Vi nang hóa hiện nay là một kỹ thuật cao cho phép bao những phân tử trong một vỏ bọc có bản chất là polymer hay lipid. Kỹ thuật này không những nhằm mục đích bảo vệ, cấu trúc, cố định vật chất mà còn cho phép kiểm soát sự phóng thích hoạt chất chứa trong đó. Do vậy, vi nang hóa ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực: dươc phẩm, mỹ phẩm, hóa học, dệt may v.v...Hiện nay, khi đề cập đến các phương pháp vi nang hóa, có rất nhiều cách phân loại. Khái quát hóa, vi nang hóa được chia thành hai nhóm cơ bản : có và không sử dụng dung môi hữu cơ. Các kỹ thuật vi nang hóa có sử dụng dung môi hữu cơ như phương pháp bay hơi hay phương pháp chiết dung môi, ngoài nhược điểm về vấn đề tái thu hồi dung môi, chúng hoàn toàn phù hợp khi ứng dụng ở quy mô nhỏ do không đòi hỏi những thiết bị cao cũng như không yêu cầu tái sử dụng pha ngoại. Đề tài này được tiến hành nhằm mục đích áp dụng ưu điểm của kỹ thuật này trong việc bao và làm giảm tính kích ứng của aspirin trên niêm mạc dạ dày.
Trang 1Áp dụng kỹ thuật vi nang hĩa bằng phương pháp bay hơi để
điều chế vi cầu aspirine
Phạm Thi Thu Hạnh, Huỳnh Văn Hóa
Khoa Dược, Đại học Y Dược Tp HCM
TÓM TẮT
Đề tài đã sử dụng kỹ thuật vi nang hĩa bằng phương pháp bay hơi.để điều chế các vi nang chứa Aspirin Mơ hình thực nghiệm được thiết kế dưới sự trợ giúp của phần mềm Design-Expert gồm 19 quy trình với 3 biến số đầu vào (tỷ lệ polymer : hoạt chất, tốc độ khuấy, nồng độ chất diện hoạt) và 3 biến số đầu ra (hiệu suất của quy trình, hàm lượng hoạt chất
và tỷ lệ phần trăm vi nang đạt kích thước quy định) Quy trình tối ưu đã được dự đốn bởi phần mềm INForm Hình thể học, tốc độ phóng thích hoạt chất của vi nang cũng được khảo sát Phương pháp này tạo ra các vi nang có hàm lượng họat chất không cao (khoảng 13%) nên chỉ thích hợp đối với các hoạt chất có hàm lượng thấp
SUMMARY
In this study, the microencapsulation technique was employed solvent evaporation method
to prepare aspirin microcapsules The experimental plan was designed by the
Design-Expert software This software has 19 procedures with 3 input variables (polymer ratio: active substance, stirring velocity, surfactant concentration) and 3 output variables (procedure yield, active substance content and the percentage of standard-sized microcapsules) The optimal procedure was predicted by the INForm software The morphology and releasing rate of aspirin from the microcapsules were also investigated Because this method can only prepare microcapsules with approximately 13% of aspirin, it
is suitable for the preparation of microcapsules with low active substance content
Trang 2
Áp dụng kỹ thuật vi nang hĩa bằng phương pháp bay hơi
để điều chế vi cầu aspirine
Phạm Thi Thu Hạnh, Huỳnh Văn Hóa
Khoa Dược, Đại học Y Dược Tp HCM
1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Vi nang hĩa hiện nay là một kỹ thuật cao cho phép bao những phân tử trong một vỏ bọc cĩ bản chất là polymer hay lipid Kỹ thuật này khơng những nhằm mục đích bảo vệ, cấu trúc,
cố định vật chất mà cịn cho phép kiểm sốt sự phĩng thích hoạt chất chứa trong đĩ Do vậy, vi nang hĩa ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực: dươc phẩm,
mỹ phẩm, hĩa học, dệt may v.v Hiện nay, khi đề cập đến các phương pháp vi nang hĩa,
