Nghiên cứu điều chế dung dịch xịt họng tạo màng chứa povidon iod

Từ các đặc điểm trên, mục tiêu đề tài là nghiên cứu xây dựng công thức phun xịt mang đặc điểm gel in situ kết hợp tạo màng chứa PVP-I nhằm tăng thời gian tiếp xúc và sự tuân thủ của bệnh

ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LÊ BÙI TIẾN HUY

NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ DUNG DỊCH XỊT HỌNG TẠO MÀNG CHỨA POVIDON IOD

LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC

TP.HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022

ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LÊ BÙI TIẾN HUY

NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ DUNG DỊCH XỊT HỌNG TẠO MÀNG CHỨA POVIDON IOD

NGÀNH: CÔNG NGHIỆP DƯỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ

MÃ SỐ: 8720202

LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS HUỲNH TRÚC THANH NGỌC

TP.HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu nghiên cứu,kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳcông trình nào khác.

Tác giả luận văn

Lê Bùi Tiến Huy

NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ DUNG DỊCH XỊT HỌNG TẠO MÀNG CHỨA

POVIDON IOD

Lê Bùi Tiến Huy Người hướng dẫn: TS Huỳnh Trúc Thanh Ngọc TÓM TẮT

Mở đầu: Povidon iod (PVP-I) là một chất có hoạt tính kháng khuẩn mạnh, có phổ

kháng khuẩn rộng trên vi khuẩn gram dương, gram âm, nấm, bào tử nấm và một số

loại virus Gel in situ có khả năng kéo dài thời gian lưu giữ và phóng thích dược

chất trên niêm mạc và da, đưa thuốc dễ dàng đến vị trí tác động khác nhau Dạngthuốc xịt tạo màng cho thấy các ưu điểm như tính tiện dụng, tỷ lệ kích ứng thấp, độche phủ tốt, dễ phân bố thuốc ở những vị trí khó tiếp cận và thuận lợi điều chỉnhliều lượng Từ các đặc điểm trên, mục tiêu đề tài là nghiên cứu xây dựng công thức

phun xịt mang đặc điểm gel in situ kết hợp tạo màng chứa PVP-I nhằm tăng thời

gian tiếp xúc và sự tuân thủ của bệnh nhân

Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu điều chế gel in situ xit tạo màng chứa

povidon iod Tiến hành khảo sát loại và tỷ lệ polymer phù hợp các đặc điểm phunxịt PVP-I từ đó xây dựng, đánh giá và lựa chọn công thức phù hợp thông qua cácchỉ tiêu về cảm quan dung dịch và màng tạo thành, thời gian và nhiệt độ chuyển gel,

độ nhớt, góc phun, thời gian hình thành màng và khả năng kháng khuẩn

Kết quả: Đề tài đã xây dựng được hai công thức mang đặc điểm gel in situ xịt tạo

màng Từ kết quả kháng khuẩn, công thức tạo màng PVP-I tốt hơn so với công thức

gel in situ ở nồng độ 0,5% Thành phần công thức gel in situ dạng xịt tạo màng

PVP-I 0,5% gồm 0,5% PVP-I, 2,0% PVP K30, 0,3% menthol, 0,05% KI, hệ đệmcitrat-phosphat và dung môi ethanol: H2O Công thức thu được trong suốt, đồngnhất, thời gian tạo màng trung bình 230 ± 1,32 giây, pH 5,032, độ bền màng 57,3 ±2,3 phút Từ kết quả ổn định cho thấy, công thức duy trì cảm quan, thời gian tạomàng và hàm lượng hoạt chất tuy nhiên pH có sự thay đổi sau 3 tháng

Kết luận: Đề tài đã hoàn thành các mục tiêu đặt ra, đã lựa chọn được công thức

dung dịch xịt họng chứa PVP-I có khả năng kháng khuẩn ở nồng độ 0,5% có thời

phút Kết quả thu được là tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo về dạng xịt họng gel

in situ có đặc điểm tạo màng chứa PVP-I.

Từ khóa: PVP-I, dung dịch xịt họng, tạo màng, gel in situ

FORMULATION OF FILM FORMING THROAT SPRAY SOLUTION

CONTAINING POVIDONE IOD

Le Bui Tien HuySupervisor: Huynh Truc Thanh Ngoc, Ph.D

ABSTRACT

Background: Povidone-iodine (PVP-I) is a broad-spectrum tropical disinfectant in

effectiveness against gram-positive, gram-negative bacteria, spores, fungi, protozoa

and some viruses Many studies prove that gel in situ spray and film forming spray

has many advantages such as convenience, low irritation rate and excellent

coverage The objective of the study is to study and develop a formulation of gel in

situ combine with film-forming spray containing PVP-I in order to increase contact

time and the patient’s compliance

Methods: Screening and selecting the polymer concentration suitable for the

characteristics of throat spray formulation From there, develop, evaluate andimprove the formular through a number of criteria such as temperature gel forming,time gel forming, viscosity, film forming time and spray angle

Results: Preliminary research results, the formular of PVP-I with gel in situ and

film forming are developed separately In the study of antibacterial, the film

forming formular has antibacterial ability better than gel in situ formular From

there, the chosen formulation (20 gram) contained 0,1 g PVP-I, 0,4 g of PVP K30,

60 mg of menthol, 6 mg of KI, citrate-phosphate buffer solution và ethanol:H2Osolvent The obtained formulation, which is clear and uniformity solution, averagefilm-forming time was 230 ± 1.32 seconds, pH was 5.032, membrane strength was57.3 ± 2.3 minute In the stability results, showed that the formulation was stableabout film-forming time, iodine content but the pH was unstable after three months

Conclusions: The research has completed the set goals; a selected throat spray

PVP-I solution has antibacterial ability at a concentration of 0.5% with an averagefilm-forming time of 230 ± 1,32 seconds and membrane retention time at 57.3 ± 2.3

minutes The obtained results are the basis for further studies on the gel in situ

Keywords: PVP-I, throat spray, film forming, solution

Danh mục chữ viết tắt

Danh mục bảng

Danh mục hình

MỞ ĐẦU

Chương 1 TỔNG QUAN 2

1.1 Đặc điểm sinh lý vùng họng 2

1.2 Povidon iod 3

1.3 Hệ thống thuốc xịt tạo màng phim phân phối thuốc tại chỗ 5

1.4 Gel in situ 7

1.5 Các nghiên cứu liên quan đến gel in situ FFS 14

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

2.1 Đối tượng nghiên cứu 16

2.2 Nguyên liệu hóa chất và trang thiết bị 16

2.3 Phương pháp nghiên cứu 17

Chương 3 KẾT QUẢ 30

3.1 Xây dựng công thức điều chế hệ gel in situ chứa povidon iod 30

3.2 Hoàn chỉnh công thức gel in situ dạng xịt tạo màng ở quy mô phòng thí nghiệm 44

3.3 Nâng cấp cỡ lô, đề xuất dự thảo tiêu chuẩn cơ sở, sơ bộ đánh giá độ ổn định của công thức gel in situ dạng xịt tạo màng chứa povidon iod 55

Chương 4 BÀN LUẬN 62

4.1 Xây dựng công thức gel in situ tạo màng phim chứa povidon iod ở quy mô phòng thí nghiệm 62

nghiệm 654.3 Nâng cấp cỡ lô, đề xuất dự thảo tiêu chuẩn cơ sở, sơ bộ đánh giá độ ổn định

của công thức gel in situ dạng xịt tạo màng chứa povidon iod 66

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Danh mục chữ viết tắt

methyl cellulose

cellulose

Danh mục bảng

Bảng 1.1 Một số polymer được sử dụng điều chế gel in situ 8

Bảng 1.2 Một số chất hoá dẻo thường hay sử dụng 12

Bảng 1.3 Một số dung môi thường được sử dụng 13

Bảng 2.1 Danh mục nguyên liệu 16

Bảng 2.2 Danh mục trang thiết bị 16

Bảng 2.3 Chuẩn bị các dung dịch chuẩn 23

Bảng 2.4 Thành phần các mẫu đánh giá định tính kháng khuẩn 25

Bảng 2.5 Thành phần các công thức đánh giá định lượng kháng khuẩn 27

Bảng 2.6 Thành phần công thức PVP-I 28

Bảng 2.7 Các thông số khảo sát ở các công đoạn quy trình điều chế 28

Bảng 2.8 Điều kiện bảo quản và thời gian theo dõi độ ổn định 29

Bảng 3.1 Kết quả khảo sát hệ tạo gel in situ 30

Bảng 3.2 Kết quả khảo sát công thức F9-F13 31

Bảng 3.3 Kết quả khảo sát công thức F14-F18 31

Bảng 3.4 Kết quả khảo sát công thức F19-F23 31

Bảng 3.5 Kết quả khảo sát công thức F24-F37 32

Bảng 3.6 Kết quả độ nhớt ở nhiệt độ 25 ℃ và 37 ℃ 33

Bảng 3.7 Kết quả khảo sát ảnh hưởng PVP-I 34

Bảng 3.8 Kết quả sàng lọc polymer 35

Bảng 3.9 Kết quả công thức khảo sát FF1-FF18 36

Bảng 3.10 kết quả đo độ nhớt công thức FF7, FF17, FF18 39

Bảng 3.11 Thành phần công thức FF19 – FF27 40

Bảng 3.12 Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng dược chất đến công thức 40

