Tiếp tục nghiên cứu bào chế niosome natri diclofenac ứng dụng trong dạng thuốc dùng qua da

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

TRẦN NGỌC GIANG
MÃ SINH VIÊN: 1201138

TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ
NIOSOME NATRI DICLOFENAC ỨNG
DỤNG TRONG DẠNG THUỐC DÙNG
QUA DA
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI – 2017


BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

TRẦN NGỌC GIANG
MÃ SINH VIÊN: 1201138

TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ
NIOSOME NATRI DICLOFENAC ỨNG
DỤNG TRONG DẠNG THUỐC DÙNG
QUA DA
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

Người hướng dẫn:
TS. Trần Thị Hải Yến
Nơi thực hiện
Bộ môn Bào chế

HÀ NỘI – 2017


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khoá luận này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới:
TS. Trần Thị Hải Yến
Người thầy đã tận tâm chỉ dẫn, hết lòng giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho
tôi trong suốt thời gian nghiên cứu vừa qua.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô, anh chị kỹ thuật viên, bạn bè tham gia nghiên
cứu tại Bộ môn Bào Chế, Bộ môn Dược lực trường Đại học Dược Hà Nội, Viện
Công nghệ Dược phẩm Quốc gia đã nhiệt tình giúp đỡ để tôi hoàn thành khoá luận
tốt nghiệp này.
Xin cảm ơn các thầy cô trong Ban giám hiệu, những người thầy đã dạy dỗ, dìu dắt
tôi trong suốt 5 năm học tập dưới mái trường Đại học Dược Hà Nội.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời tri ân tới gia đình, bạn bè đã luôn ở bên, hỗ trợ và động
viên tôi vượt qua khó khăn để hoàn thành tốt khoá luận này.
Hà Nội, ngày 10 tháng 5 năm 2017
Sinh viên
Trần Ngọc Giang


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁCH HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN...................................................................................... 2
1. Tổng quan về diclofenac natri ............................................................................ 2
1.1.1. Công thức hoá học .................................................................................... 2

1.1.2. Tính chất vật lý, hoá học .......................................................................... 2
1.1.3. Một số thông số dược động học ............................................................... 3
1.1.4. Tác dụng dược lý ...................................................................................... 3
1.1.5. Chỉ định .................................................................................................... 4
1.1.6. Tác dụng không mong muốn .................................................................... 4
1.1.7. Chống chỉ định và thận trọng ................................................................... 5
1.1.8. Các dạng bào chế ...................................................................................... 5
1.1.9. Ưu điểm của chế phẩm natri diclofenac dùng ngoài da trong điều trị các
bệnh cơ xương khớp ........................................................................................... 5
1.2. Tổng quan về hệ tiểu phân nano niosome ....................................................... 6
1.2.1. Khái niệm ................................................................................................. 6
1.2.2. Phân loại .................................................................................................. 7
1.2.3. Ứng dụng của niosome trong lĩnh vực dược phẩm .................................. 7
1.2.4. Bào chế niosome bằng phương pháp tiêm ethanol ................................... 8
1.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng tạo niosome của chất diện hoạt không
ion hoá .............................................................................................................. 12
1.2.6. Ứng dụng hệ vận chuyển niosome vào dạng thuốc dùng ngoài da ........ 14
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 16


2.1. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................... 16
2.2. Hoá chất, nguyên liệu, thiết bị và động vật thí nghiệm................................. 16
2.2.1. Hoá chất và nguyên liệu sử dụng............................................................ 16
2.2.2. Thiết bị.................................................................................................... 17
2.2.3. Động vật thí nghiệm. .............................................................................. 18
2.3. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 18
2.4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 18
2.4.1. Bào chế niosome natri diclofenac bằng phương pháp tiêm ethanol ....... 18
2.4.2. Bào chế gel chứa niosome natri diclofenac 1% ...................................... 19
2.4.3. Bào chế gel natri diclofenac 1%. ............................................................ 19

2.4.4. Đánh giá một số đặc tính tiểu phân niosome natri diclofenac ................ 19
2.4.5. Đánh giá sinh khả dụng của gel chứa niosome NaD 1% bằng thử nghiệm
ex-vivo............................................................................................................... 25
2.4.6. Bước đầu đánh giá sinh khả dụng của gel chứa niosome NaD 1% bằng
thử nghiệm in-vivo ............................................................................................ 27
2.4.7. Phương pháp HPLC định lượng NaD trong các thử nghiệm ex-vivo và invivo. .................................................................................................................. 30
2.4.8. Phương pháp xử lý số liệu. ..................................................................... 32
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................... 33
3.1. Bào chế và đánh giá niosome natri diclofenac .............................................. 33
3.1.1. Khảo sát và lựa chọn loại Span .............................................................. 33
3.1.2. Khảo sát và lựa chọn tỷ lệ mol dược chất/tổng tá dược dầu................... 35
3.1.3. Đánh giá một số đặc tính của tiểu phân niosome NaD........................... 39
3.2. Đánh giá sinh khả dụng gel chứa niosome natri diclofenac 1% qua thử
nghiệm ex-vivo và in-vivo .................................................................................... 41


