Nghiên cứu bào chế và đánh giá một số đặc tính tiểu phân nano aspirin

Copyright @ School of Medicine and Pharmacy, VNU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ kỹ thuật nhũ hóa và bay hơi dung môi 7 Hình 1.2 Sơ đồ kỹ thuật thay thế dung môi 7 Hình 1.

Trang 1

Copyright @ School of Medicine and Pharmacy, VNU

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA Y DƯỢC

VŨ VĂN THƯỞNG

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ

VÀ ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ ĐẶC TÍNH TIỂU PHÂN NANO ASPIRIN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC

Hà Nội – 2019

Trang 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA Y DƯỢC

VŨ VĂN THƯỞNG

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ

VÀ ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ ĐẶC TÍNH TIỂU PHÂN NANO ASPIRIN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC

Khoá: QH.2014.Y

Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thanh Hải

ThS Nguyễn Văn Khanh

Hà Nội – 2019

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô Khoa Y Dược - Đại học Quốc Gia Hà Nội đã dạy dỗ, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho em trong suốt 5 năm học Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong bộ môn Bào chế và Công nghệ dược phẩm đã tạo điều kiện để em được thực hiện đề tài nghiên cứu này

Em xin bày tỏ sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Thanh Hải, thầy là người trực tiếp giao đề tài, định hướng và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu giúp em hoàn thành nghiên cứu này Em xin cảm ơn Ths Nguyễn Văn Khanh đã luôn nhiệt tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ em rất nhiều

trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Qua đây, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân, bạn bè đã quan tâm, ủng hộ và hỗ trợ em trong quá trình thực hiện khóa luận

Mặc dù đã hết sức cố gắng trong suốt quá trình thực hiện, nhưng kiến thức và kinh nghiệm của em còn hạn chế nên không thể tránh được những thiếu sót Kính mong nhận được những lời nhận xét, góp ý của các thầy cô để khóa luận của em được hoàn thiện hơn

Hà Nội, ngày 06, tháng 05, năm 2019

Sinh viên

Vũ Văn Thưởng

Trang 4

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

STT Từ viết tắt Từ/ cụm từ đầy đủ

2 DC Dược chất

3 DSC Differential scanning calorimetry

(phân tích nhiệt quét vi sai)

4 DPI Polydispercity Index

(chỉ số đa phân tán)

5 HPMC Hydroxypropyl methycellulose

6 KTTP Kích thước tiểu phân

7 NSAID non-steroidal anti-inflammatory drug

(thuốc chống viêm không steroid)

8 PG Propylen glycol

9 PEG Polyethylene glycol

10 PVP Polyvinylpyrrolidone

11 TT Thuốc thử

Trang 5

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Nguyên liệu sử dụng trong thực nghiệm 15

Bảng 3.1 Độ hấp thụ quang của aspirin theo nồng độ tại bước

Bảng 3.3 KTTP và PDI của nano aspirin bào chế với tỷ lệ

glycerin/nước thay đổi

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của thời gian đồng nhất hóa sau quá

trình kết tinh đến KTTP nano aspirin

Trang 6

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Sơ đồ kỹ thuật nhũ hóa và bay hơi dung môi 7

Hình 1.2 Sơ đồ kỹ thuật thay thế dung môi 7

Hình 1.3 Cấu tạo thiết bị đồng nhất hóa tốc độ cao 9

Hình 1.4 Công thức cấu tạo Aspirin (Acetylsalycilic acid) 10

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hệ phân tích nhiệt vi sai 20 Hình 3.1 Phổ quét độ hấp thụ quang của mẫu chuẩn dung dịch

Hình 3.3 Kích thước và PDI của nano aspirin bào chế được khi sử

dụng các dung môi khác nhau

24

Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ glycerin/nước

đến KTTP nano aspirin

25

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ aspirin đến KTTP,

PDI nano aspirin bào chế

26

Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn KTTP, PDI của các mẫu nano aspirin bào