Bảng 3.13 Bán kính vòng kháng khuẩn các công thức khảo sát, 42

Bảng 3.14 Giá trị MIC (µg/mL) của công thức khảo sát 43

Bảng 3.15 Cảm quan tạo màng và thời gian hình thành màng các công thức khảo sát 44

Bảng 3.18 Hàm lượng iod khảo sát ảnh hưởng chất ổn định theo các tỷ lệ 47

Bảng 3.19 Hàm lượng iod thực trong dung dịch chuẩn gốc 48

Bảng 3.20 Thể tích điểm tương đương của các mẫu 48

Bảng 3.21 Thể tích điểm tương đương của các mẫu chuẩn 51

Bảng 3.22 Kết quả xử lý thống kê 52

Bảng 3.23 Kết quả thẩm định độ đúng 52

Bảng 3.24 Kết quả tỷ lệ phục hồi thẩm định độ đúng 53

Bảng 3.25 Kết quả độ chính xác 53

Bảng 3.26 Tỷ lệ rò rỉ của bao bì xịt thời điểm ngày 0 và ngày 3 54

Bảng 3.27 Hàm lượng iod trong giọt phun tại các lần phun 54

Bảng 3.28 Thành phần công thức PVP-I điều chế cỡ lô 20 g/mẫu 55

Bảng 3.29 Tỷ trọng và thể tích trung bình giọt phun 57

Bảng 3.30 Kết quả đánh giá độ bền màng 57

Bảng 3.31 Kết quả đánh giá các chỉ tiêu công thức PVP-I cỡ lô 20g/ mẫu 58

Bảng 3.32 Kết quả khảo sát các thông số khi nâng cỡ lô công thức PVP-I 0,5 % 58

Bảng 3.33 Kết quả nghiên cứu độ ổn định pH công thức chứa PVP-I 0,5% 59

Bảng 3.34 Kết quả nghiên cứu độ ổn định góc phun 60

Bảng 3.35 Kết quả nghiên cứu độ ổn định độ che phủ 60

Bảng 3.36 Kết quả nghiên cứu độ ổn định hàm lượng hoạt chất 61

Danh mục hình

Hình 1.1 Cấu trúc giải phẫu miệng, hầu, họng 2

Hình 1.2 Công thức phân tử povidon iod 4

Hình 1.3 Cơ chế tạo màng phim tại ví trí tác động 6

Hình 1.4 Cơ chế hình thành màng phim 6

Hình 1.5 Cấu trúc phân tử EC 9

Hình 1.6 Cấu trúc phân tử HPMC 9

Hình 1.7 Cấu trúc phân tử của Na CMC 10

Hình 3.1 Thể chất dung dịch của các polymer khảo sát: Na CMC(1) 35

Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn kết quả khảo sát các công thức PVP K30 37

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn kết quả khảo sát công thức poloxamer 407 37

Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn kết quả công thức khảo sát HPMC E6 38

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn kết quả công thức khảo sát PVP K30:HPMC E6 38

Hình 3.6 Cảm quan dung dịch công thức phối hợp PVP – I 41

Hình 3.7 Vòng kháng khuẩn của các công thức kháng khuẩn 42

Hình 3.8 Kết quả xác định MIC trên S pneumonuae và S aureus 43

Hình 3.9 Cảm quan khảo sát tá dược tạo hương 46

Hình 3.10 Thể tích điểm tương đương mẫu chuẩn 49

Hình 3.11 Thể tích điểm tương đương mẫu thử 49

Hình 3.12 Thể tích điểm tương đương placebo 50

Hình 3.13 Thể tích điểm tương đương mẫu trắng 50

Hình 3.14 Thể tích điểm tương đương mẫu tự tạo 50

Hình 3.15 Đồ thị biễu diễn tương quan hồi quy tuyến tính giữa 51

Hình 3.16 Sơ đồ quy trình điều chế công thức PVP – I 0,5% 56

MỞ ĐẦU

Povidon-iod (PVP-I), một phức hợp của polyvinylpyrrolidon và iod là mộtchất khử trùng mạnh, hiệu quả kháng virus, vi khuẩn, nấm và bào tử nấm mốc Cácsản phẩm PVP-I trên thị trường được sử dụng như một chất khử trùng, khử độc tínhnhiều loại virus và vi khuẩn khác nhau PVP-I hiện đang được ứng dụng trong nhãnkhoa, phẫu thuật, điều trị các bệnh mãn tính, cấp tính Hiện nay, PVP-I còn đượcnghiên cứu ứng dụng trong phòng chống SARS–CoV–21

Gel in situ tồn tại dưới dung dịch lỏng với độ nhớt thấp, khi tiếp xúc với môi trường sinh lý của cơ thể như nhiệt độ, pH,… chuyển thành dạng gel Gel in situ có

khả năng kéo dài thời gian lưu giữ và phóng thích dược chất trên niêm mạc và da,đưa thuốc dễ dàng đến vị trí tác động khác nhau do đó nâng cao hiệu quả điều trị vàtăng khả năng tuân trị của bệnh nhân2

Dạng phân phối thuốc tại chỗ mang nhiều ưu điểm như thuốc không bịchuyển hóa lần đầu qua gan, không bị ảnh hưởng bởi pH thấp và các enzym trong

hệ tiêu hóa Các thuốc dùng tại chỗ thường được bào chế dưới hình thức miếng dán,gel, kem, thuốc mỡ hoặc thuốc xịt, trong đó miếng dán là hình thức phổ biến nhưngcũng thường liên quan đến kích ứng tại vị trí dán đồng thời thuốc khó ổn định và cóthể kết tinh trong quá trình bảo quản Dạng thuốc xịt tạo màng cho thấy các ưu điểmnhư tính tiện dụng, tỷ lệ kích ứng thấp, độ che phủ tốt, dễ phân bố thuốc ở những vịtrí khó tiếp cận và thuận lợi điều chỉnh liều lượng3-5

Từ đó, đề tài “Nghiên cứu điều chế dung dịch xịt họng tạo màng chứa

povidone iod” mục tiêu điều chế gel in situ dạng xịt tạo màng chứa povidon iod

thuận tiện sử dụng cho đối tượng bệnh nhân trong điều trị, phòng chống các bệnhlây nhiễm Đề tài tiến hành với các mục tiêu cụ thể cần thực hiện gồm:

1 Xây dựng công thức điều chế hệ gel in situ chứa povidon iod.

2 Hoàn chỉnh công thức gel in situ dạng xịt tạo màng ở quy mô phòng thí

nghiệm

3 Nâng cấp cỡ lô, đề xuất dự thảo tiêu chuẩn cơ sở, sơ bộ đánh giá độ ổn định

của công thức gel in situ dạng xịt tạo màng chứa povidon iod.

