NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN ĐẶC TÍNH TIỂU PHÂN NANO CURCUMIN BÀO CHẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỀN BI KẾT HỢP VỚI ĐỒNG NHẤT HÓA TỐC ĐỘ CAO VÀ ỨNG DỤNG VÀO VIÊN NANG

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI



NGUYỄN ĐÌNH HÀ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT
SỐ YẾU TỐ ĐẾN ĐẶC TÍNH TIỂU
PHÂN NANO CURCUMIN BÀO CHẾ
BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỀN BI
KẾT HỢP VỚI ĐỒNG NHẤT HÓA
TỐC ĐỘ CAO VÀ ỨNG DỤNG VÀO
VIÊN NANG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI - 2014


BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN ĐÌNH HÀ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT
SỐ YẾU TỐ ĐẾN ĐẶC TÍNH TIỂU
PHÂN NANO CURCUMIN BÀO CHẾ
BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỀN BI

KẾT HỢP VỚI ĐỒNG NHẤT HÓA
TỐC ĐỘ CAO VÀ ỨNG DỤNG VÀO
VIÊN NANG
KHÓA LUẬN TỐI NGHIỆP DƯỢC SĨ
Người hướng dẫn:
1. DS. Dương Thị Hồng Ánh
2. TS. Nguyễn Trần Linh
Nơi thực hiện:
1. Bộ môn bào chế
2. Bộ môn công nghiệp

HÀ NỘI – 2014


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin by t lng bit ơn chân thnh v sâu sc đi ti:
DS. Dương Thị Hồng Ánh
TS. Nguyễn Trần Linh
L những ngưi thy đ dìu dt, hưng dn v gip đ tôi trong qu trình
thc hin v hon thnh khóa luận tt nghip ny.
Tôi cng xin gửi li cảm ơn chân thnh ti cc thy cô v cc anh ch k thuật
viên thuc b môn Bo ch v b môn Công nghip Dược đ gip đ tôi trong sut
qu trình thc hin khóa luận ny.
Tôi xin chân thnh cảm ơn ban gim hiu nh trưng, phng đo to v cc
phng ban cc thy cô gio v cn b nhân viên trưng Đi học Dược H Ni –
những ngưi đ dy bảo v gip đ tôi trong sut 5 năm học tập ti trưng.
Cui cùng, tôi xin by t lng bit ơn sâu sc ti gia đình, bn bè, anh ch em
đ gip đ v đng viên tôi trong sut thi gian qua.
Hà Nội, ngày 10 thng 5 năm 2014
Sinh viên

NGUYỄN ĐÌNH HÀ












MỤC LỤC

Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 2
1.1. Vài nét về Curcumin 2
1.1.1. Công thức 2
1.1.2. Tính chất lý hóa 2
1.1.3. Tác dụng dược lý của curcumin 3
1.1.4. Dược động học 4
1.2. Vài nét về phương pháp bào chế nano tinh thể 5
1.3. Một số nghiên cứu bào chế nano tinh thể curcumin 12
1.3.1. Các nghiên cứu trong nước. 12

1.3.2. Các nghiên cứu trên thế giới. 12
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15
2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị 15
2.1.1. Nguyên liệu 15
2.1.2. Thiết bị 15
2.2. Nội dung nghiên cứu 16
2.3. Phương pháp nghiên cứu 16
2.3.1. Phương pháp bào chế 16
2.3.2. Phương pháp đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng 18
2.3.3. Phương pháp thiết kế thí nghiệm và tối ưu hóa công thức 23
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 25
3.1. Xác định công thức bào chế cơ bản 25
3.1.1. Lựa chọn nồng độ chất diện hoạt 25
3.1.2. Lựa chọn loại chất ổn định 25
3.2. Lựa chọn một số thông số trong quy trình bào chế. 27
3.2.1. Lựa chọn nhiệt độ khí vào 27
3.2.2. Lựa chọn tỉ lệ thông gió 27
3.2.3. Lựa chọn tốc độ phun dịch. 27


3.3. Đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố thuộc về công thức và thông số quy
trình bào chế đến đặc tính tiểu phân nano curcumin. 28
3.3.1. Thiết kế thí nghiệm. 28
3.3.2. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng. 30
3.3.3. Lựa chọn công thức tối ưu. 34
3.3.4. Khảo sát một số đặc tính tiểu phân của bột phun sấy nano curcumin bào
chế theo công thức tối ưu. 34
3.4. Nghiên cứu bào chế viên nang nano curcumin 50 mg 39
3.4.1. Xây dựng công thức đóng nang. 39
3.4.2. Đánh giá viên nang curcumin 50 mg. 40

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 41

Tài liệu tham khảo
Phụ lục

















DANH MỤC CÁC CHỮ KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT

PVP
Polyvinyl pyrolidon
TW 80
Tween 80
CUR
Curcumin
KTTP TB

Kích thước tiểu phân trung bình
PDI
Polydispersity Index
(Hệ số đa phân tán)
H %
Hiệu suất
t
o