3.2.1. Thẩm định một số chỉ tiêu phương pháp HPLC định lượng diclofenac
natri trong môi trường muối đệm phosphat pH 7,4 .......................................... 41
3.2.3. Đánh giá sinh khả dụng của gel chứa niosome NaD 1% bằng thử nghiệm
ex-vivo............................................................................................................... 43
3.2.4. Bước đầu đánh giá sinh khả dụng của gel chứa niosome NaD 1% bằng
thử nghiệm in-vivo. ........................................................................................... 45
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................. 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC BẢNG
STT

Tên bảng

Trang

1.

Bảng 1.1. Độ tan natri diclofenac theo pH

3

2.

Bảng 1.2. Dược chất sử dụng trong hệ vận chuyển niosome

7

3.

Bảng 1.3. Mối quan hệ giữa CPP và cấu trúc hình thành

13

4.

Bảng 2.1. Hoá chất và nguyên liệu sử dụng

16

5.

Bảng 3.1. Thành phần các công thức khảo sát

33

6.

Bảng 3.2. Thành phần các công thức khảo sát

35

7.

Bảng 3.3. Thành phần các công thức khảo sát

37

8.
9.

Bảng 3.4. Số sóng liên kết O-H, liên kết C-O (nhóm acid), liên kết
-C=O (nhóm este) trong phổ IR các mẫu khảo sát.
Bảng 3.5. Thành phần các mẫu gel đánh giá bào chế theo quy trình
2.4.2

39
42

10. Bảng 3.6. Nồng độ dược chất trong máu tại các thời điểm

45

11. Bảng 3.7. Các thông số dược động học

45


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
STT

Tên hình

Trang

1. Hình 1.1. Công thức phân tử natri diclofenac

2

2. Hình 1.2. Cấu trúc niosome

6

3. Hình 1.3. Phân loại niosome theo kích thước

7

4. Hình 1.4. Cơ chế hình thành niosome bằng phương pháp tiêm

9

ethanol

5. Hình 1.5. Sơ đồ mô hình tiêm chéo dòng

10

6. Hình 1.6. Sơ đồ mô hình màng tiếp xúc

11

7. Hình 1.7. Sơ đồ mô hình bào chế niosome quy mô pilot sử dụng

11

ống tiêm
8. Hình 1.8. Sơ đồ mô hình bào chế niosome quy mô pilot sử dụng

12

màng SPG
9. Hình 1.9. Chỉ số CPP

13

10. Hình 1.10. Cơ chế vận chuyển thuốc qua da của niosome

15

11. Hình 3.1. Đồ thị KTTP và PDI công thức S1, S2, S3 của Span 60

34

và Span 80
12. Hình 3.2. Đồ thị hiệu suất nạp dược chất công thức S1, S2, S3 của

34

Span 60 và Span 80
13 Hình 3.3. KTTP và PDI các công thức khi thay đổi tỷ lệ mol dược

36

chất/TDD và cố định tỷ lệ mol cholesterol/Span80 4/6
14. Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn hiệu suất nạp và lượng dược chất

36

(mmol) được nạp khi thay đổi tỷ lệ mol NaD/TDD và cố định tỷ lệ
mol cholesterol/Span 80 4/6
15. Hình 3.5. KTTP và PDI các công thức khi thay đổi tỷ lệ mol dược

37


chất/TDD và cố định tỷ lệ mol cholesterol/Span80 5/5
16. Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn hiệu suất nạp và lượng dược chất

38

(mmol) được nạp khi thay đổi tỷ lệ mol NaD/TDD và cố định tỷ lệ
mol cholesterol/Span 80 5/5
17. Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa diện tích peak và

42

nồng độ natri diclofenac trong môi trường muối đệm phosphat pH
7,4
18. Hình 3.8. Đồ thị thể hiện khả năng giải phóng dược chất qua da

43

của các công thức gel M8 1%, gel N8 1%, Voltaren Emulgel1% và
gel NaD 1%.
19. Hình 3.9. Đồ thị thể hiện lượng dược chất lưu trữ trong da sau 24
giờ của các công thức gel M8 1%, gel N8 1%, Voltaren Emulgel
1% và gel NaD 1%

44


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Tên viết tắt

Tên đầy đủ

%EE

Hiệu suất nạp (Encapsulation Efficiency)

AUC

Diện tích dưới đường cong (Area under the curve)

