Nghiên cứu bào chế kem chống dị ứng và trị vết côn trùng cắn

Việt Nam là quốc gia có khí hậu nóng ẩm nên tạo điều kiện thuận lợi cho muỗi và các loại côn trùng phát triển. Trong cuộc sống hằng ngày, chúng ta thường hay lơ là khi bị côn trùng cắn, vì nghĩ rằng chúng không nguy hiểm. Khi côn trùng cắn, chúng phóng ra nọc độc xâm nhập vào máu. Khi đó cơ thể sinh các histamin để đáp ứng miễn dịch và gây ra: Nhiễm trùng thứ phát do gãi. Mẩn ngứa, chàm hóa. Mất thẩm mỹ da: gây sẹo lồi và các vết thâm. Với trẻ nhỏ, làn da mỏng manh của trẻ chính là đối tượng tấn công của muỗi và côn trùng. Vết côn trùng cắn gây ra những tác hại như: sưng tấy, đỏ mẩn khiến trẻ đau, ngứa và để lại nhiều sẹo thâm trên trẻ. Hiện nay, những sản phẩm chữa trị các vết côn trùng cắn rất đa dạng như: Benzocaine 20% (Lanacane), Hydrocortison 1% (Cortizone, Aveeno), Prednisolone Valerate Acetat (Remos IB), Pramoxine Hydroclorid (Scalpicin, Gold Bone), Diphenhydramine (Benadryl) … Tuy nhiên việc sử dụng chế phẩm Diphenhydramine hiệu quả hơn hẳn vì tác động trực tiếp đến Histamin H1 phân bố ở mạch máu nhỏ trên da và ít để lại tác dụng phụ. Tại Việt Nam chưa sản xuất dạng kem Diphenhydramine và phải nhập khẩu từ nước ngoài với giá thành cao. Nhằm góp phần phong phú hóa các mặt hàng sản xuất trong nước, đề tài “ Nghiên cứu bào chế kem chống dị ứng và trị vết côn trùng cắn “ được thực hiện với những mục tiêu cụ thể sau: Xây dựng công thức tối ưu và quy trình điều chế kem. Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho chế phẩm. Đề tài được thực hiện tại phòng Nghiên cứu Phát triển và phòng Kiểm nghiệm thuộc công ty Cổ Phần Dược Phẩm Pharmedic.

Chân Thành Cảm Ơn

Khóa luận tốt nghiệp dược sĩ đại học này được thực hiện tại công ty Cổ Phần

Dược Phẩm Pharmedic từ tháng 4/2010 đến tháng 7/2010 dưới sự hướng

dẫn của thầy PGS-TS Huỳnh Văn Hóa và cô ThS Trần Ngọc Nhung

Xin kính gửi lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS-TS.Huỳnh Văn Hóa