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm sinh lý vùng họng

1.1.1 Cấu trúc giải phẫu

Hầu hay còn được gọi là họng có cấu trúc ống dẫn nằm ở vị trí giữa cổkết nối từ khoang miệng và chia thành hai đường dẫn đến hệ thống cơ quanđường hô hấp và đường tiêu hóa Cấu trúc phần họng chia thành ba phần chính gồmvùng họng mũi nằm ở vị trí sau khoang mũi; vùng họng miệng và vùng họngthanh quản có vị trí phía sau ống thanh quản được mô tả ở Hình 1.1 Mặt bênphía sau vùng mũi họng có hai lỗ mở, một là ống thính giác (ống Eustachian hoặcống hầu họng) được bao quanh các lớp màng nhầy có vai trò cân bằng áp suất vàtạo điều kiện cho đặc điểm tiết dịch ở tai giữa Vai trò thứ hai, vùng họng miệnglàm nhiệm vụ tiếp nối khoang miệng và có chức năng đưa các chất theođường thực quản đến hệ tiêu hóa6

Hình 1.1 Cấu trúc giải phẫu miệng, hầu, họng

Cấu trúc niêm mạc hoặc vùng dưới niêm mạc miệng và hầu họng thuộccấu trúc đầu tiên của hệ tiêu hoá, có vai trò quan trọng tiêu hoá thức ăn, điều chỉnhhoạt động nhai, nuốt và tiết nước bọt ở khoang miệng, khoang miệng (oral cavity),hầu họng (oropharynx) và phần dưới cùng của họng (hypopharynx) được bao phủbởi ba loại niêm mạc phụ thuộc vào chức năng của mỗi vùng và cấu trúc thanh quảnđược bao phủ bởi niêm mạc đường hô hấp Bên dưới lớp biểu mô gồm các lớp đệmnhiều lớp cấu tạo từ các nguyên bào sợi, tế bào miễn dịch, lớp dưới niêm mạc chứa

mô sợi và tế bào cơ Ngoài các tế bào sừng ở các loại niêm mạc phụ thuộc vào chứcnăng khác nhau, một số tế bào khác như tế bào hắc tố, tế bào Langerhans và tế bàoMerkel liên kết với các tế bào thần kinh thông tin xúc giác, lớp sâu bên dưới môliên kết gồm các sợi thần kinh và mạch máu lớn7

1.1.2 Chức năng sinh lý

Khi có vật thể mềm đi từ khoang miệng, các cơ của vòm miệng mềm

sẽ co lại đóng vòm miệng không để thức ăn vào khoang mũi Đồng thời,nắp thanh quản (có cấu tạo sụn đơn ở phần trên của thanh quản) sẽ đẩy ra phía trướcmục đích đóng cửa vào thanh quản, ngăn cản thức ăn đi vào đường thở Giai đoạntiếp theo, thức ăn sẽ đi đường thực quản xuống hệ tiêu hoá và không khí đi từvùng trên của hầu (vùng mũi và miệng) đi vào hướng đầu vào thanh quản và đếnkhí quản đường hô hấp8,9

1.2 Povidon iod

Povidon iod (PVP-I) là phức hợp của iod với polyvinylpyrrolidon (povidon)chứa 9-12% iod tính theo chế phẩm làm khô Ở dạng dung dịch, PVP-I chứa 0,85-1,2% PVP-I có pH từ 1,5 đến 5,010

Danh pháp IUPAC: 1–Vinyl–2–pyrrolidinone-iodine

Cấu trúc hóa học: (C6H9NO)n xI11

Cấu trúc phân tử povidon iod được thể hiện ở Hình 1.2

Khối lượng phân tử: 364,95 g/mol

tính dược lý mạnh đối với Staphylococcus aureus, Neisseria gonorrhoeae,

Pseudomonas aeruginosa, virus giang mai, virus viêm gan B, virus HIV và Trichomonas vaginalis12,13

PVP-I có tác dụng thuốc kém hơn các chế phẩm chứa iod tự do nhưng ít độcvới cơ thể vì cơ chế giải phóng từ từ iod14

PVP-I hấp thu toàn thân phụ thuộc vào vùng tác động và tình trạng sử dụngthuốc (diện tích rộng trên da, niêm mạc, vết thương, các khoang trong cơ thể)14 Saukhi được phóng thích, iod có kích thước phân tử nhỏ, nhanh chóng xâm nhập vào visinh vật và oxy hóa các protein quan trọng, các nucleotid và acid béo dẫn đến gâychết tế bào12

Tương tác thuốc

PVP-I bị giảm tác dụng kháng khuẩn khi có kiềm và protein nhưng khôngmất tác dụng khi tương tác với xà phòng Thuốc bị mất tác dụng vớinatri thiosulfat, ánh sáng mặt trời, nhiệt độ cao và các thuốc sát khuẩn khác.Đồng thời, hiện tượng ăn da xuất hiện khi PVP-I tương tác hợp chất thủy ngân14

Độ ổn định

PVP-I được bảo quản dưới dạng trạng thái rắn không bị mất lượng iod

Hình 1.2 Công thức phân tử povidon iod

với độ ẩm trong môi trường Bên cạnh đó, yếu tố khác ảnh hưởng đến hàm lượngiod trong phức hợp PVP-I gồm ánh sáng mặt trời, nhiệt độ quá cao15,16.

Ứng dụng

PVP-I đã được chứng minh ngoài tác dụng khử khuẩn, kháng khuẩn PVP-I

có hoạt tính trên nhiều loại virus có vỏ hoặc không có vỏ và có thể

đề kháng lại các chủng coronavirus gây bệnh khác (MERS–CoV, SARS–CoV)13,17.Trong bối cảnh của đại dịch COVID–19, các chế phẩm chứa PVP-I đượcnghiên cứu do những tiềm năng trong việc phòng chống virus gây bệnhSARS–CoV–2 Trong đó, một số thử nghiệm lâm sàng được triển khai, đánh giáhiệu quả của các chế phẩm PVP-I trong điều trị và phòng chống SARS–CoV–21,18

1.3 Hệ thống thuốc xịt tạo màng phim phân phối thuốc tại chỗ

1.3.1 Khái niệm

Dạng thuốc xịt tạo màng phim (FFS) là hệ thống đưa thuốc ở dạng dung dịchphun tạo màng phim khi đến mục tiêu tác động, sử dụng các polymer làm chất nềnhình thành màng phim5 FFS chứa các polymer và các tá dược cải thiện các đặcđiểm và tính ổn định của dược chất, được chứng minh có nhiều ưu điểm tốt hơn sovới miếng dán thông thường về thuận tiện sử dụng, ít kích ứng, có độ bao phủ lớntrên bề mặt da hoặc vết thương và phân phối thuốc đồng đều hơn19

1.3.2 Đặc điểm và cơ chế dạng thuốc

FFS có thể đưa các giọt dung dịch tạo phim đến vùng da, niêm mạc hoặcvùng vết thương sâu thông qua các giọt nhỏ từ đó đưa thuốc đến mô mục tiêu đượcbiểu diễn ở Hình 1.3 FFS chứa dược chất, có thể chứa tác nhân tăng tính thấm, cácpolymer được hòa tan trong dung môi hữu cơ, khả năng phun phụ thuộc vào loại vòiphun, kích thước khẩu độ, áp suất phun và bản chất của dịch phun5

Ngoài ra, đặc điểm về độ nhớt, đặc tính gel in situ, pH và sự nhạy với nhiệt

của FFS cần được nghiên cứu lựa chọn các polymer, dung môi và tá dược khác20

Hình 1.3 Cơ chế tạo màng phim tại ví trí tác động 1.3.3 Quá trình hình thành màng phim

Quá trình hình màng thông qua cơ chế từ sự bay hơi dung môi thể hiện qua

ba giai đoạn, cơ chế được mô tả ở Hình 1.4

Giai đoạn 1: Các chuỗi polymer trong cấu trúc có hoặc không có nhánh phân

tử đan xen kẽ vào nhau nhưng không tạo tiên liên kết giữa các polymer

Giai đoạn 2: Khi dung môi bay hơi, các chuỗi polymer đan xen vào nhau vàcác khoảng trống giữa cấu trúc các polymer giảm dần tạo liên kết giữa các phân tử

Giai đoạn 3: Dung môi bay hơi hoàn toàn, cấu trúc các polymer sắp xếp theomột trình tự nhất định, liên kết giữa các phân tử được hình thành tạo thành màngmỏng trên bề mặt