CDH

Chất diện hoạt

CPP

Critical Packing Parameter

DĐVN IV
DSC
EDTA
FESEM

Dược điển Việt Nam IV
Phân tích nhiệt quét vi sai (Differential Scanning Calorimetry)
Acid ethylendiamin tetraacetic
Kính hiển vi điện tử quét trường phát xạ
(Field Emission Scanning Electron Microscopy)

HLB

Chỉ số cân bằng dầu nước (Hydrophilic lipophilic balance)

KTTP

Kích thước tiểu phân

NaD
NSAIDs

Natri Diclofenac
Các thuốc chống viêm không steroid
(Non-steroidal anti inflammatory drugs)

NSX

Nhà sản xuất

PDI

Chỉ số đa phân tán (Polydispersity index)

PTFE
RI

Polytetrafluoroethylene
Chỉ số khúc xạ (Refractive Index)

SPG

Shirasu Porous Glass

TDD

Tá dược dầu

TKHH
XRD

Tinh khiết hoá học
Nhiễu xạ tia X (X-ray Diffraction)


ĐẶT VẤN ĐỀ
Các thuốc chống viêm không steroid (NSAIDs) đã được sử dụng từ rất lâu
trong điều trị các bệnh cơ xương khớp và giảm các triệu chứng đau trên bệnh nhân
viêm cơ xương khớp. Đặc biệt là dược chất diclofenac - dẫn chất của acid
phenylacetic với các ưu điểm nổi bật như: giảm đau, chống viêm nhanh, mạnh và
độc tính thấp. Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều chế phẩm chứa diclofenac với
các đường dùng phong phú như viên nén (đường uống), thuốc tiêm (đường tiêm),
emulgel (ngoài da)…Và trong điều trị các bệnh về cơ xương khớp, dạng gel bôi
ngoài da thể hiện nhiều ưu thế hơn cả, bao gồm: thuận tiện sử dụng, tác dụng khu
trú tốt tại nơi dùng…
Ngành dược phẩm thế giới đang có một bước tiến lớn với sự phát triển mạnh
mẽ của công nghệ nano trong việc bào chế các dạng thuốc và bước đầu đã đạt được
những thành công nhất định. Tiểu phân niosome với kích thước tiểu phân nhỏ (từ
vài chục nm tới vài chục 𝜇𝑚); có cấu trúc của một hệ vận chuyển thuốc giúp tăng
khả năng vận chuyển dược chất tới đích tác dụng, từ đó tăng hiệu quả điều trị; hiệu
suất nạp dược chất và độ ổn định cao hoàn toàn có thể ứng dụng trong điều chế
dạng thuốc dùng ngoài da. Tại bộ môn Bào chế, Lê Thị Giang (2016) [5] đã bước
đầu nghiên cứu bào chế niosome natri diclofenac ứng dụng trong dạng thuốc dùng
qua da sử dụng Span 60 và đánh giá khả năng giải phóng dược chất qua da của gel
chứa niosome natri diclofenac 1%. Vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài:
“Tiếp tục nghiên cứu bào chế niosome natri diclofenac ứng dụng trong dạng
thuốc dùng qua da” với các mục tiêu:
1. Bào chế và đánh giá một số đặc tính tiểu phân niosome natri diclofenac.
2. Bước đầu đánh giá sinh khả dụng của gel chứa niosome natri diclofenac 1%
bằng các thử nghiệm ex-vivo và in-vivo.

1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1. Tổng quan về diclofenac natri
1.1.1. Công thức hoá học

Hình 1.1. Công thức phân tử natri diclofenac
Công thức phân tử: C14H10Cl2NNaO2
Khối lượng phân tử: 318,14 g/mol
Tên khoa học: 2-[(2,6-dichlorophenyl)amino]benzenacetate natri.
Tên chung quốc tế: Diclofenac natri
1.1.2. Tính chất vật lý, hoá học
Ø Tính chất vật lý:
-

Cảm quan: Bột kết tinh màu trắng hoặc gần vàng nhạt.

-

Độ tan: Hơi tan trong nước, độ tan trong nước ở 25℃ thay đổi tuỳ theo giá trị
pH (Bảng 1); tan tốt trong MeOH (24 mg/ml); tan trong EtOH, acetone; thực
tế không tan trong ether.

-

Nhiệt độ nóng chảy: 283-285℃.

-

Hệ số phân bố dầu nước logP (n-octanol/ dung dịch đệm pH 7,4): 13,4 [24].

