối của thai kì. 1.1.10. Tương tác thuốc Nồng độ salicylat trong huyết tương ít bị ảnh hưởng bởi các thuốc khác, nhưng việc dùng đồng thời với aspirin làm giảm nồng độ của indomethacin, naproxen, và fenoprofen. Tương tác của aspirin với warfarin làm tăng nguy cơ chảy máu, và với methotrexat, thuốc hạ glucose máu sulphonylurea, phenytoin, acid valproic làm tăng nồng độ thuốc này trong huyết thanh và tăng độc tính. Tương tác khác của aspirin gồm sự đối kháng với natri niệu do spironolacton và sự phong bế vận chuyển tích cực của penicilin từ dịch não - tủy vào máu. Aspirin làm giảm tác dụng các thuốc acid uric niệu như probenecid và sulphinpyrazol [2]. 1.1.11. Một số chế phẩm chứa aspirin trên thị trường Hiện nay trên thị trường aspirin chủ yếu được bào chế ở dạng viên nén. Bảng 1.1. Một số sản phẩm của aspirin trên thị trường Dạng bào chế Biệt dược Hãng sản xuất Hàm lượng Aspirin Vidipha, VN 81mg, 325mg Viên nén quy ước Norwich® Chattem 325mg Aspirin Aspirin Domesco, VN 81mg Aspirin 100mg Traphaco, VN 100mg Viên bao tan ở ruột Aspirin Bayer 325mg Caplets® Bột pha hỗn dịch Aspegic Sanofi, Pháp 1000mg, 250mg uống Viên sủi Aspifa Pharmedic, VN 325mg Aspiri Thuốc đạn Perrigo 300mg, 600mg Suppositories 5
  15. 1.2. Tổng quan về hạt nano thuốc 1.2.1. Tổng quan về công nghệ nano Công nghệ nano là khoa học sáng tạo, phân tích, thiết kế các nguyên liệu, thiết bị và hệ thống bằng các thao tác, sắp xếp ở mức nguyên tử, phân tử và các cấu trúc siêu phân tử, đồng thời ứng dụng các đặc tính và hiện tượng mới xuất hiện khi vật chất ở kích thước nano hay nhỏ hơn 1µm [3, 5, 41]. Công nghệ nano có một lịch sử phát triển và ứng dụng lâu dài. Tuy nhiên, những tiến bộ khoa học quan trọng trong lĩnh vực này mới diễn ra trong hai thập kỉ vừa qua [41]. Ý tưởng xây dựng vật chất từ các mức phân tử và nguyên tử do nhà vật lý Richard Feynmen đưa ra vào năm 1959, còn khái niệm và các thử ghiệm đầu tiên về công nghệ nano được hình thành và hoàn chỉnh vào những năm 1970 [3]. Nhưng phải đến đầu thế kỉ 19 Heterogeneous catalysts, chất xúc tác và chất phản ứng nằm ở pha khác nhau là một trong những ví dụ đầu tiên được phát triển (Roger và cộng sự, 2001). Ứng dụng sớm nhất trong dược phẩm là Danazol được xay bằng máy nghiền hạt cho kích thước hạt trung bình là 169nm (Robertson, 1983). Việc sử dụng Danazol ở kích thước nano giúp tăng sinh khả dụng đường uống (82,3 ± 10,1%) so với sử dụng dạng thuốc lưu hành ở thời điểm đó (5,1 ± 1,9%) [41]. Công nghệ nano đã và đang tác động tới cuộc sống, tạo ra cuộc cách mạng lớn về mô hình và hiệu năng sản xuất trong tất cả các lĩnh vực công nghiệp. Trong bào chế thuốc, nhờ ứng dụng công nghệ nano, nhiều công thức và đường dùng thuốc mới đã được phát triển, tăng hiệu quả điều trị, đặc biệt là giúp phát triển các dạng thuốc tác dụng tại đích, điều trị một cách hiệu quả nhiều loại bệnh [3]. Sản phẩm đầu tiên sử dụng công nghệ nano được FDA phê chuẩn là ® Rapamune (Sirolimus) – một chất ức chế miễn dịch được phát triển bởi Wyeth Enterprises. Sản phẩm thứ hai được chấp thuận bởi FDA là Tricor® được phát triển bởi Abott lab laboratory [41]. Tổng quan về các thuốc đường uống bào chế ở dạng nano bằng các phương pháp khác nhau trên thị trường hiện nay và các nghiên cứu dược phẩm được trình bày trong bảng 1.2 [40]. 6
  16. Bảng 1.2. Tổng quan về các thuốc đường uống bào chế ở dạng nano trên thị trường hiện nay và các nghiên cứu dược phẩm Phương Dạng Tên thuốc Công ty Chỉ Định pháp bào Trạng thái bào chế chế Rapamune Ức chế miễn Bán trên Sirolimus Nghiền bi Viên nén ® / Wyeth dịch thị trường Emend ® / Thuốc chống Viên Bán trên Aprepitant Nghiền bi Merck nôn nang thị trường Tricor®/A Thuốc hạ Đồng nhất ở Bán trên Fenofibrate Viên nén bbott cholesterol máu áp suất cao thị trường Megace ® Megestrol ES / Par Thuốc kích thích Hỗn dịch Bán trên Nghiền bi acetate Pharmaceu thèm ăn uống thị trường tical Gris-PEG Griseofulvi Thuốc chống Phản ứng Bán trên ® / Viên nén n nấm đồng kết tủa thị trường Novartis Cesamet®/ Thuốc chống Phản ứng Viên Bán trên Nabilon Lilly nôn đồng kết tủa nang thị trường Thuốc đối kháng Phản ứng Hỗn dịch Invivo Danazol estrogen đồng kết tủa nano ( chó ) Hỗn dịch Invivo Naproxen Chống viêm Nghiền bi nano ( chuột ) Thuốc kháng tiểu Cilostazol Nghiền bi Hỗn dịch Invivo cầu và giãn mạch 7
  17. máu nano ( chó ) Invivo Ketoprofen Chống viêm Nghiền bi Pellet ( chó ) Đồng nhất ở Hỗn dịch Invivo Cyclosporine Ức chế miễn dịch áp suất cao nano ( lợn ) Sporonolacto Đồng nhất áp Hỗn dịch Invivo Lợi tiểu ne suất cao nano (chuột ) 1.2.2. Nguyên tắc tăng sinh khả dụng thuốc của hỗn dịch nano Người ta ước tính rằng có đến 90% các ứng cử viên phát triển thuốc mới có độ tan trong nước kém và thuộc loại II hoặc IV trong hệ thống phân loại Sinh dược học [12, 29]. Điều này đặt ra một thách thức lớn cho các nhà bào chế và các nhà khoa học trong việc phát triển các dạng bào chế hấp thu qua đường uống mà vẫn đảm bảo sinh khả dụng đối với các hợp chất có độ hòa tan thấp [29, 34, 41]. Công nghệ nano đã cung cấp cho ngành công nghiệp dược phẩm phương pháp để giải quyết vấn đề về độ hòa tan và sinh khả dụng liên quan đến hòa tan kém của các hợp chất [37, 41]. Việc chuyển kích thước hạt từ hạt vĩ mô sang kích thước nano làm thay đổi tính chất hóa lý của vật chất [40] làm cho các hạt nano thuốc có các tính năng độc đáo và quan trọng , ví dụ như tỷ lệ bề mặt so với khối lượng của chúng lớn hơn nhiều so với các hạt khác, tính chất lượng tử [18] giúp tăng tốc độ hòa tan, tăng độ hòa tan bão hòa, tốc độ giải phóng dược chất và khả năng bám dính tế bào [29] do đó giúp tăng sinh khả dụng đường uống của thuốc [34]. 1.2.2.1Tăng tốc độ hòa tan Nguyên lý cơ bản của nano hóa dựa trên sự gia tăng diện tích bề mặt tiếp xúc dẫn đến tăng tốc độ hòa tan theo phương trình Noyes-Whitney [29, 40, 41]. × = × ( 푠 − 푡) (1) 푡 ℎ Trong đó: dX / dt là tốc độ giải phóng. D là hệ số khuếch tán. A là diện tích bề mặt tiếp xúc. ℎ là khoảng cách khuếch tán. 푠 là độ hòa tan bão hòa. 푡 là nồng độ xung quanh các hạt. 8
  18. Dựa trên phương trình (1), hai tham số ảnh hưởng đến tốc độ hòa tan là độ hòa tan bão hòa của hợp chất Cs và diện tích bề mặt A. Trong đó độ hòa tan bão hòa của hợp chất phụ thuộc vào trạng thái vật lý của nó (dạng tinh thể, vô dịnh hình, đa hình, muối, tự do) [29], thường là một hằng số cụ thể phụ thuộc vào nhiệt độ đối với các hạt thông thường nằm trong phạm vi micro, nhưng lại khác nhau đối với các hạt nano thuốc. Thứ nhất, dưới kích thước hạt xấp xỉ 2µm, áp suất hòa tan tăng rõ rệt dẫn đến sự tăng độ hòa tan bão hòa [41], dẫn tới gradient nồng độ ( 푠 − 푡)/ℎ tăng, giúp tăng tốc độ hòa tan. Ngoài ra, khi độ hòa tan bão hòa tăng sẽ làm tăng nồng độ gradient giữa lòng ruột và máu, giúp cho sự thẩm thấu và hấp thụ bằng khuếch tán thụ động được đẩy mạnh hơn. Thứ hai, việc giảm kích thước của các tinh thể nano làm cho diện tích bề mặt tăng lên do đó tốc độ hòa tan được tăng lên [29]. Một yếu tố quan trọng khác là khoảng cách khuếch tán ℎ cũng phụ thuộc vào kích thước hạt. Khi kích thước hạt giảm thì khoảng cách khếch tán ℎ giảm do đó tốc độ hòa tan tăng như trong phương trình Noyes [20, 31]. 1.2.2.2. Tăng độ hòa tan bão hòa Độ hòa tan bão hòa là hằng số đặc trưng của hợp chất, phụ thuộc vào tính chất lý hóa của hợp chất, môi trường hòa tan và nhiệt độ. Tuy nhiên, định nghĩa này chỉ có giá trị đối với các hạt thuốc có kích thước hạt tối thiểu trong phạm vi micromet. Sự biến đổi đa hình với năng lượng cao nhất và điểm nóng chảy thấp nhất dẫn đến độ hòa tan tốt nhất. Độ hòa tan bão hòa là một hàm của kích thước khi kích thước tới hạn dưới 1-2µm. Độ hòa tan bão hòa tăng khi giảm kích thước hạt dưới 1000 nm. Hiện tượng này được giải thích bằng các phương trình Kelvin và Ostwald Mitch Freundlich [21, 28, 31, 40]. Phương trình Kelvin: 푃 2훾 푙푛 = 푃 ∞ 푅 휌 Trong đó: 푃 là áp lực giải thể một hạt có bán kính r. 푃∞là áp lực giải thể một hạt vô cùng lớn. 훾 là sức căng bề mặt. R là hằng số khí. T là nhiệt độ tuyệt đối. r là bán kính của hạt. là khối lượng phân tử. ρ là mật độ hạt. Phương trình Ostwald Mitch Freundlich: 2𝜎 Log 푠 = 훼 2,303푅 𝜌휏 9