và cô ThS Trần Ngọc Nhung về sự quan tâm và tận tình chỉ bảo giúp cho

khoá luận có thể thực hiện và hoàn thành tốt đẹp

Xin chân thành cảm ơn Thầy ThS Phạm Đình Duy đã dành thời gian quý

báu để nhận xét, đánh giá và phản biện giúp cho khoá luận hoàn chỉnh hơn

Vô cùng cảm ơn Thầy TS Đỗ Quang Dương đã nhiệt tình hỗ trợ trong suốt

quá trình tối ưu hóa công thức

Chân thành cảm ơn DS Nguyễn Xuân Thảo, DS Tô Thị Hồng Dung,

DS Bùi Huỳnh Quốc Đạt, DS Nguyễn Hoàng Vũ cùng các anh chị tại phòng

R&D và Kiểm nghiệm đã nhiệt tình giúp đỡ trong quá trình thực hiện

khóa luận

Cuối cùng, xin gửi lời biết ơn đến gia đình và các bạn D2005 đã quan tâm,

động viên trong suốt thời gian học tập tại Khoa Dược Đại học Y Dược

TP.HCM và giúp cho khóa luận được hoàn thành tốt đẹp

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 TỔNG QUAN VỀ DA 3

2.1.1 Cấu trúc da 3

2.1.2 Sự hấp thu thuốc qua da 4

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp thu thuốc qua da 6

2.1.4 Các phương pháp tăng độ thấm của thuốc qua da 6

2.2 KHÁI QUÁT VỀ KEM 8

2.2.1 Định nghĩa 8

2.2.2 Ưu điểm của kem bôi da có cấu trúc nhũ tương D/N 8

2.2.3 Thành phần của kem bôi da 8

2.2.4 Tá dược dùng bào chế kem 9

2.2.5 Kĩ thuật điều chế và sản xuất kem bôi da 13

2.2.6 Kiểm tra chất lượng và đánh giá sinh khả dụng của kem bôi da 14

2.2.7 Một số chế phẩm kem trên thị trường có chứa Diphenhydramine 16

2.3 KHÁI QUÁT VỀ HOẠT CHẤT CHÍNH TRONG KEM 16

2.3.1 Thuốc kháng histamin H1 Diphenhydramine HCl 16

2.3.2 Kẽm acetat 18

2.4 TỐI ƯU HÓA 18

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

3.1 NGUYÊN LIỆU & HÓA CHẤT - THIẾT BỊ & PHẦN MỀM 21

3.1.1 Nguyên liệu và hóa chất 21

3.1.2 Thiết bị và phần mềm 22

3.2 XÂY DỰNG CÔNG THỨC TỐI ƯU 22

3.2.1 Xây dựng công thức cơ bản 22

3.2.2 Quy trình điều chế 23

3.2.3 Tối ưu hóa công thức 23

3.3 XÂY DỰNG TIÊU CHUẨN CƠ SỞ 28

3.3.1 Cảm quan 28

3.3.2 Độ dàn mỏng 28

3.3.3 Độ đồng nhất 28

3.3.4 pH 28

3.3.5 Định tính 29

3.3.6 Định lượng 29

3.3.7 Thẩm định quy trình định lượng Kẽm acetat 30

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 32

4.1 XÂY DỰNG CÔNG THỨC TỐI ƯU 32

4.1.1 Xây dựng công thức cơ bản 32

4.1.2 Quy trình điều chế 35

4.1.3 Tối ưu hóa công thức 36

4.2 XÂY DỰNG TIÊU CHUẨN CƠ SỞ 44

4.2.1 Cảm quan 44

4.2.2 Diện tích dàn mỏng 44

4.2.3 Độ đồng nhất 44

4.2.4 pH 44

4.2.5 Định lượng 44

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 47

PHỤ LỤC

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Cấu trúc da 3

Hình 2.2 Đường thấm thuốc qua da và một số trị liệu thích hợp 5

Hình 2.3 Cấu trúc của hệ phân tán nano 7

Hình 2.4 Tóm tắt qui trình điều chế kem bôi da theo phương pháp trộn đều nhũ hóa 14

Hình 2.5 Quá trình thiết kế và tối ưu hóa công thức 20

Hình 3.6 Mô hình thử độ phóng thích qua màng cellulose acetat 25

Hình 4.7 Quy trình điều chế kem theo phương pháp trộn đều nhũ hóa 35

Hình 4.8 Mô hình không gian 3 chiều cho y1 41

Hình 4.9 Mô hình không gian 3 chiều của y2 42

Hình 4.10 Mô hình không gian 3 chiều của y3 43

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Danh sách các nguyên liệu dùng trong điều chế 21

Bảng 3.2 Danh sách các hoá chất và dung môi trong kiểm nghiệm 21

Bảng 3.3 Danh sách các thiết bị kiểm nghiệm 22

Bảng 3.4 Danh sách các phần mềm thiết kế và tối ưu hóa 22

Bảng 3.5 Cách đánh số các mẫu trong ly tâm 27

Bảng 4.6 Công thức thăm dò tá dược và tỷ lệ tá dược (1-7) 32

Bảng 4.7 Công thức thăm dò tá dược và tỷ lệ tá dược (8-14) 33

Bảng 4.8 Công thức cơ bản của kem 332

Bảng 4.9 Mô hình thực nghiệm 37

Bảng 4.10 Mô hình do máy tính dự đoán so sánh với kết quả thực nghiệm 38

Bảng 4.11 Hệ số tương quan R2 39

Bảng 4.12 So sánh kết quả giữa lô dự đoán bằng phần mềm và lô thực nghiệm 43

Bảng 4.13 Kết quả định lượng Diphenhydramine HCl bằng HPLC 44

Bảng 4.14 Kết quả định lượng Kẽm acetat bằng Trilon B 45

Bảng 4.15 Kết quả độ đúng của phương pháp định lượng Kẽm acetat 45

Bảng 4.16 Kết quả độ lặp lại 46

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Việt Nam là quốc gia có khí hậu nóng ẩm nên tạo điều kiện thuận lợi cho muỗi và các loại côn trùng phát triển Trong cuộc sống hằng ngày, chúng ta thường hay lơ là khi bị côn trùng cắn, vì nghĩ rằng chúng không nguy hiểm Khi côn trùng cắn, chúng phóng ra nọc độc xâm nhập vào máu Khi đó cơ thể sinh các histamin để đáp ứng miễn dịch và gây ra:

- Nhiễm trùng thứ phát do gãi

- Mẩn ngứa, chàm hóa

- Mất thẩm mỹ da: gây sẹo lồi và các vết thâm

Với trẻ nhỏ, làn da mỏng manh của trẻ chính là đối tượng tấn công của muỗi và côn trùng Vết côn trùng cắn gây ra những tác hại như: sưng tấy, đỏ mẩn khiến trẻ đau, ngứa và để lại nhiều sẹo thâm trên trẻ