- Cực đại hấp thụ tia UV trong dung môi MeOH: 283 nm; trong đệm phosphat
pH 7,2: 276 nm.
Ø Tính chất hoá học:
-

Dung dịch 1% có pH khoảng 7 đến 8,5 [34]

2


-

Là dẫn chất của anilin, diclofenac có thể bị oxy hoá. Dung dịch diclofenac
trong MeOH, thêm acid HNO3 đặc cho màu đỏ nâu. Dung dịch diclofenac
trong EtOH cho phản ứng với dung dịch K3[Fe(CN)6], FeCl3 và acid HCl cho
màu xanh và có tủa [1], [2].
Bảng 1.1. Độ tan natri diclofenac theo pH [16]
pH

1,2

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

7,5

Độ tan (mg/ml)

0,4

0,4

0,4

2,1

8,6

59

187

169

1.1.3. Một số thông số dược động học
-

Hấp thu: Diclofenac hấp thu tốt qua đường tiêu hoá, thức ăn làm chậm hấp
thu thuốc. Thuốc đạt nồng độ tối đa trong máu sau khi uống 2-3 giờ [38].

-

Phân bố: 99,5% thuốc liên kết với protein huyết tương (chủ yếu với albumin)
[14]. Thể tích phân bố 0,15 L/kg.

-

Chuyển hoá: Thuốc chuyển hoá bước 1 ở gan nên sinh khả dụng đường uống
chỉ đạt 50%. Diclofenac và các sản phẩm oxi hoá được tiếp tục liên hợp với
acid glucuronic và acid sulfuric rồi thải trừ qua mật

-

Thải trừ: Khoảng 65% liều được thải trừ qua nước tiểu và 35% qua mật. Độ
thanh thải 15,6 L/h, thời gian bán thải khoảng 1,5 giờ [4].

1.1.4. Tác dụng dược lý
Natri diclofenac là dẫn xuất phenylacetic, thuộc nhóm các thuốc giảm đau, hạ sốt
chống viêm không steroid (NSAIDs) với tác dụng giảm đau, chống viêm nổi trội.
-

Tác dụng giảm đau:

Có tác dụng giảm đau mạnh với vị trí tác dụng là các receptor cảm giác ngoại vi.
Tác dụng tốt với các loại đau, đặc biệt là đau do viêm (khác với các thuốc giảm đau
3


TW nhóm opiat) không giảm đau sâu trong nội tạng, không ức chế hô hấp và không

gây lệ thuộc khi dùng kéo dài [4].
Cơ chế giảm đau: thuốc làm giảm tổng hợp Prostaglandin F2, làm giảm tính cảm thụ
của ngọn dây thần kinh cảm giác với các chất gây đau của phản ứng viêm như
bradykinin, serotonin…
-

Tác dụng chống viêm:

Cơ chế chống viêm: ức chế enzyme cyclooxygenase (COX), ngăn cản tổng hợp
prostaglandin- chất trung gian hoá học gây viêm, từ đó làm giảm quá trình viêm.
Ngoài ra, còn đối kháng với hệ enzym phân huỷ protein, ngăn cản quá trình biến đổi
protein làm bền vững màng lysosom và đối kháng tác dụng của các chất trung gian
hoá học như bradykinin, histamin, serotonin, ức chế hoá hướng động bạch cầu, ức
chế sự di chuyển của bạch cầu tới ổ viêm [4].
1.1.5. Chỉ định
Điều trị các cơn đau cấp, đau bụng kinh, đau sỏi thận, đau dây thần kinh; điều trị
viêm khớp, thoái hoá khớp cấp và mạn tính.
1.1.6. Tác dụng không mong muốn
Tác dụng không mong muốn chủ yếu liên quan tới tác dụng ức chế tổng hợp
prostaglandin [3], [4].
-

Trên tiêu hoá: Kích ứng, đau thượng vị, nặng hơn có thể là loét dạ dày tá
tràng, xuất huyết tiêu hoá…

-

Trên thận: Làm giảm lưu lượng máu qua thận, giảm sức lọc cầu thận, giảm
thải dẫn đến ứ nước, tăng kali máu và viêm thận kẽ.

-

Trên hô hấp: Gây cơn hen giả ở người không bị hen hoặc làm tăng các cơn
hen ở người bị hen phế quản.

-

Trên máu: Kéo dài thời gian chảy máu do ức chế kết tập tiểu cầu, giảm tiểu
cầu và giảm prothrombin. Hậu quả gây kéo dài thời gian đông máu, mất máu
không nhìn thấy qua phân, tăng nguy cơ chảy máu.
4


1.1.7. Chống chỉ định và thận trọng
Chống chỉ định: các trường hợp mẫn cảm với diclofenac; loét dạ dày tiến triển hoặc
có tiền sử loét; suy thận, suy gan nặng; người đang dùng thuốc chống đông
coumarin, kể cả heparin liều thấp; người bị bệnh chất tạo keo (nguy cơ viêm màng
não vô khuẩn) [3].
Thận trọng: người có tiền sử loét, chảy máu hoặc thủng dạ dày; suy gan; suy thận;
lupus ban đỏ toàn thân; tăng huyết áp; suy tim; nhiễm khuẩn; tiền sử rối loạn đông
máu, chảy máu; cần khám mắt khi bị rối loạn thị giác [3].
1.1.8. Các dạng bào chế
-