Nhiệt độ khí vào
Vp
Tốc độ phun dịch
CT
Công thức
PL
Phụ Lục
SEM
Scanning Electron Microscope
( kính hiển vi điện tử quét)
DSC
Differential scanning calorimetry
(phân tích nhiệt vi sai)
XRD
X-ray diffraction ( phổ nhiễu xạ tia X)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng một số chất ổn định đến đặc tính tiểu phân.
25
Bảng 2. Sự ảnh hưởng của PVP đến kích thước tiểu phân và hệ số đa phân tán của
curcumin trong bột phun sấy. 26
Bảng 3. Sự ảnh hưởng của nồng độ PVP đến độ hòa tan curcumin trong bột phun
sấy 27
Bảng 4. Kí hiệu và các mức của biến độc lập 28
Bảng 5. Kí hiệu và các mức của biến phụ thuộc 29
Bảng 6. Ảnh hưởng của các biến độc lập và các biến phụ thuộc. 30
Bảng 7. Kết quả luyện mạng neuron nhân tạo. 31
Bảng 8. Kết quả xác định một số đặc tính tiểu phân nano curcumin sau phun sấy
theo công thức tối ưu và dự đoán. 35
Bảng 9. Kết quả thử độ tan của mẫu nguyên liệu và công thức tối ưu. 35
Bảng 10. Kết quả thử độ hòa tan của các mẫu nguyên liệu, mẫu tối ưu và dự đoán,
mẫu NC của PVG 36
Bảng 11. Đồ thị biểu diễn độ hòa tan curcumin của viên nang so sánh với bột phun
sấy 40

Bảng T 1. Các công thức thực nghiệm PL 3
Bảng T 2: Kết quả đánh giá hiệu suất, kích thước tiểu phân và hệ số đa phân tán

của bột phun sấy nano curcumin. PL 4
Bảng T 3. Kết quả đánh giá độ hòa tan của bột phun sấy nano curcumin. PL 5









DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1. Công thức cấu tạo của curcumin [11]. 2
Hình 2. Sơ đồ về các phương pháp bào chế tiểu phân nano tinh thể 5
Hình 3. Mô tả mối sự tương quan giữa tỉ lệ độ hòa tan và sự giảm kích thước tiểu
phân. Quá trình giảm kích thước tiểu phân tạo ra bề mặt mới (màu hồng) làm tăng
diện tích bề mặt dẫn đến tăng độ hòa tan. 6
Hình 4. Nguyên lý hoạt động của thiết bị hoạt động theo phương pháp
Microfluidization [17]. 9
Hình 5. Mô tả hoạt động của thiết bị đồng nhất tốc độ cao. 10
Hình 6. Sơ đồ đồng nhất theo phương pháp nanomizer [23] 11
Hình 7. Biểu diễn cấu tạo của generator và đường đi của vật liệu nghiền [23] 11
Hình 8. Quy trình bào chế hệ tiểu phân curcumin nano tinh thể 17
Hình 9. Mặt đáp biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ khí vào và tốc độ phun dịch
đến hiệu suất quá trình phun sấy ( cố định các yếu tố tỉ lệ TWE/CUR 0,12 và tỉ lệ
PVP/CUR 0,75). 31
Hình 10. Mặt đáp biểu diễn sự ảnh hưởng của tỉ lệ TWE/CUR và nhiệt độ khí vào
đến kích thước tiểu phân trung bình (cố định các yếu tố tỉ lệ PVP/CUR 0.75, tốc độ
phun dịch 2 ml/phút). 32

Hình 11. Mặt đáp biểu diễn sự ảnh hưởng của tỉ lệ TWE/CUR và tỉ lệ PVP/CUR
đến % Curcumin hòa tan sau 10 phút (cố định các yếu tố nhiệt độ khí vào 96
o
C và
tốc độ phun dịch 2 ml/phút). 33
Hình 12. Mặt đáp biểu diễn sự ảnh hưởng của tỉ lệ PVP/CUR và tỉ lệ TWE/CUR
đến % Curcumin hòa tan sau 30 phút (cố định các yếu tố nhiệt độ khí vào 96
o
C và
tốc độ phun dịch 2 ml/phút). 33


Hình 13. Đồ thị biểu diễn % curcumin hòa tan của các mẫu nguyên liệu, mẫu tối
ưu thực tế và dự đoán, mẫu NC của PVG. 36
Hình 14. Hình ảnh của tiểu phân sau khi quan sát dưới kính hiển vi điện tử của
mẫu nguyên liệu (trái) và bột phun sấy nano curcumin bào chế theo công thức tối
ưu (phải). 37
Hình 15. Kết quả quét nhiệt vi sai của các mẫu curcumin. 38
Hình 16. Kết quả quét phổ nhiễu xạ tia X của mẫu nguyên liệu và mẫu tối ưu. 39
Hình 17. Đồ thị biểu diễn mức độ và tốc độ hòa tan của curcumin theo thời gian
của viên nang so với bột phun sấy. 40