Hiện nay, những sản phẩm chữa trị các vết côn trùng cắn rất đa dạng như: Benzocaine 20% (Lanacane), Hydrocortison 1% (Cortizone, Aveeno), Prednisolone Valerate Acetat (Remos IB), Pramoxine Hydroclorid (Scalpicin, Gold Bone), Diphenhydramine (Benadryl) …

Tuy nhiên việc sử dụng chế phẩm Diphenhydramine hiệu quả hơn hẳn vì tác động trực tiếp đến Histamin H1 phân bố ở mạch máu nhỏ trên da và ít để lại tác dụng phụ Tại Việt Nam chưa sản xuất dạng kem Diphenhydramine và phải nhập khẩu từ nước ngoài với giá thành cao

Nhằm góp phần phong phú hóa các mặt hàng sản xuất trong nước, đề tài “ Nghiên

cứu bào chế kem chống dị ứng và trị vết côn trùng cắn “ được thực hiện với

những mục tiêu cụ thể sau:

- Xây dựng công thức tối ưu và quy trình điều chế kem

- Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho chế phẩm

Đề tài được thực hiện tại phòng Nghiên cứu - Phát triển và phòng Kiểm nghiệm thuộc công ty Cổ Phần Dược Phẩm Pharmedic

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 TỔNG QUAN VỀ DA [ 1], [8]

2.1.1 Cấu trúc da

Da là một cơ quan rộng nhất của cơ thể, gồm 3 lớp:

- Biểu bì: gồm lớp sừng và lớp niêm mạc, ở giữa là hàng rào Rhein không thấm nước, chỉ cho chất thân dầu đi qua

- Trung bì: cấu tạo chủ yếu bởi collagen là chất keo thân nước, cho chất phân cực

đi qua, cản trở chất không phân cực

- Hạ bì: nối liền da và tổ chức bên dưới, cấu tạo bởi các tiểu thùy mỡ

Cấu trúc da được mô tả ở Hình 2.1

Hình 2.1 Cấu trúc da

2.1.2 Sự hấp thu thuốc qua da

Thuốc sẽ thấm qua các lớp tổ chức của da theo hai con đường: đường thấm trực tiếp xuyên qua tế bào biểu bì và đường thấm theo các bộ phận phụ

Tùy theo mục đích trị liệu và tính chất từng thành phần trong thuốc mà có thành phần được giữ lại ở lớp dưới biểu bì hoặc có thành phần có thể thấm sâu hơn tới trung bì và hạ bì Đường thấm thuốc qua da và các trị liệu thích hợp được trình bày

ở Hình 2.2

Các lớp tổ chức da Đường đưa thuốc Một số trị liệu

Hoạt chất phóng thích từ tá dược 1.Trang điểm TRÊN BỀ MẶT DA 2.Bảo vệ các lớp

3.Trị côn trùng cắn 4.Chống vi khuẩn và nấm

Thấm qua biểu bì 1.Làm mềm da LỚP SỪNG 2.Làm bong tróc lớp sừng

2.Gây tê 3.Chống ngứa 4.Kháng histamin

Khuyếch tán trong lớp trung bì

LỚP TRUNG BÌ

Di chuyển đến hệ tuần hoàn 1.Hệ trị liệu qua da

HỆ TUẦN HOÀN 2.Thuốc tác dụng toàn thân

Hình 2.2 Đường thấm thuốc qua da và một số trị liệu thích hợp

Đối với kem trị ngứa và chống dị ứng thì thuốc phải được hấp thu tới lớp biểu bì sống nơi có dây thần kinh Các hoạt chất không tự bản thân thấm và hấp thu sâu vào bên trong nên phải cần vai trò dẫn thuốc của tá dược Các tá dược nhũ tương D/N sẽ dẫn hoạt chất vào sâu tận trung bì và hạ bì nhờ cơ chế nhũ hóa chất béo và làm sạch

bề mặt biểu bì và lỗ chân lông

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp thu thuốc qua da

- Tình trạng da: da bị tổn thương, da mỏng mịn, da có độ ngậm nước cao dễ thấm thuốc

- Điều kiện bôi thuốc: rửa sạch da, chà xát mạnh sẽ tăng sự thấm và hấp thu thuốc

- Dược chất: nồng độ cao, phân tử lượng nhỏ, kích thước tiểu phân nhỏ, dễ thấm

qua da

- Tá dược: tùy bản chất hóa học, đặc tính vật lý, tính thân nước, thân dầu, sự hiện

diện của chất nhũ hóa, của tá dược mà ảnh hưởng khác nhau đến sự hấp thu của

thuốc, tác dụng của thuốc

- pH: ảnh hưởng đến độ ion hóa của hoạt chất, tức là ảnh hưởng đến sự thâm nhập

của hoạt chất khi qua da

2.1.4 Các phương pháp tăng độ thấm của thuốc qua da

Thuốc dùng ngoài da hoặc mỹ phẩm có tác dụng khi nó thấm qua da Sự vận

chuyển dược chất qua da chậm do tác dụng kháng thấm của lớp sừng Những chất

hòa tan không điện li khuếch tán vào hệ tuần hoàn nhanh gấp 1000 lần khi không có