  19. Trong đó: 푠 là độ hòa tan bão hòa, 훼 là độ hòa tan chất rắn. σ là lực căng liên kết của chất. V là thể tích của vật liệu hạt. R là hằng số khí. T là nhiệt độ tuyệt đối. 휌 là mật độ của vật rắn. r là bán kính của hạt. 1.2.2.3. Tăng độ bám dính lên bề mặt/ màng tế bào So với các vi hạt, đặc điểm nổi trội của hạt nano thuốc là chúng có thể tăng khả năng kết dính vào bề mặt hoặc màng tế bào. Sự tăng kết dính của nano do tăng diện tích tiếp xúc của các tiểu phân kích thước nhỏ. Cơ chế kết dính của nano tinh thể có thể giải thích theo thuyết tĩnh điện (lực hút tĩnh điện giữa tiểu phân và bề mặt màng nhày) và thuyết hấp thụ (liên kết hydro và van der Waals giữa bề mặt tiểu phân và màng nhày). Điều này giúp cải thiện sự hấp thu của thuốc qua đường uống [20, 40]. 1.2.3. Các phương pháp bào chế nano thuốc Một số phương pháp bào chế nano thuốc đã được ghiên cứu và các kỹ thuật này có thể được chia thành hai cách tiếp cận cơ bản đó là công nghệ bottom-up (kết tủa/kết tinh có kiểm soát) và công nghệ top-down (phá vỡ các hạt lớn để giảm kích thước tiểu phân, ví dụ dùng lực cơ học). Ngoài ra, phương pháp kết hợp top-down với bottom-up hiện nay cũng đang được sử dụng [35, 37, 40, 41]. Hình 1.2. Hai kĩ thuật cơ bản trong sản xuất thuốc dưới dạng kích thước nano 1.2.3.1. Phương pháp bottom-up Kỹ thuật này còn được gọi là phương pháp kết tủa cổ điển.[40] Thường tiến hành bằng cách hòa tan dược chất vào một dung môi thích hợp, sau đó thêm một dung 10
  20. môi khác có thể hòa lẫn dung môi trên nhưng không hòa tan dược chất, dược chất sẽ kết tủa lại [3, 4]. Kích thước tiểu phân thu được phụ thuộc một số yếu tố [3]: - Thành phần và nồng độ dung dịch - Tốc độ thêm dung môi thứ hai - Tốc độ khuấy trộn, thường phải khuấy ở tốc độ cao - Nhiệt độ cũng là một yếu tố ảnh hưởng, nếu ở nhiệt độ thấp quá trình kết tủa diễn ra nhanh hơn Cần kiểm soát cấu trúc hạt và tránh sự phát triển của các hạt đến phạm vi kích thước micromet bằng cách kiểm soát các yếu tố ảnh hưởng chẳng hạn như thêm chất ổn định (các chất hoạt động bề mặt ) [40]. Phương pháp bottom-up khác: siêu âm, phương pháp kết tủa có kiểm soát trọng lực Nhược điểm cơ bản của các phương pháp này là cần loại bỏ dung môi hữu cơ sử dụng dẫn tới chi phí sản xuất cao, đặc biệt trong trường hợp dược chất hòa tan trong dung môi hữu cơ, ít hòa tan trong nước cần thể tích dung môi hữu cơ lớn. Do đó, trong công nghiệp dược phẩm, các phương pháp bottom-up không được sử dụng để sản xuất thuốc bán trên thị trường [40]. 1.2.3.2. Phương pháp top-down Phương pháp top-down bắt đầu từ các tiểu phân chất rắn kích thước lớn (micromet) và đi xuống kích thước nhỏ (nanomet) bằng cách tác động một lực cơ học như quá trình xay nghiền hoặc đồng nhất hóa [14, 40]. Đối với phương pháp nghiền bi, trong sản xuất nano thuốc, chỉ áp dụng phương pháp nghiền ướt, còn phương pháp nghiền khô không hiệu quả để đạt kích thước trong phạm vi nanomet [40]. Nghiền ướt là phương pháp mà dược chất được phân tán trong môi trường lỏng chứa chất hoạt động bề mặt và chất ổn định với tỉ lệ nhất định. Các viên bi có kích thước khác nhau được làm bằng gốm sứ, thép không gỉ, thủy tinh hoặc nhựa polystyren được sử dụng làm vật liệu phay, tác dụng lực làm vỡ các tiểu phân. Phương pháp này là phương pháp quan trọng trong giảm kích thước tiểu phân được sử dụng để sản xuất 4 loại thuốc được FDA phê chuẩn là Rapamune, Emend, Tricor, Megace [40]. Đối với phương pháp đồng nhất hóa có ba công nghệ quan trọng để sản xuất tinh thể nano là công nghệ Microfluidizer (công nghệ IDD-P ™), công nghệ Dissocubes®, công nghê Nanopure®. Công nghệ microfluidizer có thể tạo ra các hạt nhỏ do va chạm trực diện của hai dòng chất lỏng dưới áp suất lên tới 1700 bar. Bên 11
  21. trong buồng tương tác có các lực cắt, lực va chạm, lực tạo bọt làm giảm kích thước hạt. Quá trình này mang lại các hạt với kích thước nhỏ hơn và phân bố kích thước hạt hẹp tuy nhiên cần tần số vòng tương đối cao (50-100) [31, 41]. Công nghệ Disocubes có nguyên tắc là khi đi qua khe hở nhỏ của van đồng nhất, áp suất động của dòng chất lỏng tăng đồng thời với việc giảm áp suất tĩnh xuống dưới điểm sôi của nước ở nhiệt độ phòng. Kết quả, nước bắt đầu sôi tại nhiệt độ phòng và hình thành các bong bóng khí, chúng bị nổ tung khi hỗn dịch ra khỏi kẽ hở hẹp và trở lại áp suất không khí bình thường. Lực nổ của bóng khí đủ để phá vỡ các vi hạt thành các tiểu phân nano [13, 37]. Như vậy kích thước tiểu phân giảm thông qua quá trình tạo bọt, ngoài ra còn nhờ lực cắt lớn và lực va chạm giữa các tiểu phân [26]. Kích thước tiểu phân thu được phụ thuộc vào các yếu tố như độ cứng của tinh thể dược chất [13], nhiệt độ, áp lực đồng nhất và số vòng đồng nhất [27]. Nanopure là kỹ thuật đồng nhất trong môi trường không phải là nước hoặc các hỗn hợp với thành phần nước tối thiểu. Với kỹ thuật này, hỗn dịch được đồng nhất ở 0 oC thậm chí ở dưới mức đóng băng, rất thích hợp với các chất không bền với nhiệt 1.2.3.3. Phương pháp kết hợp Các phương pháp này bao gồm một bước tiền xử lí và một quá trình năng lượng cao, ví dụ trong kỹ thuật Nanoedge, hỗn dịch thu được bằng phương pháp kết tủa sau đó được đồng nhất hóa, do đó kích thước tiểu phân tiếp tục được làm giảm và tránh được sự lớn lên của tinh thể, khắc phục được hạn chế của phương pháp kết tủa. Kết quả là kích thước tiểu phân nhỏ hơn và có độ ổn định tốt hơn [31, 40]. 1.3. Tổng quan về kĩ thuật nghiền bi 1.3.1. Khái niệm kĩ thuật nghiền bi Kỹ thuật nghiền bi là quá trình tác động một lực cơ học từ các viên bi, bóng được chế tạo từ các vật liệu bền chắc như thép không gỉ hoặc sứ để phá vỡ các tiểu phân thô thành các tiểu phân mịn hơn và được coi là phương pháp tiếp cận từ trên xuống (top – down) hàng đầu trong sản xuất hạt mịn [4, 40], với mức năng lượng thấp hơn nhiều so với kỹ thuật đồng nhất [15]. Nghiền bi làm giảm kích thước và thay đổi sự phân bố kích thước tiểu phân. Các tính chất này có thể được đo bằng kỹ thuật tán xạ ánh sáng như quang phổ photon hay nhiễu xạ laser. Kích thước nhỏ, diện tích bề mặt tiếp xúc tăng. Theo phương trình Noyes – Whitney, diện tích bề mặt tiếp xúc tăng làm tăng tốc độ hòa tan của dược chất. 12
  22. Đồng thời, theo phương trình Kelvin và Ostwald Mitch Freundlich kích thước tiểu phân giảm làm tăng độ hòa tan bão hòa của dược chất [40]. Ngoài kích thước, nghiền bi cũng làm thay đổi độ nhám bề mặt và hình dạng của các tiểu phân. Các yếu tố hình dạng hạt có liên quan chặt chẽ đến khả năng hòa tan, độ hòa tan và sinh khả dụng của dược chất [40]. Khi nguyên liệu được nghiền càng mịn, thì hiệu suất quá trình càng giảm [3], khi việc giảm kích thước hạt đã đạt tới ngưỡng tới hạn, việc tiếp tục chuyển năng lượng cơ học từ máy nghiền sang tiểu phân có thể gây ra sự vô định hình của thuốc [40]. 1.3.2. Thiết bị nghiền bi Hình 1.3. Thiết bị nghiền bi - Nghiền được bột rất mịn. - Là thiết bị nghiền kín nên có thể sử dụng để nghiền cả khô và ướt, nghiền trong môi trường khí trơ. - Có thể duy trì được trạng thái vô khuẩn của nguyên liệu. Tuy nhiên thiết bị này có nhược điểm là thời gian nghiền kéo dài và vì thế dễ làm tăng tạp trong nguyên liệu [3], gây nóng thiết bị và dược chất, đồng thời trong quá trình nghiền, các viên bi có thể bị mài mòn do va chạm với buồng nghiền khiến dược chất có thể bị lẫn tạp [42]. Thiết bị nghiền bi có cấu tạo gồm một thùng chứa hình trụ quay, một nửa được nạp các viên bi có kích thước khác nhau (bi nhỏ có hiệu suất nghiền cao do diện tích bề mặt tiếp xúc lớn ) được chế tạo từ kim loại hoặc sứ [3]. Tốc độ quay của buồng bằng 13
  23. 50 – 80% tốc độ tới hạn (tốc độ tới hạn được định nghĩa là tốc độ mà tại đó các viên bi ngừng chảy do lực ly tâm) [3]. 1.3.3. Các lực tác động làm giảm kích thước tiểu phân Các loại lực tác động để nghiền mịn khác nhau khi tốc độ quay của thùng khác nhau: - Tại tốc độ thấp, các bi lăn trên nhau và mài mòn sẽ là cơ chế chính làm giảm kích thước tiểu phân. - Khi tốc độ quay cao hơn, các viên bi sẽ bị đổ rơi xuống khi bị đưa lên vị trí tới hạn, khi đó lực va chạm do bị rơi tự do, trở thành một cơ chế nữa để làm gãy vỡ tiểu phân. - Tại tốc độ quá cao, các viên bi sẽ bị lực ly tâm ép vào thành, vì thế không có quá trình va đập hay mài mòn xảy ra, và hiệu suất quá trình sẽ giảm nhanh chóng [3]. 1.3.4. Phân loại 1.3.4.1. Kỹ thuật nghiền khô Kỹ thuật nghiền khô là kỹ thuật mà vật liệu cần làm nhỏ kích thước được nghiền ở thể khô [4], thường chỉ gồm dược chất và bi. Kích thước tiểu phân thu được trong giới hạn micromet, việc giảm kích thước tiểu phân xuống phạm vi micromet không đủ để tăng độ hòa tan và khả năng hấp thu của dược chất qua đường uống [4]. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình nghiền khô: tốc độ quay; kích thước, mật độ, độ cứng của bi; độ bền cơ học của tiểu phân chất rắn, lượng chất rắn đem đi nghiền. 1.3.4.2. Kỹ thuật nghiền ướt Kỹ thuật nghiền ướt là kỹ thuật mà vật liệu cần làm nhỏ kích thước được phân tán trong môi trường lỏng chứa tỉ lệ chất diện hoạt và polyme thân nước nhất định [7], với nồng độ dược chất dao động từ 5 – 40%, nồng độ polyme dao động từ 1 – 10% và nồng độ của chất diện hoạt thường < 1%. Nếu cần, có thể bổ sung thêm hệ đệm, muối để tăng cường sự ổn định của hỗn hợp [43, 44]. Các vi hạt hoặc hạt nano được sản xuất từ kỹ thuật nghiền bi có diện tích bề mặt lớn, năng lượng tự do lớn làm giảm sự ổn định nhiệt động học. Những yếu tố này thúc đẩy sự kết tụ hạt. Trong thực tế người ta cho rằng, với các tiểu phân có kích thước nhỏ hơn 30 µm bị kết tụ do lực van der wall và lực tĩnh điện. Các thuốc kị nước và có kích 14
