Bào chế bột nano rutin bằng kỹ thuật nghiền bi
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.24 MB, 67 trang )
KHOA Y DƯỢC
an
d
MAI THỊ THẢO
Ph
arm
ac
y,
VN
U
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
ed
ici
ne
BÀO CHẾ BỘT NANO RUTIN
of
M
BẰNG KỸ THUẬT NGHIỀN BI
Co
p
yr
igh
t@
Sc
ho
ol
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC
HÀ NỘI - 2019
KHOA Y DƯỢC
MAI THỊ THẢO
Ph
arm
ac
y,
VN
U
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
an
d
BÀO CHẾ BỘT NANO RUTIN
M
ed
ici
ne
BẰNG KỸ THUẬT NGHIỀN BI
ol
of
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC
Sc
ho
Khóa: QH.2014Y
Co
p
yr
igh
t@
Người hướng dẫn: ThS. NGUYỄN VĂN KHANH
HÀ NỘI – 2019
Ph
arm
ac
y,
VN
U
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất cả thầy cô của khoa Y – Dược, đại học
Quốc Gia Hà Nội nói chung và bộ môn Bào chế và Công nghiệp dược phẩm nói riêng
về sự tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho tôi
trong 5 năm học tập tại trường.
Lời cảm ơn chân thành nhất tôi xin gửi đến ThS. Nguyễn Văn Khanh, người thầy
đã hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất trong suốt quá trình thực hiện khóa
luận để tôi hoàn thành khóa luận này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong ban giám hiệu, các phòng ban
và cán bộ nhân viên khoa Y – Dược, đại học Quốc Gia Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong suốt
an
d
5 năm học.
Co
p
yr
igh
t@
Sc
ho
ol
of
M
ed
ici
ne
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và những người đã động
viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và làm khóa luận.
Hà Nội, tháng 5 năm 2019
Sinh viên
Mai Thị Thảo
Ký hiệu
Nội dung
Ph
arm
ac
y,
VN
U
DANH MỤC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Dược điển Việt Nam
DSC
Phân tích nhiệt vi sai
HPC
Hydroxypropyl Cellulose
HPH
Đồng nhất hóa với áp suất cao
HPMC
Hydroxypropyl Methylcellulose
KTTP
Kích thước tiểu phân
NaCMC
Natri Carboxymethyl Cellulose
NaLS
Natri Lauryl Sulfat
NSX
Nhà sản xuất
PDI
Chỉ số đa phân tán
PE
Polyethylen
PEG
Polyethylen Glycol
PVA
Polyvinyl Alcohol
ed
ici
ne
M
of
PVP
Polyvinyl Pyrrolidon
Sodium Dodecyl Sulfat
yr
igh
t@
Sc
ho
ol
SDS
Co
p
an
d
DĐVN
Ph
arm
ac
y,
VN
U
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Cấu trúc của rutin ............................................................................................. 2
Hình 1.2. Hai kỹ thuật cơ bản trong sản xuất nano thuốc ................................................ 8
Hình 1.3. Thiết bị nghiền bi ........................................................................................... 13
Hình 1.4. Sơ đồ thiết bị phun sấy ................................................................................... 17
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền khô ...................... 24
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền ướt ....................... 25
an
d
Hình 3.1. Quét độ hấp thụ quang của dung dịch rutin chuẩn ở bước sóng từ 800 nm đến
200nm ....................................................................................................................................... 28
ed
ici
ne
Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn độ hấp thụ quang của rutin theo nồng độ tại bước sóng 257
nm ................................................................................................................................... 30
Hình 3.3. KTTP và PDI của hỗn dịch nano rutin theo tần số nghiền ............................ 32
Hình 3.4. KTTP, PDI của hỗn dịch nano rutin theo loại chất ổn định ........................... 34
M
Hình 3.5. KTTP, PDI của hỗn dịch nano rutin theo tỉ lệ chất ổn định........................... 36
Hình 3.6. KTTP và PDI của hỗn dịch nano rutin theo loại chất diện hoạt .................... 38
of
Hình 3.7. KTTP, PDI của hỗn dịch nano rutin theo thời gian nghiền ........................... 30
ol
Hình 3.8. KTTP và PDI của hỗn dịch nano rutin theo tỉ lệ chất diện hoạt .................... 41
Sc
ho
Hình 3.9. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo loại bi ............................... 43
Hình 3.10. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo tỉ lệ rutin trong công thức
.................................................................................................................................................. 44
t@
Hình 3.11. Sơ đồ quy trình bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền bi ....................... 46
igh
Hình 3.12.Đồ thị biểu diễn tốc độ hòa của rutin thô và nano rutin trong môi trường nước và
pH 6,8 ....................................................................................................................................... 47
Co
p
yr
Hình 3.12. Phổ DSC của rutin và nano rutin ......................................................................... 48
Ph
arm
ac
y,
VN
U
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Một số sản phẩm của rutin trên thị trường ...................................................... 5
Bảng 1.2: Tổng quan về các thuốc đường uống bào chế ở dạng nano trên thị trường hiện
nay và các nghiên cứu dược phẩm ................................................................................... 9
Bảng 1.3. Một số nghiên cứu bào chế nano rutin trên thế giới ...................................... 18
Bảng 1.4. Một số nghiên cứu bào chế nano rutin tại Việt Nam ..................................... 20
Bảng 2.1. Nguyên liệu, hóa chất nghiên cứu ................................................................. 21
Bảng 2.2. Bảng đánh giá độ trơn chảy theo chỉ số C ..................................................... 27
an
d
Bảng 3.1. Độ hấp thụ quang của rutin theo nồng độ tại bước sóng 257 nm .................. 30
Bảng 3.2. Phần trăm hòa tan của rutin theo thời gian trong các môi trường ................. 31
ed
ici
ne
Bảng 3.3. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo tần số nghiền.............. 32
Bảng 3.4. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo loại chất ổn định ........ 34
Bảng 3.5. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo tỉ lệ chất ổn định
..........36
M
Bảng 3.6. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo loại chất diện hoạt sử
dụng ................................................................................................................................ 37
of
Bảng 3.7. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo thời gian nghiền ........ 39
ol
Bảng 3.8. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo tỉ lệ chất diện hoạt .. .. 41
Sc
ho
Bảng 3.9. KTTP, PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo loại bi ........................ 43
Bảng 3.10. KTTP. PDI và thế zeta của hỗn dịch nano rutin theo tỉ lệ rutin trong công
thức ................................................................................................................................. 44
t@
Bảng 3.11. Hiệu suất phun sấy nano rutin theo nhiệt độ đầu vào .................................. 45
igh
Bảng 3.12. Hiệu suất phun sấy nano rutin theo tốc độ phun dich.................................. 46
Co
p
yr
Bảng 3.13. Một số đặc tính của nano rutin bào chế bằng kỹ thuật nghiền bi .................. 4
Ph
arm
ac
y,
VN
U
MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................................. 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .......................................................................................... 2
1.1. Tổng quan Rutin .................................................................................................... 2
1.1.1. Tên gọi, công thức.......................................................................................... 2