cĩ rất nhiều cách phân loại Khái quát hĩa, vi nang hĩa được chia thành hai nhĩm cơ bản :
cĩ và khơng sử dụng dung mơi hữu cơ Các kỹ thuật vi nang hĩa cĩ sử dụng dung mơi hữu
cơ như phương pháp bay hơi hay phương pháp chiết dung mơi, ngồi nhược điểm về vấn
đề tái thu hồi dung mơi, chúng hồn tồn phù hợp khi ứng dụng ở quy mơ nhỏ do khơng địi hỏi những thiết bị cao cũng như khơng yêu cầu tái sử dụng pha ngoại Đề tài này được tiến hành nhằm mục đích áp dụng ưu điểm của kỹ thuật này trong việc bao và làm giảm tính kích ứng của aspirin trên niêm mạc dạ dày
2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1 Nguyên liệu
Aspirin (nguồn gốc Thái lan) đạt tiêu chuẩn Dược điển VN III Các nguyên liệu
Ethylcellulose 45 cP, Polyvinyl alcohol, Dicloromethane đạt tiêu chuẩn của nhà sản xuất
2.2 Phương pháp
2.2.1 Quy trình tạo vi hạt
Quy trình tạo vi nang được tĩm tắt
theo sơ đồ trên, cụ thể với các bước sau:
- Pha nước (X1% PVA hịa tan trong
500ml nước) được khuấy với tốc độ X2
vịng/phút
- Pha hữa cơ (ethylcellulose và aspirin
với tỳ lệ X3 hịa tan trong
dicloromethane) được thêm vào pha
nước thơng qua một burette với tốc độ
cố định 5s/giọt
- 5 phút sau khi quá trình trên hồn
thành, 1 lit nước được thêm vào hỗn
hợp để hồn tất quá trình rút dung mơi
Quá trình khuấy được tiếp tục trong 30
phút
- Vi nang tạo thành được lọc, sấy khơ và
Hình 2.1 Sơ đồ quy trình tạo vi nang
Trang 3
2.2.2 Xây dựng quy trình định lượng Aspirin trong vi nang
Định lượng Aspirin bằng phương pháp quang phổ hấp thu tử ngoại ở bước sĩng 276nm Phương pháp định lượng được thẩm định về độ tuyến tính, về độ lặp lại và độ đúng
2.2.3 Thử nghiệm độ hịa tan
Thử nghiệm độ hịa tan được tiến hành tiến hành trên máy thử độ hịa tan kiểu giỏ quay thời gian 2 giờ trong mơi trường đệm pH 1.2 và 8 giờ trong mơi trường đệm pH 6.8
2.2.4 Phân tích các tính chất của vi nang
Phân bố kích thước: Xác định qua các rây chuẩn cĩ kích thước lần lượt là 1400µm,
710µm, 355µm, 180µm và 125µm
Hình thể học: Được khảo sát bằng kính hiển vi điện tử quét lớp SEM (Scanning Electron
Microscope)
2.2.5 Nghiên cứu tối ưu hĩa quy trình tạo vi nang
Gồm các giai đọan sau :Thiết kế mơ hình thực nghiệm/ Tiến hành các quy trình nghiên cứu/ Tối ưu hĩa quy trình tạo vi hạt / Kiểm chứng quy trình tối ưu
Các biến độc lập Các biến phụ thuộc
X1: Tỷ lệ polymer : hoạt chất
X2: Tốc độ khuấy
X3: Nồng độ chất diện hoạt
Y1 : Hiệu suất phương pháp (%) Y2 : Hàm lượng hoạt chất (%) Y3 : Tỷ lệ vi nang cĩ kích thước từ 180 μm-710μm (%)m-710μm-710μm (%)m (%)
Các thơng số cố định:
- Tốc độ thêm pha hữu cơ - Thể tích pha nước sử dụng - Lượng dung mơi hữu cơ sử dụng
3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.1 Xây dựng quy trình định lượng Aspirin trong vi hạt
Độ hấp thu của aspirin chuẩn theo nồng độ ở bước sĩng 276nm được trình bày ở bảng 3.1
Bảng 3.1 Bảng kết quả độ hấp thu của aspirin chuẩn theo nồng độ
Mẫu thử Nồng độ ( μg/ml )g/ml ) Độ hấp thu
Trang 4
Hình 3.2 Đồ thị biểu diển độ hấp thu theo nồng độ của aspirin chuẩn
Phương trình hồi quy tuyến tính: = 0.0064x – 0.015
Thẩm định độ lặp lại
Kết quả khảo sát được trình bày ở bảng 3.2
Bảng 3.2 Bảng kết quả khảo sát độ lặp lại
0.93