lớp sừng Vì vậy, có nhiều phương pháp tăng sự thấm qua da bao gồm: phương

pháp vật lí, hóa sinh và hóa học

Phương pháp quá bão hoà

Phương pháp này làm tăng nồng độ bão hòa của thuốc nhờ loại bỏ dung môi, làm

lạnh nhanh dung dịch hoặc tạo ra phản ứng giữa hai hay nhiều chất tan để tạo ra hỗn

hợp ít tan hơn… nhằm cải thiện sự thấm dược chất qua da

Sự hydrat hóa

Sự hydrat hóa giúp dược chất thấm sâu do làm trương nở cấu trúc lớp sừng bằng cách tăng lượng nước di chuyển từ tá dược lỏng đến da hoặc ngăn sự mất nước nhờ các thành phần hút và giữ nước được sử dụng trên da

Ứng dụng công nghệ nano trên sự tăng thấm: Dùng các hạt siêu phân tử để vận

chuyển dược chất cùng những phân tử hoạt động vào trong da như liposome, siêu nhũ tương (nanoemulsions) và phân tử nano rắn – lỏng (solid - lipid nanoparticles)

Hệ phân tán nano có cấu trúc như Hình 2.3

Hình 2.3 Cấu trúc của hệ phân tán nano

2.2 KHÁI QUÁT VỀ KEM [1], [7], [10], [9]

2.2.1 Định nghĩa

Kem là dạng thuốc mỡ có thể chất rất mềm và rất mịn do trong thành phần có hàm

lượng lớn các chất lỏng (tá dược thể lỏng hoặc dược chất tan trong dầu hoặc nước),

có cấu trúc nhũ tương kiểu Nước trong Dầu hoặc Dầu trong Nước Tuy nhiên dạng

kem dùng ngoài da thường ở dạng cấu trúc nhũ tương D/N vì có nhiều ưu điểm hơn

so với N/D

2.2.2 Ưu điểm của kem bôi da có cấu trúc nhũ tương D/N

- Dễ phối hợp với nhiều loại dược chất và dược chất dễ đạt độ phân tán nên phát

huy được tác dụng dược lý cao

- Dễ bám thành lớp mỏng lên da và niêm mạc kể cả niêm mạc ướt

- Không cản trở sự trao đổi bình thường và làm dịu khi bôi trên da, ít trơn nhờn và

dễ rửa sạch

- Kem bôi da dẫn được dược chất tốt, giải phóng hoạt chất nhanh và hoàn toàn

2.2.3 Thành phần của kem bôi da

- Tướng Dầu: gồm các dược chất, tá dược tan trong dầu

- Tướng Nước: gồm các dược chất, tá dược tan trong nước

- Chất nhũ hóa dùng để phân tán hai tướng Dầu và tướng Nước vào nhau

- Chất chống khô: làm cho kem thuốc ổn định, chống mất nước trong quá trình bảo quản

- Chất giúp thấm sâu

- Chất tạo hương

- Chất ổn định, bảo quản

2.2.4 Tá dược dùng bào chế kem

Trong chế phẩm kem, tá dược chiếm một tỷ lệ rất lớn ( >90%), giữ vai trò quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng thuốc mỡ Tá dược thuốc mỡ là môi trường phân tán, có tác dụng tiếp nhận, bảo quản, giải phóng hoạt chất và dẫn thuốc qua da, niêm mạc với mức độ và tốc độ thích hợp

Các tá dược được chọn phải đáp ứng yêu cầu sau:

- Tăng sự thấm và hấp thu thuốc qua da

- Không tương tác với hoạt chất

- Không có tác dụng dược lý riêng

- Tạo với hoạt chất một hỗn hợp đồng nhất, dược chất đạt độ phân tán cao

- Có pH phù hợp với pH của da

- Dễ rửa sạch, ít gây bẩn da và quần áo

- Nguồn nguyên liệu rẻ tiền và dễ tìm

2.2.4.1 Nhóm tá dược thân Dầu và không tan trong Nước

Một số tá dược thân Dầu thường được sử dụng như:

Dầu parafin

Tính chất: Chất lỏng trong không màu, sánh như dầu, hầu như không mùi, không vị, không có huỳnh quang dưới ánh nắng ban ngày Thực tế không tan trong nước và ethanol 96º, tan trong ether và cloroform Tỷ trọng 0, 830-0, 890

Công dụng: dầu parafin hay được dùng phối hợp với một số tá dược khan nhằm mục đích điều chỉnh thể chất, để dễ nghiền mịn các dược chất rắn trước khi phối hợp với tá dược trong phương pháp trộn đều đơn giản Được dùng làm pha dầu trong các thuốc mỡ nhũ tương và mỹ phẩm

Cetyl alcohol (1-Hexadecanol C 16H 34O)