1.1.2. Tính chất vật lý............................................................................................... 2
an
d
1.1.3. Định tính......................................................................................................... 3
1.1.4. Định lượng ..................................................................................................... 3
ed
ici
ne
1.1.5. Tác dụng sinh học .......................................................................................... 3
1.1.6. Ứng dụng của rutin......................................................................................... 4
M
1.1.7. Một số sản phẩm của rutin trên thị trường ..................................................... 4
1.1.8. Một số nguồn chiết Rutin ............................................................................... 5
of
1.1.9. Phương pháp chiết Rutin ................................................................................ 5
Sc
ho
ol
1.2.Tổng quan về hạt nano thuốc ................................................................................. 6
1.2.1.Tổng quan về công nghệ nano: ....................................................................... 6
1.2.2. Các tính năng đặc biệt giúp hoạt chất kém tan có sinh khả dụng cao hơn khi
t@
bào chế ở kích thước nano ....................................................................................... 6
igh
1.2.3. Các phương pháp bào chế Nano thuốc .......................................................... 8
1.3. Tổng quan kỹ thuật nghiền bi.............................................................................. 12
Co
p
yr
1.3.1. Khái niệm kỹ thuật nghiền bi ....................................................................... 12
1.3.3. Các lực tác động làm giảm kích thước tiểu phân ......................................... 13
Ph
arm
ac
y,
VN
U
1.3.2. Thiết bị nghiền bi: ........................................................................................ 13
1.3.4. Phân loại ....................................................................................................... 14
1.4. Tổng quan phương pháp phun sấy ...................................................................... 15
1.4.1. Khái niệm: .................................................................................................... 15
1.4.2. Ưu nhược điểm của phun sấy....................................................................... 15
1.4.3. Thiết bị phun sấy và nguyên lý của quá trình phun sấy ............................... 16
1.4.4. Một số thông số quan trọng của phun sấy.................................................... 17
an
d
1.5. Một số nghiên cứu bào chế nano rutin ................................................................ 18
1.5.1. Một số nghiên cứu bào chế nano rutin trên thế giới .................................... 18
ed
ici
ne
1.5.2. Một số nghiên cứu bào chế nano rutin tại Việt Nam ................................... 20
CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 21
2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ........................................................................ 21
M
2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu..................................................................................... 21
of
2.1.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 21
ol
2.2. Hóa chất, thiết bị và đối tượng nghiên cứu ......................................................... 21
Sc
ho
2.2.1. Nguyên liệu, hóa chất ................................................................................... 21
2.2.2. Dụng cụ, thiết bị nghiên cứu ........................................................................ 22
t@
2.2.3. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................... 22
igh
2.3.Phương pháp nghiên cứu...................................................................................... 23
2.3.1. Định lượng rutin bằng phương pháp đo quang ............................................ 23
Co
p
yr
2.3.2. Xác định độ tan bão hòa trong nước, tốc độ hòa tan của nano rutin và rutin
nguyên liệu trong các môi trường .......................................................................... 23
2.3.3. Bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền khô.............................................. 24
Ph
arm
ac
y,
VN
U
2.3.4. Bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền ướt .............................................. 25
2.3.5. Phương pháp đánh giá một số đặc tính của hỗn dịch nano rutin ................. 26
2.3.6. Phương pháp đánh giá một số đặc tính của bột nano rutin phun sấy ........... 26
2.3.7. Phương pháp đánh giá hiệu suất phun sấy ................................................... 27
2.4. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................... 27
CHƯƠNG III. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................... 28
3.1. Định lượng rutin bằng phương pháp đo quang: ................................................. 28
an
d
3.2. Khảo sát độ tan bão hòa của rutin trong nước và tốc độ hòa tan của rutin trong
các môi trường của rutin ............................................................................................ 29
ed
ici
ne
3.3. Bào chế nano rutin bằng kỹ thuật nghiền bi........................................................ 30
3.3.1. Khảo sát kỹ thuật nghiền bi .......................................................................... 30
3.3.2. Khảo sát tần số nghiền ................................................................................. 31
M
3.3.3. Lựa chọn chất ổn định hỗn dịch ................................................................... 32
of
3.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất ổn định hỗn dịch ............................. 34
ol
3.3.5. Lựa chọn chất diện hoạt ............................................................................... 36
Sc
ho
3.3.6. Khảo sát thời gian nghiền ............................................................................ 38
3.3.7. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ chất diện hoạt ................................................ 40
t@
3.3.8. Khảo sát khi tăng tỉ lệ rutin trong công thức: .............................................. 43
3.4.8. Khảo sát điều kiện phun sấy ........................................................................ 45
igh
3.5. Đánh giá một số đặc tính của Nano Rutin bào chế: ............................................ 47
Co
p
yr
3. 6. Bàn luận ............................................................................................................. 48
3.6.1. Về phương pháp bào chế nano rutin ............................................................ 48
3.6.2. Về xây dựng công thức bào chế nano rutin.................................................. 49
Ph
arm
ac
y,
VN
U
3.6.3. Về các đặc tính của nano rutin sau bào chế ................................................. 49
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ......................................................................................... 50
KẾT LUẬN ................................................................................................................ 50
ĐỀ XUẤT .................................................................................................................. 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Co
p
yr
igh
t@
Sc
ho
ol
of
M
ed
ici
ne
an
d
PHỤ LỤC
Ph
arm
ac
y,
VN
U
ĐẶT VẤN ĐỀ
Rutin là một hợp chất được chiết xuất từ hoa hòe có hoạt tính sinh học. Nhiều
nghiên cứu đã chứng minh rutin có khả năng chống oxy hóa, chống viêm nhiễm, chống
ung thư và khối u.