Hình 1.4 Cơ chế hình thành màng phim

1.3.4 Đặc điểm một số thiết bị phun dung dịch tạo phim

Các giọt phun dung dịch tạo màng được phun bởi các thiết bị khác nhau, mỗithiết bị sẽ có đặc điểm và mục đích sử dụng khác nhau Hiện nay các thiết bị phunđược ứng dụng vào vận chuyển dạng thuốc xịt tạo màng phim bao gồm: thiết bịphun thông thường, thiết bị phun định liều, thiết bị phun tĩnh điện và thiết bị phunsiêu âm

Thiết bị phun thông thường:

˗ Thiết bị có bình chứa làm bằng nhựa hoặc bằng nhôm với ống nhúngđường kính 1,2 mm và kích thước khẩu độ 0,3 mm

˗ Góc phun giọt trung bình: 78,69-87,39°

˗ Lượng dung dịch tạo màng phun trung bình: 0,11-0,35 g hoặc mL

˗ Tỷ lệ rò rỉ trung bình mỗi lần phun: 0,01-0,02%5

Thiết bị phun định liều (MDS):

˗ MDS có thể điều chỉnh lượng giọt phun dựa vào liều lượng thuốc5

˗ Lượng thuốc FFS trung bình có thể phun: 90-102 mL20

˗ Góc phun trung bình: 83,51°5

˗ Tỷ lệ rò rỉ trung bình mỗi lần phun: 0,01-0,02%20

Thiết bị phun tĩnh điện (ES):

˗ Thường được dùng phun thuốc trừ sâu trong nông nghiệp

˗ ES tăng tốc độ tạo giọt, che phủ đồng đều và giảm tỷ lệ thất thoát5

Thiết bị phun siêu âm:

˗ Vòi phun có thể hoạt động ở áp suất cao và áp suất thấp cho kích thước hạtđồng đều với đường kính nhỏ hơn 10 µm

˗ Tần số điện cực thường dùng: 10 MHz5

1.4 Gel in situ

1.4.1 Định nghĩa

Gel in situ là một hệ thống phân phối thuốc được cấu tạo từ các polymer có

dạng lỏng trước khi sử dụng nhưng chuyển sang dạng gel khi tiếp xúc vớimôi trường sinh lý của cơ thể2,21

Ưu điểm của gel in situ:

˗ Giảm số lần sử dụng thuốc

˗ Gia tăng mức độ hài lòng và thoải mái cho bệnh nhân

˗ Có thể thay thế cho thuốc đường uống có sinh khả dụng thấp do chuyển hóalần đầu qua gan

˗ Kéo dài thời gian tiếp xúc tại trí tác động2

1.4.2 Cơ chế hình thành gel in situ

Gel in situ được tạo thành do một hay nhiều tác nhân kích thích làm thay đổi

trạng thái từ lỏng sang gel, một số cơ chế phổ biến:

˗ Cơ chế sinh lý (nhiệt độ và pH)

˗ Thay đổi tính chất vật lý (trao đổi dung môi và sự trương nở)

˗ Các yếu tố khác (sự tác động của ánh sáng và hiện diện của một số ion hoặcphân tử cụ thể)2,21

1.4.3 Tá dược tạo gel in situ trong dạng thuốc FFS

1.4.3.1 Polymer

Polymer trong gel in situ đóng vai trò là chất nền tạo màng phim, trong

dạng bào chế FFS các polymer phải có đặc điểm dễ rửa bởi nước, ổn định, phân hủysinh học và không gây kích ứng tại vị trí tác động, các polymer phải có đặc điểmnhạy cảm với nhiệt độ ở dạng dung dịch trong nhiệt độ phòng và chuyển thành gelkhi tiếp xúc nhiệt độ cơ thể hoặc polymer có đặc điểm chuyển thành gel khi pH thayđổi Hiện nay có hai loại polymer được sử dụng trong dạng thuốc FFS gồm nhiềupolymer tự nhiên và polymer tổng hợp, một số polymer trình bày ở Bảng 1.13,5,22

Bảng 1.1 Một số polymer được sử dụng điều chế gel in situ

Polymer tự nhiên và bán tổng hợp Polymer tổng hợp

Hydroxypropylmethyl–

1.4.3.2 Đặc điểm một số polymer

Dẫn xuất cellulose

Ethyl cellulose (EC) có cấu trúc tương tự cellulose và cellulose acetat nhưngmột số nhóm chức hydroxyl (–OH) bị thay thế bởi nhóm chức ethoxy (–O–CH2–

CH3) cấu trúc phân tử được biểu diễn ở Hình 1.523 Trong công thức tạo màng phim

có EC, màng phim dễ dàng được rửa sạch với nước và nồng độ EC lý tưởng trongcông thức tạo màng 5,02-5,25% khi phối hợp với Eudragit5

Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) thuộc nhóm ether cellulose là loạipolymer thân nước, có thể phân hủy sinh học và tương thích sinh học nên đượcứng dụng nhiều trong công thức mang thuốc, cấu trúc phân tử HPMC biểu diển ởHình 1.622 Trong nghiên cứu điều chế dạng thuốc FFS, HPMC có thời gian khôchậm và nồng độ lý tưởng tạo phim ở 2% tạo màng phim mỏng, nhẵn, bóng5

Hình 1.6 Cấu trúc phân tử HPMC

Na CMC (muối natri carboxymethyl cellulose) là một dẫn xuất cellulosechứa các nhóm carboxymethyl (–CH2–COOH) liên kết một số nhóm hydroxyl củacác monomer glucopyranose tạo thành khung cellulose, cấu trúc phân tử Na CMCbiểu diễn ở Hình 1.722

Hình 1.5 Cấu trúc phân tử EC

Na CMC có đặc tính trở nên loãng hơn khi có một lực tác động nên dễ dàngqua được đầu phun và trở lại trạng thái ban đầu sau khi phun, nồng độ Na CMCtối đa có thể phun là 2,5%, nồng độ lý tưởng tạo phim là 1,524.

Chitosan

Chitosan có nguồn gốc từ chitin được cấu tạo từ các D–glucosamin vàN–acetyl–D–glucosamin liên kết tại vị trí β–(1–4) Chitosan là một polymer cation,sản phẩm của phản ứng diacetyl hóa chitin có trong vỏ tôm và vỏ cua Chitosankhông độc tính, có đặc điểm tái tạo và phân hủy sinh học đồng thời chitosan có đặctính tăng tốc chữa lành vết thương, tính kháng khuẩn và tăng cường miễn dịch25

Chitosan có sức căng bề mặt lớn và tăng Tỷ lệ thuận với nồng độ và trọnglượng phân tử, do đó có thể phối hợp với Tween 80 để giảm sức căng bề mặt hoặc

có thể phối hợp với PEG 400 để tăng tính ổn định và độ tan của thuốc5

Povidone

Polyvinylpyrrolidon (PVP) gồm hai nhóm tan được và không tan Nhóm hòatan được tổng hợp bằng cơ chế trùng hợp gốc tự do do trong nước bằng hydroperoxide làm chất xúc tác, từ đó có thể tổng hợp các loại PVP hòa tan với các trọnglượng phân tử bất kỳ PVP có tên thương mại là Kollidon chứa hỗn hợp polyvinylacetat và PVP thường được sử dụng rộng rãi trong ngành dược phẩm, với vai trò rãnhanh, phóng thích dược chất chậm, tá dược tăng độ tan, tăng cường sinh khả dụng

và ổn định hoạt chất Trong nghiên cứu công thức tạo màng phim, PVP tạo màngtrong suốt, mỏng và khả năng phân tán tốt, độ ổn định pH 28 ngày bảo quản26

Poloxamer

Hình 1.7 Cấu trúc phân tử của Na CMC

Poloxamer là các polyme phản ứng nhiệt thường sử dụng trong phát triển các

hệ thống gel in situ Cấu trúc poloxamer là các copolymer triblock loại ABA bao

gồm các đơn vị polyoxyethylen (A) và polyoxypropylen (B), cấu trúc được chứngminh có tính lưỡng tính và có vai trò là chất hoạt động bề mặt Trong các loạipoloxamer, poloxamer 407 (P407) thường được sử dụng vì khả năng hòa tan tốt,độc tính thấp, đặc điểm phóng thích hoạt chất tốt, tương thích sinh học và ít tương

kỵ với các tá dược khác P407 được ứng dụng nhiều trong nghiên cứu hydrogel đápứng nhiệt do tác dụng không gây kích ứng trên màng sinh học và đưa thuốc đến nơitác động, đồng thời duy trì nồng độ cần thiết tại vị trí tác động trong thời gian dài,giảm liều sử dụng và tác dụng phụ của dược chất27

