Áp dụng kỹ thuật vi nang hóa bằng phương pháp bay hơi để điều chế vi cầu aspirine

Áp dụng kỹ thuật vi nang hóa bằng phương pháp bay hơi để
điều chế vi cầu aspirine
Phạm Thi Thu Hạnh, Huỳnh Văn Hóa
Khoa Dược, Đại học Y Dược Tp. HCM
TÓM TẮT
Đề tài đã sử dụng kỹ thuật vi nang hóa bằng phương pháp bay hơi.để điều chế các vi
nang chứa Aspirin. Mơ hình thực nghiệm được thiết kế dưới sự trợ giúp của phần mềm
Design- Expert gồm 19 quy trình với 3 biến số đầu vào (tỷ lệ polymer : hoạt chất, tốc độ
khuấy, nồng độ chất diện hoạt) và 3 biến số đầu ra (hiệu suất của quy trình, hàm lượng
hoạt chất và tỷ lệ phần trăm vi nang đạt kích thước quy định). Quy trình tối ưu đã được dự
đốn bởi phần mềm INForm. Hình thể học, tốc độ phóng thích hoạt chất của
vi nang cũng được khảo sát. Phương pháp này tạo ra các vi nang có hàm
lượng họat chất không cao (khoảng 13%) nên chỉ thích hợp đối
với các hoạt chất có hàm lượng thấp.
SUMMARY
In this study, the microencapsulation technique was employed solvent evaporation method
to prepare aspirin microcapsules. The experimental plan was designed by the DesignExpert software. This software has 19 procedures with 3 input variables (polymer ratio:
active substance, stirring velocity, surfactant concentration) and 3 output variables
(procedure yield, active substance content and the percentage of standard-sized
microcapsules). The optimal procedure was predicted by the INForm software. The
morphology and releasing rate of aspirin from the microcapsules were also investigated.
Because this method can only prepare microcapsules with approximately 13% of aspirin, it
is suitable for the preparation of microcapsules with low active substance content.

1


Áp dụng kỹ thuật vi nang hóa bằng phương pháp bay hơi
để điều chế vi cầu aspirine
Phạm Thi Thu Hạnh, Huỳnh Văn Hóa
Khoa Dược, Đại học Y Dược Tp. HCM

1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Vi nang hóa hiện nay là một kỹ thuật cao cho phép bao những phân tử trong một vỏ bọc có
bản chất là polymer hay lipid. Kỹ thuật này khơng những nhằm mục đích bảo vệ, cấu trúc,
cố định vật chất mà còn cho phép kiểm sốt sự phóng thích hoạt chất chứa trong đó. Do
vậy, vi nang hóa ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực: dươc phẩm,
mỹ phẩm, hóa học, dệt may v.v...Hiện nay, khi đề cập đến các phương pháp vi nang hóa, có
rất nhiều cách phân loại. Khái qt hóa, vi nang hóa được chia thành hai nhóm cơ bản : có
và khơng sử dụng dung mơi hữu cơ. Các kỹ thuật vi nang hóa có sử dụng dung mơi hữu cơ
như phương pháp bay hơi hay phương pháp chiết dung mơi, ngồi nhược điểm về vấn đề
tái thu hồi dung mơi, chúng hồn tồn phù hợp khi ứng dụng ở quy mơ nhỏ do khơng đòi
hỏi những thiết bị cao cũng như khơng u cầu tái sử dụng pha ngoại. Đề tài này được tiến
hành nhằm mục đích áp dụng ưu điểm của kỹ thuật này trong việc bao và làm giảm tính
kích ứng của aspirin trên niêm mạc dạ dày.
2.. NGUN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1. Nguyên liệu
Aspirin (nguồn gốc Thái lan) đạt tiêu chuẩn Dược điển VN III. Các
ngun liệu Ethylcellulose 45 cP, Polyvinyl alcohol, Dicloromethane đạt tiêu chuẩn của
nhà sản xuất.
2.2. Phương pháp
2.2.1. Quy trình tạo vi hạt
Quy trình tạo vi nang được tóm tắt
theo sơ đồ trên, cụ thể với các bước sau:
-