Tính chất: dạng khối rắn hoặc mảng óng ánh không màu, sờ nhờn tay không tan trong nước, tan trong cồn, chloroform, benzene Không dễ bị ôi khét, làm mềm da nhưng không gây nhờn da, có khả năng nhũ hóa rất yếu (tạo kiểu nhũ tương Nước trong Dầu) nhưng lại có khả năng làm tăng rất mạnh khả năng nhũ hóa, hút nước của nhiều tá dược khác như Vaselin…

- Chỉ số acid : không quá 2

- Chỉ số iod : không quá 5

- Chỉ số hydroxyl : 218-238

Công dụng: Cetyl alcohol có tính chất hấp phụ nước và nhũ hóa nên được dùng phổ biến trong mỹ phẩm Một hỗn hợp gồm 19 phần dầu và 1 phần Cetyl alcohol hấp thu 40-50% nước

Polawax: gồm cetostearyl alcol, nước cất và natri lauryl sulfat

- Là chất sáp cứng màu trắng, khi đun nóng trở nên dẻo trước khi tan chảy

- Độ tan: tan trong cloroform, ethanol 95%, ether và dầu đun nóng, thực tế không tan trong nước mà tạo thành nhũ tương

- Polawax được dùng làm chất nhũ hóa tạo kiểu nhũ tương D/N, không nhờn

- Tương kỵ (chủ yếu là do natri lauryl sulfat) với hợp chất cationic (amoni bậc 4, epherin HCl, chất kháng histamin …), muối kim lọai đa hóa trị (nhôm, kẽm, thiếc

và chì) và các thioglycolat

2.2.4.2 Các tá dược thân Nước

Các tá dược thuộc nhóm này có nguồn gốc và cấu tạo rất khác nhau nhưng có chung những ưu - nhược điểm sau:

Ưu điểm:

- Có thể hòa tan hoặc trộn với nước và các chất lỏng phân cực khác

- Dễ bám thành lớp mỏng trên da và niêm mạc kể cả niêm mạc ướt

- Phóng thích hoạt chất nhanh, hoàn toàn nhất là các chất dễ hòa tan trong nước

- Không cản trở sự trao đổi bình thường ở chỗ bôi thuốc và môi trường, không

gây kích ứng, dị ứng, có tác dụng dịu da và tạo cảm giác dễ chịu, mát mẻ

- Không có khả năng thấm qua da nhưng thích hợp với da hoặc niêm mạc đã bị

tổn thương hoặc da bị mẫn cảm với tá dược béo

- Không trơn nhờn, ít gây bẩn, dễ rửa sạch bằng nước và xà phòng

Nhược điểm:

- Kém bền vững, thường bị vi khuẩn, nấm mốc phát triển, vì vậy cần thêm các

chất bảo quản

- Dễ bị khô cứng vì vậy cần thêm các chất háo ẩm với tỷ lệ 30-40% như glycerin,

sorbitol, propylen glycol…

Một số tá dược thân Nước thường dùng như gel alginat, Natri CMC, Carbopol, Lutrol F… 2.2.4.3 Chất nhũ hóa dùng trong điều chế kem

Một số chất nhũ hóa thường dùng:

Tween: là các ester của span với Polyoxyetylen gọi là các Polysorbat khi thay đổi

sẽ cho các Tween khác nhau

Polioxyetylen 20-Span 20→Tween 20 hay Polisorbat 20

Polioxyetylen 40-Span 40→Tween 40 hay Polisorbat 40

Tính chất của Tween: có thể chất từ lỏng đến rắn

- Tween 20, Tween 40, Tween 80: chất lỏng hơi sánh vàng, trong và độ nhớt khác nhau

- Tween 60: thể chất mềm dẻo, nhiệt độ 20 oC chảy lỏng

- Tween 61: thể chất giống sáp, nhiệt độ nóng chảy 35-36 oC

Tween đều là những chất phân cực thân nước nên tan trong nước ở nhiều mức độ

khác nhau và thường dùng để tạo nhũ tương D/N Các Tween đều trung tính, bền ở

nhiệt độ cao, có khả năng gây thấm nhũ hóa và trung gian hòa tan mạnh, được dùng

rộng rãi trong bào chế dược phẩm và mỹ phẩm

Span 80:

- Là este của acid oleic và đường sorbitol (sorbital mono oleate)

- Là chất trung tính, bền vững, dịu da và niêm mạc được dùng cho các thuốc tiêm,

thuốc uống và dùng ngoài

- Là chất nhũ hóa thân dầu tạo kiểu nhũ tương N/D nhưng thường dùng phối hợp

với Tween (tỉ lệ Tween – Span là 1, 5: 1 hoặc 2: 1) để làm chất nhũ hóa tạo nhũ tương D/N cho nhũ tương uống và dùng ngoài

Glyceryl monostearat (GMS)

- Là chất rắn giống sáp, trắng ngà, sờ nhờn tay, không mùi vị, trung tính bền vững