Viên nén (25mg, 50mg)

-

Viên giải phóng kéo dài (100mg)

-

Thuốc tiêm (25mg)

-

Thuốc nhỏ mắt 0,1%

-

Gel bôi

-

Thuốc đạn (100mg)

1.1.9. Ưu điểm của chế phẩm natri diclofenac dùng ngoài da trong điều trị các
bệnh cơ xương khớp
Gần đây, các chế phẩm NSAIDs dùng ngoài da được tập trung nghiên cứu gắn với
hệ vận chuyển thuốc đích nhằm giảm hấp thu toàn thân, giảm độc tính mà không
ảnh hưởng tới hiệu quả điều trị tại chỗ [30]. Để đạt hiệu quả tối ưu, các NSAIDs
phải xâm nhập tới mô viêm ở nồng độ thích hợp để kích hoạt cơ chế chống viêm.
Các nghiên cứu về hiệu quả điều trị bệnh viêm khớp của chế phẩm bôi ngoài da
diclofenac đã được tiến hành như: gel natri diclofenac 1%, gel diethylamin
diclofenac 1,16%, gel MIKA diclofenac 4% dạng xịt, lotion diclofenac DMSO và
miếng dán diclofenac epolamin. Trong một nghiên cứu so sánh sinh khả dụng của
gel bôi natri diclofenac 1% với natri diclofenac đường uống trên người tình nguyện
khoẻ mạnh, Kienzler đã chứng minh rằng mức độ hấp thu toàn thân của dạng bôi
ngoài da thấp hơn 5-17 lần so với dạng uống [12]. Đồng thời, dạng bôi ngoài da
5

cũng đạt nồng độ cao hơn tại các tổ chức cơ và mô mỡ lân cận [25], [39]. Tuy
nhiên, nồng độ tại dịch ổ khớp thấp hơn đường uống [39].
Về hiệu quả điều trị bệnh viêm khớp gối, 10 thử nghiệm lâm sàng có đối chứng,
ngẫu nhiên, mù đôi được tiến hành trên các dạng bào chế khác nhau như miếng dán,
dung dịch hay gel [8], [10], [11], [21], [29], với các tiêu chí đánh giá: mức độ đau,
hoạt động thể chất, đánh giá của bệnh nhân về tình trạng bệnh và mức độ hiệu quả
điều trị bệnh. Kết quả cho thấy mức độ đau giảm đáng kể và họat động thể chất của
bệnh nhân được cải thiện so với nhóm chứng placebo ở ngày thứ 7 và ngày thứ 14
[21]. Các tác dụng phụ ghi nhận được chủ yếu xảy ra tại nơi dùng thuốc: khô da,
mẩn ngứa [8], [10], [11], [21], [29] hoặc tỷ lệ xuất hiện rất thấp trên đường tiêu hoá:
đau bụng, buồn nôn và được đánh giá là giảm các tác dụng phụ toàn thân so với
đường uống. Tổ chức quốc tế nghiên cứu về viêm xương khớp (OARSIOsteoarthritis Research International) khuyến cáo phác đồ điều trị gồm NSAIDs bôi
tại chỗ điều trị thay thế hoặc hỗ trợ điều trị viêm khớp gối [17].
1.2. Tổng quan về hệ tiểu phân nano niosome
1.2.1. Khái niệm
Niosome là tiểu phân dạng nang gồm một khoang nước ở giữa được bao bọc bởi
một lớp vỏ chất diện hoạt không ion hoá (gồm một hay nhiều lớp đồng tâm, có thể
được ổn định bằng cholesterol…), kích thước từ hàng chục nm đến hàng chục 𝜇𝑚.
Các niosome có thể mang dược chất thân nước, dược chất thân dầu và dược chất
lưỡng thân do cấu trúc độc đáo của mình [5].

Hình 1.2. Cấu trúc niosome
6


1.2.2. Phân loại
Dựa vào kích thước, có thể chia niosome thành 3 loại:
-

Loại nhỏ đơn lớp (SUV-Small Unilamellar Vesicle): đường kính từ 10-100
nm

-

Loại lớn đơn lớp (LUV- Large Unilamellar Vesicle): đường kính từ 1003000 nm

-

Loại đa lớp (MLV-Multilamellar Vesicle): đường kính >1000 nm

Hình 1.3. Phân loại niosome theo kích thước
(từ trái qua phải: SUV, LUV và MLV)
1.2.3. Ứng dụng của niosome trong lĩnh vực dược phẩm
Trong lĩnh vực dược phẩm, niosome được dùng với nhiều hoạt chất điều trị và chẩn
đoán như: chất chống lão hoá, chống ung thư, chống viêm, chống nhiễm khuẩn,
điều trị Alzheimer…[23] với các đường dùng: tiêm tĩnh mạch, tiêm bắp, đường
uống, nhỏ mắt, bôi ngoài da…
Bảng 1.2. Dược chất sử dụng trong hệ vận chuyển niosome [18], [28], [35]
Đường dùng
Tiêm tĩnh mạch
Nhỏ mắt