-

-

-

Pha nước (X1% PVA hòa tan trong 500ml
nước) được khuấy với tốc độ X2
vòng/phút.
Pha hữa cơ (ethylcellulose và aspirin với
tỳ lệ X3 hòa tan trong dicloromethane)
được thêm vào pha nước thơng qua một
burette với tốc độ cố định 5s/giọt
5 phút sau khi q trình trên hồn thành, 1
lit nước được thêm vào hỗn hợp để hồn
tất q trình rút dung mơi. Q trình
khuấy được tiếp tục trong 30 phút.
Vi nang tạo thành được lọc, sấy khơ và rây
để chọn cỡ hạt phù hợp.

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình tạo vi nang

2


2.2.2. Xõy dng quy trỡnh nh lng Aspirin trong vi nang
nh lng Aspirin bng phng phỏp quang ph hp thu t ngoi bc súng 276nm.
Phng phỏp nh lng c thm nh v tuyn tớnh, v lp li v ỳng.
2.2.3. Th nghim hũa tan
Th nghim hũa tan c tin hnh tin hnh trờn mỏy th hũa tan kiu gi quay
thi gian 2 gi trong mụi trng m pH 1.2 v 8 gi trong mụi trng m pH 6.8.
2.2.4. Phõn tớch cỏc tớnh cht ca vi nang
Phõn b kớch thc: Xỏc nh qua cỏc rõy chun cú kớch thc ln lt l 1400àm,
710àm, 355àm, 180àm v 125àm.
Hỡnh th hc: c kho sỏt bng kớnh hin vi in t quột lp SEM (Scanning Electron
Microscope).

2.2.5. Nghiờn cu ti u húa quy trỡnh to vi nang
Gm cỏc giai an sau :Thit k mụ hỡnh thc nghim/ Tin hnh cỏc quy trỡnh
nghiờn cu/ Ti u húa quy trỡnh to vi ht / Kim chng quy trỡnh ti u
Cỏc bin ph thuc
Cỏc bin c lp
X1: T l polymer : hot cht.
X2: Tc khuy
X3: Nng cht din hot

Y1 : Hiu sut phng phỏp (%)
Y2 : Hm lng hot cht (%)
Y3 : T l vi nang cú kớch thc t 180 m-710m (%)

Cỏc thụng s c nh:
- Tc thờm pha hu c - Th tớch pha nc s dng - Lng dung mụi hu c s dng
3. KET QUA VAỉ BAỉN LUAN
3.1. Xõy dng quy trỡnh nh lng Aspirin trong vi ht
hp thu ca aspirin chun theo nng bc súng 276nm c trỡnh by bng 3.1.
Bng 3.1. Bng kt qu hp thu ca aspirin chun theo nng
Mu th

Nng ( g/ml )

hp thu

1

25

0.1462

2

50

0.3011

3

75

0.4623

4

100

0.6216

5

125

0.8048

6

150

0.9285

7

175

1.1091

8

200

1.2612

3



y

Hình 3.2. Đồ thị biểu diển độ hấp thu theo nồng độ của aspirin chuẩn

Phương trình hồi quy tuyến tính: y = 0.0064x – 0.015. .
Thẩm định độ lặp lại
Kết quả khảo sát được trình bày ở bảng 3.2.
Bảng 3.2. Bảng kết quả khảo sát độ lặp lại
Mẫu thử

A

C (µg/ml)

1

0.33668

54.95

2

0.33712

55.02

3

0.33978

55.43

4

0.34012

55.49

5

0.33571

54.80

6

0.33114

54.08

CV(%)

0.93

Độ lệch chuẩn tương đối <2% chứng tỏ quy trình định lượng thõa mãn yêu cầu về độ lặp
lại.
Thẩm định độ đúng
Bảng kết quả khảo sát được trình bày ở bảng 3.3.
Hệ số hồi phục nằm trong khoảng từ 98-102%, do đó phương pháp thỏa mãn về độ đúng.