chế với các thiết bị khác nhau

28

Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tốc độ đồng nhất hóa đến

KTTP nano aspirin

29

Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian đồng nhất hóa

sau kết tinh đến KTTP nano aspirin

Hình 3.11 Phổ phân tích nhiệt vi sai của nguyên liệu 33

Hình 3.12 Phổ phân tích nhiệt vi sai của nano asoirin 33

Hình 3.13 Tốc độ hòa tan của aspirin nguyên liệu và nano aspirin bào

chế được

35

Trang 7

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2

1.1 Công nghệ nano 2

1.2 Vài nét về tinh thể nano 2

1.2.1 Định nghĩa 2

1.2.2 Ưu điểm của tinh thể nano 2

1.2.3 Nhược điểm của tinh thể nano 5

1.2.4 Phương pháp bào chế nano tinh thể 5

1.3 Tổng quan về Aspirin 10

1.3.1 Công thức cấu tạo 10

1.3.2 Tính chất lý hóa 11

1.3.3 Định tính 11

1.3.4 Định lượng 11

1.3.5 Tác dụng dược lý 11

1.3.6 Chỉ định 12

1.3.7 Chống chỉ định 12

1.3.8 Dược động học 12

1.3.9 Tương tác thuốc 13

1.3.10 Các dạng bào chế có mặt trên thị trường 13

1.4 Một số nghiên cứu trong nước và quốc tế về nano aspirin, phương pháp bào chế tinh thể aspirin bằng phương pháp kết tủa 13

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

2.1 Nguyên liệu 15

2.2 Thiết bị, dụng cụ 15

2.3 Phương pháp nghiên cứu 16

2.3.1 Phương pháp định lượng aspirin 16

2.3.2 Đánh giá tốc độ hòa tan của aspirin và nano aspirin 16

Trang 8

2.3.3 Phương pháp bào chế nano aspirin 18

2.3.4 Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến KTTP nano aspirin 18

2.3.5 Đánh giá một số đặc tính của tiểu phân nano aspirin 19

2.4 Phương pháp xử lý số liệu 21

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 22

3.1 Định lượng aspirin bằng phương pháp đo quang 22

3.2 Bào chế tiểu phân nano aspirin bằng phương pháp kết tủa dung môi 23

3.2.1 Khảo sát dung môi hòa tan dược chất 23

3.2.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ giữa dung môi hòa tan và môi trường kết tủa đến KTTP nano aspirin 25

3.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ dược chất đến KTTP nano aspirin 26

3.2.4 Ảnh hưởng của thiết bị khuấy đến KTTP nano aspirin 27

3.2.5 Ảnh hưởng của tốc độ đồng nhất hóa đến KTTP nano aspirin 28

3.2.6 Ảnh hưởng của thời gian đồng nhất hóa sau kết tủa đến KTTP nano aspirin 29

3.2.7 Ảnh hưởng của tác động siêu âm đến KTTP nano aspirin 30

3.2.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến KTTP nano aspirin 31

3.3 Đánh giá một số đặc tính tiểu phân nano aspirin 32

3.3.1 Phân tích nhiệt vi sai DSC 32

3.3.2 Đánh giá tốc độ hòa tan của tiểu phân nano aspirin 34

3.3.3 Độ ẩm 35

3.3.4 KTTP, DPI và thế zeta của mẫu bột nano aspirin bào chế được 35

3.4 Bàn luận 36

3.4.1 Về phương pháp nghiên cứu 36

3.4.2 Về kết quả đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến KTTP nano aspirin 36

3.4.3 Về đặc tính của tiểu phân nano aspirin bào chế được 37

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38

KẾT LUẬN 38

KIẾN NGHỊ 38

Trang 9

ĐẶT VẤN ĐỀ

Những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng không ngừng, công nghệ

nano đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực, không những

làm thay đổi diện mạo của ngành khoa học mà còn góp phần nâng cao chất lượng

đời sống con người

Trong y học, nhiều thành quả của công nghệ nano đã được ứng dụng, ví dụ

như việc điều trị bệnh ung thư, bào chế nanobot, sản xuất các y cụ kính thước siêu

nhỏ… Bên cạnh đó, công nghệ mới này còn mở ra một cuộc cách mạng trong ngành

công nghệ dược phẩm Việc phát triển các dạng thuốc nano có nhiều ưu điểm nổi

trội, giúp cải thiện độ hòa tan, tăng sinh khả dụng nhờ đó hiệu quả điều trị được

nâng cao

Aspirin thuộc nhóm thuốc chống viêm không steroid (NSAIDs), có tác dụng

giảm đau, hạ sốt, chống viêm Ngoài ra aspirin còn có tác dụng chống kết tập tiểu

cầu, ngăn chặn sự hình thành các cục máu đông [2] Là một thuốc quen thuộc, phổ

biến trên thị trường và được sử dụng nhiều trong điều trị, việc nghiên cứu phát triển

aspirin để bảo đảm độ an toàn và tăng hiệu quả điều trị là hoàn toàn cần thiết

Chính vì yêu cầu thực tiễn quan trọng đó, đề tài “Nghiên cứu bào chế và

đánh giá một số đặc tính tiểu phân nano aspirin” được tiến hành thực hiện với

các mục tiêu chính sau:

1 Bào chế nano aspirin và đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố đến kích

thước tiểu phân nano aspirin

2 Đánh giá một số đặc tính của tiểu phân nano aspirin bào chế được

Trang 10

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Công nghệ nano

Công nghệ nano (nanotechnology) là khoa học thiết kế, phân tích, bào chế và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống hữu ích nhờ các thao tác, sắp xếp ở mức nguyên tử, phân tử, siêu phân tử, đồng thời khai thác các đặc tính và hiện tượng mới khi vật chất ở kích thước nano [5,17,21]

Công nghệ nano có ba thuộc tính cơ bản [11]:

- Các thao tác thực hiện ở mức nano

- Kích thước vật liệu ở mức nano

- Tạo ra vật liệu, thiết bị và hệ thống hữu ích mới

1.2 Vài nét về tinh thể nano

1.2.1 Định nghĩa

Tinh thể nano (nanocrystal) là các tiểu phân rắn tinh khiết với kích thước trung bình dưới 1000 nm, trong đó không chứa bất cứ một vật liệu mang nào [23, 27], mang cả đặc tính của tiểu phân nano và tinh thể [23, 7, 22] Tinh thể nano có ít nhất 1 chiều nhỏ hơn 100 nm, dựa trên các chấm lượng tử, bao gồm các nguyên tử sắp xếp kiểu đơn hoặc đa tinh thể, tùy theo kỹ thuật sản xuất, có thể tạo thành dạng tinh thể hoặc dạng vô định hình [23, 4]

1.2.2 Ưu điểm của tinh thể nano

1.2.2.1 Tăng độ tan

Độ tan của DC thường phụ thuộc vào các yếu tố như đặc tính lý hóa của DC, môi trường hòa tan và nhiệt độ Tuy nhiên, đối với các tiểu phân DC với kích thước nhỏ hơn 1-2 µm, độ tan phụ thuộc vào KTTP Độ tan tăng lên khi KTTP giảm xuống dưới 1000 nm [24] Điều này được giải thích theo phương trình Kelvin và Ostwald-Freundlich:

Trong đó: ρr là áp suất hòa tan của tiểu phân bán kính r, ρ∞ là áp suất hòa tan của tiểu phân lớn ban đầu, γ là sức căng bề mặt, R là hằng số khí, T là nhiệt độ tuyệt đối, r là bán kính tiểu phân, Mr là khối lượng phân tử, ρ là tỷ trọng của tiểu phân

Trang 11

Ở trạng thái bão hòa, phân tử hòa tan và phân tử tái kết tinh cân bằng Khi giảm KTTP, áp suất hòa tan tăng Do vậy, cân bằng chuyển dịch về phía hòa tan nên độ tan bão hòa tăng [24]

Phương trình Ostwald-Freundlich biểu thị mối quan hệ giữa độ tan bão hòa

và KTTP:

Trong đó: Cs là độ tan bão hòa, Cα là độ tan của tiểu phân lớn, σ là sức căng

bề mặt, V là thể tích mol, R là hằng số khí, T là nhiệt độ tuyệt đối, ρ là tỷ trọng tiểu phân, r là bán kính tiểu phân

Theo phương trình trên, khi giảm KTTP thì độ tan bão hòa của DC tăng Tuy nhiên, điều này chỉ áp dụng với các tiểu phân có kích thước nhỏ hơn 1-2 µm, đặc biệt là tiểu phân kích thước nhỏ hơn 200 nm [23, 24]

Việc bào chế hệ nano tinh thể có thể làm cho đặc tính kết tinh của tiểu phân

DC thay đổi, chuyển từ trạng thái kết tinh sang trạng thái vô định hình Tinh thể nano ở trạng thái vô định hình có độ tan cao hơn so với tinh thể nano ở trạng thái tinh thể có kích thước tương đương Vì vậy, tinh thể nano ở trạng thái vô định hình được coi là sự kết hợp lý tưởng giúp tăng độ tan của DC [1, 23]

1.2.2.2 Cải thiện độ hòa tan

Theo phương trình hòa tan Nernst–Brunner và Levich, tốc độ hòa tan của dược chất được biểu diễn như sau:

Trong đó:

- dM/dt là tốc độ hòa tan của dược chất,

- S là diện tích bề mặt tiểu phân,

- Cs là độ tan bão hòa của dược chất,

- C là nồng độ dược chất tại thời điểm t,

- h là bề dày lớp khuếch tán

Trang 12

Như vậy, theo phương trình trên, tốc độ hòa tan của các tinh thể nano tăng có thể do tăng diện tích bề mặt, giảm bề dày lớp khuếch tán và tăng độ tan [23, 24]

1.2.2.3 Tăng khả năng kết dính vào bề mặt hoặc màng tế bào

So với tiểu phân micromet, đặc điểm nổi trội của DC nano tinh thể 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) [18, 24]

1.2.2.4 Cải thiện sinh khả dụng đường uống

Các tiểu phân nano do có kích thước nhỏ, năng lượng bề mặt và diện tích tiếp xúc lớn nên độ tan và tốc độ hòa tan tăng, do đó SKD của thuốc tăng lên Điều này rất có ý nghĩa với những dược chất kém tan trong nước, làm tăng tác dụng điều trị của một số thuốc như thuốc chống ung thư, chống nấm, NSAIDs… [20, 31, 35]

Các tiểu phân nano, đặc biệt các tiểu phân nano có DC gắn chất mang dễ dàng đi qua được tế bào, xâm nhập vào máu, hệ thống nội bào, gan, tủy xương, màng ruột, lớp niêm mạc, có khả năng tăng hấp thu thuốc qua hàng rào máu não (BBB), tăng thời gian lưu thông của hạt trong máu… Điều này có ý nghĩa lớn với các dược chất có đặc tính sinh dược học kém như kém tan trong nước, tính thấm qua biểu mô tế bào kém [31]

Nano tinh thể có thể cải thiện hấp thu của DC theo hai cơ chế Thứ nhất, dưới dạng nano tinh thể, DC có thể tăng độ tan và tốc độ hòa tan, do đó tăng chênh lệch nồng độ giữa nhung mao ruột và máu Vì vậy, DC được hấp thu bằng cách khuếch tán thụ động tăng [18, 24] Thứ hai, tiểu phân nano tinh thể có thể bám dính vào màng nhày của hệ thống dạ dày ruột Do sự kết dính này, DC có chênh lệch nồng độ cao hơn và kéo dài thời gian lưu, thời gian tiếp xúc trong hệ thống dạ dày ruột [1, 18, 24]

1.2.2.5 Phát triển dạng thuốc tác dụng tại đích

Thuốc giải phóng tại đích phải đạt một số yêu cầu: không bị loại quá nhanh

ra khỏi hệ tuần hoàn, kết hợp với mô đích không quá chậm, giải phóng tại mô hoặc

tế bào đích Hệ giải phóng thuốc nano có thể đáp ứng được những yêu cầu này [43]

Trang 13

Các hạt nano tương hợp sinh học có nhiều ưu điểm hơn so với các dạng thuốc quy ước như tăng tác dụng, giảm độc tính, hấp thu vào tế bào thông qua màng, qua được hàng rào máu não và tới các tế bào đích [26, 33]

Các thuốc chống ung thư do độ tan kém, độc tính cao nên khó ứng dụng trong lâm sàng Các thuốc được gắn trong siêu vi cầu với chất mang dễ bị phân hủy sinh học, thuốc giải phóng có kiểm soát để không đạt nồng độ gây độc Với các hạt nano giải phóng tại đích, thuốc tập trung tại các mô ung thư thì độc tính thuốc giảm, khả năng điều trị tăng [33]

1.2.3 Nhược điểm của tinh thể nano

1.2.3.1 Khó khăn trong quá trình bào chế

Kích thước hạt bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như: dung môi hòa tan, nồng

độ dược chất, tốc độ khuấy trộn, nhiệt độ [45] Việc đảm bảo nghiêm ngặt các điều kiện này trong suốt quá trình bào chế là tương đối khó khăn, hơn thế các tiểu phân

dễ kết tụ nếu không kiểm soát tốt sẽ không đạt được KTTP mong muốn [15, 45]

1.2.3.2 Khó khăn trong bảo quản

Hệ nano dễ bị kết tụ tiểu phân trong quá trình bảo quản tạo nên các tiểu phân nano lớn hơn để giảm năng lượng bề mặt tự do, nhất là các hệ có KTTP từ 10 – 100

nm [33]

1.2.3.3 Độc tính của hệ nano

Một số nghiên cứu chỉ ra rằng, bên cạnh rất nhiều ưu điểm như tăng sinh khả dụng, tác dụng tại đích, ổn định dược chất thì một vài hệ nano có thể có nguy cơ gây độc cho cơ thể [10, 21, 38] Các tiểu phân nano hấp thu qua đường dạ dày – ruột có khả năng gây độc tính do tích tụ tại các mảng Peyer Hạt nano có thể vào não thông qua hai đường chính là hấp thu qua hàng rào máu não và qua kênh “trans – synaptic” sau tiếp xúc với niêm mạc mũi Điện thế bề mặt của hạt nano làm thay đổi tính thấm của hàng rào máu não và gây độc cho não [21, 38]

1.2.4 Phương pháp bào chế nano tinh thể

Hiện nay các phương pháp sản xuất tiểu phân nano được chia thành 2 nhóm lớn: Từ dưới lên “Bottom - up” và từ trên xuống “Top - down” [19, 44]

1.2.4.1 Phương pháp từ dưới lên (Bottom - up)

Phương pháp từ dưới lên “Bottom – up” là phương pháp hình thành tiểu phân nano từ các nguyên tử hoặc ion Kỹ thuật này được phát triển mạnh mẽ vì tính linh động và chất lượng của sản phẩm cuối cùng [5, 13, 33]

Trang 14

 Phương pháp kết tủa trong dung môi không đồng tan:

Dược chất được hòa tan trong một dung môi thành dung dịch Các tiểu phân nano được kết tủa bằng cách thay đổi dung môi trong điều kiện khuấy trộn tốc độ cao [5, 22] KTTP bào chế được phụ thuộc vào nhiều yếu tố như [45]:

Tuy nhiên nó cũng bộc lộ nhiều hạn chế [15, 45]:

- Phương pháp đòi hỏi phải kiểm soát những điều kiện một cách nghiêm ngặt Đồng thời phải tránh được việc tăng kích thước tinh thể trong quá trình kết tinh

- Các hạt ở dạng vô định hình có năng lượng thấp có xu hướng bị kết tụ

 Điều chế tiểu phân nano polyme

Một số phương pháp chính gồm:

- Nhũ tương hóa – bốc hơi dung môi: Tạo nhũ tương dầu trong nước và sau

đó loại dung môi Phương pháp này chỉ thích hợp với các DC tan trong dầu, khó triển khai qui mô lớn KTTP phụ thuộc vào các yếu tố: tốc độ khuấy trộn, loại và tỷ lệ chất gây phân tán, độ nhớt của pha dầu và pha nước, nhiệt độ,… [15]

Trang 15

Hình 1.1 Sơ đồ kỹ thuật nhũ hóa và bay hơi dung môi [5]

- Thay thế dung môi và kết lắng bề mặt: hai kỹ thuật này tương tự nhau dựa

trên cơ sở kỹ thuật nhũ hóa tự phát của pha nội là dung dịch dầu, hòa tan polyme vào trong pha nước Tuy nhiên kỹ thuật kết lắng bề mặt chỉ tạo siêu vi nang còn phương pháp thay thế dung môi tạo ra cả siêu vi nang và siêu vi cầu [15]

Hình 1.2 Sơ đồ kỹ thuật thay thế dung môi [5]

- Nhũ hóa / khuếch tán dung môi: Polyme tạo vỏ được hòa tan vào một

dung môi hòa tan một phần trong nước và được bão hòa nước để đảm bảo trạng thái cân bằng nhiệt động học lúc đầu của hai chất lỏng Sau đó, pha dung môi bão hòa nước – polyme được nhũ hóa trong lượng lớn dung dịch nước chứa chất ổn định, sự khuếch tán dung môi vào pha ngoại tạo thành các siêu vi hạt hoặc siêu vi nang, tùy theo tỷ lệ dầu – polyme [15]

- Hóa muối với các polyme tổng hợp

- Điều chế siêu vi tiểu phân từ các đại phân tử tự nhiên

 Sử dụng dung môi siêu tới hạn

Trang 16

Kĩ thuật sử dụng dung môi siêu tới hạn (SCF): nhờ khả năng khuếch tán cao

và bốc hơi nhanh ở áp suất thấp của dung môi siêu tới hạn để kết tủa tiểu phân dược chất từ dung dịch [21, 15]

1.2.4.2 Phương pháp từ trên xuống ( Top – down)

“Top-down” gồm các phương pháp làm giảm kích thước hạt có kích thước lớn thành các hạt nhỏ hơn bằng cách sử dụng các kỹ thuật khác nhau: nghiền, đồng nhất hóa tốc độ cao, đồng nhất hóa áp lực cao… Các phương pháp này không sử dụng dung môi độc hại, tuy nhiên chúng cần năng lượng đầu vào cao và hiệu quả của phương pháp thấp [32]

a) Kỹ thuật nghiền

 Nghiền ướt

Hỗn dịch thô được đưa vào máy nghiền có chứa các bi nghiền nhỏ Bi nghiền được xoay vòng với tốc độ cao ở nhiệt độ xác định, chúng di chuyển bên trong buồng nghiền và va chạm với lớp vật liệu nằm ở thành buồng phía đối diện Sự kết hợp của lực ma sát và lực va chạm mạnh làm giảm kích thước tiểu phân [16, 36, 37] Vật liệu nghiền là các bi làm bằng chất liệu cứng như: thép, kẽm oxyd, thủy tinh hoặc polyme đặc biệt (polystyren siêu cứng) Hiệu quả của quá trình phụ thuộc vào: khối lượng dược chất, số lượng vật liệu nghiền, tốc độ quay, thời gian nghiền

và nhiệt độ [12] Hạn chế của phương pháp: lẫn tạp chất từ thiết bị, sự phân hủy của một số dược chất do nhiệt tạo ra trong quá trình nghiền, có sự hiện diện của một lượng đáng kể các tiểu phân có kích thước trên 5µm [12,16], hư hao do dính vào vật liệu nghiền [18, 40]

 Nghiền khô

Trong phương pháp này, hợp chất được nghiền khô với polyme hòa tan và các đồng polyme sau dó phân tán trong nước Các polyme hòa tan và đồng polyme thường được sử dụng là PVP, PEG, HPMC và các dẫn xuất của cyclodextrin [46] Tính chất hóa lý và khả năng hòa tan của các dược chất kém tan có thể được cải thiện bằng phương pháp nghiền khô do cải thiện mức độ phân cực bề mặt và chuyển đổi từ dạng kết tinh sang dạng vô định hình [34]

b) Đồng nhất hóa tốc độ cao

Thiết bị đồng nhất hóa tốc độ cao cấu tạo gồm có một roto và một stato Roto được thiết kế bao gồm nhiều lưỡi cắt, còn stato có nhiều khe hở hướng theo chiều dọc hoặc đường chéo xung quanh trục đồng hóa Các lưỡi cắt được đặt đồng tâm và nằm bên trong stato Khi roto quay, chất lỏng được ly tâm buộc phải đi qua các khe

hở của stato Một lực hút được tạo ra và làm cho một lượng lớn chất lỏng được rút

Trang 17

lên vào khu vực bên trong roto Một năng lượng cơ học lớn được đưa vào trong một không gian nhỏ với việc hình thành tối thiểu các dòng xoáy làm giảm kích thước các tiểu phân trong khối chất lỏng Hai lực tác động chủ yếu của quá trình là lực ly tâm gây va chạm cơ học vào phần stato và lực phân cắt được tạo ra trong vùng hỗn loạn giữa roto và stato [8, 42]

Hình 1.3 Cấu tạo thiết bị đồng nhất hóa tốc độ cao

c) Đồng nhất hóa áp suất cao

Trong phương pháp này, hỗn dịch của dược chất được nén dưới áp lực cao qua một van có kích thước nhỏ Nhiều phương pháp khác nhau đã được phát triển dựa trên nguyên tắc của phương pháp này như dissocubes, nanopure, nanoedge, nanojet [22, 32]

 Dissocubes

Nguyên tắc: 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 [14, 30, 41] 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 [27, 25, 34] Kích thước tiểu phân thu được phụ thuộc vào các yếu tố như độ cứng của tinh thể dược chất [16, 36, 14], nhiệt độ, áp lực đồng nhất và số vòng đồng nhất [28]

Trang 18

 Nano pure

Nanopure là kỹ thuật đồng nhất trong môi trường không phải là nước hoặc các hỗn hợp với thành phần nước tối thiểu [12, 41] 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 [16, 40, 14]

1.3 Tổng quan về Aspirin

1.3.1 Công thức cấu tạo

Hình 1.4 Công thức cấu tạo Aspirin (Acetylsalycilic acid)

- Công thức phân tử: C9H8O4

- Tên khoa học: Acid -2- acethoxy benzoic

- Trọng lượng phân tử: 180,160 g/mol

- Tỷ trọng: 1,40 g/cm³

Trang 19

Có thể định tính aspirin theo một trong 4 cách sau [3]:

a Phổ hấp thụ hồng ngoại của chế phẩm phải phù hợp với phổ hấp thụ hồng ngoại của acid acetylsalicylic chuẩn

b Đun sôi 0,2 g chế phẩm với 4 ml dung dịch natri hydroxyd loãng (TT) trong 3 min, để nguội và thêm 5 ml dung dịch acid sulfuric loãng (TT) Tủa 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

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 dịch nitrobenzaldehyd (TT) sẽ xuất hiện màu vàng ánh lục hoặc xanh lam ánh lục Làm ẩm miếng giấy lọc với dung dịch acid hydrocloric loãng (TT), màu sẽ chuyển thành xanh lam

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

1.3.4 Định lượng

Hòa tan 1,0 g chế phẩm trong 10 ml ethanol 96 % (TT) trong bình nón nút mài Thêm 50,0 ml dung dịch natri hydroxyd 0,5 N (CĐ) Đậy nút bình và để yên trong 1 h Chuẩn độ bằng dung dịch acid hydrocloric 0,5 N (CĐ), dùng 0,2 ml dung dịch phenolphtalein (TT) làm chỉ thị song song làm mẫu trắng 1 ml dung dịch natri hydroxyd 0,5 N (CĐ) tương đương với 45,04 mg C9H8O4 [3]

Trang 20

1.3.6 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]

1.3.7 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

- Phụ nữ mang thai trong 3 tháng cuối của thai kì

1.3.8 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 [2]

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 [2]

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

Trang 21

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 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 [2]

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]

1.3.9 Tương tác thuốc

Nói chung 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]

1.3.10 Các dạng bào chế có mặt trên thị trường

- Thuốc tiêm 20 mg/100 ml

- Viên nén: 325 mg, 500 mg, 650 mg

- Viên nén nhai được: 75 mg, 81 mg

- Viên nén giải phóng chậm (viên bao tan trong ruột): 81 mg, 162 mg, 165

mg, 325 mg, 500 mg, 650 mg, 975 mg

- Viên nén bao phim: 325 mg, 500 mg

1.4 Một số nghiên cứu trong nước và quốc tế về nano aspirin, phương pháp bào chế tinh thể aspirin bằng phương pháp kết tủa

Trong nước hiện chưa thấy báo cáo nào về nghiên cứu bào chế nano tinh thể aspirin Dưới đây là một số nghiên cứu nước ngoài về bào chế nano tinh thể aspirin bằng phương pháp kết tủa

Năm 1971, Affonso A và Naik V R đã sử dụng phương pháp kết tủa bào chế thành công tinh thể aspirin với kích thước vài micromet Aspirin (50 g) được

Trang 22

hòa tan trong 1125 ml glycerin ở 80 oC 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 (3 oC) vào Tiếp tục khuấy cho đến khi nhiệt độ giảm xuống còn 5 oC (7-10 phút) Bùn vi tinh thể được lọc chân không qua giấy lọc loại 44 Việc lọc chậm nhưng có thể được gia tốc bằng cách thêm nước đá lạnh ở mức 3 oC 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 [9]

Năm 2018, Kristin M Hutchins, Alexei V Tivanski và Leonard R MacGillivray công bố báo cáo đã tổng hợp thành công nano tinh thể aspirin bằng phương pháp kết tủa kết hợp kỹ thuật siêu âm Aspirin (200 mg, 1,1 mmol) được hòa tan trong aceton tối thiểu Dung dịch này được nhanh chóng tiêm trực tiếp vào

175 ml hexan lạnh khi tiếp xúc với bức xạ siêu âm cường độ thấp (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 thu được 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 [29]

Trang 23

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nguyên liệu

Bảng 2.1 Nguyên liệu, hóa chất sử dụng trong thực nghiệm

STT Nguyên liệu, hóa chất Nguồn gốc, xuất xứ Tiêu chuẩn

1 Aspirin (99%) Trung Quốc USP

2 Glycerin Trung Quốc Tinh khiết hóa học

3 Propylen glycol Trung Quốc Tinh khiết hóa học

4 Acetone Trung Quốc Tinh khiết hóa học

5 Acid hydrocloric Trung Quốc Tinh khiết hóa học

6 Nước cất, nước tinh khiết Việt Nam DĐVN V

2.2 Thiết bị, dụng cụ

 Thiết bị

- Máy khuấy từ IKA – RCT basic (Đức)

- Máy khuấy tốc độ cao IKA RW200 digital (Đức)

- Máy siêu âm Elmasonic S100H (Đức)

- Thiết bị đồng nhất hóa Homogenizer (Đức)

- Hệ thống thiết bị đo kích thước tiểu phân và thế zeta Horiba SZ100 (Nhật Bản)

- Máy quét nhiệt vi sai DSC 7000X (Nhật Bản)

- Máy đo độ ẩm MB45 (Thụy Sĩ)

- Máy đo quang UV–2600 Shimadzu (Nhật Bản)

- Thiết bị đo độ hòa tan DRS – 14 (Ấn Độ)

- Máy ly tâm biocen 22R (Tây Ban Nha)

- Tủ sấy Binder (Đức)

- Cân phân tích AY 129, Shimadzu (Nhật Bản)

- Tủ lạnh, máy lọc nén

Trang 24

 Dụng cụ

- Cốc có mỏ, đũa thủy tinh, ống đong, bình định mức

- Nhiệt kế, phễu lọc

- Màng lọc cellulose acetate 0,45 µm

- Pipet, pipet bầu, pipet pasteur, micropipet

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp định lượng aspirin

- Aspirin được định lượng bằng phương pháp đo quang

nm Dựa vào hình ảnh quang phổ xác định bước sóng cực đại

 Xây dựng đường chuẩn

Từ dung dịch A, tiến hành pha loãng với dung dịch HCl 0,1N thành các dung dịch có nồng độ lần lượt là: 50 µg/ml, 25 µg/ml, 20 µg/ml, 10 µg/ml, 5 µg/ml Tiến hành đo độ hấp thụ quang các mẫu với mẫu trắng là dung dịch HCl 0,1N ở bước sóng cực đại Xây dựng đường chuẩn và phương trình tuyến tính biểu diễn mối tương quan giữa mật độ quang và nồng độ aspirin để tính toán

2.3.2 Đánh giá tốc độ hòa tan của aspirin và nano aspirin

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 DRS – 14

Tiến hành

Cân 0,4 g Aspirin nguyên liệu và 0,4 g bột nano aspirin bào chế được phân tán trong 900 ml môi trường hòa tan Tiến hành xác định tốc độ hòa tan bằng thiết

bị đo độ hòa tan với các điều kiện:

+ Môi trường thử: nước tinh khiết (900 ml)

Trang 25

Các công thức tính toán kết quả

- Nồng độ DC trong môi trường khuếch tán tại thời điểm t được tính theo công thức:

Trong đó:

Ct là nồng độ DC trong môi trường khuếch tán tại thời điểm t (µg/ml)

Cc là nồng độ mẫu chuẩn (µg/ml)

Dt là độ hấp thụ quang của mẫu thử (Abs)

Dc là độ hấp thụ quang của mẫu chuẩn (Abs)

- Lượng dược chất giải phóng trong môi trường khuếch tán tại thời điểm t được tính theo công thức:

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)

Trang 26

Ci: Nồng độ DC trong MTKT tại thời điểm ngay trước đó (µg/ml)

- Tỷ lệ phần trăm DC đã giải phóng từ mẫu nghiên cứu tại thời điểm t được xác định theo công thức:

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 Phương pháp bào chế nano aspirin

- Tạo tiểu phân nano

+ Phối hợp trực tiếp dung dịch 1 vào dung dịch 2: nhỏ từ từ, từng giọt + Khuấy trộn liên tục

+ Làm lạnh môi trường bằng nước đá, nhiệt độ khoảng từ 0 – 20 oC

- Hỗn hợp thu được được để yên tĩnh 1-2 phút rồi đem đo KTTP, PDI

Bước 3:

- Thu tủa bằng phương pháp ly tâm 18000 vòng/20 phút Rửa nước cất 2 lần

để loại dung môi

- Bột thu được đem sấy tĩnh ở 60 oC trong 10 giờ

2.3.4 Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến KTTP nano aspirin

Tiến hành bào chế nano aspirin theo quy trình với các yếu tố thay đổi Dựa vào thông số KTTP và PDI để đánh giá, lựa chọn điều kiện tối ưu

Định dạng
Số trang	53
Dung lượng	1,43 MB