- Là chất nhũ hóa thân dầu không ion hóa với HLB từ 3, 6 - 4, 2

- Dùng làm chất nhũ hóa, ổn định, hỗ trợ trong dung dịch phân cực hoặc không phân cực tạo nhũ tương N/D hoặc phối hợp với các chất nhũ hóa thân nước tạo kiểu D/N

- Tương kỵ với chất oxy hóa khử như KMnO4

2.2.5 Kĩ thuật điều chế và sản xuất kem bôi da

Tùy theo tính chất của dược chất và tá dược, có thể điều chế thuốc mỡ bằng một trong ba phương pháp sau:

- Phương pháp hòa tan

- Phương pháp trộn đều đơn giản

- Phương pháp nhũ hóa chia làm 2 trường hợp

Nhũ hóa trực tiếp

Trộn đều nhũ hóa

Kỹ thuật điều chế kem theo phương pháp trộn đều nhũ hóa được mô tả ở Hình 2.4

2.2.6 Kiểm tra chất lượng và đánh giá sinh khả dụng của kem bôi da

Cảm quan

Thể chất

- Xác định độ xuyên sâu

- Xác định độ dàn mỏng của kem

- Xác định khả năng bám dính của kem

- Xác định giới hạn chảy lỏng của kem

- Xác định thời gian chảy lỏng

Đun nóng ở 60-65 oC

Trộn đều nhũ hóa

Hình 2.4 Tóm tắt qui trình điều chế kem bôi da theo phương pháp trộn đều nhũ hóa

Xác định pH của kem

pH của kem có một tác động rất quan trọng về mặt bào chế cũng như về mặt trị liệu

Nó ảnh hưởng đến độ ổn định của kem, thay đổi tính lưu biến hay hoạt tính của

chất bảo quản Ngoài ra nó có thể gây nên sự tương kỵ giữa hoạt chất và tá dược,

pH của thuốc mỡ càng gần với pH da càng tốt.Các thuốc mỡ thân nước thường

được xác định pH bằng phép đo điện thế trên pH kế

Đánh giá sinh khả dụng của kem

Sinh khả dụng của kem có thể xác định bằng phương pháp trực tiếp hoặc gián tiếp

Đối với dạng kem ta có thể xác định sinh khả dụng in vitro bằng nhiều

phương pháp

- Phương pháp không dùng màng: khuếch tán qua giấy ẩm, khuếch tán qua thạch,

khuếch tán vào môi trường lỏng

- Phương pháp dùng màng: có thể là màng nhân tạo (celophan, dẫn chất cellulose,

silicon…) hoặc màng tự nhiên như da động vật để nguyên hoặc loại bỏ lớp sừng

(da thỏ, da lỗ tai heo, da người chết…) Môi trường khuyếch tán thường là nước cất,

dung dịch đệm, cũng có khi dùng dung môi Phương pháp này được áp dụng rộng

rãi đối với nhiều dược chất và có thể sử dụng để đánh giá mức độ và tốc độ giải

phóng dược chất ra khỏi thuốc Trên cơ sở đó thiết kế một công thức có tác dụng

điều trị đúng với mục tiêu mong muốn

2.2.7 Một số chế phẩm kem trên thị trường có chứa Diphenhydramine

2.3 KHÁI QUÁT VỀ HOẠT CHẤT CHÍNH TRONG KEM [2], [3], [17] 2.3.1 Thuốc kháng histamin H 1 Diphenhydramine HCl

Diphenhydramine là một trong những thuốc kháng histamine được biết đến đầu tiên vào năm 1943 của Tiến sĩ George Rieveschl Năm 1946, nó đã trở thành đơn thuốc kháng histamine đầu tiên được sự chấp thuận của Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược của Hoa Kỳ (FDA)

Công thức: C 17 H 21 NO.HCl M= 291.8154 g / mol

Tên gọi khác: 2- ( Diphenylmethoxy) -N, N-dimethylethylamine hydrochlorid

Tính chất hóa học:

- Là tinh thể bột màu trắng không mùi, vị đắng

- Tỷ trọng: 1, 024 g/cm3

- Nhiệt độ nóng chảy: 166-167 ºC

- Hòa tan theo tỉ lệ 1: 1 trong nước, 1: 2 trong cồn và chloroform, 1: 50 trong aceton

- Bền, tương kỵ với tác nhân oxi hóa mạnh

- Dung dịch Diphenhydramine hydroclorid 5% có pH khoảng 4 - 6

- Liều thấp nhất gây độc trên da là 80 mg/ kg / 6giờ

- Nồng độ gây độc > 60 nanogam/ml

Công dụng: Diphenhydramine ngăn chặn tác dụng của histamine tại thụ thể H1 làm

giảm đỏ và phù xảy ra trong một phản ứng viêm và làm giảm ngứa trong phản ứng

dị ứng Do đó Diphenhydramine là một lựa chọn phổ biến trong điều trị các triệu chứng của viêm mũi dị ứng, phát ban côn trùng cắn và đốt