Carbopol

Carbopol là các acid polyacrylic cao phân tử được tổng hợp từ liên kết chéovới allyl sucrose hoặc allyl pentaerythritol và chứa từ 56% đến 69% (kl/kl) nhómacid carboxylic22 Carbopol không hòa tan nhưng trương nở trong nước sau khitrung hòa sẽ tăng độ nhớt đáng kể để tạo thành gel nên được sử dụng trong các côngthức thuốc lỏng hoặc bán rắn

Trong dạng thuốc FFS, carbopol được phối hợp với poloxamer sẽ chokhả năng phun tạo màng phim tốt với tốc độ phóng thích dược chất đạt yêu cầu28

1.4.3.3 Chất liên kết chéo (crosslinkers)

Chất liên kết chéo NaCl phối hợp với gôm gellan tác động lên đặc điểmnhạy cảm của gel với nhiệt độ từ đó hình thành màng phim tốt hơn và nhanh hơn29

1.4.3.4 Tác nhân tăng thấm

Hỗn hợp camphor và menthol được sử dụng tăng tính thấm của thuốc

kỵ nước Tuy nhiên, hỗn hợp này dễ làm trôi thuốc và hình thành các lỗ nhỏ trên

da30 Bên cạnh đó sử dụng tác nhân tăng thấm là azon cho các thuốc thân nước,azon có thể phối hợp propylen glycol (PG) cải thiện đặc điểm tăng thấm azon5

1.4.3.5 Tác nhân hóa dẻo và ổn định

Chất hóa dẻo là các chất dạng hữu cơ không bay hơi hoặc chất rắn có nhiệt

độ nóng chảy thấp khi phối hợp với polymer, các chất hóa dẻo làm thay đổi đặc tính

vật lý và cơ học của các polymer đồng thời cải thiện tính linh hoạt đại phân tửpolymer do nới lỏng khoảng không gian kín của các lực liên kết31.

Chất hóa dẻo có trọng lượng phân tử thấp hơn, mang nhiều phân tử hơntrong một đơn vị trọng lượng so với các chất hóa dẻo có trọng lượng phân tử caohơn Các phân tử dễ dàng xâm nhập hơn vào các chuỗi polymer tạo màng và có thểtương tác các nhóm chức cụ thể của polymer do đó các chất hóa dẻo có thể làm tăng

độ bền màng, độ dẻo dai và tính linh hoạt, các đặc điểm độ cứng, khả năng tíchđiện, nhiệt độ hóa kính có xu hướng giảm Các tác nhân hóa dẻo duy trì độ đàn hồi

và ngăn chặn đứt gãy màng phim đồng thời duy trình ổn định các hoạt chất và tăngtính thấm Polyethylen glycol (PEG) và PG được sử dụng với mục đích tăng thấmcho các thuốc chống nấm5,31 Một số chất hoá dẻo được trình bày trong Bảng 1.2

Bảng 1.2 Một số chất hoá dẻo thường hay sử dụng

Glycerol và ester Glycerin, Glycerin triacetat, Glyceryltributyrat

Dẫn xuất Glycol Propylen glycol, Poliethylen glycol

Các dung môi bay hơi và không bay hơi đều có thể sử dụng trong cácdạng thuốc FFS với mục tiêu cân bằng tốc độ khô màng phim, màng phim khôquá nhanh có thể làm cứng màng và làm thuốc khó thoát ra5 Một số dung môithường được sử dụng trình bày trong Bảng 1.3

Bảng 1.3 Một số dung môi thường được sử dụng

1.4.3.7 Các thành phần khác

Ngoài ra, một số thành phần khác có thể có trong công thức như:

˗ Chất chống oxy hóa: ổn định các dược chất dễ bị oxy hóa trong quá trìnhđiều chế cũng như trong quá trình bảo quản

˗ Chất tạo màu tạo thẩm mỹ, đặc trưng và dễ quan sát màng tạo thành chobệnh nhân

˗ Chất điều chỉnh pH duy trì pH phù hợp với độ ổn định dược chất, phù hợpvới vị trí mục tiêu đưa thuốc

1.4.4 Các chỉ tiêu đánh giá dạng thuốc FFS

Dạng thuốc FFS được đánh giá các chỉ tiêu sau tùy thuộc vào mục đích và

˗ Thời gian tạo màng phim: đánh giá tốc độ tạo màng phim của dung dịch saukhi phun

˗ Tính lưu biến: đánh giá độ nhớt của dung dịch tạo phim có áp lực khi quađầu phun và trở lại trạng thái nhớt ban đầu sau khi phun

˗ Hàm lượng thuốc trong mỗi lần phun và độ đồng đều hàm lượng

Ngoài ra có thể đánh giá các chỉ tiêu về đặc tính cơ học của màng phim tạothành (độ bền kéo, độ dày, thời gian lưu,…), kết dính sinh học, khả năng rửa sạch,khả năng cấp ẩm và hút ẩm của màng phim5

1.4.5 Các hệ gel tạo màng mang dược chất khác

Hydrogels tạo màng (FFHs)

FFHs là một hệ gel vận chuyển thuốc tiềm năng các đặc tính bao gồmtính linh hoạt cao, khả năng chống mài mòn và thẩm thấu thuốc bền vững so với cácsản phẩm thông thường FFHs chứa hydrogels và các chất tạo màng trong dung môi

dễ bay hơi và chuyển trạng thái thành màng khô Hiện nay FFHs tập trung nghiêncứu phương pháp nạp trực tiếp các loại thuốc nguyên chất vào gel tạo màng4,33

Gel hữu cơ-vô cơ tạo màng

Gel hữu cơ-vô cơ tạo màng là sự kết hợp của polymer tạo màng và tính ổnđịnh của hợp chất vô cơ nâng cao tính chất cơ học và tăng tính thấm của màngtạo thành Trong một nghiên cứu gel hữu cơ-vô cơ tạo màng, thành phần gồmpolyvinyl alcohol (PVA) đóng vai trò là chất tạo màng, polyvinylpyrrolidone làchất ức chế kết tinh, γ–(glycidoxypropyl) trimethoxysilan (GPTMS) đóng vai trògia tăng các đặc tính cơ học đã cho, tạo thành gel có độ kết dích cao trên da, mànghình thành mỏng và trong suốt Vì thế, gel hữu cơ-vô cơ tạo màng là một hệ mangthuốc tiềm năng do đó đang được nghiên cứu phát triển cho hệ thống vận chuyểnthuốc qua da4,34

1.5 Các nghiên cứu liên quan đến gel in situ FFS

Anongtip Sa và cộng sự (2017) đã nghiên cứu điều chế công thức thuốcxịt tại chỗ tạo màng mỏng giải phóng I2 có kiểm soát Đề tài thử nghiệm 27 côngthức với các tá dược gồm: glycerol, ethanol, PEG 400, copovidon và thuốc phóngHFA 134a (tetrafuoroethan) Các công thức đều có pH trong khoảng 6-7, độ nhớt11,9-85,9 mPa, sức căng bề mặt 20,3-24,6 mNm–1, góc tiếp xúc trong khoảng 19,3-38,7°và hàm lượng iod trong khoảng chấp nhận (80-120%), độ ổn định hàm lượngiod của các công thức PVP-I bảo quản ở nhiệt độ phòng trong vòng ba tháng đềumất hàm lượng iod dưới 1,5%, độ ổn định đạt tiêu chuẩn USP Kết quả đề tài thuđược công thức chứa 59% ethanol, 18% copovidon và 12% PEG 400 cho hoạt tínhkháng khuẩn tốt35

Bo Liang và cộng sự (2020) đã tiến hành nghiên cứu điều chế công thức tạo

gel in situ chứa PVP-I ở dạng xịt mũi và dạng nhỏ mắt phòng chống virus

SARS–CoV–2 Kết quả đề tài thu được cả hai công thức PVP-I có thể bất hoạt virushiệu quả phụ thuộc vào liều lượng, thời gian tiếp xúc và có thể ngăn chặn sự lây lancủa virus qua khoang mũi và mắt Đề tài cần tiếp tục nghiên cứu đánh giá lâm sàngtrên công thức này36