Hình H 1. Kết quả phân bố kích thước của mẫu chứa PVP. PL 1
Hình H 2. Kết quả đo thế zeta của mẫu tối ưu. PL 2

1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong những năm gần đây, curcumin – hoạt chất nghệ vàng, với nhiều tác
dụng đáng chú ý ngày càng thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học. Thực
tiễn lâm sàng đã chứng minh curcumin tác dụng tốt trong điều trị các bệnh ung thư,
bệnh Alzheimer, phòng chống viêm gan, chống viêm, chống oxi hóa…[11]. Tuy
nhiên, khả năng hòa tan kém trong nước (0,0004 mg/ml) [30], sinh khả dụng thấp là
nguyên nhân chính khiến cho việc sử dụng rộng rãi curcumin trên lâm sàng còn gặp
nhiều hạn chế.
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng nano tinh thể giúp cải thiện độ tan và tốc độ
hòa tan, từ đó cải thiện được sinh khả dụng của các dược chất khó tan khi dùng đường
uống. Do vậy, chúng tôi tiến hành: “ Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến
đặc tính tiểu phân nano curcumin bào chế bằng phương pháp nghiền bi kết hợp
với đồng nhất hóa tốc độ cao” với mục tiêu chính như sau:
- Bào chế được tiểu phân nano curcumin bằng phương pháp nghiền bi kết hợp
đồng nhất hóa tốc độ cao.
- Đánh giá ảnh hưởng của các thành phần công thức và một số thông số quá
trình phun sấy đến đặc tính tiểu phân nano curcumin.

- Xây dựng công thức viên nang nano curcumin 50mg.











2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Vài nét về Curcumin
1.1.1. Công thức
Công thức phân tử:C
21
H
20
O
6

Khối lượng phân tử: 368,38
Tên khoa học: (1E,6E)-1,7-bis (4–hydroxy– 3-methoxyphenyl) -1,6– heptadien-3,5-
dion
Công thức cấu tạo: curcumin tồn tại ở dạng hỗ biến keto-enol

Hình 1. Công thc cu to ca curcumin [11].

1.1.2. Tính chất lý hóa
 Trng thi tinh thể:
Curcumin tồn tại ở trạng thái tinh thể hình kim, màu vàng, điểm chảy ở 184
o
C [2].
 Đ tan:
Curcumin không tan trong nước ở pH acid và trung tính (0,0004mg/ml tại pH 7,4),
benzen, ether. Curcumin tan tốt trong ethanol, methanol, aceton và kiềm… [30].
 Đ hp thụ nh sng:
Curcumin hấp thụ ánh sáng cực đại tại bước sóng 430 nm trong môi trường methanol,
ở 415-420 nm ở môi trường aceton [3].
 Tính cht hóa học:
 Tính chất nhóm polyphenol [3]:
- Tan trong dung dịch kiềm
Dạng ceton
Dạng enol
3

- Tác dụng với tác nhân oxy hóa: nhóm –OH hoạt hóa nhân thơm với các tác
nhân oxy hóa nên curcumin dễ bị oxy hóa.
- Tác dụng với các dung dịch muối kim loại tạo phức có màu: với Fe
3+
tạo muối
xanh đen, với thiếc (Sn
2+
), Calci (Ca
2+

), đồng (Cu
2+
)…
 Tính chất của nhóm diceton:
Trong môi trường acid acetic, dưới tác nhân amin hóa hydroxylamin với curcumin,
sản phẩm tạo ra có tính kháng nấm và chống oxy hóa tốt [30].
 Ảnh hưởng của pH trong dung dịch nước [30]:
- pH <1: dung dịch nước của Curcumin có màu đỏ.
- pH 1-7: Curcumin ít tan trong nước tạo dung dịch màu vàng.
- pH > 7,5: dung dịch có màu đỏ.
 Đ ổn đnh:
Curcumin ổn định trong môi trường pH acid, nhưng nhanh chóng phân hủy
trong môi trường pH từ 7-10 tạo ra sản phẩm là acid ferulic và feruloylmethan nhanh
chóng bị chuyển màu ( từ vàng đến nâu). Curcumin không bền dưới tác dụng của ánh
sáng nhất là dung dịch, curcumin bị phân hủy và thoái hóa thành anillin, acid vanillic,
aldehyd ferulic và acid ferulic [30].
1.1.3. Tác dụng dược lý của curcumin
Curcumin có nhiều tác dụng có lợi đã được chứng minh về cả phòng và điều
trị bệnh. Một số tác dụng nổi bật như:
 Tác dụng chống oxi hóa:
Trong các nghiên cứu sự bảo vệ quá trình peroxy hóa lipid, curcumin đã thể
hiện sự ức chế mạnh (18-80%) tùy thuộc vào liều dùng. Trong các nghiên cứu của
Khopde và các cộng sự, tác dụng chống oxi hóa của curcumin gấp ít nhất 10 lần các
chất chống oxi hóa khác thậm chí cả vitamin E -26 [3], [20].
 Tác dụng chống viêm:
Curcumin có hoạt tính chống viêm cao. Curcumin làm bất hoạt các enzym
tham gia vào phản ứng viêm qua cơ chế là ức chế receptor NF-кB –(1) [3].
 Phòng và điều trị ung thư:
4