4


Bảng 3.3. Kết quả khảo sát độ đúng
Số mẫu
thử

Lượng
chuẩn thêm
(%)

Hàm lượng
thêm

(g/ml)

Hàm lượng
tìm thấy
(g/ml)

Độ hồi
phục (%)

43.62

96.94

44.15

98.10

3

43.96

97.69

4

57.20

104.00

57.05

103.73

6

57.15

103.90

7

66.45

102.24

66.35

102.08

66.34

102.06

1
2

80

5

44

100

8

55

120

65

9

Trung
bình (%)

F(%)

97.58

103.88

101.2

102.13

3.2. Thử nghiệm độ hòa tan
Xây dựng đường chuẩn cùa aspirin trong môi trường pH 1.2
Độ hấp thu của aspirine theo nồng độ trong môi trường pH 1.2 tại 276nm

được trình bày trong bảng 3.4. và hình 3.3.
Bảng 3.4. Độ hấp thu của aspirin theo nồng độ trong môi trường pH 1.2
Số mẫu thử

Nồng độ ( μg/ml )

Độ hấp thu

1

40

0.2368

2

60

0.3686

3

80

0.5032

4

100

0.6377

5

120

0.7548

6

160

1.0083

7

200

1.2675


:Phuơng trình hồi quy (môi trường pH 1,2) : y 0.0064 x  0.0138

Phương trình trên sẽ được sử dụng trong thử nghiệm độ hòa tan của vi hạt chứa aspirin.

5


Hình 3.3. Đường chuẩn aspirine trong môi trường pH 1.2
Xây dựng đường chuẩn aspirin trong môi trường pH 6.8

Độ hấp thu của aspirine theo nồng độ trong môi trường pH 6.8 .tại 276nm
được trình bày trong bảng 3.5.và hình 3.4.:
Bảng 3.5. Độ hấp thu của aspirin trong môi trường pH 6.8
Số mẫu thử

Nồng độ ( μg/ml )

Độ hấp thu

1

5

0.0713

2

10

0.1396

3

20

0.2785

4

40

0.5565

5

60

0.8648

6

80

1.1365

7

100

1.4000

8

120

1.6896

:

Hình 3.4. Đường chuẩn aspirine trong môi trường pH 6.8

6


Phương trình hồi quy ở môi trường pH 6.8) : yˆ = 0.0141x +0.0006
Phương trình này sẽ được sử dụng để định lượng aspirin trong môi trường pH 6.8.
3.2. Nghiên cứu tối ưu hóa quy trình tạo vi hạt
Thiết kế thực nghiệm
Theo mô hính thực nghiệm (Modèle : Mixture, user-defined) được thiết kế bởi phần mềm
Design Expert v6.06 (2002), 19 quy trình nghiên cứu được sản xuất và kiểm nghiệm.
Dữ liệu đầu vào của phần mềm INForm v3.3 (2003) được trình bày trong bảng 3.6.
Bảng 3.6. Dữ liệu đầu vào của phần mềm INForm
X1
0.6
0.4
0.6
0.5
0.5
0.4
0.5
0.4
0.6
0.4
0.4
0.4
0.6
0.5
0.6
0.5
0.6