Vào năm 2013, Nawal A Rajab và cộng sự đã nghiên cứu công thứcthuốc xịt tạo màng trên da ketoprofen Nghiên cứu đã đánh giá các chỉ tiêu pH, độnhớt, thể tích dung dịch mỗi lần phun, góc phun, đồ đồng đều hàm lượng, thử

nghiệm phóng thích hoạt chất in vitro Nghiên cứu lựa chọn công thức chứa 0,05%

poloxamer 407 và 0,05% carbopol 940 cho chế phẩm có pH 5,2; độ nhớt 1,5 mpse;thời gian khô 91 giây, thể tích mỗi lần xịt 0,09 mL, và góc phun 79,9°37

Rupali Kale và các cộng sự đã nghiên cứu phát triển công thức xịt tạo màngtại chỗ chứa simvastatin và Mupirocon với mục đích giảm mức độ nhiễm trùng vàtăng quá trình lành vết thương Thành phần công thức gồm Eudragit E10 đóng vaitrò là polymer tạo màng, glycerol và PEG 400 làm chất hóa dẻo Công thức đượcđánh giá về chỉ số trương nở, góc phun, kiểu phun, khả năng giải phóng dược chất

in vitro, thời gian tạo màng, thể tích dung dịch mỗi lần phun, hiệu quả kháng khuẩn

và khả năng lành vết thương in vitro Khi so sánh với chế phẩm trên thị trường, cả

hai đều cho khả năng phóng thích hoạt chất cao hơn 80% trong vòng 2 giờ và đạt

yêu cầu hiệu quả kháng khuẩn đối với S.aureus và E.coli38

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu điều chế gel in situ xit tạo màng chứa povidon iod.

2.2 Nguyên liệu hóa chất và trang thiết bị

Các nguyên liệu và hóa chất dùng trong quá trình điều chế và kiểm nghiệm

gel in situ tạo màng chứa PVP-I được trình bày ở Bảng 2.1.

Bảng 2.1 Danh mục nguyên liệu

Hydroxypropyl methyl cellulose

Bình xịt (nhựa, dung tích 10 mL, đường kính cổ phun

0,2 cm)

Việt Nam

Các trang thiết bị sử dụng trong quá trình điều chế và kiểm nghiệm

gel in situ tạo màng chứa PVP-I được trình bày ở Bảng 2.2.

Bảng 2.2 Danh mục trang thiết bị

Tên thiết bị Mã số Nguồn gốc

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Xây dựng công thức điều chế hệ gel in situ chứa povidon iod.

2.3.1.1 Xây dựng công thức gel in situ

Khảo sát hệ tạo gel in situ

Công thức gel in situ dạng xịt chứa PVP-I được điều chế theo phương pháp

ở nhiệt độ lạnh39 Poloxamer 407 theo tỷ lệ 16% đến 22% được phân tán từ từ vàodung môi ethanol:H2O (4 ± 2 ℃) trong cốc 100 mL và để qua đêm trong giữ ở nhiệt

độ mát 4 ± 2 ℃ cho đến khi polymer hoà tan hoàn toàn trong dung môi thu đượcdung dịch trong suốt Từ dung dịch trên, lấy 10 mL cho vào lọ chứa mẫu và tiếnhành đánh giá cảm quan, nhiệt độ chuyển gel và thời gian chuyển gel

Khảo sát polymer kết dính sinh học

Các polymer kết dính sinh học như: HPMC E6, Na CMC, PVP K30 đượctiến hành khảo sát ở các nồng độ 0,05%; 0,1%; 0,2% và 0,4% được hoà tan vào hệtạo gel đã khảo sát ở trên và khuấy đều bằng máy khuấy từ ở tốc độ 600 vòng/phút.Sau khi điều chế, các công thức được tiến hành đánh giá cảm quan ở nhiệt độ phòng(20-30 ℃) đo nhiệt độ chuyển gel, thời gian chuyển gel, pH và độ nhớt Công thứccác công thức không hoá gel ở nhiệt độ phòng (20-30 ℃) và có nhiệt độ chuyển gel32-37 ℃ được lựa chọn

Khảo sát ảnh hưởng của PVP-I đối với công thức gel in situ

Tiến hành khảo sát các công thức gel chứa PVP– I ở các tỷ lệ từ 0,5%, 0,7%

và 1% PVP-I được hoà tan vào trong dung môi trước khi phối hợp polymer tạo hệ

gel và polymer kết dính sinh học, khuấy đều bằng máy khuấy từ ở tốc độ 600vòng/phút đến khi tan hoàn toàn Công thức được tiến hành đánh giá nhiệt độchuyển gel, độ nhớt, thời gian chuyển gel, pH, độ che phủ, góc phun và thể tích dịch

phun, hoạt tính kháng khuẩn in vitro theo mô tả tại mục 2.3.1.3 Công thức có nhiệt

độ chuyển gel 32-37 ℃ và có thời gian hóa gel thấp được lựa chọn

2.3.1.2 Xây dựng công thức dung dịch tạo màng chứa povidon iod

Sàng lọc và lựa chọn tỷ lệ polymer tạo màng

Các polymer tạo màng gồm: poloxamer 407, HPMC E6, PVP K30, NaCMC, Carbopol 940 và ethyl cellulose được lựa chọn tiến hành khảo sát Các côngthức điều chế bằng phương pháp hoà tan hoặc phân tán polymer vào dung môi Cácpolymer được sàng lọc dựa trên độ tan trong dung môi, cảm quan dung dịch tạothành, khả năng tạo màng và thời gian tạo màng

Các công thức chứa poloxamer 407, HPMC E6, PVP K30, Na CMC, ethylcellulose, quy trình điều chế như sau: cân lượng polymer theo Tỷ lệ khảo sát và hoàtan vào cốc có mỏ chứa một lượng dung môi nước:ethanol (1:1), đậy kín miệng cốcbằng màng parafilm và tiến hành khuấy từ ở tốc độ 600 vòng/phút đến khi polymerhoà tan hoàn toàn thu dung dịch trong suốt, đồng nhất trước khi bổ sung vừa đủdung môi

Đối với công thức chứa carbopol 940, tá dược này được ngâm trong mộtlượng dung môi nước:ethanol (1:1) đến trương nở hoàn toàn, trung tính hoá dungdịch carbopol trương nở bằng triethylamin đến pH 7, bổ sung vừa đủ dung môi

Đánh giá: Sàng lọc sơ bộ qua cảm quan dung dịch Sau sàng lọc sơ bộ, cáccông thức nạp vào bình xịt đánh giá khả năng tạo màng, thời gian tạo màng và gócphun của các công thức

Khảo sát ảnh hưởng của hoạt chất PVP-I trong công thức tạo màng

Sau khi lựa chọn loại và tỷ lệ polymer, tiến hành điều chế công thức PVP-I

có nồng độ lần lượt 0,5%, 0,7% và 1,0% Cân polymer theo tỷ lệ đã chọn được phântán vào hệ dung môi nước:ethanol (1:1), khuấy đều hỗn hợp ở tốc độ 600

màng, hỗn hợp khuấy đều ở tốc độ 600 vòng/phút đến khi thu được dung dịch trongsuốt Các công thức chứa PVP-I được đánh giá cảm quan, pH, khả năng tạo màng,thời gian tạo màng, góc phun, độ che phủ.