Dược chất
Doxorubicin, methotrexate, vincristin, diclofenac natri,
indomethacin, tretinoin, amphotericin B
Timolol maleate, cyclopentolate
7

Bôi ngoài da

Piroxicam, estradiol, ketoconazol, ketorolac, enoxacin,
Flurbiprofen

Nhỏ mũi

Sumatriptan, vaccin virus cúm

Xông hít

Các dạng chuyển hoá của vitamin A

Đường uống

DNA vaccin, protein, peptid, ciprofloxacin, norfloxacin,
insulin.

1.2.4. Bào chế niosome bằng phương pháp tiêm ethanol
Kể từ báo cáo đầu tiên về khả năng tự nang hoá của chất diện hoạt không ion hoá
đến từ một sáng chế trong lĩnh vực mỹ phẩm của hãng L’Oreal, mô hình đưa dược
chất vào niosome để tăng hiệu quả vận chuyển tới đích tác dụng nhận được sự đồng
thuận rộng rãi trong giới nghiên cứu khoa học. Có rất nhiều phương pháp bào chế
niosome đã được nghiên cứu và phát triển cho tới ngày nay như: phương pháp
hydrat hoá màng film, phương pháp bốc hơi pha đảo, phương pháp vi dòng
chảy…Hiện nay, phương pháp tiêm ethanol được ứng dụng quy mô lớn do quy trình
bào chế đơn giản, thực hiện dễ dàng hơn các phương pháp khác; tính lặp lại cao, dễ
đồng nhất lô mẻ. Ngoài ra, phương pháp này còn có một số ưu điểm như: niosome
thu được là loại SUV mà không cần thêm các phương pháp làm giảm KTTP; không

sử dụng dung môi hữu cơ độc hại với sức khoẻ con người như methanol,
chloroform và lượng nhỏ ethanol trong hỗn dịch thu được có thể giúp bảo quản chế
phẩm. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có một số nhược điểm như: hỗn dịch
niosome thu được có nồng độ thấp; hiệu suất nạp dược chất thấp, đặc biệt với các
dược chất tan trong nước.
a. Quy trình thực hiện:
Chất diện hoạt và các thành phần tạo màng được hoà tan trong ethanol, sau đó tiêm
vào pha nước ở nhiệt độ thích hợp, kết hợp khuấy trộn hoặc siêu âm làm giảm kích
thước tiểu phân. Dược chất có thể được hoà tan vào pha nước hoặc trong ethanol
8


tuỳ độ tan. Khuấy từ qua đêm hoặc cất quay để loại dung môi hữu cơ. Sau đó, tiến
hành thêm các phương pháp loại dược chất tự do.
b. Cơ chế tạo niosome bằng phương pháp tiêm ethanol
Đến nay, cơ chế hình thành niosome bằng phương pháp này chưa thực sự rõ ràng
nhưng có thể giải thích theo các giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: Các phân tử chất diện hoạt hoà tan trong ethanol, tồn tại ở trạng thái tự
do.
Giai đoạn 2: Khi tiêm pha ethanol vào nước, ethanol bị pha loãng ngay lập tức và
có một phần bay hơi làm các phân tử chất diện hoạt giảm độ tan (do thay đổi dung
môi), tập hợp thành các mảng kép có các đuôi thân dầu hướng vào nhau, các đầu
thân nước hướng ra ngoài môi trường nước.
Giai đoạn 3: Dưới điều kiện có sự phân tán năng lượng đồng nhất trong môi trường
bằng khuấy trộn hoặc siêu âm, các màng kép có xu hướng giảm diện tích tiếp xúc
với môi trường nước nhằm bảo toàn năng lượng tự do bề mặt. Vì thế, các màng kép
lớn dần lên và cầu hoá tạo thành niosome.

Hình 1.4. Cơ chế hình thành niosome bằng phương pháp tiêm ethanol
c. Những cải tiến của phương pháp tiêm ethanol

Dựa trên phương pháp được mô tả lần đầu bởi Batzi và Korn năm 1973, tới nay, đã
có một số nghiên cứu cải tiến nhằm tối ưu hoá quy trình, tăng hiệu suất nạp và nâng
quy mô áp dụng.
Kỹ thuật tiêm chéo dòng (crossflow injection technique) do các nhà khoa học
Áo phát minh (2001) có thể tích bào chế lớn trong khoảng 100-2400ml, độ lặp lại
9


cao giữa các lô mẻ. Kim phun được thiết kế gồm 2 thanh thép không rỉ hàn vuông
góc chữ thập. Tại điểm kết nối, các phần được khoan một lỗ phun có kích thước 150
và 250nm. Pha nước được bơm nhu động bơm liên tục từ (2) sang (3) hoặc lại quay
trở lại (2). Khi pha nước đi qua hệ thống kim phun, pha ethanol được tiêm vào pha
nước dưới áp lực của (5) qua đầu kim phun [37].