Độ lệch chuẩn tương đối <2% chứng tỏ quy trình định lượng thõa mãn yêu cầu về độ lặp lại
Thẩm định độ đúng
Bảng kết quả khảo sát được trình bày ở bảng 3.3
Hệ số hồi phục nằm trong khoảng từ 98-102%, do đó phương pháp thỏa mãn về độ đúng
y
= 0.0064x - 0.015
R2 = 0.9993
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
C (µg/ml)
y
Trang 5
Bảng 3.3 Kết quả khảo sát độ đúng
Số mẫu
thử
Lượng chuẩn thêm
(%) )
Hàm lượng thêm (g/ml)
Hàm lượng tìm thấy (g/ml)
Độ hồi phục (%)
Trung bình (%)
F(%)
1
43.62 96.94
97.58
101.2
4
57.20 104.00
103.88
7
66.45 102.24
102.13
3.2 Thử nghiệm độ hòa tan
Xây dựng đường chuẩn cùa aspirin trong môi trường pH 1.2
Độ hấp thu của aspirine theo nồng độ trong môi trường pH 1.2 tại 276nm
được trình bày trong bảng 3.4 và hình 3.3
Bảng 3.4 Độ hấp thu của aspirin theo nồng độ trong môi trường pH 1.2
Số mẫu thử Nồng độ ( μg/ml )g/ml ) Độ hấp thu
:Phuơng trình hồi quy (môi trường pH 1,2) :
Phương trình trên sẽ được sử dụng trong thử nghiệm độ hòa tan của vi hạt chứa aspirin
0138 0 x 0064 0
Trang 6
Hình 3.3 Đường chuẩn aspirine trong môi trường pH 1.2 Xây dựng đường chuẩn aspirin trong môi trường pH 6.8
Độ hấp thu của aspirine theo nồng độ trong môi trường pH 6.8 tại 276nm
được trình bày trong bảng 3.5.và hình 3.4.:
Bảng 3.5 Độ hấp thu của aspirin trong môi trường pH 6.8
Số mẫu thử Nồng độ ( μg/ml )g/ml ) Độ hấp thu
:
Trang 7
Phương trình hồi quy ở môi trường pH 6.8) :
Phương trình này sẽ được sử dụng để định lượng aspirin trong môi trường pH 6.8
3.2 Nghiên cứu tối ưu hóa quy trình tạo vi hạt
Thiết kế thực nghiệm
Theo mô hính thực nghiệm (Modèle : Mixture, user-defined) được thiết kế bởi phần mềm Design Expert v6.06 (2002), 19 quy trình nghiên cứu được sản xuất và kiểm nghiệm Dữ liệu đầu vào của phần mềm INForm v3.3 (2003) được trình bày trong bảng 3.6
Bảng 3.6 Dữ liệu đầu vào của phần mềm INForm
X1: Tỷ lệ polymer : hoạt chất
X2: Tốc độ khuấy
X3: Nồng độ chất diện hoạt
Y1 : Hiệu suất phương pháp (%) Y2 : Hàm lượng hoạt chất (%) Y3 : Tỷ lệ vi nang có kích thước từ 180 μm-710μm (%)m-710μm-710μm (%)m (%)
Điều kiện tối ưu hóa
Bảng 3.7 Điều kiện tối ưu hóa
Thông số của quy trình (x) Đặc tính (y) Hàm yêu cầu
yˆ = 0.0141x +0.0006
Trang 8
Kết quả tối ưu hóa
Kết quả tối ưu hóa quy trình được tóm tắt trong bảng 3.8
Bảng 3.8 Kết quả dự đoán tối ưu hóa
Kiểm chứng kết quả dự đoán
Từ kết quả tối ưu hóa, tiến hành 02 quy trình tạo vi nang Kết quả phân tích được cho ở bảng 3.9
Bảng 3.9 Kết quả phân tích của 02 quy trình kiểm chứng
Kết quả cho thấy hai quy trình kiểm chứng khác nhau không ý nghĩa (F0,05 = 0.0037 < Fcrit
= 18,513) Kết quả dự đoán và kết quả kiểm chứng cho thấy không có sự khác biệt (F0,05 = 0.986 < Fcrit = 18,513)
3.3 Khảo sát các tính chất của vi nang
::
Hình 3.5 Các vi hạt dạng hình cầu
Quan sát dưới kính hiển vi điện tử, các vi nang
thu được có dạng hình cầu (Hình 3.5 ) Các vi
nang chứa thuốc có bề mặt nhám và gồ ghề
hơn so với các vi nang không chứa thuốc.(Hình
3.6)
Trang 9
3.3.1 Thử nghiệm độ hịa tan
Kết quả thử nghiệm độ hịa tan được trình bày trong bảng 3.10
Bảng 3.10 Kết quả thử nghiệm hịa tan
Lần
% hoạt chất phĩng thích Mơi
trường
pH 1.2
Mơi trường pH 6.8
1 15.70 31.83 49.68 59.01 66.95 74.76 80.91 86.40 90.94