Tuy nhiên, hiện nay rutin vẫn chưa được ứng dụng nhiều trong dược phẩm,
nguyên nhân là do rutin kém tan trong nước, gây trở ngại khi hấp thu vào cơ thể nên sinh
khả dụng thấp. Giải pháp không mới nhưng rất quan trọng đó là giảm kích thước các hạt
thuốc về kích thước nano để tăng khả năng hấp thu cũng như tăng hoạt tính sinh học của
chúng.
ed
ici
ne
an
d
Từ năm 2009 đến nay, các nghiên cứu của nhóm giáo sư Muller về nano rutin vẫn
sử dụng thiết bị ở quy mô phòng thí nghiệm, chưa triển khai được ở quy mô sản xuất,
kích thước tiểu phân rutin vẫn còn khá cao, mặc dù đã bước đầu chứng minh một số ứng
dụng in vitro và in vivo của nano rutin trong mỹ phẩm nhưng tính ứng dụng còn chưa
cao [22, 23, 31].
Có rất nhiều kỹ thuật bào chế nano rutin như: đồng nhất áp suất cao, kết hợp,
nghiền bi, ... trong đó kỹ thuật nghiền bi là phương pháp đơn giản, dễ thực hiện và có
of
M
khả năng ứng dụng thực tế rất lớn như trong nghiên cứu của nhóm giáo sư Tao Liu về
bào chế nano thuốc bằng kỹ thuật nghiền ướt ở cả hai quy mô phòng thí nghiệm thông
thường và quy mô phòng thí nghiệm siêu nhỏ cho thấy kích thước tương đương ở cả hai
Sc
ho
ol
quy mô. Vì vậy, việc tối ưu các thông số trong sản xuất nano thuốc bằng kỹ thuật nghiền
bi được kỳ vọng có thể mở rộng ra quy mô sản xuất [21]. Do vậy nhằm cải thiện sinh
khả dụng của rutin, cũng như mở rộng kết quả nghiên cứu lên quy mô công nghiệp, tăng
tính ứng dụng trên thực tế chúng tôi đã thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu bào chế nano rutin
t@
bằng kỹ thuật nghiền bi” với 2 mục tiêu như sau:
Co
p
yr
igh
1. Bào chế được nano rutin bằng phương pháp nghiền bi
2. Đánh giá một số đặc tính của tiểu phân nano rutin bào chế được.
1
Ph
arm
ac
y,
VN
U
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan Rutin
1.1.1. Tên gọi, công thức
Rutin là 1 hợp chất glycoside bao gồm quercetin thuộc nhóm flavonon và phần
đường rutinose. Rutin có thể tích tụ một lượng đáng kể trong lúc mì, trong cây hòe Nhật
Bản (Sophora Japonica L.) và trong hoa của luống hoa đầu xuân (Forsythia intermedia)
và hoa đầu xuân Trung Quốc (F.suspensa) [13].
-
Công thức phân tử: C27H30O16, trọng lượng phân tử 610,521 ĐvC
-
Tên
IUPAC:
2-(3,4-dihydroxyphenyl)-5,7-dihydroxy-3-[(2S,3R,4S,5S,6R)-
-
Sc
ho
ol
of
M
ed
ici
ne
an
d
3,4,5-trihydroxy-6-{[(2R,3R,4R,5R,6S)-3,4,5-trihydroxy-6-methyloxan-2yl]oxymethyl]oxan-(2-yl}oxychromen-4-one [26].
Hình 1.1. Cấu trúc của Rutin [26]
Tên gọi khác: Rutin, Rutoside, Phytomeline, Quercetin 3 – rutinoside [26].
Bột kết tinh màu vàng hay vàng lục.
igh
-
t@
1.1.2. Tính chất vật lý
Co
p
yr
- Rutin ít tan trong nước ( từ 0.01 đến 0.0125 g/L ở nhiệt độ phòng) và tan tốt trong
methanol và ethanol [1].
-
Nhiệt độ nóng chảy: 125 oC [26]
2
Ph
arm
ac
y,
VN
U
1.1.3. Định tính
Theo dược điển Việt Nam V, các phương pháp định tính rutin [4]:
-
Phương pháp A: So sánh phổ hồng ngoại với phổ chuẩn
-
Phương pháp B: Đo phổ hấp thụ tử ngoại
-
Phương pháp C: Phương pháp sắc ký lớp mỏng.
-
Phương pháp D: Phản ứng với cyanidin.
-
Phương pháp E: Phản ứng với dung dịch NaOH.