  24. thước nhỏ rất dễ bị kết tụ, do đó nếu quá trình nghiền kéo dài sẽ dẫn tới kết tụ và làm giảm hiệu quả quá trình theo thời gian [4]. Trong kỹ thuật nghiền ướt, tiểu phân chất rắn lơ lửng trong môi trường lỏng, lực hút tĩnh điện có thể làm chúng kết tụ với nhau. Vì vậy cần phải phối hợp dược chất với một số tá dược để giảm thiểu sự kết tụ. Các tá dược này không độc hại và có vai trò như là chất mang và hoặc chất ổn định trong quá trình nghiền [39, 44]. Các polyme như: HPC, HPMC, PVP K30 pluronics ( F68 và F127), các chất diện hoạt như: Tween 80, NaLS, SDS là các chất được sử dụng phổ biến trong nghiền ướt [44]. Kỹ thuật nghiền ướt cho phép sản xuất các tiểu phân có kích thước nanomet (< 1µm). Các tiểu phân nano vượt trội hơn đáng kể so với vi hạt trong việc tăng cường khả năng hòa tan dược chất. Kỹ thuật nghiền ướt được sử dụng phổ biến nhất trong sản xuất tiểu phân nano thuốc. Trong thập kỷ vừa qua, kỹ thuật này đã trở thành tâm điểm nghiên cứu vì có thể dễ dàng mở rộng quy mô công nghiệp, đơn giản và đặc biệt có lợi ích kinh tế cao [3]. Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả của quá trình: hàm lượng chất rắn, đồ bền cơ học (bản chất) của tiểu phân chất rắn, chất diện hoạt và nồng độ chất diện hoạt, polyme và nồng độ polyme, độ nhớt của huyền phù, tốc độ quay, thời gian nghiền, kích thước, mật độ và độ cứng của bi [4, 41]. Bảng 1.3. Một số nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật nghiền bi [39]. Hoạt chất Tá dược Biến KTTP Phương pháp bào chế Vit E TPGS, Máy nghiền bi hành phuronic Chất ổn tinh (Retch PM 400 Naproxen P127, SLS, định khác <500 nm MA, Retch, Haan, DOSS, nhau Đức) HPMC 3cps Máy nghiền ướt Griseofulvi Nồng độ (Microxer, Netzsch HPC, SLS 50-250 nm n HPC Fine Particle Technologu, PA, US) 15
  25. Máy nghiền bi (Dyeo HPMC, Tốc độ Mill Research Lab, Fenofibrat <700 nm DOSS nghiền WAB, Muttenz, Switzeland) Pharonic Chất ổn Máy nghiền bi hành F127, Vit E Ibuprofen định khác 12± 4 nm tinh (PM400, Retsch, TPGS, PEG, nhau Newtown, PA, US) PVP Chất ổn định và tỉ Máy nghiền công Pharonic Paclitxel lệ chất ổn 307±12 nm nghiệp (Peira, Beerse, F68 và F127 định Belglum) Máy nghiền bi hành Poloxame Idomethacin - 485 nm tinh (Pulverisette 7 188 Premium, Fritsch, Đức) Máy nghiền bi dao động (Multi-beads Phenytoin PVP, SLS - ~300 nm Shocker, Yasui Kikai, Osaka, Japan) 8,72±5,66 µm Itraconazole (itraconazole); , fenofibrat, HPMC 3,37±2,88 µm griseofulvin (4000-5600 Máy nghiền ướt Dược (fenofibrate); , ibuprofen, cp), Tween (Microso Ring Mill, chất, chất 2,65±1,12 µm azodicarbon 80, SLS, Nara Machinery, ổn định amide, sodium (griseofulvin); Tokyo, Japan) sulfamethox alginate 3,30±2,18 µm azole (ibuprofen); 0,67±0,52 µm 16
  26. (azodicarbonamid); 0,63±0,56 µm (sulfamethoxazole) 1.4. Một số nghiên cứu bào chế nano aspirin trên thế giới 1.4.1. Một số nghiên cứu bào chế nano aspirin trên thế giới Năm 1971, Affonso. A. và cộng sự đã sử dụng phương pháp kết tủa đã bào chế tinh thể aspirin với kích thước vài micromet. 50 g Aspirin được hòa tan trong 1125 ml glycerin ở 80oC để thu được dung dịch bão hòa. Dung dịch trong suốt được chuyển vào bình thép không gỉ. Khuấy và làm mát bên ngoài được bắt đầu ngay lập tức. Tiếp theo là thêm nhanh nước đá (3oC) vào. Tiếp tục khuấy cho đến khi nhiệt độ giảm xuống còn 5oC (7-10 phút). Bùn vi tinh thể được lọc chân không qua giấy lọc loại 44. Sản phẩm được rửa bằng nước cất lạnh, hút lọc và sấy khô trong máy sấy tuần hoàn không khí. Kết quả đánh giá cho thấy vi tinh thể (microcrystaline) làm tăng khả năng hòa tan của aspirin so với nguyên liệu ban đầu [10]. Năm 2008, Balajikarthick Subramanian và cộng sự đã bào chế nano aspirin bằng cách sử dụng công nghệ Microfluidizer và kết quả cho kích thước hạt aspirin (90 nm) nhỏ hơn nhiều so với hỗn dịch aspirin [38]. Năm 2017, Osama và cộng sự đã bào chế nano aspirin bằng kỹ thuật nghiền bi. Aspirin, PVP K-30, HPMC, NaLS được hòa tan, phân tán trong nước, sử dụng máy DM-100 để nghiền hỗn dịch trong 60 phút. Kết quả đưa ra rằng nano aspirin cho tác dụng tốt hơn aspirin thô [15]. Năm 2018, Kristin M. Hutchins và cộng sự đã bào chế nano tinh thể aspirin bằng phương pháp kết tủa kết hợp kỹ thuật siêu âm. 200 mg Aspirin được hòa tan trong aceton vừa đủ. Dung dịch này được nhanh chóng tiêm trực tiếp vào 175 ml hexan lạnh có sự hỗ trợ của bức xạ siêu âm cường độ thấp sử dụng máy siêu âm Branson 2510R- DTM, tần số: 42 kHz, 6% ở 100 W. Mẫu để yên tĩnh trong 1-2 phút, lọc, sấy khô ở nhiệt độ phòng và phân tích thông qua nhiễu xạ bột X-ray. Kết quả cho thấy nano aspirin có KTTP từ 100 - 250 nm và thực nghiệm đã chứng minh rằng độ cứng của aspirin giảm đáng kể khi giảm KTTP xuống kích thước nano [24]. 17
  27. 1.4.2. Một số nghiên cứu bào chế nano aspirin ở Việt Nam Năm 2019, Vũ Văn Thưởng và cộng sự đã bào chế ra nano aspirin bằng phương pháp kết tủa dung môi kết hợp đồng nhất hóa. 0,5g Aspirin được hòa tan trong 20ml dung môi glycerin, phối hợp dung dịch trên vào 60ml nước lạnh (0-5oC), đồng thời đồng nhất hóa ở tốc độ 2700 vòng/ phút. Sau đó làm lạnh môi trường bằng nước đá, nhiệt độ 5-10oC. Thu tủa bằng phương pháp ly tâm 180000 vòng/20 phút. Rửa nước cất 2 lần để loại dung môi. Bột thu được đem sấy tĩnh ở 60oC trong 10 giờ. Nano asprin thu được có kích thước tiểu phân là 228,17±24,57 nm, PDI là 0,282 ± 0,096 và thế zeta là -40,3 ± 2,5 mV [6]. 18
  28. CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu 2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu - Bào chế được nano aspirin bằng kỹ thuật nghiền bi. - Đánh giá được một số đặc tính của tiểu phân nano aspirin bào chế được. 2.1.2. Nội dung nghiên cứu - Định lượng aspirin bằng phương pháp đo quang phổ hấp thụ UV – VIS. - Khảo sát tốc độ hòa tan của aspirin trong môi trường đệm phosphat pH 6,8. - Bào chế nano aspirin bằng phương pháp nghiền bi và đánh giá một số đặc tính của hỗn dịch nano aspirin như: KTTP, PDI và thế zeta. - Chuyển hỗn dịch nano aspirin về dạng bột bằng phương pháp phun sấy, đông khô và đánh giá một số đặc tính của bột phun sấy, bột đông khô. 2.2. Hóa chất, thiết bị và đối tượng nghiên cứu 2.2.1. Nguyên liệu, hóa chất Bảng 2.1. Nguyên liệu, hóa chất nghiên cứu STT Tên hóa chất Nguồn gốc Tiêu chuẩn Chất chuẩn đối Viện Kiểm nghiệm chiếu 1 Aspirin chuẩn 99,5 % Thuốc T.P HCM SKS: QT078 100718 2 Aspirin Trung Quốc NSX 3 Polyethylen glycol 400 Mỹ USP 36 4 Polyethylen glycol 3000 Trung Quốc NSX 5 Polyvinyl alcohol Ấn Độ BP 2013 19
  29. Natri carboxyl methyl 6 Nhật Bản JP 16 cellulose 7 Polyvinyl pyrrolidon K30 Trung Quốc NSX Hydroxypropyl Methyl 8 Mỹ USP 36 Cellulose Hydroxypropyl Methyl 9 Trung Quốc NSX Cellulose E6 Hydroxypropyl Methyl 10 Trung Quốc NSX Cellulose E15 11 Carbomer 934 Ý BP 2013 12 Natri Lauryl Sulfat Trung Quốc NSX 13 Tween 80 Mỹ BP 2013 14 Poloxame 407 Đức BP 2013 15 Kali dihydro phosphate Trung Quốc TKHH 16 Natri hidroxid Trung Quốc TKHH 17 Nước cất, nước tinh khiết Việt Nam DĐVN V 2.2.2. Dụng cụ, thiết bị nghiên cứu Thiết bị: - Cân kĩ thuật Sartorius PRACTUM612 – 1S (Đức). - Cân phân tích Sartorius QUINTIX224 – 1S (Đức). - Máy khuấy từ gia nhiệt IKA RCT B (Đức). - Máy đo pH Hach sensION+ PH3 (Trung Quốc). - Tủ sấy Memmert UN110 (Đức). 20