Curcumin ngăn chặn biến đổi, khởi phát u, phát triển u, xâm lấn, hình thành
mạch và di căn. Curcumin gây độc tế bào ác tính, vô hiệu hóa tế bào ung thư và ngăn
chặn hình thành tế bào ung thư mới mà không làm ảnh hưởng đến các tế bào lành.
Do đó Curcumin hiện nay được nghiên cứu sử dụng phổ biến trong các chế phẩm
ngăn chặn sự khởi phát, phát triển và di căn của khối u. Curcumin có khả năng loại
bỏ gốc tự do, ức chế các loại men và hoạt tính của một số chất gây đột biến tế bào có
khả năng dẫn đến ung thư trong đồ uống hay thức ăn được chế biến và bảo quản
không đảm bảo chất lượng, giúp cơ thể ngăn ngừa ung thư một cách tích cực [3],
[29].
 Tác dụng khác:
Tác dụng bảo vệ dạ dày, chống viêm loét dạ dày- tá tràng. Bảo vệ tế bào thần
kinh (hỗ trợ điều trị Bệnh Alzheimer). Dùng ngoài: kháng khuẩn, chống nấm, chóng
lành vết thương và liền sẹo. Kích thích hoạt tính enzym gan giúp giải độc và bảo vệ
tế bào gan, chống viêm nhiễm hoại tử, giúp tế bào gan hồi phục. Hỗ trợ dự phòng sự
hình thành sỏi trong túi mật. Curcumin có tác dụng ức chế một số virus như intergrase
HIV – 1… Ức chế tan hồng cầu gây bởi hydrogen peroxyd ở nồng độ thấp [3], [29] .
1.1.4. Dược động học
a. Nồng đ thuc huyt thanh v s phân b trong cc mô
Trong một nghiên cứu được thực hiện ở Đài Loan với Curcumin liều cao
(8g/ngày) dùng đường uống trong vòng 3 tháng ở những bệnh nhân có nguy cơ cao
mắc các bệnh ung thư da, cổ tử cung, dạ dày ác tính. Kết quả cho thấy nồng độ
curcumin trong huyết tương là 1,75 ± 0,80 µM. Trong một nghiên cứu được thực hiện
ở Michigan, Mỹ, với liều 50-200 mg curcumin được thực hiện trên 18 người tình
nguyện dùng đường uống với nước cam, kết quả không có bằng chứng về sự có mặt
của curcumin trong huyết tương (khoảng 0,62 ng/ml) [28].
b. Chuyển hóa
Trong cơ thể, curcumin bị chuyển hóa nhanh chóng thông qua quá trình liên
hợp (glucuronid hóa và sulfat hóa), tạo thành các sản phẩm không có tác dụng dược
5

lý hoặc tác dụng kém hơn nhiều so với các curcuminoid, làm giảm đáng kể sinh khả
dụng của curcumin đường uống [9], [22].
c. Thải trừ
Một nghiên cứu lâm sàng trên 15 bệnh nhân cho thấy: khi dùng curcumin qua
đường uống với liều từ 36-180mg mỗi ngày, cho tới 4 tháng không tìm thấy curcumin
và chất chuyển hóa của nó trong nước tiểu, nhưng một lượng lớn curcumin so với
liều dùng được phát hiện trong phân.Như vậy tuyến đường chính để đào thải curcumin
ra khỏi cơ thể là thông qua phân [9].
Như vậy, curcumin thể hiện hoạt tính dược lý hạn chế trong thử nghiệm lâm sàng một
phần là do khả năng hòa tan kém, kém hấp thu và bị đào thải nhanh chóng bởi các tổ
chức trong cơ thể [22].
1.2. Vài nét về phương pháp bào chế nano tinh thể
















Các phương pháp bào chế nano tinh thể
Xay nghiền

Kết tủa
Phương pháp kết hợp
Phương pháp
vật lý
Phương pháp
hóa học
Phương pháp
sinh học
Phương pháp
chùm electron
Phương pháp
khô
Phương pháp
ướt
Đồng nhất
Nghiền bi
Nghiền hạt
Nghiền tia
Nanomizer
Hình 2. Sơ đồ về cc phương php bo ch tiểu phân nano tinh thể
6

Với sự phát triển của ngành bào chế hiện đại, việc sử dụng công nghệ nano đã
tạo ra cuộc cách mạng trong chuẩn đoán và điều trị bệnh với hiệu quả của quá trình
đưa thuốc đến các đích tác dụng khác nhau. Ngày nay, gần 40% hoạt chất mới được
nghiên cứu có độ hòa tan trong nước thấp dẫn đến khả năng sinh học kém. Đã có rất
nhiều phương pháp để khắc phục vấn đề này như sử dụng chất diện hoạt, tạo phức,
chất đồng tan, tạo hệ phân tán rắn. Một phương pháp có tính thực tiễn và bền vững
để nâng cao sự hấp thu của các hoạt chất là giảm kích thước tiểu phân, đặc biệt là
những dược chất có sinh khả dụng hạn chế vì tỉ lệ độ hòa tan thấp.