Liều dùng tại chỗ giảm nhất thời ngứa và đau ở các bệnh ngoài da của người lớn và trẻ em từ 2 tuổi trở lên: 1 - 2% Diphenhydramine hydroclorid vào vùng bị bệnh 3 -

4 lần mỗi ngày

2.3.2 Kẽm acetat

C 4H 6O 4Zn.2H 2O M=219.50 g/mol

Tính chất hóa học:

- Được sản xuất bởi Kẽm oxid với acid acetic băng

- Bột tinh thể màu trắng, có mùi acetic nhẹ, vị chát

- Tương kỵ với tác nhân oxy hóa

Công dụng: chất làm dịu, tác nhân ổn định, chất làm săn se và sát khuẩn

2.4 TỐI ƯU HÓA [4], [5]

Hai nội dung chính trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển thuốc là thành lập công thức và xây dựng qui trình sản xuất, trong đó xây dựng công thức là nền tảng Vì mỗi sản phẩm đều có một vòng đời nhất định và nhu cầu cạnh tranh trên thị trường đòi hỏi phải không ngừng cải tiến sản phẩm hiện có hoặc thay thế bằng sản phẩm mới

Trong mỗi công thức, ngoài các hoạt chất còn có nhiều thành phần tá dược khác nhau Tính chất của sản phẩm không ngừng phụ thuộc vào tính chất và tỷ lệ của các nguyên liệu mà còn bị ảnh hưởng bởi điều kiện pha chế Vì vậy, việc thành lập công thức không phải là một vấn đề đơn giản mà thực sự là một thử thách Theo kinh nghiệm, công thức thường được thành lập qua bốn giai đoạn:

- Xây dựng tiêu chuẩn

- Thành lập công thức

- Kiểm tra chất lượng sản phẩm

- Sửa đổi hoàn thiện công thức

Cho đến nay, việc thành lập công thức được thực hiện với các mức khác nhau (từ thấp đến cao): không thiết kế - không tối ưu hóa, thiết kế thủ công - tối ưu hóa truyền thống và thiết kế vi tính - tối ưu hóa thông minh

Các phương pháp tối ưu hóa truyền thống (toán thống kê, đơn hình…) có thể được

áp dụng với các dữ liệu đơn giản và tuyến tính Nhưng với những dữ liệu phức tạp

và phi tuyến thì các phương pháp này không còn phù hợp Ngoài ra, các phương pháp truyền thống không tối ưu hóa được đồng thời nhiều biến phụ thuộc trong khi mỗi sản phẩm thường có rất nhiều tính chất cần được tối ưu

Phương pháp tối ưu hóa thông minh có nhiều triển vọng thay thế các phương pháp truyền thống trong mục đích tối ưu hóa bởi nó không giới hạn về biến số độc lập (x), có thể tối ưu đồng thời nhiều biến phụ thuộc (y), phù hợp với các dữ liệu phức tạp và phi tuyến

Quá trình thiết kế và tối ưu hóa công thức kem Diphenhydramine gồm 6 giai đoạn

chính được tóm tắt theo Hình 2.5

Hình 2.5 Quá trình thiết kế và tối ưu hóa công thức

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 NGUYÊN LIỆU & HÓA CHẤT - THIẾT BỊ & PHẦN MỀM

3.1.1 Nguyên liệu và hóa chất

Các nguyên liệu và hoá chất dùng trong điều chế và kiểm nghiệm kem

Diphenhydramine được tóm tắt lần lượt trong Bảng 3.1 và Bảng 3.2

Bảng 3.1 Danh sách các nguyên liệu dùng trong điều chế

Bảng 3.2 Danh sách các hoá chất và dung môi trong kiểm nghiệm

Acetonitril BP Merck

3.1.2 Thiết bị và phần mềm

Bảng 3.3 Danh sách các thiết bị kiểm nghiệm

Water Alliance IEC 610 Hielscher Lab companion

Bảng 3.4 Danh sách các phần mềm thiết kế và tối ưu hóa

Design Expert 6.0.6 Trial

BCPharSoft

Thiết kế công thức Tối ưu hóa công thức

USA Khoa dược ĐH Y dược

3.2 XÂY DỰNG CÔNG THỨC TỐI ƯU

3.2.1 Xây dựng công thức cơ bản

Công thức dự kiến:

Diphenhydramine hydroclorid 2%

Khảo sát thành phần công thức của kem trên với các tỷ lệ tá dược khác nhau:

- Pha dầu: Dầu parafin, Vaselin, Sáp ong, Cetyl alcohol

- Tác nhân nhũ hóa: Tween 80, Span 80, Glyceryl monostearat

- Pha nước

3.2.2 Quy trình điều chế

Theo phương pháp trộn đều nhũ hóa

- Đun nóng chảy pha Dầu Điều chỉnh nhiệt độ pha Dầu khoảng 60 - 65 ºC

- Đun nóng pha Nước gồm Diphenhydramine, Kẽm acetat và các chất tan trong pha Nước Điều chỉnh sao cho nhiệt độ pha Nước khoảng 70 -75 ºC