  30. - Máy đo quang UV-2600 Shimadzu (Nhật Bản) - Hệ thống thiết bị phân tích kích thước thế zeta Horiba SZ100 (Nhật Bản) - Máy nghiền bi SFM-1 (Mỹ) - Máy phun sấy YC-015 - Máy đo độ hòa tan 708-DS Disolution Apparatus (Agilent Technologies) - Máy đo hàm ẩm MB45 (Switzerland) - Máy phân tích nhiệt vi sai quét DSC LINSEIS (Đức) - Máy quét phổ IR Cary 630 FTIR (Agilent) - Máy đông khô FDU-2110, EYELA (Nhật Bản) Dụng cụ: - Cốc thủy tinh, đũa thủy tinh, ống đong, ống nghiệm, bình định mức các loại. - Pipet, pipet bầu, micro pipet. - Màng lọc cellulose acetat 0,45 µm. 2.2.3. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: nano aspirin 2.3. Phương pháp nghiên cứu 2.3.1. Định lượng aspirin bằng phương pháp đo quang Tìm bước sóng hấp thụ cực đại Cân chính xác khoảng 25 mg aspirin chuẩn, hòa tan vào vừa đủ 100 ml đệm phosphat pH 6,8 thu được dung dịch chuẩn gốc. Tiến hành quét độ hấp thụ quang của dung dịch chuẩn gốc ở dải bước sóng từ 800 - 200 nm. Từ đó xác định được bước sóng hấp thụ cực đại của aspirin dựa vào hình ảnh quang phổ. Dựng đường chuẩn Mẫu chuẩn: Từ dung dịch chuẩn gốc ở trên, pha loãng với đệm phosphat pH 6,8 thành các dung dịch chuẩn con có nồng độ chính xác khoảng lần lượt là 200 µg/mL; 150 µg/mL; 100 µg/mL; 50 µg/mL. Đo độ hấp thụ quang của các mẫu với mẫu trắng là đệm phosphat pH 6,8 ở cực đại. Xây dựng đường chuẩn và phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa độ hấp thụ và nồng độ aspirin để tính toán. 21
  31. Mẫu thử: mẫu thử đem lọc qua màng cellulose acetat 0,45 µm, đem pha loãng bằng đệm phosphat ở tỷ lệ nhất định để được nồng độ dung dịch thử trong khoảng 50 đến 200 µg/ml. Đo độ hấp thụ quang của mẫu thử ở bước sóng cực đại. Mẫu trắng: Dung dịch đệm phosphat pH 6,8. 2.3.2. Đánh giá tốc độ hòa tan của nano aspirin và aspirin nguyên liệu trong môi trường đệm phosphat pH 6,8 Tốc độ hòa tan của aspirin nguyên liệu và nano aspirin bào chế được xác định bằng hệ thống thiết bị thử độ hòa tan 708-DS Disolution Apparatus Chuẩn bị Hệ đệm phosphat pH 6,8 (được pha theo dược điển Việt Nam V) Tiến hành Cân chính xác khoảng 0,1 g Aspirin nguyên liệu hoặc 0,1 g bột nano aspirin bào chế được. Tiến hành xác định tốc độ hòa tan bằng thiết bị đo độ hòa tan với các điều kiện: - Môi trường thử: 900 ml đệm phosphat pH 6,8. - Thiết bị cánh khuấy, tốc độ: 100 vòng/phút. - Nhiệt độ: 37 ± 0,5 oC. - Thể tích lấy mẫu: 10 ml. - Sau các khoảng thời gian 5 phút, 10 phút, 15 phút, 30 phút, 60 phút tiến hành hút 10 ml dịch, lọc dung dịch qua màng lọc cellulose acetat 0,45 µm. Bù dịch: thêm 10 ml đệm phosphat pH 6,8 sau mỗi lần hút mẫu thử. Sau đó đem dịch thử đi đo độ hấp thụ quang ở bước sóng cực đại. Tính toán: Nồng độ aspirin hòa tan trong môi trường khuếch tán tại thời điểm t được tính theo công thức (dựa trên đường chuẩn dựng được của aspirin): − 0,0107 = 푡 푡 0,0031 Trong đó: Ct là nồng độ DC trong môi trường khuếch tán tại thời điểm t (µg/ml) 22
  32. Dt là độ hấp thụ quang của mẫu thử (Abs) Lượng dược chất giải phóng trong môi trường khuếch tan tại thời điểm t được tính theo công thức: 푛 푄푡 = 푡 + 푣 ∑ 𝑖 𝑖=1 Trong đó: Qt: Tổng lượng dược chất đã được giải phóng tại thời điểm t (µg) V: Thể tích môi trường khuếch tán (ml) v: Thể tích mỗi lần lấy mẫu thử (ml) Ct: Nồng độ DC trong môi trường khuếch tán tại thời điểm t (µg/ml) Ci: Nồng độ DC trong MTKT tại thời điểm ngay trước đó (µg/ml) Tỷ lệ phần trăm dược chất đã giải phóng từ mẫu nghiên cứu tại thời điểm t được xác định theo công thức: 푄 = 푡 × 100 푡 Trong đó: Xt: Phần trăm dược chất giải phóng tại thời điểm t (%) Qt: Lượng dược chất giải phóng tại thời điểm t (mg) M: Khối lượng DC có trong mẫu (mg). 2.3.3. Bào chế nano aspirin bằng kỹ thuật nghiền ướt Nano aspirin được bào chế theo quy trình như sau: Cho bi zirconium oxid, aspirin, chất diện hoạt, polyme, nước tinh khiết vào bình chứa trụ rồi nghiền với tần số và thời gian nhất định. Sau đó, tiến hành đưa hệ hỗn dịch nano aspirin tạo thành về dạng bột bằng phương pháp phun sấy hoặc đông khô. Sơ đồ quy trình bào chế ghi như trong hình 2.1. 23
  33. Hình 2.1. Sơ đồ quy trình bào chế nano aspirin bằng kỹ thuật nghiền ướt 2.3.4. Phương pháp đánh giá một số đặc tính của hỗn dịch nano aspirin KTTP, phân bố KTTP, thế zeta Kích thước trung bình của tiểu phân, chỉ số đa phân tán PDI và thế zeta được đo bằng thiết bị phân tích kích thước, thế zeta Horiba SZ100 Nguyên tắc: Kích thước trung bình của tiểu phân và chỉ số đa phân tán PDI được đo bằng nhiễu xạ tia laser. Bằng cách cho hỗn dịch pha loãng chạy qua một chùm tia laser và đo các chùm tia khúc xạ và phản xạ, kích thước hạt trung bình của hệ sẽ được tính toán dựa theo định luật xấp xỉ Fraunhofer hoặc lý thuyết Mie. Thế zeta được xác định khi đo 24
  34. tốc độ di chuyển của tiểu phân trong vùng điện trường bằng phép đo gió bởi Doppler laser. Cách tiến hành Sử dụng hỗn dịch nano aspirin sau nghiền ướt, pha loãng tới nồng độ thích hợp để tiến hành đo KTTP, chỉ số đa phân tán PDI và thế zeta bằng thiết bị phân tích kích thước, thế zeta Horiba SZ100. 2.3.5. Phương pháp đánh giá một số đặc tính của bột nano aspirin Hình thức Đánh giá hình thức bằng cảm quan: màu sắc, độ mịn KTTP, phân bố KTTP, thế zeta Phân tán bột nano aspirin trong nước với nồng độ thích hợp, tiến hành đo KTTP, chỉ số đa phân tán PDI và thế zeta bằng thiết bị phân tích kích thước, thế zeta Horiba SZ100. Mất khối lượng do làm khô Cân một lượng chính xác khoảng 1 g aspirin trải đều trên đĩa của máy đo hàm ẩm, tiền hành đo và ghi nhận kết quả hàm ẩm của bột nano aspirin phun sấy trên máy máy đo hàm ẩm MB45. Xác định bằng phương pháp mất khối lượng do làm khô theo phụ lục 9.6 DĐVN V. Đánh giá sự thay đổi trạng thái tinh thể của nano aspirin với aspirin nguyên liệu Để nghiên cứu sự thay đổi trạng thái tinh thể, điểm nóng chảy của nano aspirin được so sánh với điểm nóng chảy của aspirin nguyên liệu. Các điểm nóng chảy này được xác định bằng phương pháp đo nhiệt quét vi sai DSC. Cách tiến hành: Sử dụng đĩa nhôm chứa mẫu 40 µl, đục thủng nắp, khối lượng mẫu khoảng từ 3 - 7 mg. Nhiệt độ quét từ 50 – 300oC, tốc độ gia nhiệt 10oC/phút. Trong quá trình thử, thổi khí nitrogen với lưu lượng 50 ml/phút. 2.3.6. Đánh giá tương tác dược chất – tá dược sử dụng phương pháp đo quang phổ IR Lấy khoảng 5-10 mg mẫu bột nano, đối với nguyên liệu thì nghiền mịn rồi tiến hành quét phổ hồng ngoại trên thiết bị Cary 630 FTIR (Agilent) ở số sóng từ 4000 – 400 cm-1. 25
  35. 2.3.7. Phương pháp đánh giá hiệu suất phun sấy Hiệu suất phun sấy được tính theo công thức (%) = 푡ℎự 푡ế × 100 푙ý 푡ℎ ế푡 Trong đó: mthực tế là khối lượng nano aspirin thu được (g) mlý thuyết là khối lượng nano aspirin theo lý thuyết có trong dịch phun sấy (g). 2.4. Phương pháp xử lí số liệu Các kết quả được xử lý thống kê với sự hỗ trợ của phần mềm Microsoft Excel 2013. Kết quả được trình bày dưới dạng: X ± SD. Trong đó: X là giá trị trung bình SD là độ lệch chuẩn (cỡ mẫu: n = 3). 26
  36. CHƯƠNG III. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1. Định lượng aspirin bằng phương pháp đo quang Xác định điểm hấp thụ cực đại Tiến hành pha dung dịch aspirin chuẩn có nồng độ 250µg /ml, đem quét độ hấp thụ quang ở bước sóng từ 800 nm đến 200 nm. Nhìn vào quang phổ hấp thụ của aspirin, bước sóng cực đại 휆 = 267,5 nm được sử dụng để định lượng aspirin (Phụ lục 1). Dựng đường chuẩn Tiến hành pha các mẫu thử có nồng độ chính xác lần lượt là 250; 200; 150; 100; 50 µg/ml, đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 267,5 nm. Kết quả thể hiện trong bảng 3.1 và hình 3.1. Bảng 3.2. Độ hấp thụ quang của aspirin theo nồng độ tại bước sóng 267,5 nm Nồng độ (µg/ml) 250 200 150 100 50 Độ hấp thụ quang (Abs) 0,783 0,631 0,474 0,322 0,164 0.9 0.8 0.7 y = 0.0031x + 0.0107 0.6 R² = 1 0.5 0.4 0.3 Độhấp thụquang (Abs) 0.2 0.1 0 0 50 100 150 200 250 300 Nồng độ Aspirin (µg/mL) Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn độ hấp thụ quang của aspirin theo nồng độ tại bước sóng 267,5 nm 27
  37. Nhận xét: 푅2 = 1 (> 0,995) cho thấy có sự tuyến tính giữa nồng độ hấp thụ quang và nồng độ dung dịch aspirin trog khoảng nồng độ 50 µg/ml đến 250 µg/ml. Phương trình biểu diễn sự tương quan độ hấp thụ quang với nồng độ là = 0,0031 + 0,0107 Trong đó: y là độ hấp thụ quang (Abs). x là nồng độ aspirin (µg/ml). 3.2. Bào chế nano aspirin bằng kĩ thuật nghiền bi 3.2.1. Lựa chọn chất ổn định hỗn dịch Tiến hành bào chế 2,5 g nano aspirin với các công thức khác nhau được ghi như trong bảng 3.2 theo quy trình như mô tả trong mục 2.3.3 với các thông số kỹ thuật như sau: - Thời gian nghiền: 60 phút. - Tần số: 30 Hz. - Bi zirconium oxid gồm: 4 bi loại 25g; 10 bi loại 10g; 20 bi loại 5,5g; 30 bi loại 2g. Bảng 3.3. Công thức bào chế hỗn dịch nano aspirin sử dụng các loại chất ổn định khác nhau Mẫu Công thức M1 2,5g Aspirin; 0,025g NaLS; 0,25g PEG 400, 12,5 ml nước tinh khiết M2 2,5g Aspirin; 0,025g NaLS; 0,25g PEG 3000, 12,5 ml nước tinh khiết M3 2,5g Aspirin; 0,025g NaLS; 0,25g PVA, 12,5 ml nước tinh khiết M4 2,5g Aspirin; 0,025g NaLS; 0,25g NaCMC, 12,5 ml nước tinh khiết M5 2,5g Aspirin; 0,025g NaLS; 0,25g PVP K30, 12,5 ml nước tinh khiết M6 2,5g Aspirin; 0,025g NaLS; 0,25g HPMC, 12,5 ml nước tinh khiết M7 2,5g Aspirin; 0,025g NaLS; 0,25g HPMC E6, 12,5 ml nước tinh khiết 28