2.3.2 Hoàn chỉnh công thức gel in situ dạng xịt tạo màng ở quy mô phòng thí

Menthol được lựa chọn làm tá dược tạo hương, khảo sát ở nồng độ0,3%; 0,5%; 1,0% với mục đích che giấu mùi vị của ethanol trong công thức Đánhgiá công thức qua cảm quan dung dịch, khả năng che giấu mùi vị

KI được lựa chọn làm tá dược ổn định iod trong công thức, tiến hànhkhảo sát KI ở các nồng độ 0,01%; 0,03%; 0,05%; 0,1% Đánh giá công thức qua

pH, định lượng và độ ổn định sơ bộ của hoạt chất trong 07 ngày

Các tá dược và tỷ lệ sử dụng được lựa chọn, công thức PVP-I tạo màng

hoàn chỉnh được điều chế và tiến hành đánh giá hoạt tính kháng khuẩn in vitro được

mô tả theo mục 2.3.6

2.3.2.2 Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu

Cảm quan

Các công thức được quan sát bằng mắt thường trên nền đen và nền trắng

dưới ánh đèn, lắc nhẹ, quan sát trạng thái hoá gel công thức gel in situ bằng cách

nghiêng 90°

Yêu cầu: Dung dịch trong suốt, đồng nhất và không có tiểu phân nhìn thấybằng mắt thường

Nhiệt độ chuyển gel

10 mL dung dịch công thức đựng trong lọ chứa mẫu đặt trong bếp cách thuỷ

ở nhiệt độ 20 ℃ Nhiệt độ bể chứa nước tăng dần với tốc độ 1 ℃/phút đến 40 ℃,

quan sát và nghiêng lọ đựng mẫu một góc 90°, ghi nhận nhiệt độ tại thời điểmkhông có sự chảy lỏng của công thức khảo sát là nhiệt độ chuyển gel Mỗi mẫuđược thực hiện lặp lại 03 lần và lấy giá trị trung bình.

Yêu cầu: Nhiệt độ chuyển gel nằm trong khoảng 30-37 ℃

Thời gian chuyển gel

10 mL dung dịch công thức đựng trong lọ chứa mẫu đặt trong bếp cách thuỷ

ở nhiệt độ 37 ± 2 ℃ Thời gian tạo gel được ghi nhận tại thời điểm bề mặt dung

dịch công thức không có hiện tượng chảy lỏng khi nghiêng lọ đựng mẫu một

góc 90° Mỗi mẫu được thực hiện lặp lại 03 lần và lấy giá trị trung bình

Yêu cầu: Thời gian chuyển gel không vượt quá 150 giây

pH

Chỉ tiêu pH tham khảo Dược điển Việt Nam V (DĐVN V), Phụ lục 6.210 Trị số pH của công thức được xác định bằng cách đo giữa điện cực chỉ thịnhạy cảm với ion hydrogen (thường là điện cực thủy tinh) và một điện cực so sánh

Phương pháp đo: Nhúng các điện cực vào trong dung dịch cần khảo sát và đotrị số pH ở cùng nhiệt độ của các dung dịch đệm chuẩn khi hiệu chuẩn máy, máyđược kiểm tra định kỳ trước mỗi lần đo

Độ nhớt

Độ nhớt của công thức đo bằng máy đo độ nhớt Brookfield ở nhiệt độ

25 ± 1℃ và 37 ± 1 ℃ tốc độ quay khác nhau, tương ứng sử dụng đầu kim số LV40

và LV42 Tiến hành đo 03 lần mỗi mẫu, lấy giá trị trung bình40

Thời gian tạo màng

Thời gian tạo màng các công thức xác định bằng cách phun xịt công thức lên

bề mặt lam kính và ghi nhận thời gian tạo màng mỗi công thức ở nhiệt độ phòng(20-30 ℃), các công thức tiến hành lặp lại 03 lần và tính thời gian trung bình5

Yêu cầu: Thời gian tạo màng càng ngắn càng tốt, thời gian tạo màngkhông quá 300 giây

Góc phun (θ) = 𝑡𝑎𝑛−1

(𝑙 𝑟⁄ )Với l: khoảng các giữa bề mặt với vòi phun

r: bán kính giọt phun

Thể tích giọt phun

Các công thức nạp vào bình xịt với một lượng thể tích tương đương nhau,khối lượng dung dịch được cân chính xác trước khi phun và sau mỗi lần phunthứ nhất, thứ hai và lần phun thứ ba Thể tích giọt phun xác định theo công thức5:

V = 𝑊0−𝑊𝑡

𝐷Với V: thể tích dịch phun

Wt: khối lượng dung dịch tạo màng sau khi phun

W0: khối lượng dung dịch tạo màng trước khi phun

D: Khối lượng riêng dung dịch xác định bằng phương pháp picnomet

Phương pháp dùng picnomet:

˗ Mẫu thử: Cân chính xác picnomet rỗng, khô và sạch Đổ mẫu thử vàopicnomet đã được điều chỉnh nhiệt độ thấp hơn 20 ℃, không để bọt khí Giữpicnomet ở nhiệt độ 20 ℃ trong khoảng 30 phút Dùng giấy lọc thấm hếtchất lỏng thừa trên vạch mức, làm khô mặt ngoài của picnomet, cân và xácđịnh khối lượng chất lỏng chứa trong picnomet

˗ Công thức tính khối lượng riêng:

D = 𝑀𝑉

Với: D: khối lượng riêng của dung dịch.

M: khối lượng của dung dịch, xác định ở nhiệt độ t

V: thể tích nước ở nhiệt độ t, được tính từ khối lượng nước cân trongkhông khí ở nhiệt độ t

Định lượng dược chất trong dịch phun

Cân chính xác 20 g dung dịch mẫu vào cốc 100 mL và pha loãng với nướcđến tổng thể tích không nhỏ hơn 30 mL Chuẩn độ bằng natri thiosulfat 0,02 N, xácđịnh điểm cuối bằng điện thế, sử dụng hệ thống điện cực platin-calomel Thực hiệntương tự với mẫu trắng và bất kỳ hiệu chỉnh cần thiết Mỗi mL natri thiosulfat 0,02

N tương đương với 2,538 mg I210 Phương pháp định lượng được thẩm định theoquy định ICH được mô tả ở mục 2.3.1.4

Đánh giá độ bền của màng trong vùng họng

Thử nghiệm trên bề mặt lam kính được đánh dấu 06 ô vuông có kích thước 1

x 1 cm2 Phun công thức lên mặt kính, để khô tạo thành màng ở nhiệt độ phòng, sau

đó dùng pipet nhỏ giọt khoảng 1 mL nước cất qua màng với tần suất 02 lần trong 5phút và sấy khô sau mỗi lần nhỏ Quan sát và ghi nhận thời gian đến khi màng biếnmất Tiến hành lặp lại 03 lần và ghi nhận độ bền trung bình màng

2.3.2.3 Thẩm định quy trình định lượng PVP-I theo phương pháp chuẩn độ

điện thế Tính đặc hiệu

Các mẫu trắng, dung dịch placebo, dung dịch chuẩn, mẫu thử và mẫu tự tạođược tiến hành chuẩn bị như sau:

˗ Dung dịch chuẩn gốc iod: Ống chứa dung dịch iod chuẩn được cho vàobình định mức 1000 mL và bổ sung vừa đủ đến vạch, lắc đều Dung dịchchuẩn gốc nồng độ iod 12,69 mg/mL (tương đương 0,05 mol/l hoặc 0,1 N)

˗ Mẫu trắng: Cân chính xác khoảng 20 g nước cất

˗ Mẫu placebo: Cân chính xác khoảng 20 g dung dịch gồm các thành phần tádược không chứa hoạt chất PVP-I và pha loãng đến tổng thể tích không nhỏ

˗ Mẫu chuẩn: Hút chính xác 800 µL dung dịch iod chuẩn gốc đã chuẩn bị, phaloãng với nước đến tổng thể tích không nhỏ hơn 30 mL.

˗ Mẫu thử: Cân chính xác 20 g mẫu dung dịch PVP-I pha loãng với nước cấtđến tổng thể tích không nhỏ hơn 30 mL

˗ Mẫu tự tạo: Cân chính xác 20 g dung dịch PVP-I và bổ sung chính xác 800

µL dung dịch iod chuẩn gốc đã chuẩn bị và pha loãng đến tổng thể tíchkhông nhỏ hơn 30 mL

Yêu cầu: Mẫu thử và mẫu chuẩn có thể tích điểm nhảy điện thế tương đương,mẫu trắng và mẫu placebo không có bước nhảy điện thế tại thể tích tương tựmẫu thử và mẫu chuẩn

Tính tuyến tính

Từ dung dịch chuẩn gốc iod đã chuẩn bị pha dãy các dung dịch chuẩn cóhàm lượng iod lần lượng là 6 mg, 8 mg, 10 mg, 12 mg ,14 mg, dãy dung dịch chuẩnđược trình bày theo Bảng 2.3

Tiến hành: Triển khai chuẩn độ điện thế với dung dịch chuẩn độnatri thiosulfat 0,02 N, xác định giá trị 𝑋̅ và % RSD.