- Cho từ từ pha Nước vào pha Dầu, vừa cho vừa khuấy đến khi tạo thành kem

- Hòa tan camphor trong cồn và cho vào kem Khuấy đều

- Để kem trong 1 ngày cho ổn định thể chất

- Đóng tuýp 10 g, dán nhãn

3.2.3 Tối ưu hóa công thức [4], [5], [12], [13], [15], [20]

3.2.3.1 Thiết lập mô hình nhân quả

Mô hình liên quan nhân quả được thiết lập bằng phần mềm Design-Expert 6.0.6 Trial, mô hình D- Optimal (USA) qua các bước:

- Nhập dữ liệu và khai báo biến số x, y

- Luyện mạng theo thông số phù hợp

- Xem xét các giá trị R2 luyện và R2 thử: thông thường giá trị R2 luyện > 90% và giá trị R2 thử > 70% thì mô hình có thể chấp nhận được Giá trị R2 thử càng tiến tới

100 thì khả năng dự đoán của mô hình càng tốt Các thông số luyện mạng được thăm dò và quá trình thực hiện được lặp lại đến khi chọn được mô hình liên quan nhân quả có giá trị R2 luyện và R2 thử cao nhất

3.2.3.2 Tối ưu hóa công thức

Dữ liệu đầu vào là dữ liệu thực nghiệm ghi nhận từ những công thức được thiết kế theo mô hình Việc tối ưu hóa được thực hiện bằng phần mềm BCPharSoft qua các bước:

- Ấn định điều kiện: ràng buộc, trọng số và hàm mục tiêu

- Tiến hành tối ưu hóa (khai báo số nguyên dương nếu cần)

- Xem kết quả: giá trị tối ưu (x), giá trị dự đoán (y) và mức tối ưu (%)

- Quá trình thực hiện được lặp lại cho đến khi nào giá trị dự đoán của y đạt giới hạn mong muốn (mức tối ưu là 100%)

- Tiến hành thực nghiệm kiểm chứng

Điều chế 2 lô kem Diphenhydramine với công thức tối ưu

Kiểm tra các thông số tối ưu

Phân tích phương sai

3.2.3.3 Đánh giá các biến số y

Diện tích dàn mỏng (y 1 )

Tiến hành:

- Trải 1 g kem vào tâm của một phiến kính một

- Đặt tấm kính thứ hai lên 1 phút rồi đo đường kính (d0) do kem tản ra (đo 2

chiều, lấy giá trị trung bình)

- Tiếp tục đặt thêm quả cân 100g, 500g lên tấm kính Khi thêm quả cân thì đo đường kính tản ra sau khi đặt 1 phút

- Ta tính ra đường kính trung bình và diện tích của vùng dàn mỏng theo công thức

S = π.(d2/4)

Phần trăm phóng thích hoạt chất qua màng cellulose acetat (y 2 )

Dụng cụ:

- Máy khuấy từ điều chỉnh được nhiệt độ

- Màng cellulose acetat kích thước lỗ lọc 0, 45 µm

- Tế bào khuyếch tán kiểu Franz có đường kính 22 mm, thể tích khoang nhận

là 21 ml

Tiến hành:

- Đặt cá từ vào khoang nhận

- Thêm cồn 90º vào khoang nhận cho tới vạch

- Đặt màng cellulose acetat vào giữa khoang cho và khoang nhận của tế bào

khuyếch tán Cố định 2 khoang lại bằng 2 lò xo

- Bơm 1 gam kem vào khoang cho của tế bào khuyếch tán kiểu Franz

- Đặt tế bào khuyếch tán vào becher có mỏ để duy trì nhiệt độ trong khoang nhận

là 37ºC, tốc độ khuấy 3

- Sau thời điểm 10, 20, 30, 40, 50, 60 phút, hút 2 ml đem định lượng

Diphenhydramine HCl với phương pháp chuẩn độ bằng NaOH

m (mg) = VNaOH (ml) x 0.2918

Hình 3.6 Mô hình thử độ phóng thích qua màng cellulose acetat

Tính lượng Diphenhydramine trong tế bào khuyếch tán và suy ra phần trăm Diphenhydramine được phóng thích qua màng cellulose acetat theo công thức:

P: phần trăm phóng thích qua màng cellulose acetat (%)

m1: khối lượng mẫu thử trong 2 ml

m0: khối lượng mẫu trắng trong 2 ml

m: khối lượng Diphenhydramine trong 1 g mẫu thử

Mức độ tách lớp sau ly tâm:

Tiến hành:

- Cân 5 g kem phân tán trong 15 ml nước bằng máy khuấy từ trong 5 phút

- Đem ly tâm ở các mức tốc độ 4 và tốc độ 7 Đo chiều cao khoảng tách lớp sau mỗi phút

- Đánh số theo thứ tự tách lớp được nêu trong Bảng 3.5