  38. M8 2,5g Aspirin; 0,025g NaLS; 0,25g HPMC E15, 12,5 ml nước tinh khiết M9 2,5g Aspirin; 0,025g NaLS; 0,25g Carbomer 934, 12,5 ml nước tinh khiết Nano aspirin trong hỗn dịch sau quá trình nghiền ướt được đánh giá KTTP, chỉ số đa phân tán PDI như mô tả trong mục 2.3.4. Kết quả thu được trong bảng 3.3 và hình 3.2 Bảng 3.4. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin theo loại chất ổn định khác nhau (n=3) Thế zeta Chất ổn định KTTP (nm) PDI Mẫu (mV) M1 PEG 400 889,8±19,9 0,605±0,031 -6,3±0,2 M2 PEG 3000 895,9±15,2 0,496±0,003 -13,7±0,6 M3 PVA 609.9±1,59 0,551±0,034 -1,6±0,1 M4 NaCMC 1066,1±14,5 0,482±0,033 -8,6±0,5 M5 PVP K30 607,2±3,2 0,554±0,030 -2,5±0,1 M6 HPMC 492,1±1,2 0,435±0,036 -4,2±0,2 M7 HPMC E6 552,2±6,0 0,445±0,015 -4,2±0,3 M8 HPMC E15 514,2±4,1 0,457±0,038 -4,0±0,1 M9 Carbomer 1269,4±6,1 0,623±0,024 -7,2±0,27 29
  39. 1400 0.7 1200 0.6 1000 0.5 800 0.4 600 0.3 PDI KTTP KTTP (nm) 400 0.2 200 0.1 0 0 Lựa chọn Polyme KTTP PDI Hình 3.2. KTTP, PDI của hỗn dịch nano aspirin theo loại chất ổn định Nhận xét: KTTP nhỏ nhất khi sử dụng HPMC (492,1 nm). Khi thay đổi chất ổn định, KTTP tăng. KTTP cao nhất khi sử dụng Carbomer 934 (1269,4 nm). Phân bố kích KTTP đều lớn hơn 0,3 chứng tỏ KTTP có khoảng phân bố rộng, M6 có khoảng phân bố nhỏ nhất (0,435); M9 có khoảng phân bố lớn nhất (0,623). Giá trị tuyệt đối thế zeta của các mẫu đều thấp, cho thấy hỗn dịch nano aspirin có độ ổn định thấp, mẫu cho giá trị tuyệt đối thế zeta cao nhất là PEG 3000 (13,7 mV). Kết luận: Sử dụng polyme HPMC trong nghiền ướt để bào chế nano aspirin sẽ thu được KTTP nhỏ nhất (492,1 nm), PDI nhỏ nhất (0,435). Vì thế, mẫu M6 được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo. 3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất ổn định hỗn dịch Tiến hành bào chế nano aspirin như mẫu M6 nhưng chỉ khác nhau về nồng độ HPMC theo quy trình như mô tả trong mục 2.3.3. Nano aspirin trong hỗn dịch sau quá trình nghiền ướt được đánh giá KTTP, chỉ số đa phân tán PDI như mô tả trong mục 2.3.4. Kết quả thu được trong bảng 3.4 và hình 3.3. 30
  40. Bảng 3.4. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin theo tỉ lệ chất polyme HPMC khác nhau (n=3) Tỉ lệ HPMC/DC Thế zeta Mẫu KTTP (nm) PDI (kl/kl) (%) (mV) M10 0 2828,1±24,5 1,21±0,142 -10,0±0,2 M11 1 603,8±3,6 0,517±0,083 -6,1±0,5 M12 5 765,6±15,1 0,430±0,012 -5,9±0,3 M13 10 501,2±13,3 0,412±0,023 -4,0±0,1 M14 50 692,2±1,0 0,433±0,019 -2.3±0,2 M15 100 1083,1±35,6 0,566±0,014 -2,0±0,2 Khảo sát nồng độ chất ổn định 3000 1.4 2500 1.2 1 2000 0.8 1500 0.6 PDI KTTP KTTP (nm) 1000 0.4 500 0.2 0 0 0% 1% 5% 10% 50% 100% Tỉ lệ HPMC/DC (KL/KL) (%) KTTP PDI Hình 3.3. KTTP, PDI của hỗn dịch nano aspirin theo tỉ lệ chất ổn định so với dược chất 31
  41. Nhận xét: Khi không có chất ổn định thì KTTP của nano aspirin (2828,1 nm) cao hơn hẳn so sánh với khi sử dụng polyme. Với tỉ lệ HPMC/DC là 10%, nano aspirin được bào chế có KTTP và PDI nhỏ nhất (KTTP = 501,2 nm; PDI = 0,412). Tất cả các mẫu đều có trị tuyệt đối thế zeta ( ≤ 10mV) thấp cho thấy hỗn dịch nano aspirin có độ ổn định thấp. Càng tăng tỉ lệ HPMC/DC thì trị tuyệt đối thế zeta càng giảm. Kết luận: Sử dụng tỉ lệ HPMC 10% so với dược chất trong nghiền ướt để bào chế nano aspirin sẽ thu được KTTP nhỏ nhất, PDI nhỏ nhất. Vì vậy mẫu M13 được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo. 3.2.3. Lựa chọn chất diện hoạt Tiến hành bào chế nano aspirin như mẫu M13 nhưng chỉ khác nhau về loại chất diện hoạt theo quy trình như mô tả trong mục 2.3.3. Nano aspirin trong hỗn dịch sau quá trình nghiền ướt được đánh giá KTTP, chỉ số đa phân tán PDI như mô tả trong mục 2.3.4. Kết quả thu được trong bảng 3.5 và hình 3.4. Bảng 3.5. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin khi sử dụng loại chất diện hoạt khác nhau (n=3) Thế zeta Chất diện hoạt KTTP (nm) PDI Mẫu (mV) M16 NaLS 505,2±5,2 0,399±0,032 -4,2±0,2 M17 Poloxamer 407 527,2±5,7 0,353±0,034 0,6±0,3 M18 Tween 80 511,5±7,3 0,452±0,046 0,1±0,1 32
  42. Lựa chọn chất diện hoạt 600 0.5 500 0.4 400 0.3 300 PDI 0.2 KTTP (nm)KTTP 200 100 0.1 0 0 NaLS Poloxamer 407 Tween 80 KTTP PDI Hình 3.4. KTTP và PDI của hỗn dịch nano aspirin khi sử dụng loại chất diện hoạt khác nhau Nhận xét: KTTP nhỏ nhất khi sử dụng chất diện hoạt NaLS (505,2 nm). KTTP của aspirin khi sử dụng chất diện hoạt poloxame 407 và Tween 80 lần lượt là 527,2 nm và 511,5 nm, lớn hơn so với NaLS. PDI trong 3 mẫu M16, M17, M18 đều lớn hơn 0,3 chứng tỏ KTTP có khoảng phân bố rộng, M17 có khoảng phân bố KTTP nhỏ nhất (0,353).Giá trị tuyệt đối của thế Zeta trong cả ba mẫu đề thấp, hỗn dịch nano aspirin có độ ổn định thấp. Mẫu M16 có giá trị tuyệt đối thế zeta (4,2 mV) cao hơn so với mẫu M17 (0,6 MV) và M18 (0,1 mV). Kết luận: Sử dụng chất diện hoạt NaLS trong nghiền ướt để bào chế nano aspirin sẽ thu được KTTP nhỏ nhất, thế Zeta lớn nhất. Vì thế, mẫu M16 được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo. 3.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ chất diện hoạt Tiến hành bào chế nano aspirin như mẫu M16 nhưng chỉ khác nhau về nồng độ NaLS theo quy trình như mô tả trong mục 2.3.3. 33
  43. Nano aspirin trong hỗn dịch sau quá trình nghiền ướt được đánh giá KTTP, chỉ số đa phân tán PDI như mô tả trong mục 2.3.4. Kết quả thu được trong bảng 3.6 và hình 3.5. Bảng 3.6. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin theo tỉ lệ chất diện hoạt (n=3) Tỉ lệ Thế zeta NaLS/DC KTTP (nm) PDI Mẫu (mV) (KL/KL) (%) M19 0 546,7±4,5 0,388±0,015 0,6±0,5 M20 1 500,4±3,3 0,420±0,050 -4,1±0,3 M21 2 496,8±2,7 0,396±0,019 -5,4±0,2 M22 3 490,5±4,6 0,393±0,014 -6,0±0,1 M23 4 487,2±6,4 0,389±0,035 -6,9±0,2 M24 5 478,0±3,5 0,401±0,023 -9,5±0,5 M25 10 479,7±3,8 0,399±0,065 -10,6±0,4 Khảo sát nồng độ chất diện hoạt 600 0.5 500 0.4 400 0.3 300 0.2 PDI KTTP KTTP (nm) 200 100 0.1 0 0 0% 1% 2% 3% 4% 5% 10% Tỉ lệ NaLS/DC (KL/KL) (%) KTTP PDI Hình 3.5. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin theo tỉ lệ chất diện hoạt 34
  44. Nhận xét: Khi không có NaLS, KTTP của hỗn dịch cao nhất (546,7 nm). Với tỉ lệ NaLS/DC (kl/kl) là 5% thì nano aspirin được bào chế có KTTP nhỏ nhất (KTTP = 478 nm). Khi thay đổi tỉ lệ chất diện hoạt từ 1-100%, KTTP thay đổi ít (trong khoảng 500,4 – 478 nm). PDI trong bảy mẫu đều lớn hơn 0,3 chứng tỏ KTTP có khoảng phân bố rộng, M19 có khoảng phân bố nhỏ nhất (PDI = 0,388) , các mẫu khác có PDI tăng ít so với M19. Tất cả các mẫu đều có trị tuyệt đối thế zeta thấp cho thấy hỗn dịch nano aspirin có độ ổn định thấp. Mẫu M19 có trị tuyệt đối thế zeta thấp nhất (0,6 mV), Mẫu M25 có trị tuyệt đối thế zeta cao nhất (10,6 mV). Khi tăng tỉ lệ chất diện hoạt thì thế zeta tăng, hỗn dịch nano aspirin ổn định hơn. Kết luận: Sử dụng tỉ lệ NaLS 5% so với dược chất trong nghiền ướt để bào chế nano aspirin sẽ thu được KTTP nhỏ nhất. Vì vậy mẫu M24 được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo. 3.2.5. Khảo sát ảnh hưởng của kích cỡ bi tới KTTP Tiến hành bào chế nano aspirin như mẫu M24 nhưng chỉ khác nhau về kích cỡ bi sử dụng theo quy trình như mô tả trong mục 2.3.3. Nano aspirin trong hỗn dịch sau quá trình nghiền ướt được đánh giá KTTP, chỉ số đa phân tán PDI như mô tả trong mục 2.3.4. Kết quả thu được trong bảng 3.7 và hình 3.6. Bảng 3.7. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin theo kích cỡ bi khác nhau (n=3) KTTP Thế zeta Mẫu Cỡ bi PDI (nm) (mV) 85 bi loại 2g; 38 bi loại M26 497,2±8,2 0,393±0,083 -7,1±0,2 5,5g 8 bi loại 25g; 16 bi loại 481,0±5,3 0,446±0,020 -10,2±0,2 M27 10g M28 4 bi loại 25g; 10 bi loại 480,2±3,6 0,413±0,022 -9,2±0,3 35