X1: Lượng chuẩn iod tìm thấy (µg)

X2: Lượng chuẩn iod thêm vào (µg)

Tiến hành: Lấy chính xác lượng thể tích dung dịch iod chuẩn tương đương80%, 100% và 120% hàm lượng trong dung dịch mẫu thử vào mẫu placebo vàthực hiện tương tự quy trình chuẩn bị dung dịch thử Tiến hành chuẩn độ điện thếmẫu thêm chuẩn iod, chuẩn độ lặp lại 03 lần trên mỗi Tỷ lệ iod thêm vào mẫu thử

Yêu cầu: Phương pháp đạt độ đúng khi Tỷ lệ phục hồi trung bình nằm trongkhoảng 90-107% và RSD ≤ 8%

2.3.2.4 Đánh giá khả năng kháng khuẩn của công thức

Định tính khả năng kháng khuẩn của các công thức

Phương pháp định tính sử dụng phương pháp khuếch tán trong thạch

Môi trường

Môi trường hoạt hóa vi khuẩn thử nghiệm: Tryptic Soy Agar (TSA)

Môi trường thử nghiệm: Thạch Mueller-Hinton (MHA), MHA bổ sung máucừu 5% Môi trường được nấu chảy và đổ hộp sao cho có được lớp thạch dàykhoảng 3-4 mm Nếu bề mặt thạch bị đọng nước cần ủ khô mặt thạch bằng cách mởnắp hộp và để trong tủ cấy trong 15-30 phút

Vi khuẩn thử nghiệm

Streptococcus pyogenes ATCC 12344, Streptococcus pneumoniae

ATCC 49619, Staphylococcus aureus ATCC 29213 Các vi khuẩn được cấy theo các

bước sau:

˗ Cấy ria vi khuẩn thử nghiệm trên môi trường thạch TSA, MHA bổ sungmáu cừu 5%, ủ ở điều kiện thích hợp 37 ℃ trong 24 giờ

˗ Lấy 3-5 khuẩn lạc riêng rẽ cấy vào môi trường lỏng

˗ Ủ từ 2-6 giờ ở 37 ℃ để hoạt hóa

˗ Chỉnh độ đục bằng nước muối sinh lý sao cho mật độ thu được tương đươngvới McFarland 0,5 là khoảng 1–2 x 108 CFU/mL

˗ Vi khuẩn đã chuẩn bị cần được sử dụng trong vòng 15 phút

Mẫu thử

Chuẩn bị 08 mẫu thử phù hợp với các công thức khảo sát lần lượt được

kí hiệu: F1, F2, F3, F4, P1, P2, C1, C2 được trình bày cụ thể ở Bảng 2.4

Bảng 2.4 Thành phần các mẫu đánh giá định tính kháng khuẩn

Tiến hành

˗ Dùng que bông vô trùng nhúng vào huyền trọc vi khuẩn đã chuẩn bị, ép quetrên thành ống cho ráo nước, sau đó trải đều trên mặt thạch Lặp lại 3 lần,mỗi lần xoay hộp 60°

˗ Để hộp mở nắp trong tủ cấy 3-5 phút cho ráo mặt

˗ Đục lỗ đường kính 6 mm trong bản thạch bằng dụng cụ tiệt trùng

˗ Chất thử được nhỏ vào trong lỗ 60 μL chất thử trong mỗi lỗ

˗ Để yên khoảng 15 phút cho các chất thử nghiệm khuếch tán vào lớp thạch

˗ Ủ hộp thạch trong tủ ấm 35-37 ℃ trong 16-24 giờ.

Đọc kết quả

˗ Lỗ chứng chứa âm không ức chế sự phát triển của vi khuẩn

˗ Chất thử có khả năng kháng khuẩn khi xung quang lỗ có vòng kháng khuẩn

Định lượng MIC của các mẫu công thức

Sử dụng phương pháp pha loãng trong thạch Môi trường, vi khuẩnthử nghiệm được chuẩn bị như sau:

Môi trường

Môi trường hoạt hóa vi khuẩn thử nghiệm: Tryptic Soy Agar (TSA)

˗ Môi trường MHA được phân chia vào các ống nghiệm với một thể tích chínhxác, để đảm bảo các đĩa thạch có độ dày đồng đều; hấp tiệt trùng ở 121 ℃,

15 phút

˗ Chất thử nghiệm: được pha loãng bằng nước muối sinh lý và pha trực tiếpvới môi trường thử nghiệm sao cho tạo thành giai nồng độ trong môi trườngthử nghiệm (có nồng độ sau bằng ½ nồng độ trước) như sau: 10%; 5%;2,5%; 1,25%; 0,625% Cho chất thử vào môi trường để nguội về 45-50 ℃,lắc đều để đạt được nồng độ cuối cần thử nghiệm

˗ Tiến hành song song với một đĩa chứng âm, thay chất thử bằng dung môipha mẫu

˗ Đổ vào đĩa petri, độ dày thạch khoảng 3-4 mm

Vi khuẩn thử nghiệm: Streptococcus pneumoniae ATCC 49619,

Staphylococcus aureus ATCC 29213 Các vi khuẩn được cấy theo các bước sau:

˗ Cấy ria vi khuẩn thử nghiệm trên môi trường thạch TSA, MHA bổ sung 5%máu cừu, ủ 37 ℃ trong 24 giờ ở điều kiện thích hợp

˗ Lấy 3-5 khuẩn lạc riêng rẽ cấy vào môi trường TSB

˗ Ủ từ 2-6 h ở 37 ℃ để hoạt hóa vi khuẩn

˗ Chỉnh độ đục vi khuẩn bằng nước muối sinh lý sao cho mật độ thu đượctương đương với McFarland 0,5, là khoảng 1,5 x 108 CFU/mL

Vi khuẩn đã chuẩn bị cần được sử dụng trong vòng 15 phút.

Mẫu thử

Hai mẫu công thức đánh ký hiệu F1 và F2 được trình bày ở Bảng 2.5

Bảng 2.5 Thành phần các công thức đánh giá định lượng kháng khuẩn

Tiến hành

˗ Đĩa thạch được đánh số cho vị trí các chủng vi khuẩn

˗ Làm khô mặt đĩa thạch có chất thử và đĩa chứng không có chất thử

˗ Cho 1-2 μl huyền phù dịch vi khuẩn lên đĩa để đạt được mật độ vi khuẩn trênthạch là 104 CFU/mL

˗ Để yên khoảng 15 phút để vết chấm khô

˗ Lật ngược đĩa thạch đã cấy và ủ trong tủ ấm ở 37 ℃ trong 24 giờ ở điều kiệnthích hợp

Đọc kết quả

˗ Kết quả chỉ có giá trị khi vi khuẩn trong mẫu chứng mọc bình thường

˗ Đặt đĩa thạch trên một bề mặt sẫm màu, không phản xạ ánh sáng, quan sát sựtạo thành khóm của vi khuẩn thử nghiệm Tìm đĩa có nồng độ thấp nhất ứcchế hoàn toàn sự tạo khóm, nồng độ của đĩa thạch này làm MIC của chất thửđối với vi khuẩn thử nghiệm

˗ Các khóm đơn lẻ hoặc vết mờ do đầu cấy để lại không được tính

˗ Nếu có vi khuẩn mọc ở nồng độ cao hơn và bị ức chế ở nồng độ thấp, mẫucấy có thể đã bị nhiễm và thử nghiệm phải được thực hiện lại

2.3.2.5 Đánh giá ảnh hưởng bao bì dạng xịt lên công thức

Hiệu quả van phun: Bao bì sau khi được nạp mẫu để thẳng đứng ở nhiệt độ

20-30 ℃ trong vòng 03 ngày, cân bao bì trước và sau khoảng thời gian trên, ghinhận sự thay đổi cân nặng và tính tỷ lệ rò rỉ trung bình Tiến hành lặp lại 03 lần vàtính tỷ lệ rò rỉ trung bình41,42