2 13.45 28.43 46.46 57.49 66.09 75.35 81.04 87.02 91.54
3 14.65 30.45 48.24 59.24 67.03 73.45 81.57 87.85 91.06
4 14.98 31.09 41.67 59.84 69.05 75.86 82.09 88.51 92.47
5 16.69 32.06 45.89 60.13 66.03 76.39 80.93 85.44 89.75
6 15.97 29.05 47.94 58.49 68.95 77.42 79.39 86.37 90.75
Hình 3.7 Biểu đồ phĩng thích thuốc của vi cầu
Qua biểu đồ trên cho thấy cĩ 15.24% thuốc được phĩng thích trong mơi trường dạ dày và phĩng thích đa số trong mơi trường ruột là một ưu điểm lớn trong việc giảm tính kích ứng vốn cĩ của aspirin lên niêm mạc dạ dày
4 KẾT LUẬN
Kỹ thuật vi nang hĩa bằng phương pháp bay hơi.đã được sử dụng để điều chế các vi nang chứa Aspirin Mơ hình thực nghiệm D-Otimal được thiết kế dưới sự trợ giúp của phần mềm Design Expert v6.06 (2002) gồm 19 quy trình với 3 biền đầu vào (tỷ lệ polymer : hoạt chất, tốc độ khuấy, nồng độ chất diện hoạt) và 3 biến đầu ra (hiệu suất của quy trình, hàm lượng hoạt chất và tỷ lệ phần trăm vi hạt đạt kích thước quy định) Quy trình tối ưu đã được dự đốn bởi phần mềm INForm v3.3 (2003) Hình thể học, độ hịa tan của vi nang cũng được khảo sát Tuy nhiên phương pháp này tạo ra các vi nang có hàm lượng họat chất không cao (khoảng 13%) nên chỉ thích hợp đối với các hoạt chất có hàm lượng thấp
Lời cám ơn: Chân thành cám sự PGS.TS Võ Thị Bạch Huệ đã giúp đỡ đề tài trong việc
0 20 40 60 80 100
0h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 9h 10h
%
Trang 10
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
1 Đặng Văn Giáp (2002) Thiết kế & tối ưu hoá công thức và quy trình - Áp dụng phần mềm thông minh, Thành phố Hồ Chí Minh, Nhà xuất bản Y học.
TIẾNG PHÁP
2 Joel Richard, Jean-Pierre Benoit (2006) Microencapsulation Document du programme de
Master 2, parcours «technologies innovantes en formulation », l’ISSBA, univetsité d’Angers, 1-9.
3 Thierry Vandamme, Dennis Poncelet, Pascale Subra-Paternault (2007) Microencapsulation, des sciences aux technologie MASSON, 25-28.
TIẾNG ANH
4 A.André-Abrant, JL Taverd, J Jay (2001) Microencapsulation by the évaporation of solvent.
European Polymer Journal, vol.7, 23-27.
5 Alekha.K Dash and al (1996) Determination of the physical state of drug in microcapsule and microsphere formulations Journal of Microencapsulation, vol 14, 93-101.
6 A Lavasanifar, R Ghalandari, Z Ataei, M E Zolfaghari, S A Mortazavi (1997).
Microencapsulation of theophylline using ethylcellulose: in-vitro drug release and kinetic modelling Journal of Microencapsulation, vol 15, 93-101.
7 Bodea, A., Leucuta, S.E (1997) Optimization of hydrophilic matrix tablets using a D-optimal design Inter J Pharm 153, 247-255.
8 Das Mk, Rao K Rama and al (2007) Microencapsulation of zidovudine by double emulsion solvent diffusion technique using ethylcellulose Indian Jounal of Pharmaceutical Science,
vol.69, 244-250.
9 M Zandi , A Pourjavadi , S A Hashemi, H Arabi (1998) Preparation of ethyl cellulose microcapsules containing perphenazine and polymeric perphenazine based on acryloyl chloride for physical and chemical studies of drug release control Wiley InterScience, vol.47,
413-418.
10.Srivastava AK, Ridhurkar DN, Wadhwa S (2005) Floating microspheres of cimetidine: formulation, characterization and in vitro evaluation Acta Pharm, 277-285.