-
Phương pháp F: Phản ứng với dung dịch FeCl3 cho màu xanh lục.
an
d
1.1.4. Định lượng
ed
ici
ne
Đề xác định hàm lượng trong chế phẩm hoặc dược liệu, người ta sử dụng các
phương pháp sau:
Phương pháp cân [2]
-
Phương pháp đo quang [2]
-
Phương pháp chuẩn độ [3]
-
Phương pháp đo Iod
-
Phương pháp sắc ký lỏng cao áp
of
M
-
ol
1.1.5. Tác dụng sinh học
Sc
ho
Rutin có tác dụng với các loại mạch máu đặc biệt là mao mạch, làm giảm bớt tính
thẩm thấu của mao mạch và làm tăng độ bền của thành mao mạch, có tác dụng tốt với
hệ tĩnh mạch, nhất là đối với người cao tuổi [1].
t@
Rutin còn là tác nhân chống oxy hóa cao [31], loại trừ các gốc tự do giúp ngừa
ung thư [22] và biến đổi gen [18] tăng cường khả năng miễn dịch, điều chỉnh huyết áp.
yr
igh
Rutin làm giảm rõ rệt sự tăng nhanh, ức chế sự chuyển đổi của tế bào pha S đến
phần giữa và trên crypis và chặn lại khối u [15].
Co
p
Rutin có chức năng chống oxy hóa mạnh, cũng được kiểm chứng vai trò rất hiệu
quả trong kháng viêm [17], bảo vệ thận [20] và suyễn [19].
3
Ph
arm
ac
y,
VN
U
Hơn nữa, vì rutin là hợp chất tự nhiên, ít độc và gần như không có tác dụng phụ
khi sử dụng với liều lượng thích hợp.
1.1.6. Ứng dụng của rutin
Rutin được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như y học, công nghệ nhuộm màu thực
phẩm, công nghệ bao màu.
Trong y học, rutin được dùng chủ yếu để đề phòng những biến cố của bệnh xơ
vữa động mạch, điều trị các trường hợp suy yếu tĩnh mạch, các trường hợp xuất huyết
như chảy máu cam, ho ra máu, xuất huyết tử cung, phân có máu. Rutin còn được dùng
làm thuốc chữa trĩ, chống dị ứng, thấp khớp. Ngoài ra, rutin còn được dùng trong các
an
d
trường hợp tổn thương ngoài da do bức xạ làm cho vết thương mau lành sẹo [11].
Trong khoa mắt, rutin có thể được dùng cho các trường hợp viêm võng mạc có
xuất hiện xuất huyết, chảy máu ở đáy mắt [8].
ed
ici
ne
Rutin có thể sử dụng đơn độc hoặc kết hợp với các thuốc khác để nâng cao hiệu
quả điều trị như:
- Vitamin C: Rutin làm tăng cường tác dụng của vitamin C đặc biệt là khả năng hấp
thụ thuốc vào các cơ quan khác nhau. Thường được dùng trong biểu hiện tổn thương
M
mao mạch, xuất huyết dưới da, cao huyết áp.
ol
of
- Vincamin: dùng để chữa các chứng rối loạn tâm thần, cải thiện trí nhớ, chức năng
thần kinh giác quan ở người già.
-
Sc
ho
- Nicotinamide: dùng trong các biểu hiện chức năng hay tổn thương thực thể của
suy tĩnh-bạch mạch, giãn tĩnh mạch nguyên phát hay các cơn đau trĩ.
Ngoài ra còn có thể phối hợp với cholin, khellin, papaverin.
Co
p
yr
igh
t@
1.1.7. Một số sản phẩm của rutin trên thị trường
4
Ph
arm
ac
y,
VN
U
Bảng 1.1. Một số sản phẩm của rutin trên thị trường
Thành phần chính
Hàm lượng
Dạng bào chế
Mevon
Rutin
500 mg
Viên bao phim
Meflavon
Rutin
500 mg
Viên bao phim
Rutin-Vitamin C
Rutin, vitamin C
50 mg
Viên bao đường
Swanson Rutin
Rutin
500 mg
Viên nang mềm
Antioxidants BioRutin complex
Rutin, bioflavonoids
500 mg
Viên nén
Siduol
Tocopherol calcium
succinat; Rutin
100 mg
Viên nang
ed
ici
ne
1.1.8. Một số nguồn chiết Rutin
an
d
Tên thương mại
Rutin được tìm thấy ở 62 họ thực vật với khoảng 150 loài thực vật, trong đó có
70 loài thuộc 28 họ có chứa rutin ở dạng vết [4].
Trong cây, rutin chủ yếu phân bố ở hoa (cây hòe, cây tam giác mạch), lá (cây
M
bạch đằng, cây tam giác mạch).
of
Tuy có nhiều loài thực vật chứa rutin nhưng rutin chỉ được tách chiết từ những
cây nguyên liệu có hàm lượng rutin cao như Ruta graveolens L có khoảng 2 %,
Sc
ho
ol
Fagopyrum esculentum Moench có khoảng 4 %, Fagopyrum tataricum L có khoảng 6
%, Eucalyptus macrorrhyncha F.Muell có khoảng 8 %, Sophora japonica L có khoảng
18 % [6].
1.1.9. Phương pháp chiết Rutin
t@
Các phương pháp chiết xuất rutin từ hoa hòe dựa vào độ tan khác nhau của rutin
trong các dung môi [2].
Chiết bằng dung môi nước
-
Chiết bằng dung môi cồn
-
Chiết bằng dung môi là dung dịch kiềm loãng
-
Siêu âm
Co
p
yr
igh
-
5
Ph
arm
ac
y,
VN
U
1.2.Tổng quan về hạt nano thuốc
1.2.1.Tổng quan về công nghệ nano:
Khoa học nano là khoa học nghiên cứu vật chất ở kích thước cực kì nhỏ - kích
thước nanomet (nm) [1] hay nhỏ hơn 1 µm [10, 31, 34].