0.5
0.5

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

X2
1850
2000
1700
1850
1850
2000

2000
1700
2000
1850
1850
1700
1700
1700
1700
1850
2000
1700
2000

X1: Tỷ lệ polymer : hoạt chất.
X2: Tốc độ khuấy
X3: Nồng độ chất diện hoạt

X3
3
3.5
3.5
3.5
2.5
2.5
3
3.5
2.5
3
2.5

3
3
3.5
2.5
3
3
2.5
3.5

Y1
15.66
16.65
17.94
19.29
18.11
17.85
18.26
17.33
15.04
20.44
16.87
15.64
16.3
13.9
13.05
15.37
14.86
17.64
16.64

Y2
12.23
8.71
9.27
8.85
9.64
9.16
10.26
8.12
11.32
10.44
9.06
10.16
12.21
9.62
10.87
9.25
13.05
8.35
11.72

Y3
54.44
54.42
50.3
54.21
56.25
50.65
57.87
47.59

57.42
48.82
50.97
48.05
46.88
56.69
59.65
52.07
42.47
57.92
58.83

Y1 : Hiệu suất phương pháp (%)
Y2 : Hàm lượng hoạt chất (%)
Y3 : Tỷ lệ vi nang có kích thước từ 180 μm-710μm
(%)

Điều kiện tối ưu hóa
Bảng 3.7. Điều kiện tối ưu hóa
Thông số của quy trình (x)

Đặc tính (y)

Hàm yêu cầu

x1

y1

1

UP

x2

y2

1

UP

x3

y3

1

UP

7


Kết quả tối ưu hóa
Kết quả tối ưu hóa quy trình được tóm tắt trong bảng 3.8.
Bảng 3.8. Kết quả dự đoán tối ưu hóa
Thông số quy trình

Đặc tính quy trình

x1 = 1/0.6

y1 = 18.25

x2 = 1771.71

y2 = 12.67

x3 = 3.5
y3 = 51.47
Kiểm chứng kết quả dự đoán
Từ kết quả tối ưu hóa, tiến hành 02 quy trình tạo vi nang. Kết quả phân tích được cho ở
bảng 3.9.
Bảng 3.9. Kết quả phân tích của 02 quy trình kiểm chứng
Đặc tính
Y1
Y2
Y3

Lot 1
18.30
12.60
52.05

Lot 2
18.45
12.95
51.5

Trung bình
18.03

12.73
51.78

Dự đoán
18.38
12.78
51.50

Kết quả cho thấy hai quy trình kiểm chứng khác nhau không ý nghĩa. (F 0,05 = 0.0037 < Fcrit
= 18,513). Kết quả dự đoán và kết quả kiểm chứng cho thấy không có sự khác biệt. (F0,05 =
0.986 < Fcrit = 18,513).
3.3. Khảo sát các tính chất của vi nang
Quan sát dưới kính hiển vi điện tử, các vi nang
thu được có dạng hình cầu (Hình 3.5 ). Các vi
nang chứa thuốc có bề mặt nhám và gồ ghề hơn
so ::với các vi nang không chứa thuốc.(Hình 3.6)

Hình 3.5. Các vi hạt dạng hình cầu
(1)

(2)

Hình 3.6. Bề mặt mẫu trắng (1) và mẫu chứa thuốc (2)

8


3.3.1. Thử nghiệm độ hòa tan
Kết quả thử nghiệm độ hòa tan được trình bày trong bảng 3.10.
Bảng 3.10. Kết quả thử nghiệm hòa tan

% hoạt chất phóng thích
Lần

1
2
3
4
5
6
TB

Mơi
trường
pH 1.2
2h
15.70
13.45
14.65
14.98
16.69
15.97
15.24

Mơi trường pH 6.8
3h
31.83
28.43
30.45
31.09
32.06

29.05
30.49

4h
49.68
46.46
48.24
41.67
45.89
47.94
46.65

5h
59.01
57.49
59.24
59.84
60.13
58.49
59.03

6h
66.95
66.09
67.03
69.05
66.03
68.95
67.35

7h
74.76
75.35
73.45
75.86
76.39
77.42
75.54

8h
80.91
81.04
81.57
82.09
80.93
79.39
80.99

9h
86.40
87.02
87.85
88.51
85.44
86.37
86.93

10h
90.94
91.54

91.06
92.47
89.75
90.75
91.09

Hình 3.7. Biểu đồ phóng thích thuốc của vi cầu
Qua biểu đồ trên cho thấy có 15.24% thuốc được phóng thích trong mơi trường dạ dày và
phóng thích đa số trong mơi trường ruột là một ưu điểm lớn trong việc giảm tính kích ứng
vốn có của aspirin lên niêm mạc dạ dày.
4. KẾT LUẬN
Kỹ thuật vi nang hóa bằng phương pháp bay hơi.đã được sử dụng để điều chế các vi nang
chứa Aspirin. Mơ hình thực nghiệm D-Otimal được thiết kế dưới sự trợ giúp của phần
mềm Design Expert v6.06 (2002) gồm 19 quy trình với 3 biền đầu vào (tỷ lệ polymer :
hoạt chất, tốc độ khuấy, nồng độ chất diện hoạt) và 3 biến đầu ra (hiệu suất của quy trình,
hàm lượng hoạt chất và tỷ lệ phần trăm vi hạt đạt kích thước quy định). Quy trình tối ưu đã
được dự đốn bởi phần mềm INForm v3.3 (2003). Hình thể học, độ hòa tan của vi nang
cũng được khảo sát. Tuy nhiên phương pháp này tạo ra các vi nang có
hàm lượng họat chất không cao (khoảng 13%) nên chỉ thích hợp
đối với các hoạt chất có hàm lượng thấp.
Lời cám ơn: Chân thành cám sự PGS.TS. Võ Thị Bạch Huệ đã giúp đỡ đề tài trong việc
xay dựng quy trình định lượng.

9


TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT

1. Đặng Văn Giáp (2002). Thiết kế & tối ưu hoá công thức và quy trình - Áp dụng phần mềm thông

minh, Thành phố Hồ Chí Minh, Nhà xuất bản Y học.
TIẾNG PHÁP

2. Joel Richard, Jean-Pierre Benoit (2006). Microencapsulation. Document du programme de
Master 2, parcours «technologies innovantes en formulation », l’ISSBA, univetsité d’Angers,
1-9.

3. Thierry Vandamme, Dennis Poncelet, Pascale Subra-Paternault (2007). Microencapsulation,
des sciences aux technologie. MASSON, 25-28.
TIẾNG ANH

4. A.André-Abrant, JL. Taverd, J Jay (2001). Microencapsulation by the évaporation of solvent.
European Polymer Journal, vol.7, 23-27.

5. Alekha.K Dash and al. (1996). Determination of the physical state of drug in microcapsule and
microsphere formulations. Journal of Microencapsulation, vol 14, 93-101.

6. A. Lavasanifar, R. Ghalandari, Z. Ataei, M. E. Zolfaghari, S. A. Mortazavi (1997).
Microencapsulation of theophylline using ethylcellulose: in-vitro drug release and kinetic
modelling. Journal of Microencapsulation, vol 15, 93-101.
7. Bodea, A., Leucuta, S.E. (1997). Optimization of hydrophilic matrix tablets using a D-optimal
design. Inter. J. Pharm. 153, 247-255.
8. Das Mk, Rao K Rama and al. (2007). Microencapsulation of zidovudine by double emulsion
solvent diffusion technique using ethylcellulose. Indian Jounal of Pharmaceutical Science,
vol.69, 244-250.
9. M. Zandi , A. Pourjavadi , S. A. Hashemi, H. Arabi (1998). Preparation of ethyl cellulose
microcapsules containing perphenazine and polymeric perphenazine based on acryloyl
chloride for physical and chemical studies of drug release control. Wiley InterScience, vol.47,
413-418.
10. Srivastava AK, Ridhurkar DN, Wadhwa S (2005). Floating microspheres of cimetidine:

formulation, characterization and in vitro evaluation. Acta Pharm, 277-285.

10