Hình 3. Mô tả mi s tương quan giữa tỉ l đ ha tan v s giảm kích thưc tiểu
phân. Qu trình giảm kích thưc tiểu phân to ra bề mặt mi (mu hồng) lm tăng
din tích bề mặt dn đn tăng đ ha tan.
Theo lý thuyết Noyes –Whitney, các tiểu phân có kích thước càng nhỏ, diện
tích bề mặt tăng thì càng làm tăng tốc độ hòa tan. Do đó tinh thể nano có khả năng
làm tăng sinh khả dụng của dược chất ít tan trong nước. Trong sự phát triển của công
nghệ nano ngày nay, có nhiều phương pháp được đưa ra như: Top down, bottom up,
phương pháp kết hợp và tổng hợp hóa học. Trong đó, Phương pháp Top down là một
trong những phương pháp quan trọng nhất trong công nghiệp để giảm kích thước tiểu
phân.

Tinh thể nano
Tinh thể micro
Nano hóa
Tạo ra các bề mặt mói làm
tăng độ hòa tan
7

 Vài nét về phương php top-down
Top down gồm các phương pháp làm nhỏ kích thước tiểu phân như nghiền bi,
đồng nhất tốc độ cao, đồng nhất áp suất cao… các phương pháp này không sử dụng
dung môi độc hại nhưng cần năng lượng đầu vào cao và hiệu suất quá trình thấp.
 Kỹ thuật nghiền
Để nghiền dược chất tới kích thước nano, người ta có thể dùng nhiều phương pháp
như nghiền bi, nghiền hạt, nghiền bằng áp suất cao…
 Kĩ thuật nghiền bi:
Các máy nghiền bi chuyên dụng năng lượng cao chế từ các vật liệu bền chắc đặc
biệt như thép không rỉ mạ bề mặt, zircon oxyd, polystyren.
Lực phân chia ở đây là lực đập của viên bi và thành buồng nghiền với tiểu phân

dược chất. Tốc độ và hiệu suất nghiền phụ thuộc vào độ bền cơ học của dược chất,
vào tốc độ quay của buồng nghiền, vào cự ly của thành nam châm gia tốc, vào khối
lượng và số lượng viên bi [10], [14], [24].
Dược chất có biến dạng gãy vỡ dễ nghiền mịn hơn dược chất mềm biến dạng dẻo.
một số tiểu phân nano kim loại đã được sản xuất và thương mại hóa trên thị trường
như vàng, bạc, titan, kẽm oxyd…[10].
Hạn chế của phương pháp này là thời gian nghiền kéo dài, gây nóng thiết bị và
dược chất, đồng thời trong quá trình nghiền các viên bi có thể bị mài mòn do va chạm
với buồng nghiền tạo ra tiểu phân nano tạp lẫn vào thuốc (0,1-70 phần triệu) [12],
[14].
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. 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 [7].


8

 Phương php Microfluidization:
Microfluidization là một quá trình nghiền phù hợp với yêu cầu giảm kích thước
bột đến siêu mịn và liên quan đến khả năng tăng tốc của hạt vì vậy quá trình nghiền
xảy ra sự va chạm giữa các tiểu phân với tiểu phân hoặc va chạm với bề mặt rắn.
Năng lượng cao được cung cấp bởi máy nghiền tác động vào tiểu phân dẫn đến thay
đổi cấu trúc bề mặt làm giảm kích thước [34].
Ưu điểm của phương pháp là hạn chế sự có mặt của tạp chất do cơ chế nghiền tự
động, tỷ lệ tiêu hao thấp, tiếng ồn nhỏ, có khả năng nghiền các nguyên liệu nhạy cảm
nhiệt.
Trong Microfluidization, cơ chế chính phân chia các tiểu phân là gãy vỡ do va

chạm và mài mòn giữa các tiểu phân với nhau. Tỷ lệ và mức độ chuyển dạng vô định
hình hay hiện tượng đa hình chuyển tiếp phụ thuộc vào đặc điểm pha rắn ban đầu,
loại máy nghiền và các điều kiện nghiền.
Trong hai thập kỉ qua, tầm quan trọng của sự kiểm soát các hình thức tinh thể của
dược chất được nhấn mạnh vì hiện tượng đa hình có thể dẫn đến tính chất hóa lý khác
nhau như độ tan, tốc độ hòa tan, các thông số sinh lý như sinh khả dụng, hiệu lực và
độc tính. Trong máy nghiền theo phương pháp này, thời gian lưu giữ các hạt trong
buồng xay rất ngắn vì các hạt được ra ngay sau khi đạt đến kích thước mong muốn,
năng lượng cung cấp cao có thể dẫn đến kết quả là sự biến đổi cấu trúc tinh thể trong
thời gian nghiền.
Các yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ nghiền là đường kính buồng nghiền, hình dạng,
số lượng và góc của vòi phun tia và các điều kiện hoạt động như áp lực phun, tỷ lệ
chất rắn, vật liệu nghiền [17], [16].
9