Công nghệ nano là các công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích,chế tạo
ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước
ở quy mô nanomet [10]. Công nghệ Nano có lịch sử phát triển và ứng dụng lâu dài, tuy
nhiên các tiến bộ khoa học quan trọng chỉ diễn ra trong hai thập kỷ qua [34]. Ứng dụng
công nghệ nano trong y học sẽ mang lại những tiến bộ đáng kể trong chẩn đoán và điều
an
d
trị bệnh. Các ứng dụng dự kiến bao gồm: phân phối thuốc, chẩn đoán in vitro và in vivo,
sản xuất dược phẩm và các vật liệu sinh học tương thích [35].
ed
ici
ne
Các hạt nano thuốc giúp tăng cường khả năng hòa tan, sinh khả dụng và nâng cao
hiệu quả của các thuốc kém tan trong nước [19, 33, 34], nâng cao tính an toàn, giảm độc
tính và tác dụng phụ của thuốc [19, 35].
1.2.2. Các tính năng đặc biệt giúp hoạt chất kém tan có sinh khả dụng cao hơn khi
bào chế ở kích thước nano
of
M
Độ hòa tan kém của thuốc là một vấn đề lớn, làm giảm hấp thu và sinh khả dụng
đường uống. Ngày nay có một tỉ lệ lớn các hợp chất trong phát triển thuốc thể hiện khả
năng hòa tan kém trong nước. Do đó một trong những nhiệm vụ khó khăn nhất trong
Sc
ho
ol
phát triển thuốc là cải thiện khả năng hòa tan để làm tăng sinh khả dụng của thuốc. Các
hạt nano thuốc có các tính năng nổi bật cho phép khắc phục các vấn đề về hòa tan, giúp
tăng độ hòa tan bão hòa (Cs), tốc độ giải phóng dược chất và khả năng bám dính tế bào
[33].
t@
Nguyên lý cơ bản của các phương pháp micro hóa và nano hóa dựa trên sự gia
igh
tăng diện tích bề mặt tiếp xúc dẫn đến tăng cường tốc độ giải phóng dược chất theo
phương trình Noyes – Whitney. Tốc độ giải phóng dược chất chất tăng làm tăng độ hòa
tan của thuốc trong nước [24, 33, 34].
yr
1.2.2.1. Tăng độ hòa tan bão hòa ( Cs )
Co
p
Nói chung, độ hòa tan bão hòa là hằng số đặc trưng của hợp chất, phụ thuộc vào
tính chất lý hóa, môi trường hòa tan và nhiệt độ. Tuy nhiên, định nghĩa này chỉ có giá trị
6
Ostwald Mitch Freundlich [33].
Phương trình Kelvin:
ln
Pr
2ƔM r
=
𝑟𝑅𝑇ρ
P∞
Ph
arm
ac
y,
VN
U
khi kích thước trong phạm vi micromet. Độ hòa tan bão hòa tăng khi giảm kích thước
xuống dưới 1000 nm. Hiện tượng này được giải thích bằng phương trình Kelvin và
Trong đó: P r là áp lực giải thể một hạt có bán kính r, P ∞ là áp lực giải thể một hạt
vô cùng lớn, Ɣ là sức căng bề mặt, R là hằng số khí, T là nhiệt độ tuyệt đối, r là bán kính
của hạt, M r là khối lượng phân tử, ρ là mật độ hạt
Cs
2 σV
=
C α 2.303𝑅𝑇ρr
ed
ici
ne
log
an
d
Phương trình Ostwald Mitch Freundlich
Trong đó: Cs là độ hòa tan bão hòa, Cα là độ hòa tan chất rắn, σ là lực căng liên
kết của chất, V là thể tích của vật liệu hạt, R là hằng số khí, T là nhiệt độ tuyệt đối, Ƿ là
mật độ của vật rắn, r là bán kính của hạt.
M
1.2.2.2. Tăng tốc độ hòa tan
Sự tăng tốc độ hòa tan của các hạt nano thuốc có thể được giải thích bằng phương
Sc
ho
ol
of
trình Noyes – Whitney [33]:
𝑑𝑋 𝐷𝐴
=
𝑋(Cs− Ct)
𝑑𝑡 h D
t@
Trong đó: dX / dt là tốc độ giải phóng, D là hệ số khuếch tán, A là diện tích bề
mặt tiếp cúc, h D là khoảng cách khuếch tán, C s là độ hòa tan bão hòa, C t là nồng độ
xung quanh các hạt
igh
Việc giảm kích thước tiểu phân dẫn đến diện tích bề mặt tiếp xúc tăng, hơn nữa
việc giảm kích thước cũng dẫn đến độ hòa tan bão hòa tăng lên, dẫn tới gradient nồng
Co
p
yr
độ ( Cs – Ct ) / hD tăng, theo phương trình Noyes – Whithey khi diện tích bề mặt tiếp xúc
và độ tan bão hòa của hợp chất tăng thì tốc độ hòa tan ( dX/dt) của hạt nano sẽ tăng.
Ngoài ra, khi độ tan bão hòa của dược chất tăng, sẽ làm tăng gradient nồng độ giữa ruột
7
Ph
arm
ac
y,
VN
U
và máu giúp cho việc thẩm thấu và hấp thụ dược chất được đẩy mạnh theo cơ chế khuếch
tán thụ động [18, 33, 34].
Rachmat Mauludin đã phát triển nano rutin bằng phương pháp đồng nhất ở áp
suất cao. Họ phát hiện, tốc độ hòa tan của viên nén chứa nano rutin vượt trội hơn so với
các viên nén rutin trên thị trường. Điều này giúp tăng sinh khả dụng của hoạt chất rutin
kém tan [27].