  45. 10g; 20 bi loại 5,5g; 30 bi loại 2g Lựa chọn kích cỡ bi 600 0.5 500 0.4 400 0.3 300 PDI 0.2 KTTP KTTP (nm) 200 100 0.1 0 0 M26 M27 M28 KTTP PDI Hình 3.6. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin theo kích cỡ bi khác nhau Nhận xét: KTTP nhỏ nhất là 480,2 nm khi sử dụng đồng thời bốn cỡ bi loại 25g; 10g; 5,5g; 2g. Mẫu 1 sử dụng bi nhỏ loại 2g và 5,5 g cho KTTP lớn nhất là 497,2 nm. Tuy nhiên, KTTP không có sự khác nhau nhiều giữa ba mẫu. PDI trong ba mẫu đều lớn hơn 0,3 chứng tỏ KTTP có khoảng phân bố rộng, M26 có khoảng phân bố nhỏ nhất, các mẫu khác có PDI tăng ít so với M26. Tất cả các mẫu đều có trị tuyệt đối thế zeta thấp cho thấy hỗn dịch nano aspirin có độ ổn định thấp. Trong đó M27 có giá trị tuyệt đối thế zeta lớn nhất (10,2 mV); M26 có trị tuyệt đối thế zeta nhỏ nhất (7,1 mV). Kết luận: Cả ba mẫu sử dụng loại bi khác nhau có KTTP, PDI không có sự khác biệt lớn; mẫu M27 có trị tuyệt đối thế zeta lớn nhất (10,2 mV). Vì vậy chọn dùng đồn thời bốn loại cỡ bi để thuận tiện cho việc áp dụng cho các nghiên cứu tiếp theo. 3.2.6. Khảo sát tần số nghiền Tiến hành bào chế nano aspirin như mẫu M27 nhưng chỉ khác nhau về tần số nghiền sử dụng theo quy trình như mô tả trong mục 2.3.3. 36
  46. Nano aspirin trong hỗn dịch sau quá trình nghiền ướt được đánh giá KTTP, chỉ số đa phân tán PDI như mô tả trong mục 2.3.4. Kết quả thu được trong bảng 3.8 và hình 3.7. Bảng 3.8. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin theo tần số nghiền khác nhau (n=3) Tần số KTTP Mẫu PDI Thế zeta (mV) (Hz) (nm) M29 20 571,5±4,3 0,476±0,013 -10,3±0,4 M30 25 517,0±6,3 0,498±0,034 -9,9±0,6 M31 30 479,5±2,9 0,420±0,016 -9,3±0,2 M32 35 541,5±8,9 0,464±0,014 -7,3±0,9 Khảo sát tần số nghiền 700 0.6 600 0.5 500 0.4 400 0.3 300 PDI KTTP KTTP (nm) 0.2 200 100 0.1 0 0 20 Hz 25 Hz 30 Hz 35 Hz KTTP PDI Hình 3.7. KTTP và PDI của hỗn dịch nano aspirin theo tần số nghiền khác nhau Nhận xét: KTTP nhỏ nhất khi nghiền ở tần số 30 Hz (479,5 nm) – tốc độ giúp hình thành cả lực va chạm và lực mài mòn. Điều này có thể được giải thích là do ở tốc độ thấp hơn ( f = 20; 25 Hz) lực mài mòn là cơ chế chính gây gãy vỡ tiểu phân. Khi tốc độ quá cao 37
  47. (f = 35 Hz) các viên bi sẽ bị lực ly tâm ép vào thành, vì thế không có các quá trình mài mòn hay va đập xảy ra và hiệu suất quá trình sẽ giảm hay kích thước tiểu phân sẽ tăng. Phân bố KTTP của bốn mẫu đều lớn hơn 0,3 chứng tỏ KTTP có khoảng phân bố rộng, M3 có khoảng phân bố nhỏ nhất. Giá trị tuyệt đối thế zeta của các mẫu đều thấp, cho thấy hỗn dịch nano aspirin có độ ổn định thấp. Kết luận: Nghiền ướt với tần số f = 30 Hz là thích hợp để thu được KTTP (479,5 nm) và PDI nhỏ nhất (PDI=0,42 ). Vì vậy, mẫu M31 được lựa chọn để áp dụng các nghiên cứu tiếp theo. 3.2.7. Khảo sát thời gian nghiền Tiến hành bào chế nano aspirin như mẫu M31 nhưng chỉ khác nhau về thời gian nghiền sử dụng theo quy trình như mô tả trong mục 2.3.3. Nano aspirin trong hỗn dịch sau quá trình nghiền ướt được đánh giá KTTP, chỉ số đa phân tán PDI như mô tả trong mục 2.3.4. Kết quả thu được trong bảng 3.9 và hình 3.8. Bảng 3.9. KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin theo thời gian nghiền khác nhau (n=3) Thời gian KTTP Thế zeta Mẫu PDI (phút) (nm) (mV) M33 30 572,9±5,5 0,549±0,060 -10,7±0,3 M34 40 506,1±1,3 0,459±0,023 -10,3±0,3 M35 50 464,3±2,7 0,410±0,034 -9,1±0,5 M36 60 478,6±3,6 0,422±0,012 -9,3±0,2 M37 70 470,9±2,4 0,431±0,028 -8,5±0,1 38
  48. Khảo sát thời gian nghiền 700 0.6 600 0.5 500 0.4 400 0.3 300 PDI KTTP KTTP (nm) 0.2 200 100 0.1 0 0 30' 40' 50' 60' 70' KTTP PDI Hình 3.8. KTTP, PDI của hỗn dịch nano aspirin thep thời gian nghiền khác nhau Nhận xét: Khi tăng thời gian nghiền, KTTP giảm cho đến khi thời gian nghiền là 50 phút, KTTP của nano aspirin đạt trạng thái cân bằng và đạt giá trị nhỏ nhất là 464,3 nm. Khi thời gian nghiền là 60 phút, 70 phút KTTP tăng nhẹ (478,6 nm và 470,9), điều này có thể được giải thích do hiện tượng kết tụ tiểu phân trong quá trình nghiền gây ra. PDI của các mẫu đều lớn hơn 0,3, chứng tỏ KTTP có khoảng phân bố rộng. Khi tăng thời gian nghiền PDI giảm cho đến khi thời gian nghiền là 50 phút, PDI của nano aspirin đạt trạng thái cân bằng và đạt giá trị nhỏ nhất là 0,410, khi tiếp tục nghiền PDI của hỗn dịch không có sự khác biệt đáng kể. Giá trị tuyệt đối của thế zeta trong ba mẫu đều thấp, chứng tỏ hỗn dịch nano của aspirin có độ ổn định thấp. Kết luận: Nghiền ướt aspirin với chất ổn định là HPMC và chất diện hoạt là NaLS trong thời gian 50 phút sẽ thu được KTTP nhỏ nhất (464,3 nm), PDI nhỏ nhất (0,410). Vì vậy, mẫu M35 được lựa chọn để áp dụng cho các nghiên cứu tiếp theo. 3.2.8. Tiến hành chuyển hỗn dịch nano về dạng bột nano Từ kết quả nghiên cứu ở trên, chúng tôi thu được công thức bào chế hỗn dịch nano aspirin và tiến hành đưa hỗn dịch nano aspirin về dạng bột bằng hai phương đông khô và phun sấy theo quy trình sau: 39
  49. Hình 3.9. Sơ đồ quy trình bào chế nano aspirin bằng kĩ thuật nghiền bi - Hiệu suất của quá trình phun sấy là H = 44% - Hiệu suất của quá trình đông khô là H ≈ 100% Nhận xét: Khi sử dụng phương pháp đông khô để loại dung môi thì hỗn dịch được đưa trực tiếp vào tủ âm sâu sau đó chuyển sang máy đông khô rồi thu lấy bột, quá trình hầu như không làm mất bột nano aspirin nên hiệu suất gần như đạt 100%. Trong khi đó, sử dụng phương pháp phun sấy thì trong quá trình chuyển hỗn dịch lỏng thành bột có một phần hỗn dịch bị dính vào thiết bị và theo luồng khí thải đi ra bên ngoài môi trường nên hiệu suất phun sấy không cao (44 %). 40
  50. 3.3. Đánh giá một số đặc tính của nano aspirin bào chế được Tiến hành bào chế nano aspirin phun sấy và đông khô như quy trình mô tả trong hình 3.10. Đánh giá hình thức, KTTP, chỉ số đa phân tán PDI, thế zeta, hàm ẩm, DSC Tiến hành đánh giá hình thức, KTTP, chỉ số đa phân tán PDI, thế zeta, mất khối lượng do làm khô của các mẫu bột nano như mô tả trong mục 2.3.4. Kết quả biểu diễn trong bảng 3.10. Tiến hành đánh giá tốc độ hòa tan của các mẫu bột nano theo phương pháp đã mô tả ở mục 2.3.2. Kết quả biểu diễn trong bảng 3.11 và hình 3.11. Tiến hành quét phổ DSC của bột nano aspirin phun sấy và aspirin nguyên liệu như mô tả trong mục 2.3.5. Kết quả được biểu diễn trong hình 3.11. Bảng 3.10. Một số đăc tính của bột nano aspirin khi loại dung môi bằng các phuwong pháp khác nhau (n=3) Mất khối lượng KTTP Thế zeta Chỉ tiêu Hình thức PDI do làm khô (nm) (mV) (%) Bột mịn, có Mẫu nano vài mảng aspirin dính vào 499,6±0,2 0,420±0,010 -10,4±0,2 3,09 đông khô nhau, màu trắng Mẫu nano Bột tơi aspirin mịn, màu 502,3±1,1 0,405±0,015 -10,2±0,1 1,00 phun sấy trắng Mẫu hỗn dịch trước 464,3±2,7 0,410±0,034 -9,1±0,5 khi loại dung môi 41
  51. Bảng 3.11.Độ hòa tan của aspirin nguyên liệu và bột nano aspirin (n=3) Mẫu Độ hòa tan (%) Thời gian Mẫu nano Mẫu nano Mẫu aspirin aspirin phun aspirin đông (phút) nguyên liệu sấy khô 5 99,88±0,30 89,70±0,15 34,35±0,42 10 108,33±0,25 106,11±0,80 64,34±0,33 15 109,83±0,12 107,36±0,30 81,00±0,34 30 110,69±0,50 110,20±0,23 100,05±0,21 60 111,55±0,70 111,72±0,25 106,79±0,68 Độ hòa tan trong môi trường đệm phosphat pH 6,8 120 100 80 60 40 Độhòa tan(%) 20 0 0 5 10 15 30 60 Thời gian (phút) Mẫu nano đông khô mẫu nano phun sấy Mẫu aspirin nguyên liệu Hình 3.10. Đồ thị biểu diễn tốc độ hòa tan của aspirin nguyên liệu và bột nano aspirin trong môi trường đệm phosphat pH 6,8. 42
  52. Hình 3.11. Phổ DSC của aspirin nguyên liệu (c), nano aspirin phun sấy (b), nano aspirin đông khô (a), NaLS (d) và HPMC (e). Nhận xét: Bột nano aspirin được bào chế từ hỗn dịch nano aspirin loại bỏ dung môi bằng phương pháp đông khô và phun sấy đều có kích thước tiểu phân nhỏ, sự khác biệt KTTP giữa hai mẫu là không đáng kể, trị tuyệt đối của thế zeta thấp cho thấy nano aspirin có độ ổn định thấp, PDI của cả hai mẫu đều lớn hơn 0,3 chứng tỏ khoảng phân bố kích thước tiểu phân rộng. Hàm ẩm của bột được bào chế từ hỗn dịch nano asoirin loại bỏ dung môi bằng phương pháp phun sấy và đông khô đều đạt tiêu chuẩn. Tốc độ hòa tan của nano aspirin trong môi trường đệm phosphat cao hơn đáng kể so với aspirin nguyên liệu, sau 5 phút mẫu bột nano aspirin thu được từ hỗn dịch nano loại bỏ dung môi bằng phương pháp đông khô đã hòa tan được 89,7%; mẫu bột nano aspirin thu được từ hỗn dịch nano loại bỏ dung môi bằng phương pháp phun sấy đã hòa tan được 99,88% trong khi đó mẫu aspirin nguyên liệu mới hòa tan được 34,35%. Sau 10 phút bột nano aspirin phun sấy và đông khô đã hòa tan gần như hoàn 43