Hình 4. Nguyên lý hot đng ca thit b hot đng theo phương php
Microfluidization [17].
 Đồng nhất hóa tốc độ cao
Thiết bị đồng nhất hóa tốc độ cao có cấu tạo gồm 2 phần là roto và stato có
các lưỡi cắt làm bằng vật liệu thép không gỉ. Các lưỡi cắt được đặt đồng tâm quanh
trục đồng hóa, roto bên trong stato. Quá trình đồng nhất hóa xảy ra khi roto quay,
dòng chất lỏng chứa các tiểu phân đi qua các khe của stato vào khoảng giữa roto và
stato [33]. Lưỡi chém của roto quay với tốc độ cao cung cấp một động năng rất lớn
gây ra sự chuyển động hỗn loạn tạo sự va chạm, ma sát giữa các tiểu phân với nhau
kết hợp với sự tạo bọt và sự phân cắt tiểu phân xảy ra ở khoảng giữa roto và stato là
những nguyên nhân làm nhỏ kích thước tiểu phân và chất lỏng đồng nhất hơn. Hơn
nữa, máy đồng nhất có cấu trúc mở, quá trình đồng nhất được diễn ra tuần hoàn nên
tăng hiệu suất quá trình đồng nhất hóa [4], [19].
Buồng nghiền

Bình chứa
Phễu
Đường vào
Đường khí vào
Đường khí vào
10

Quá trình đồng nhất hóa tốc độ cao phụ thuộc vào các yếu tố như:
- Thiết kế và kích thước của roto – stato.
- Tốc độ quay của roto.
- Thời gian đồng nhất.
- Kích thước ban đầu của mẫu.
- Khối lượng trung bình và nồng độ của mẫu.
- Độ nhớt của môi trường.
Các mẫu có độ nhớt cao có thể được đồng nhất với cấu trúc roto – stato đặc biệt.
kích thước mẫu đưa vào đồng nhất phải đủ nhỏ để qua được khe của stato, thường
phải xử lý bằng nghiền cắt để làm nhỏ mẫu. Việc sử dụng bình chứa mẫu đúng kích
thước và giữ đầu mũi thiết bị đồng nhất ngập trong hỗn dịch ảnh hưởng đến hiệu suất
quá trình đồng nhất.
Quá trình đồng nhất tốc độ cao sử dụng thiết bị có roto – stato trong bình kín tạo
ra lượng nhiệt đáng kể nên cần thận trọng khi sử dụng với các dung môi hữu cơ dễ
cháy nổ. Điều này có thể khắc phục bằng cách tiến hành ở nơi thông gió tốt, làm lạnh
đầu mũi đồng nhất trong quá trình sử dụng [25].

Hình 5. Mô tả hot đng ca thit b đồng nht tc đ cao.
 Đồng nhất hóa p suất cao.
 Phương pháp Nanomizer:
Roto
stato
11

- Nguyên tắc của phương pháp nanomizer là tạo một dòng chảy có tốc độ cao
nhờ một bơm pít tông tạo áp suất rất cao lên đến 200 MPa đi qua một vật liệu
siêu cứng (generator) có một lỗ nhỏ có đường kính cỡ 30 – 400 µm. Quá trình
làm nhỏ tiểu phân được tác động bởi hiệu ứng tạo bọt, các lực nén, cắt, mài
mòn [15], [23].

Hình 6. Sơ đồ đồng nht theo phương php nanomizer [23]

Hình 7. Biểu diễn cu to ca generator v đưng đi ca vật liu nghiền [23]
- Genertor là được làm từ vật liệu siêu cứng (chủ yếu là kim cương) có các lỗ
hở có kích thước khoảng 30-400 µm.
- Lực phân cắt tiểu phân được tập trung ở nơi va chạm 2 dòng chất lỏng trong
generator.
- Phương pháp này có ưu điểm là tránh được tạp nhiễm, sử dụng với được chất
nhạy cảm với nhiệt, có thể sử dụng với mẫu nhỏ (6ml).

Bơm pittong
Mẫu
Mẫu sau khi
đồng nhất
12

1.3. Một số nghiên cứu bào chế nano tinh thể curcumin
1.3.1. Các nghiên cứu trong nước.
Phạm Văn Giang đã nghiên cứu bào chế nano tinh thể curcumin bằng phương
pháp nghiền bi kết hợp với đồng nhất tốc độ cao với tốc độ 18000 vòng/phút trong
15 phút. Hỗn dịch có thành phần là 1 g curcumin, 0,1 g Tween 80, nước cất vừa đủ
25 ml. Hỗn dịch sau khi đồng nhất đem phun sấy. Bột phun sấy chứa nano tinh thể
curcumin cải thiện được độ tan ( gấp 8,68 lần) và độ hòa tan (gấp khoảng 4 lần) so