1.2.2.3. Tăng khả năng bám dính tế bào
So với các vi hạt, hạt nano thuốc có khả năng bám dính lên bề màng tế bào tăng
rõ rệt. Sự bám dính tăng do diện tích bề mặt tiếp xúc tăng. Điều này giúp cải thiện sự
1.2.3. Các phương pháp bào chế Nano thuốc
an
d
hấp thu của thuốc qua đường uống [33].
ed
ici
ne
Kỹ thuật sản xuất nano thuốc có thể chia làm 3 phương pháp: top – down, bottom
– up và kết hợp. Các quá trình từ trên xuống là các quá trình cơ lý liên quan đến việc phá
vỡ các hạt lớn hơn bằng cách nghiền hoặc đồng nhất hóa, trong khi các quá trình từ dưới
lên là các quá trình hóa lý liên quan đến các nguyên tắc tự tổ chức ở cấp nguyên tử, phân
tử hoặc tổ hợp dựa trên nguyên tắc kết tủa. Các phương pháp kết hợp, kết hợp phương
Hình 1.2. Hai kỹ thuật cơ bản trong sản xuất nano thuốc
Co
p
yr
igh
t@
Sc
ho
ol
of
M
pháp top – down với bottom – up [28, 33].
8
bảng 1.2 [33]:
Ph
arm
ac
y,
VN
U
Tổng quan về các thuốc đường uống bào chế ở dạng nano bằng các phương pháp
khác nhau trên thị trường hiện nay và các nghiên cứu dược phẩm được trình bày trong
Bảng 1.2: Tổng quan về các thuốc đường uống bào chế ở dạng nano trên thị
trường hiện nay và các nghiên cứu dược phẩm
Sirolimus
Chỉ Định
Công ty
Rapamune ® /
Wyeth
Aprepitant
Emend ® /
Merck
Fenofibrate
Tricor®/Abbott
pháp
chế
mại hóa
Nghiền bi
Viên nén
Bán trên
thị
trường
Thuốc hạ
cholesterol
Đồng nhất
ở áp suất
Bán trên
thị
máu
cao
Megace ® ES /
Par
Thuốc kích
thích thèm
Nghiền bi
Pharmaceutical
ăn
Gris-PEG ® /
Novartis
Thuốc
chống nấm
Phản ứng
đồng kết
tủa
Viên nén
Bán trên
thị
trường
Cesamet®/Lilly
Thuốc
chống nôn
Phản ứng
đồng kết
tủa
Viên nang
Bán trên
thị
trường
ed
ici
ne
Bán trên
thị
trường
of
ol
Co
p
yr
igh
Nabilon
Thương
Nghiền bi Viên nang
M
t@
Griseofulvin
Dạng bào
Thuốc
chống nôn
Sc
ho
Megestrol
acetate
Ức chế
miễn dịch
Phương
an
d
Tên thuốc
9
Viên nén
trường
Hỗn dịch
uống
Bán trên
thị
trường
Naproxen
Cilostazol
Thuốc đối
kháng
estrogen
Phản ứng
đồng kết
tủa
Hỗn dịch
nano
Chống
viêm
Nghiền bi
Hỗn dịch
nano
(chuột)
Thuốc
kháng tiểu
Nghiền bi
Hỗn dịch
nano
Thử
nghiệm
Ketoprofen
ed
ici
ne
Chống
viêm
M
Cyclosporine
Invivo
Nghiền bi
Pellet
Invivo
trên chó
Ức chế
Đồng nhất
Hỗn dịch
Invivo
miễn dịch
ở áp suất
cao
nano
trên lợn
Lợi tiểu
Đồng nhất
Hỗn dịch
Thử
áp suất
cao
nano
nghiệm
invivo
trên chó
Sc
ho
ol
of
Sporonolactone
trên chó
invivo
trên chó
an
d
cầu và giãn
mạch máu
invivo
Ph
arm
ac
y,
VN
U
Danazol
1.2.3.1. Bottom – up
Phương pháp này còn được gọi là phương pháp kết tủa khi thay đổi dung môi, các
t@
phân tử được tạo thành ở dạng tinh thể hoặc vô định hình thường được áp dụng trong
quá trình sản xuất nguyên liệu, đặc biệt là các nguyên liệu siêu mịn (micro, nano). Trong
Co
p
yr
igh
phương pháp này, dược chất được hòa tan hoàn toàn vào một dung môi thích hợp, sau
đó thêm một dung môi khác có thể hòa lẫn với dung môi trên nhưng không hòa tan dược
chất, dược chất sẽ kết tủa lại [7, 33].
-
Kích thước tiểu phân thu được phụ thuộc vào một số yếu tố:
Thành phần và nồng độ dung dịch [7].
10
Tốc độ thêm dung môi thứ hai [7].
-
Tốc độ khuấy trộn, thường phải khuấy ở tốc độ cao [7].
Ph
arm
ac
y,
VN
U
-
- Nhiệt độ cũng là một yếu tố ảnh hưởng, nếu ở nhiệt độ thấp quá trình kết tủa diễn
ra nhanh hơn [7].
-
Cần kiểm soát cấu trúc hạt và tránh sự phát triển của các hạt đến phạm vi kích
thước micromet bằng cách kiểm soát các yếu tố ảnh hưởng chẳng hạn như thêm chất ổn
định (các chất hoạt động bề mặt ) [33].
Phương pháp bottom-up khác: siêu âm, phương pháp kết tủa có kiểm soát trọng
lực... Nhược điểm cơ bản của các phương pháp này là cần loại bỏ dung môi hữu cơ sử
ed
ici
ne
an
d
dụng dẫn tới chi phí sản xuất cao, đặc biệt trong trường hợp dược chất hòa tan trong
dung môi hữu cơ, ít hòa tan trong nước cần thể tích dung môi hữu cơ lớn. Do đó, trong
công nghiệp dược phẩm, các phương pháp bottom-up không được sử dụng để sản xuất
thuốc bán trên thị trường [33].