  53. toàn trong khi đó aspirin nguyên liệu chỉ hòa tan 64,34% và sau 30 phút aspirin nguyên liệu mới hòa tan hoàn toàn. Phổ DSC cho thấy aspirin nguyên liệu có điểm chảy ở 136,1oC, mẫu nano aspirin phun sấy có điểm chảy ở 139,7oC, mẫu nano aspirin đông khô có điểm chảy ở 139,50C. Điều này chứng tỏ khi nghiền ướt không làm thay đổi trạng thái kết tinh của nguyên liệu aspirin ban đầu, sự thay đổi nhỏ về điểm chảy do sự có mặt của HPMC và NaLS có trong công thức. Kết luận: Mẫu nano aspirin phun sấy và mẫu ano aspirin đông khô không có sự khác biệt đáng kể về KTTP, thế zeta, PDI, hàm ẩm và DSC. Mẫu nano aspirin phun sấy có độ hòa tan cao hơn mẫu nano đông khô và aspirin nguyên liệu. Tuy rằng khi sử dụng phương pháp đông khô hiệu suất cao hơn phương pháp phun sấy nhưng quá trình đông khô chậm, tốn thời gian, cần có thiết bị đặc biệt và khó nâng cấp lên quy mô công nghiệp [4] nên chọn phương pháp phun sấy để loại bỏ dung môi khi chuyển hỗn dịch nano thành bột vì quá trình phun sấy có thể thực hiện liên tục và nhanh chóng thích hợp khi triển khai ở quy mô công nghiệp [19]. 3.4. Đánh giá tương tác giữa dược chất-tá dược Tiến hành quét phổ hồng ngoại của aspirin nguyên liệu, nano aspirin. Kết quả được thể hiện trong hình 3.1 44
  54. Hình 3.12. Phổ IR của aspirin nguyên liệu và bột nano aspirin Nhận xét: Công thức phân tử của aspirin là CH3COOC6H4COOH gồm có benzoic acid và nhóm chức este. So sánh hai phổ IR ta thấy, cả aspirin nguyên liệu và bột nano aspirin có hình ảnh phổ IR giống nhau về các đỉnh. Mẫu aspirin nguyên liệu và mẫu bột nano aspirin đều có đỉnh ở 1751,8 cm-1 đại diện cho nhóm chức este trong công thức của 45
  55. aspirin. Mẫu aspirin nguyên liệu có đỉnh ở 1677,3 ; mẫu bột nano aspirin có đỉnh ở 1684,8; hai đỉnh có số liệu chênh nhau không lớn đại diện cho nhóm benzoic acid. Kết luận: Có thể không có sự tương tác hóa học giữa dược chất và tá dược. 3.5. Bàn luận 3.5.1. Về phương pháp nghiền bi Hỗn dịch nano aspirin được bào chế bằng kĩ thuật nghiền bi, đây là một kĩ thuật đơn giản, nhanh, thu được lượng sản phẩm lớn và kết quả đề tài dễ nâng cấp trên quy mô công nghiệp. Khi so sánh với phương pháp kết tủa trong dung môi thì phương pháp nghiền bi không sử dụng các dung môi hữu cơ dó đó cũng ít có nguy cơ bị tồn dư dung môi trong dược chất. Tuy nhiên kĩ thuật sử dụng thiết bị nghiền bi cũng có nhược điểm là thời gian nghiền kéo dài vì thế dễ làm tăng tạp trong nguyên liệu, gây nóng thiết bị và dược chất [3, 4]. Phương pháp nghiền bi gồm có hai kỹ thuật: kỹ thuật nghiền ướt và kỹ thuật nghiền khô. Kỹ thuật nghiền khô được sử dụng để giảm kích thước tiểu phân tới micromet cho nên không được sử dụng để bào chế nano. Hạt nano thường được sản xuất bằng kĩ thuật nghiền ướt [44]. Các hạt nano được sản xuất từ kĩ thuật này có diện tích bề mặt lớn, năng lượng tự do lớn làm giảm sự ổn định nhiệt động học thúc đẩy sự kết tụ của hạt, cho nên cần sử dụng các chất ổn định để giảm sự kết tụ tiểu phân đồng thời sử dụng các biện pháp loại bỏ dung môi chuyển dạng hỗn dịch về dạng bột để giúp ổn định hơn về mặt vật lý và hóa học [8, 44]. Sau khi nghiền, hỗn dịch nano thu được có KTTP nhỏ, tuy nhiên KTTP nano aspirin thu được vẫn lớn hơn KTTP nano aspirin thu được ở nghiên cứu sử dụng phương pháp kết tủa dung môi kết hợp kỹ thuật siêu âm hoặc đồng nhất hóa [6, 24]. Do đó nếu muốn KTTP bé và đồng nhất hơn nên kết hợp đồng nhất hóa áp suất cao. 3.5.2. Về xây dựng công thức bào chế nano aspirin Qua tham khảo một số nghiên cứu bào chế nano thuốc bằng phương pháp nghiền bi, chất diện hoạt và polyme được thêm vào để ổn định kích thước tiểu phân, giảm kết tụ và sa lắng các tiểu phân nano aspirin trong hỗn dịch. Tỉ lệ dược chất/ polyme nằm trong khoảng 10:1 đế 10:8 [33], tỉ lệ dược chất/ chất diện hoạt thường 46
  56. dùng là 20/1 đến 1/0,5 [7]. Trong nghiên cứu này, khi không dùng HPMC, chỉ cho chất diện hoạt KTTP (2828,1 nm) cao hơn hẳn so với khi sử dụng HPMC với tỉ lệ HPMC/DC (kl/kl) là 1% (603,8 nm), do khi không có polyme thì hệ kém ổn định, các tiểu phân có xu hướng bị kết tụ vào nhau dẫn đến KTTP lớn; khi không dùng NaLS và chỉ dùng HPMC thì thấy KTTP thay đổi nhưng không có sự khác biệt lớn với khi sử dụng NaLS cho thấy chất ổn định polyme ảnh hưởng nhiều tới KTTP hơn so với chất diện hoạt. Kết quả cuối cùng, HPMC và NaLS được lựa chọn với tỉ lệ 2,5g aspirin: 0,25g HPMC (10% so với dược chất (kl/kl)); 0,125g NaLS (5% so với dược chất (kl/kl)) trong 12,5 ml nước cất, tỉ lệ dược chất cao ( 85% dược chất/tá dược (kl/kl)). Khi bào chế nano aspirin với tỉ lệ này nano aspirin trong hỗn dịch thu được có kích thước tiểu phân bé (464,3 nm). Trị tuyệt đối thế zeta của hỗn dịch nano aspirin thấp ( 0,3) cho thấy hệ hỗn dịch nano aspirin có độ ổn định không quá cao. 3.5.3. Về quy trình bào chế hỗn dịch nano aspirin Khi bào chế hỗn dịch nano aspirin sử dụng các loại bi có kích cỡ khác nhau thì KTTP không có sự khác biệt đáng kể, sử dụng kích cỡ bi to hơn thì trị tuyệt đối thế zeta lớn hơn giúp hỗn dịch ổn định hơn. Khi bào chế hỗn dịch nano aspirin ở các tần số nghiền khác nhau, ở tần số 30 Hz hỗn dịch nano có KTTP nhỏ nhất, lúc này xuất hiện cả lực mài mòn và lực va chạm do bi rơi tự do làm gãy vỡ tiểu phân. Khi tần số thấp hơn, lực va chạm do bi rơi tự do còn yếu, lực mài mòn là lực chủ yếu làm giảm kích thước tiểu phân; khi tăng tần số, lực ly tâm làm các viên bi có xu hướng ép vào thành, dẫn đến quá trình mài mòn và va đập giảm làm hiệu suất quá trình giảm. Khi bào chế hỗn dịch nano với thời gian nghiền khác nhau, nghiền 50 phút thì hỗn dịch đạt trạng thái cân bằng có KTTP, PDI nhỏ nhất. Khi tăng thời gian nghiền KTTP, PDI có sự khác biệt không đáng kể. Thời gian nghiền nhanh, giảm nguy cơ lẫn tạp chất cũng như dễ nâng cấp lên quy mô công nghiệp. 47
  57. 3.5.4. Về phương pháp loại bỏ dung môi khi đưa hỗn dịch nano aspirin về dạng bột Sau khi nghiền, hỗn dịch nano tiếp tục được xử lí bằng hai phương pháp đông khô và phun sấy. Từ các kết quả thực nghiệm cho thấy rằng các đánh giá về KTTP, thế zeta, PDI của bột nano được bào chế từ hỗn dịch nano bằng hai phương pháp đông khô và phun sấy cho kết quả gần tương tự nhau. Hiệu suất của phương pháp phun sấy xấp xỉ 44%, trong khi đó hiệu suất của phương pháp đông khô xấp xỉ 100%; tuy nhiên phương pháp phun sấy giúp nano aspirin tơi, mịn và tốc độ hòa tan cao hơn so với phương pháp đông khô đồng thời phương pháp đông khô chậm, tốn thời gian, cần có thiết bị đặc biệt và khó nâng cấp lên quy mô công nghiệp [4] trong khi đó sử dụng phương pháp phun sấy để loại bỏ dung môi khi chuyển hỗn dịch nano thành bột có thể thực hiện liên tục và nhanh chóng thích hợp khi triển khai ở quy mô công nghiệp [19]. Nên để loại bỏ dung môi sử dụng phương pháp phun sấy, tuy nhiên hiệu suất còn thấp nên cần tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình phun sấy để tăng hiệu suất phun sấy. 3.5.5. Về các đặc tính của nano aspirin sau bào chế Bột nano aspirin thu được bằng cách phun sấy hoặc đông khô hỗn dịch aspirin có kích thước tiểu phân tương đôi nhỏ (499,6 khi sử dụng phương pháp đông khô; 502,3 khi sử dụng phương pháp phun sấy), tuy nhiên kích thước tiểu phân còn phân bố khá rộng (PDI=0,42 khi sử dụng phương pháp đông khô ; PDI = 0,405 khi sử dụng phương pháp phun sấy), trị tuyệt đối thế zeta còn thấp (-10,4 mV khi sử dụng phương pháp đông khô ; -10,2 khi sử dụng phương pháp phun sấy) Tốc độ hòa tan của nano aspirin trong đệm phosphat tăng đáng kể so với aspirin nguyên liệu, sau 10 phút, nano aspirin bào chế đã hòa tan gần như hoàn toàn trong đệm phosphat pH 6,8; trong khi aspirin nguyên liệu chỉ hòa tan 64,34%. Kết quả này được giải thích là do khi kích thước tiểu phân giảm dẫn đến tăng diện tích tiếp xúc bề mặt giữa tiểu phân với môi trường hòa tan giúp làm tăng độ hòa tan bão hòa và tốc độ hòa tan của aspirin. Cho thấy aspirin không bị ảnh hương bởi nhiệt, ẩm trong quá trình bào chế. Kết quả phổ DSC cho thấy phương pháp nghiền bi không làm thay đổi trạng thái kết tinh của aspirin, kết quả cũng phù hợp với một số nghiên cứu trước [45]. Kết quả phổ IR cho thấy không có sự tương tác giữa dược chất và tá dược. 48