Hình 1.5. Sơ đồ mô hình tiêm chéo dòng
Chú thích: 1- Hệ thống kim phun; 2,3- Pha nước; 4- Pha ethanol; 5- Thiết bị nén
khí N2; 6- Bơm nhu động.
Phương pháp sử dụng màng tiếp xúc được Jaafar-Maalej.C cùng các cộng sự
của mình đưa ra năm 2010. Theo đó, pha nước được bơm thành dòng trong lòng
màng trong khi pha ethanol được nén thành các tia nhỏ đi qua lỗ xốp của màng. Các
tiểu phân được tạo ra ngay khi pha ethanol tiếp xúc với pha nước. Hỗn dịch
niosome tạo thành được khuấy từ trong 15 phút. Mô hình này tạo ra các tiểu phân
đa lớp, kích thước 50-160nm, quy mô lớn [22].

10


1. Bình khí nén
2. Pha ethanol
3. Pha nước

4. Màng tiếp xúc
5.Hỗn dịch niosome

Hình 1.6. Sơ đồ mô hình màng tiếp xúc
Năm 2014, một nhóm các nhà khoa học người Pháp tiến hành nghiên cứu mô
hình nâng cấp lên quy mô pilot với thể tích hỗn dịch thu được lên tới 10 lít sử dụng
ống tiêm đường kính trong 5 mm hoặc màng SPG như hình 1.7 và 1.8 dưới đây
[15]:

Hình 1.7. Sơ đồ mô hình bào chế niosome quy mô pilot sử dụng ống tiêm
Đối với mô hình sử dụng ống tiêm, pha ethanol và pha nước được gia nhiệt trong
bình 2 vỏ tới 50℃. Pha ethanol được tiêm vào pha nước bằng bơm nhu động và ống
tiêm cắm ngập trong pha nước. Sau đó, hỗn dịch niosome thu được khuấy tiếp tục
15 phút. Loại ethanol trực tiếp trên hệ thống với các điều kiện: tốc độ cánh khuấy
250 vòng/phút, thời gian khuấy 90 phút ở nhiệt độ 50℃, áp suất 140 mbar.
11


Hình 1.8. Sơ đồ mô hình bào chế niosome quy mô pilot sử dụng màng SPG
Đối với mô hình sử dụng màng SPG, pha ethanol được chứa trong bình thuỷ tinh,
trong khi pha nước và hỗn dịch niosome chứa trong các bình 2 vỏ có điều nhiệt. Pha
ethanol được bơm qua các khe của màng trong khi pha nước tuần hoàn trong lòng
màng. Tốc độ dòng pha ethanol và pha nước được điều chỉnh sao cho 2 pha gặp
nhau đồng thời. Hỗn dịch niosome thu được trong mô hình này cũng được khuấy và
bốc hơi loại ethanol trong các điều kiện như mô hình sử dụng ống tiêm.
1.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng tạo niosome của chất diện hoạt không
ion hoá
a. Chất diện hoạt không ion hoá
Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh các chất diện hoạt không ion hoá có khả
năng tự cầu hoá với cấu trúc đuôi thân dầu gồm một, hai chuỗi alkyl; nhóm

perfluoroalkyl hoặc một nhân steroid (đuôi alkyl từ C12-C18 và perfluoroalkyl
khoảng C10). Trong khi đó, cấu trúc đầu thân nước lại đa dạng hơn rất nhiều so với
cấu trúc đầu thân dầu . 2 phần cấu trúc liên kết với nhau qua các liên kết ether, amid
hoặc ester. Năm 1985, Israelachvili đã chỉ ra rằng chỉ số CPP của chất diện hoạt có
vai trò quan trọng trong việc dự báo khả năng tự cầu hoá của chúng.
12


CPP = 𝜐/lcao
Trong đó, 𝜐, 𝑙c , 𝑎o lần lượt là thể tích nhóm thân dầu, chiều dài nhóm thân dầu và
diện tích bề mặt đầu thân nước.