1.2.3.2. Top-down
Phương pháp top-down bắt đầu từ các tiểu phân chất rắn kích thước lớn
(micromet) và đi xuống kích thước nhỏ (nanomet) bằng cách tác động một lực cơ học
M
như quá trình xay nghiền hoặc đồng nhất hóa [33].
of
Đối với phương pháp nghiền bi, trong sản xuất nano thuốc, chỉ áp dụng phương
pháp nghiền ướt, còn phương pháp nghiền khô không hiệu quả để đạt kích thước trong
Sc
ho
ol
phạm vi nanomet [33]. Nghiền ướt là phương pháp mà dược chất được phân tán trong
môi trường lỏng chứa chất hoạt động bề mặt và chất ổn định với tỉ lệ nhất định . Các
viên bi có kích thước khác nhau được làm bằng gốm sứ, thép không gỉ, thủy tinh hoặc
nhựa polystyrene được sử dụng làm vật liệu phay, tác dụng lực làm vỡ các tiểu phân .
t@
Phương pháp này là phương pháp quan trọng trong giảm kích thước tiểu phân được sử
igh
dụng để sản xuất 4 loại thuốc được FDA phê chuẩn là Rapamune, Emend, Tricor,
Megace [33].
Co
p
yr
Đối với phương pháp đồng nhất hóa gồm hai công nghệ chính là đồng nhất áp
suất cao và đồng nhất tốc độ cao [5]. Phương pháp đồng nhất hóa ở áp suất cao là một
kỹ thuật đơn giản để sản xuất tiểu phân nano. Tối ưu hóa các tham số của quy trình để
thu được tiểu phân nano nhỏ nhất với hiệu suất cao [33]. Phương pháp này sử dụng thiết
11
1.2.3.3. Kết hợp
Ph
arm
ac
y,
VN
U
bị đồng nhất hóa áp suất cao, hệ phân tán thô khi đi qua buồng tạo áp suất cao, các tiểu
phân trương phồng va chạm sẽ vỡ tạo nên hệ tiểu phân nano.
Trong thực tế, điều chế tiểu phân nano thường kết hợp giữa top – down và bottom
– up, đặc biệt là trong sản xuất công nghiệp quy mô lớn để tăng năng suất hoặc thu được
các tiểu phân nano có kích thước dưới 100 nm. Phương pháp nghiền bi hay đồng nhất
hóa ở áp suất cao đơn thuần khó tạo ra được tiểu phân nano với kích thước như vậy [33].
Sự kết hợp này thường được bắt đầu bằng bước tiền xử lý bằng phương pháp
bottom – up để tạo hệ tiểu phân thô, sau đó sử dụng phương pháp top – down với năng
an
d
lượng cao để thu được tiểu phân nano thuốc [33].
1.3. Tổng quan kỹ thuật nghiền bi
ed
ici
ne
1.3.1. Khái niệm kỹ thuật nghiền bi
Kỹ thuật nghiền bi là quá trình tác động một lực cơ học từ các viên bi, bóng được
với kỹ thuật đồng nhất [34].
M
chế tạo từ các vật liệu bền chắc như thép không gỉ hoặc sứ để phá vỡ các tiểu phân thô
thành các tiểu phân mịn hơn và được coi là phương pháp tiếp cận từ trên xuống (top –
down) hàng đầu trong sản xuất hạt mịn [7, 33], với mức năng lượng thấp hơn nhiều so
of
Nghiền bi làm giảm kích thước và thay đổi sự phân bố kích thước tiểu phân. Các
tính chất này có thể được đo bằng kỹ thuật tán xạ ánh sáng như quang phổ photon hay
Sc
ho
ol
nhiễu xạ laser. Kích thước nhỏ, diện tích bề mặt tiếp xúc tăng. Theo phương trình Noyes
– Whitney, diện tích bề mặt tiếp xúc tăng làm tăng tốc độ hòa tan của dược chất . Đồng
thời, theo phương trình Kelvin và Ostwald Mitch Freundlich kích thước tiểu phân giảm
làm tăng độ hòa tan bão hòa của dược chất [33].
t@
Ngoài kích thước, nghiền bi cũng làm thay đổi độ nhám bề mặt và hình dạng của
igh
các tiểu phân. Các yếu tố hình dạng hạt có liên quan chặt chẽ đến khả năng hòa tan, độ
hòa tan và sinh khả dụng của dược chất [33].
Co
p
yr
Khi nguyên liệu được nghiền càng mịn, thì hiệu suất quá trình càng giảm [7], khi
việc giảm kích thước hạt đã đạt tới ngưỡng tới hạn, việc tiếp tục chuyển năng lượng cơ
học từ máy nghiền sang tiểu phân có thể gây ra sự vô định hình của thuốc [33].
12
Ph
arm
ac
y,
VN
U
1.3.3. Các lực tác động làm giảm kích thước tiểu phân
Các loại lực tác động để nghiền mịn khác nhau khi tốc độ quay của thùng khác
nhau:
- Tại tốc độ thấp, các bi lăn trên nhau và mài mòn sẽ là cơ chế chính làm giảm kích
thước tiểu phân.
- Khi tốc độ quay cao hơn, các viên bi sẽ bị đổ rơi xuống khi bị đưa lên vị trí tới
hạn, khi đó lực va chạm do bị rơi tự do, trở thành một cơ chế nữa để làm gãy vỡ tiểu
phân.
-
Tại tốc độ quá cao, các viên bi sẽ bị lực ly tâm ép vào thành, vì thế không có quá
an
d
trình va đập hay mài mòn xảy ra, và hiệu suất quá trình sẽ giảm nhanh chóng [7].
Sc
ho
ol
of
M
ed
ici
ne
1.3.2. Thiết bị nghiền bi:
Hình 1.3. Thiết bị nghiền bi
Thiết bị nghiền bi là loại thiết bị được sử dụng để nghiền mịn, nó có một số ưu
điểm như:
Nghiền được bột rất mịn.
t@
-
igh
- Là thiết bị nghiền kín nên có thể sử dụng để nghiền cả khô và ướt, nghiền trong
môi trường khí trơ.
yr
-
Có thể duy trì được trạng thái vô khuẩn của nguyên liệu.
Co
p
Tuy nhiên thiết bị này có nhược điểm là thời gian nghiền kéo dài và vì thế dễ làm
tăng tạp trong nguyên liệu [7], gây nóng thiết bị và dược chất, đồng thời trong quá trình
13
Ph
arm
ac
y,
VN
U
nghiền, các viên bi có thể bị mài mòn do va chạm với buồng nghiền khiến dược chất có
thể bị lẫn tạp [36].
Thiết bị nghiền bi có cấu tạo gồm một thùng chứa hình trụ quay, một nửa được
nạp các viên bi có kích thước khác nhau (bi nhỏ có hiệu suất nghiền cao do diện tích bề
mặt tiếp xúc lớn ) được chế tạo từ kim loại hoặc sứ [7]. Tốc độ quay của buồng bằng 50
– 80 % tốc độ tới hạn (tốc độ tới hạn được định nghĩa là tốc độ mà tại đó các viên bi
ngừng chảy do lực ly tâm) [33].
1.3.4. Phân loại
1.3.4.1. Kỹ thuật nghiền khô
an
d
Kỹ thuật nghiền khô là kỹ thuật mà vật liệu cần làm nhỏ kích thước được nghiền
ở thể khô [7], thường chỉ gồm dược chất và bi.
dược chất qua đường uống [33].
ed
ici
ne
Kích thước tiểu phân thu được trong giới hạn micromet, việc giảm kích thước tiểu
phân xuống phạm vi micromet không đủ để tăng độ hòa tan và khả năng hấp thu của
1.3.4.2. Kỹ thuật nghiền ướt
M
Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình nghiền khô: tốc độ quay; kích thước, mật độ,
độ cứng của bi; độ bền cơ học của tiểu phân chất rắn, lượng chất rắn đem đi nghiền.
ol
of
Kỹ thuật nghiền ướt là kỹ thuật mà vật liệu cần làm nhỏ kích thước được phân tán
trong môi trường lỏng chứa tỉ lệ chất diện hoạt và polyme thân nước nhất định [7]. Với
Sc
ho
nồng độ dược chất dao động từ 5 – 40%, nồng độ polyme dao động từ 1 – 10% và nồng
độ của chất diện hoạt thường < 1%. Nếu cần, có thể bổ sung thêm hệ đệm, muối để tăng
cường sự ổn định của hỗn hợp [23].
t@
Các vi hạt hoặc hạt nano được sản xuất từ kỹ thuật nghiền bi có diện tích bề mặt
igh
lớn, năng lượng tự do lớn làm giảm sự ổn định nhiệt động học. Những yếu tố này thúc
đẩy sự kết tụ hạt. Trong thực tế người ta cho rằng, với các tiểu phân có kích thước nhỏ
hơn 30 µm bị kết tụ do lực van der wall và lực tĩnh điện. Các thuốc kị nước và có kích
Co
p
yr
thước nhỏ rất dễ bị kết tụ, do đó nếu quá trình nghiền kéo dài sẽ dẫn tới kết tụ và làm
giảm hiệu quả quá trình theo thời gian [33].
14
Ph
arm
ac
y,
VN
U
Trong kỹ thuật nghiền ướt, tiểu phân chất rắn lơ lửng trong môi trường lỏng, lực
hút tĩnh điện có thể làm chúng kết tụ với nhau. Vì vậy cần phải phối hợp dược chất với
một số tá dược để giảm thiểu sự kết tụ. Các tá dược này không độc hại và có vai trò như
là chất mang và hoặc chất ổn định trong quá trình nghiền [32]. Các polyme: HPC,
HPMC, PVP K30 pluronics ( F68 và F127), các chất diện hoạt: Tween 80, NaLS, SDS
là các chất được sử dụng phổ biến trong nghiền ướt [23].
Kỹ thuật nghiền ướt cho phép sản xuất các tiểu phân có kích thước nanomet (<
1µm). Các tiểu phân nano vượt trội hơn đáng kể so với vi hạt trong việc tăng cường khả
năng hòa tan dược chất. Kỹ thuật nghiền ướt được sử dụng phổ biến nhất trong sản xuất
tiểu phân nano thuốc. Trong thập kỷ vừa qua, kỹ thuật này đã trở thành tâm điểm nghiên
an
d
cứu vì có thể dễ dàng mở rộng quy mô công nghiệp, đơn giản và đặc biệt có lợi ích kinh
tế cao [33].
ed
ici
ne
Các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả của quá trình: hàm lượng chất rắn, đồ bền cơ
học (bản chất ) của tiểu phân chất rắn, chất diện hoạt và nồng độ chất diện hoạt, polyme
và nồng độ polyme, độ nhớt của huyền phù, tốc độ quay, thời gian nghiền, kích thước,
mật độ và độ cứng của bi [33, 34].
M
1.4. Tổng quan phương pháp phun sấy
of
1.4.1. Khái niệm:
Sc
ho
ol
Phun sấy (Spray drying) là một quy trình kỹ thuật tạo tiểu phân khô bằng cách
phun chất lỏng thành các giọt lỏng và được sấy khô thu được các hạt riêng lẻ khi di
chuyển chúng trong môi trường khí nóng, thường dùng là không khí nóng. Nó là một
quá trình tạo tiểu phân khô liên tục. Nguyên liệu đầu vào có thể là dung dịch, hỗn dịch,
t@
hệ phân tán hoặc nhũ tương. Sản phẩm khô thu được có thể là bột, hạt hoặc khối kết tụ,
phụ thuộc vào tính chất lý hóa của nguyên liệu đầu vào [16, 36].
1.4.2. Ưu nhược điểm của phun sấy
igh
1.4.2.1. Ưu điểm
-
Quá trình tạo bột khô bằng phương pháp phun sấy thực hiện đơn giản và nhanh
Co
p
yr
chóng hơn các phương pháp sấy khác, do dịch lỏng được phân tán thành các giọt lỏng
có kích thước rất nhỏ nên làm tăng bề mặt bốc hơi rất lớn. Do vậy, quá trình làm khô
15