  58. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT KẾT LUẬN Trong suốt quá trình thực hiện đề tài, tôi đã tiến hành một loạt các thực nghiệm bám sát mục tiêu nghiên cứu và rút ra được các kết luận sau: 1) Nghiên cứu đã bào chế được nano aspirin bằng kỹ thuật nghiền bi. Công thức hỗn dịch gồm 2,5g aspirin, 0.25g HPMC (10% so với dược chất), 0,125g NaLS (5% so với dược chất) và 12,5 ml nước. Quy trình nghiền bi sử dụng bi zirconium oxid đồng thời cả bốn cỡ bi 25; 10; 5,5 và 2g, thời gian nghiền 50 phút, tần số nghiền 30 Hz. Hỗn dịch nano aspirin có KTTP trung bình 464,3 nm; PDI = 0,41; giá trị tuyệt đối của thế zeta 9,1 mV. Hỗn dịch được phun sấy ở nhiệt độ 1700C; áp lực súng phun là 3,5 atm; tốc độ phun dịch là 1200 ml/h; tốc độ thổi khí là 800 l/h và đông khô ở nhiệt độ -800C, trong 24 giờ để thu được bột nano aspirin 2) Nghiên cứu đã đánh giá được một số đặc tính của bột nano aspirin như hình thức, KTTP (499,6 nm khi sử dụng phương pháp đông khô; 502,3 nm khi sử dụng phương pháp phun sấy), phân bố kích thước tiểu phân (PDI=0,42 khi sử dụng phương pháp đông khô ; PDI = 0,405 khi sử dụng phương pháp phun sấy), giá trị tuyệt đối thế zeta (- 10,4 mV khi sử dụng phương pháp đông khô ; -10,2 mVkhi sử dụng phương pháp phun sấy), tốc độ hòa tan trong đệm phosphat pH 6,8 (hòa tan hoàn toàn sau 10 phút), phân tích nhiệt vi sai (phương pháp nghiền bi không làm thay đổi trạng thái kết tinh của aspirin), quét phổ IR (không có sự tương tác giữa dược chất và tá dược). ĐỀ XUẤT 1. Tiếp tục khảo sát và hoàn thiện quy trình nâng cao hiệu suất và nâng lên quy mô công nghiệp 2. Ứng dụng bột nano aspirin vào một số dạng bào chế như viên nén, viên nang cứng, viên nang mềm 49
  59. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1. Bộ Y tế (2017), Dược điển Việt Nam V, Nhà xuất bản Y học 2. Dược thư quốc gia Việt Nam (2018), Nhà xuất bản Y học. 3. GS. TS. Nguyễn Thanh Hải (2018), Giáo trình Công nghệ dược phẩm, NHà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội. 4. Từ Minh Koong (2009), Kỹ Thuật sản xuất dược phẩm tập III, nhà xuất bản Y học, nhà xuất bản Y học. 5. La Vũ Thùy Linh (2010), "Công nghệ nano -cuộc cách mạng trong khoa học kỹ thuật thế kỉ 21", Đại học Tôn Đức Thắng. 6. Vũ Văn Thưởng (2019), Ngiên cứu bào chế và đánh giá một số đặc tính tiểu phân nano aspirin, Đại học Quốc gia Hà Nội. Tiếng Anh 7. Zhang S., Sun M., Zhao Y., Song X., He Z., Wang J., Sun J. (2017), "Molecular mechanism of polymer-assisting supersaturation of poorly water-soluble loratadine based on experimental observations and molecular dynamic simulations", Drug Delivery and Translational Research, 7(5), 738-749. 8. Abdelwahed W., Degobert G., Stainmesse S., Fessi H. (2006), "Freeze-drying of nanoparticles: formulation, process and storage considerations", Advanced Drug Delivery Reviews, 58(15), 1688-1713. 9. Abdulkadir M. Q. (2009), "Colorimetric assay of Aspirin using modified method". 10. Affonso A., Naik VR. (1971), "Microcrystallization methods for aspirin, mebutamate, and quinine sulfate", Journal of pharmaceutical sciences, 60(10), 1572-1574. 11. Bae S. K. (2008), "determination of acetylsalicylic acid and its major metabolite, salicylic acid, in human plasma using liquid chromatogarphy- tandem mass spectrometry: apllication to pharmacokinetic study of Astrixx in Korean healthy volunteers", Biomedical Chromatography, 22, 213-219. 12. Benet L.Z., Wu C.Y. (2009), "Using a biopharmaceutics drug disposition classification system to predict bioavailability and elimination characteristics of new molecular entities".
  60. 13. Bhowmik D., Harish G., Duraivel S. (2012), "Nanosuspension-A novel approaches in drug delivery system", The pharma innovation - Journal 50-63. 14. Chen H., Khemtong C., Yang X. (2011), "Nanonization strategies for poorly water-soluble drugs", Drug Discov Today, 16, 354-360. 15. Dandah O., Najafzadeh M., Isreb M., Linforth R., Tait C., Baumgartner A., Anderson D. (2018), "Aspirin and ibuprofen, in bulk and nanoforms: Effects on DNA damage in peripheral lymphocytes from breast cancer patients and healthy individuals", Mutat Res Genet Toxicol Environ Mutagen, 826, 41-46. 16. Das S., Bellare J. R., Banerjee R. (2012), "Protein based nanoparticles as platforms for aspirin delivery for ophthalmologic applications", Colloids Surf B Biointerfaces, 93, 161-8. 17. Das S. K., Roy S., Kalimuthu Y., Khanam J., Nanda A. (2012), "Solid dispersions: an approach to enhance the bioavailability of poorly water-soluble drugs", International Journal of Pharmacology and Pharmaceutical Technology, 1(1), 37-46. 18. De Jong W. H., Borm P. J. (2008), "Drug delivery and nanoparticles:applications and hazards", Int J Nanomedicine, 3(2), 133-49. 19. Filková I., Huang L. X., Mujumdar A. S. (2006), Industrial spray drying systems, Taylor & Francis Group215-254 20. Gao L., Zhang D., Chen M. (2008), "Drug nanocrystals for the formulation of poorly soluble drugs and its application as a potential drug delivery system", J Nanopart Res. 21. Gulsun T., Gursoy R.N., Oner L. (2009), "Nanocrystal technology for oral delivery of poorly water-soluble drugs", FABAD J Pharm Sci, 55-65. 22. Harris R. E., Beebe-Donk J., Doss H., Burr D. D. (2005), "Aspirin, ibuprofen, and other non-steroidal anti-inflammatory drugs in cancer prevention: a critical review of non-selective COX-2 blockade (review)", Oncol Rep, 13(4), 559-83. 23. Harris R. E., Beebe J., Alshafie G. A. (2012), "Reduction in cancer risk by selective and nonselective cyclooxygenase-2 (COX-2) inhibitors", J Exp Pharmacol, 4, 91-6. 24. Hutchins K.M., Rupasinghe T.P., Oburn S.M., Ray K. K., Tivanski A.V., MacGillivray L. R. (2019), "Remarkable decrease in stiffness of aspirin crystals
  61. upon reducing crystal size to nanoscale dimensions via sonochemistry", CrystEngComm, 21(13), 2049-2052. 25. Jin S., Wang Y., Zhu H., Wang Y., Zhao S., Zhao M., Liu J., Wu J., Gao W., Peng S. (2013), "Nanosized aspirin-Arg-Gly-Asp-Val: delivery of aspirin to thrombus by the target carrier Arg-Gly-Asp-Val tetrapeptide", ACS Nano, 7(9), 7664-73. 26. Katteboinaa S., Chandrasekhar V., Balaji S. (2009), "Drug nanocrystals: a novel formulation approach for poorly soluble drugs", International Journal of Pharmtech Research, 1, 682-694. 27. Keck C. M., Müller R. H. (2006), "Drug nanocrystals of poorly soluble drugs produced by high pressure homogenisation", European journal of pharmaceutics and biopharmaceutics, 3-16. 28. Keck C. M., Müller R. H. (2010), SmartCrystals – review of the second generation of drug nanocrystal. 29. Kesisoglou F., Mitra A. (2012), "Crystalline nanosuspensions as potential toxicology and clinical oral formulations for BCS II/IV compounds", AAPS J, 14(4), 677-87. 30. Martindale (2014), Pharmaceutical Press. 31. Möschwitzer J., Müller R.H. (2007), "Drug nanocrystals – the universal formulation approach for poorly soluble drugs", Informa Healthcare, 71-88. 32. O'Neil M. J. (2006), The Merck index: an encyclopedia of chemicals, drug and biologicals. 33. Peltonen L. (2018), "Design space and QbD approach for production of drug nanocrystals by wet media milling techniques", Pharmaceutics, 10(3), 104. 34. Rabinow B. E. (2004), "Nanosuspensions in drug delivery", Nat Rev Drug Discov, 3(9), 785-96. 35. Raghava S.K.M., Mishra B. (2016), "“Drug nanocrystals: A way toward scale- up", Saudi Pharmaceutical Journal, 24, 386–404. 36. Rahman M. M., Moniruzzaman M., Haque S., Azad M. A. K., Aovi F. I., Sultana N. A. "Effect of Poloxamer on release of poorly water soluble drug Loratadine from solid dispersion: Kneading method", Antimicrobial activity of berries and leaves essential oils of Macedonian Juniperus foetidissima Willd.(Cupressaceae), 45.
  62. 37. Shegokar R., Muller R. H. (2010), "Nanocrystals: industrially feasible multifunctional formulation technology for poorly soluble actives", Int J Pharm, 399(1-2), 129-39. 38. Tang S. Y., Sivakumar M., Ng A. M., Shridharan P. (2012), "Anti-inflammatory and analgesic activity of novel oral aspirin-loaded nanoemulsion and nano multiple emulsion formulations generated using ultrasound cavitation", Int J Pharm, 430(1-2), 299-306. 39. Tsotsas E., Mujumdar A. S. (2011), "Product Quality and Formulation", WILEY-VCH Verlag GmbH&Co. KGaA, Germany, 231-284. 40. Varaporn B. J. (2015), "“Nanocrystals for enhancement of oral bioavailability of poorly water – soluble drugs", 13 - 23 41. Vijaykumar N., Venkateswarlu V., Raviraj P. (2009), "“Drug Nanoparticles – An Overview”", Hyderabad India, 111-132. 42. Woo M. W., Mujumdar A. S., Daud W. R. W. (2010), "Spray Drying Technology", 1, 37-60, 113-156. 43. Yancai W., Lieg Z., Qiwei W., Diatrui Z. (2013), "Stability issue of nanosuspensions in drug delivery", Journal of Controlled Release. 44. Zi H., LohaAsim K.S., Paul W.S.H. (2015), "Overview of milling techniques for improving the solubility of poorly water-soluble drugs", Asian Journal of Pharmaceutical Sciences, 10, 255-274.
  63. PHỤ LỤC Phụ lục 1: Xác định điểm hấp thụ cực đại Hình 1.1. Phụ lục 2: KTTP, phân bố KTTP, thế zeta của hỗn dịch nano aspirin Hình 2.1. KTTP, PDI của một mẫu hỗn dịch nano aspirin
  64. Hình 2.2. Thế zeta của một mẫu hỗn dịch nano aspirin