Hình 1.9. Chỉ số CPP
Bảng 1.3. Mối quan hệ giữa CPP và cấu trúc hình thành [31]
CPP

Cấu trúc hình thành

<1/3

Micell hình cầu với đầu thân nước hướng ra ngoài

1/3-1/2 Micell hình trụ
1/2-1

Lớp màng kép linh động, tự nang hoá

1

Lớp màng kép phẳng

>1

Micell đảo, đuôi thân dầu hướng ra ngoài

Bên cạnh đó, chỉ số cân bằng dầu- nước (HLB) cũng là một thông số tốt dự báo khả
năng cầu hoá của các chất hiện hoạt. Các Span có HLB từ 4-8 được chứng minh là
có khả năng tự cầu hoá. Tuy nhiên, thực nghiệm cho thấy mặc dù Span 20
(HLB=16,7) tan được trong nước vẫn có khả năng cầu hoá với sự hỗ trợ của
cholesterol.
Lớp màng kép CDH được hình thành khi tăng nhiệt độ trên nhiệt độ chuyển pha Tc
của CDH (tại Tc, CDH chuyển từ trạng thái gel sang trạng thái tinh thể lỏng). Tc của
13


CDH phụ thuộc vào độ dài, mức độ no của chuỗi hydrocacbon và mức độ phân cực
của đầu thân nước. Niosome sử dụng trong điều trị cần ổn định trong điều kiện sinh
lý, vì vậy thường chọn các CDH có Tc >37℃.
b. Chất ổn định màng
Cholesterol tương tác với phân tử chất diện hoạt bằng các liên kết hydro, qua đó
làm tăng độ cứng cơ học của màng. Hiệu quả này đã được chứng minh bằng thử
nghiệm đo áp suất bề mặt của hỗn hợp cholesterol và chất diện hoạt đơn lớp [26].
Sự có mặt của cholesterol làm giảm chuyển động quay của các chuỗi hydrocacbon,
làm cho các phân tử chất diện hoạt sắp xếp có trật tự, tạo lớp màng kép cứng chắc.
Đồng thời làm nới rộng khoảng nhiệt chuyển pha, giảm enthalpy chuyển pha geltinh thể lỏng của lớp màng, tăng độ bền vững của các niosome. Nghiên cứu cho
thấy, tỷ lệ tối ưu giữa CDH và cholesterol đảm bảo độ ổn định vật lý của niosome là
1:1.
Ngoài ra, các phân tử tích điện cũng thường được thêm vào niosome với nồng độ rất
nhỏ (khoảng 2,5-5% mol) để ngăn cản sự kết tụ nhờ lực đẩy tĩnh điện, qua đó làm
tăng độ ổn định của hệ như: phosphat diacetyl (DCP), acid phosphotidic, stearyl

pyridinium (STR).
1.2.6. Ứng dụng hệ vận chuyển niosome vào dạng thuốc dùng ngoài da
Các nghiên cứu gần đây ứng dụng niosome vào dạng thuốc dùng ngoài da như:
-

Niosome lidocain hydroclorid ứng dụng gây tê tại chỗ, khắc phục khả năng
thấm qua da kém của dược chất [13].

-

Gel niosome methotrexat ứng dụng điều trị bệnh vảy nến, hạn chế tác dụng
phụ toàn thân so với đường uống [33].

-

Niosome N-acetyl glucosamin và niosome acid gallic ứng dụng điều trị sạm
da, ngăn ngừa lão hoá da do tăng giữ ẩm cho da [9].

-

Niosome benzoyl peroxid trong gel HPMC ứng dụng điều trị mụn trứng cá
hạn chế tác dụng gây ngứa da, mẩn đỏ của benzoyl peroxid do tăng khả năng
14


thấm của dược chất qua da, giảm độc tính tại chỗ, đồng thời tăng thời gian
lưu trữ trên da [36].
Qua tham khảo tài liệu [7], [27] có thể đưa ra một số cơ chế giúp niosome tăng vận
chuyển thuốc qua da như sau:
-

Thay đổi chức năng rào cản của lớp biểu bì do làm thay đổi tổ chức của lớp
lipid.

-

Giảm sự thoát hơi nước qua da, tăng hydrat hoá lớp biểu bì, làm giãn nở cấu
trúc da, niosome nguyên vẹn thấm qua.

-

Niosome thấm qua lỗ chân lông hoặc tuyến mồ hôi.

-

Hấp phụ và/ hoặc hoà màng niosome trên bề mặt da (được chứng minh bằng
kính hiển vi điện tử tách mẫu kết đông và tán xạ tia X góc nhỏ) làm tăng
gradient nhiệt động lực học của dược chất trên bề mặt, từ đó tăng tính thấm
qua da của dược chất. Niosome hấp thụ lên bề mặt tế bào nhờ lực hấp dẫn vật
lý hoặc bằng các liên kết đặc biệt giữa receptor và lớp màng niosome rồi đưa
dược chất trực tiếp tới da. Hoặc, niosome có thể hoà màng với màng tế bào,
trộn lẫn các thành phần trong niosome với tế bào chất. Sau đó, lysozym tế
bào sẽ phân huỷ hoặc tiêu hoá lớp màng niosome, giải phóng dược chất nạp.

Hình 1.10. Cơ chế vận chuyển thuốc qua da của niosome.
15