với nguyên liệu. Kết quả cho thấy bột phun sấy có kích thước tiểu phân 551,7 nm, hệ
số đa phân tán 0,527. Phân tích nhiệt vi sai và phổ nhiễu xạ tia X cho thấy tỷ lệ
curcumin kết tinh ở dạng tinh thể trong mẫu bột phun sấy nano curcumin đã giảm đi
đáng kể so với nguyên liệu curcumin ban đầu [4].
1.3.2. Các nghiên cứu trên thế giới.
Ravichandran R. và cộng sự (2012) đã nghiên cứu bào chế nano tinh thể
curcumin bằng phương pháp đồng nhất hóa áp suất cao trong nước tinh khiết ở nhiệt
độ phòng với 20 vòng có áp suất đồng nhất hóa là 1500 bar. Hỗn dịch nano curcumin
có thành phần là 10% Curcumin, 2% Polyvinyl alcohol, 88% nước. Hỗn dịch đem
phun sấy với nhiệt độ khí vào 100-110
o
C, nhiệt độ khí ra 74-76
o
C, lượng gió 600
l/giờ. Kết quả cho thấy kích thước tiểu phân trung bình sau phun sấy là 312nm, hệ số
đa phân tán PDI: 0,38. Tiểu phân nano curcumin có độ tan tăng gấp 5 lần so với tiểu
phân micro. Đồng thời sau 30 phút, trong môi trường nước hầu hết curcumin đã được
hòa tan nhưng chỉ 50% curcumin được hòa tan trong môi trường pH 1,2. Khi so sánh
giữa viên nang chứa nano curcumin và viên đối chiếu trên thị trường thu được kết
quả viên nang nano curcumin có độ hòa tan tăng rõ rệt so với viên nang trên thị trường
và viên nang chứa tiểu phân micro curcumin [27].
Yen F. và cộng sự (2010) đã bào chế nano tinh thể curcumin bằng phương
pháp kết tủa. 50 mg curcumin được hòa tan trong 25 ml ethanol thu được dung dịch
tiêm nhanh vào 75 ml nước chứa 300 mg PVP. Trong quá trình tiêm, dung dịch được
đồng nhất với tốc độ 22000 vòng/phút trong 25 phút, sau đó hỗn dịch nano curcumin
13

được đông khô tạo nano tinh thể curcumin. Tiểu phân nano curcumin có kích thước
42,9 nm, hệ số đa phân tán 0,19 . Phân tích nhiễu xạ tia X và DSC của bột đông khô
nano curcumin cho thấy không có đỉnh peak đặc trưng và đỉnh thu nhiệt hoàn toàn

biến mất. Trong phép thử độ hòa tan sau 60 phút, hơn 99% curcumin hòa tan. Điều
này được lý giải do sự có mặt của PVP làm thấm ướt bề mặt tiểu phân, tăng khả năng
phân tán, tăng độ hòa tan và chuyển đổi trạng thái kết tinh của tinh thể nano curcumin
[36].
Yi H. và cộng sự (2010) đã nghiên cứu sự thay đổi cấu trúc nano tinh thể
curcumin theo thời gian: bào chế hỗn dịch nano curcumin bằng phương pháp kết tủa.
Hòa tan curcumin trong ethanol thu được dung dịch rồi phân tán vào nước bằng
phương pháp Micromixer. Tiểu phân nano curcumin hình cầu với kích thước khoảng
30-40 nm, tỉ lệ tinh thể dạng vô định hình cao. Sau 10 phút, xảy ra hiện tượng kết tụ
tiểu phân dạng vô định hình, kích thước tăng lên khoảng 140 nm. Sau 30 phút quá
trình kết tụ tiểu phân curcumin hình cầu vẫn tiếp tục cho đến thời điểm 120 phút sau
khi tạo hỗn dịch. Kết quả đo DSC cho thấy tỉ lệ tinh thể ở trạng thái kết tinh chiếm
ưu thế hơn dạng vô định hình trong hỗn dịch. Cấu trúc tinh thể này có thể được giữ
vững bởi hỗn dịch sau được đồng nhất hóa đi qua quá trình phun sấy tạo khối bột khô
ổn định hơn [35].
Tagami T. và cộng sự (2014) đã nghiên cứu bào chế tiểu phân nano curcumin
bằng phương pháp femtosecond laser ablation. Chiếu chùm tia laze đến 1 viên nén
(150mg curcumin/viên) được đặt ở đáy 1 đĩa thủy tinh chứa 50 ml nước và đệm acetat
(pH 5.0) trong 10 phút. Tia laze sẽ quét cả chiều ngang lẫn chiều dọc. Dung dịch hòa
tan trong đĩa tiếp tục được phân tán bằng laze để ngăn cản quá trình kết tụ. Kết quả
cho thấy kích thước tiểu phân từ vài trăm nanomet đến vài micromet tùy phụ thuộc
vào tốc độ và thời gian quét tia laze. Sự tăng kích thước tiểu phân ảnh hưởng bởi
nồng độ muối và không ảnh hưởng bởi pH môi trường. Sự có mặt của các ion muối
làm tăng sự kết tụ tiểu phân, đăc biệt các tiểu phân có kích thước nhỏ (<100nm) [31].
Như vậy qua các tài liệu tham khảo trên có thể thấy, khi bào chế hệ tiểu phân
nano tinh thể có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính của tiểu phân. Sự thay đổi các
14

yếu tố về thành phần công thức như tỉ lệ các thành phần trong công thức dẫn đến sự
thay đổi về độ tan, độ hòa tan của tiểu phân… Các phương pháp bào chế, thông số

quy trình bào chế ảnh hưởng đến kích thước tiểu phân, hệ số đa phân tán và một số
đặc tính tiểu phân nano. Trong đề tài nghiên cứu của Phạm Văn Giang về bào chế hệ
tiểu phân nano curcumin, tác giả đã kết luận không sử dụng chất ổn định PVP trong
công thức bào chế. Qua tài liệu tham khảo cho thấy các chất ổn định như PVP cải
thiện độ tan và độ hòa tan curcumin rất rõ rệt. Do vậy, trong nghiên cứu này hệ tiểu
phân nano curcumin chịu ảnh hưởng bởi loại chất ổn định, tỉ lệ các thành phần trong
công thức, một số thông số của quy trình bào chế.

















15

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị
2.1.1. Nguyên liệu
Bảng 1: Nguyên liệu sử dụng

STT
Tên nguyên liệu
Nguồn gốc
Tiêu chuẩn
1
Curcumin 95%
Ấn Độ
Cơ sở
2
Tween 80
Trung Quốc
Tinh khiết hóa học
3
Polyvinyl pyrolidon K30
Trung Quốc
Tinh khiết hóa học
4
Ethanol tuyệt đối
Trung Quốc
Tinh khiết hóa học
5
Methanol tuyệt đối
Trung Quốc
Tinh khiết hóa học
6
Nước cất
Việt Nam
Dược điển VN IV
7
Natri carboxy methyl

cellulose
Trung Quốc
Tinh khiết hóa học
8
Polyvinyl alcohol
Trung Quốc
Tinh khiết hóa học
9
Avicel
Trung Quốc
Tinh khiết hóa học
10
Aerosil
Trung Quốc
Tinh khiết hóa học
11
Magnesi Stearat
Trung Quốc
Tinh khiết hóa học

2.1.2. Thiết bị
- Máy khuấy từ Ika Labortechnik (Đức)
- Máy nghiền bi Retsch MM20 (Đức)
- Thiết bị đồng nhất hóa nhờ lực phân cắt lớn Unidriver (Mỹ)
- Máy phun sấy Buchi mini spray dryer B-191 (Đức)
- Máy ly tâm lạnh Sigma 3-18 Sartorius (Đức)
- Máy siêu âm Labsonic Sartorius (Đức)
- Máy đo quang phổ UV-VIS U1800 Hitachi (Nhật)
- Thiết bị thử độ hòa tan Erweka-DT (Đức)
- Máy đo phổ nhiễu xạ tia X D8 Advance, Brucker (Đức)

16

- Máy đo khối lượng riêng biểu kiến Erweka SVM (Đức)
- Máy đo thế Zeta và xác định phân bố kích thước tiểu phân Zetasizer NanoZS90
Malvern (Anh)
- Máy phân tích nhiệt vi sai Mettler Toledo DSC Star
e
System (Thụy Sỹ)
- Máy đo hàm ẩm Sartorius MA30
- Kính hiển vi điện tử FESEM Hitachi S-4800 (Nhật Bản)
- Màng lọc cellulose acetat kích thước 0,2 µm, Sartorius (Đức)
- Tủ sấy, cân kỹ thuật, cân phân tích.
2.2. Nội dung nghiên cứu
- Xây dựng công thức cơ bản và xác định một số thông số trong quy trình bào
chế tiểu phân nano curcumin bằng phương pháp nghiền bi kết hợp với đồng
nhất hóa tốc độ cao.
- Sử dụng phần mềm Modde 8.0, InForm 3.1, FormRules 2.0 để thiết kế thí
nghiệm, phân tích sự ảnh hưởng của các thành phần trong công thức và một
số thông số quy trình, lựa chọn công thức tối ưu.
- Xây dựng công thức viên nang chứa 50mg curcumin.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp bào chế
2.3.1.1. Bào chế tiểu phân nano curcumin
Theo kết quả nghiên cứu của Phạm Văn Giang kết hợp với một số khảo sát sơ
bộ, tiểu phân nano curcumin được tiến hành bào chế với công thức cơ bản sau:
Curcumin 1g
Tween 80 vừa đủ
Chất ổn định (nếu có) vừa đủ
Nước cất vừa đủ 25ml
Hệ tiểu phân nano curcumin được tiến hành bào chế theo phương pháp nghiền

bi kết hợp với đồng nhất hóa tốc độ cao theo sơ đồ: