Nghiên cứu bào chế và bước đầu đánh giá khả năng giải phóng in vitro của nhũ tương nano nhỏ mắt diclofenac

NGHIªN CỨU BÀO CHẾ VÀ BƢỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG
GIẢI PHãNG IN VITRO CỦA NHŨ TƢƠNG NANO NHỎ MẮT
DICLOFENAC
Đặng Thị Hiền*; Vũ Ngọc Mai*; Nguyễn Trần Linh*
Tãm t¾t
Nhũ tương nano nhỏ mắt chứa axít diclofenic hoặc natri diclofenac được bào chế từ một hỗn hợp gồm
pha dầu, pha nước, chất diện hoạt, chất đồng diện hoạt, chất tăng thấm và hệ đệm. Ảnh hưởng của các
thành phần trong nhũ tương nano đến giải phóng dược chất in vitro đã đánh giá sử dụng thiết kế thí nghiệm
cổ điển và mạng thần kinh nhân tạo. Theo mô hình thiết kế thí nghiệm, đã được bào chế 22 mẫu nhũ tương
nano. Lựa chọn loại và lượng các thành phần trong công thức nhũ tương nano được là biến độc lập. Tỷ lệ
% dược chất giải phóng tại các thời điểm 1, 2, 3, 4, 5 và 6 giờ lựa chọn là biến phụ thuộc. Sự thay đổi tỷ lệ
pha dầu và các chất diện hoạt ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê đến giải phóng dược chất từ nhũ tương
nano. Nhũ tương nano chứa axít diclofenic có kích thước tiểu phân lớn hơn và phân bố trong khoảng rộng
hơn nhũ tương nano chứa natri diclofenac.
* Từ khóa: Diclofenac; Nhũ tương nano; Nhỏ mắt.

FORMULATION AND EVLUATION IN VITRO OF OPHTHALMIC
DICLOFENAC NANOEMULSIONS
Summary
Ophthalmic diclofenac nanoemulsions were prepared from diclofenac acid or diclofenac sodium, water
and oil phase, surfactants, cosurfactants, penetration enhancers, buffers. The influences of nanoemulsion
components on the in vitro drug releases were evaluated using the classical experimental design and
artificial neural network. As model formulations, 22 kinds of nanoemulsions were prepared. The kinds and
amounts of components were selected as independent variables. The percentages of active ingredients
released at 1, 2, 3, 4, 5 and 6 hours were considered as dependent variables. The changes in the amounts
of oil phase and surfactants influenced significantly the release rates of active ingredients from
nanoemulsions. The nanoemulsions containing diclofenac acid have wider and larger particle size
distribution than the nanoemulsions containing diclofenac sodium have.
* Key words: Diclofenac; Nanoemulsion; Ophthalmic.

§Æt VÊn ®Ò

Nghiên cứu hệ cung cấp thuốc tại mắt là một trong những lĩnh vực quan trọng của các
nhà bào chế. Các chế phẩm thuốc nhỏ mắt hiện có trên thị trường thường có sinh khả dụng
thấp và hiệu quả điều trị chưa cao. Vì vậy, để có hiệu quả trong điều trị, người bệnh phải
nhỏ một liều thuốc lớn hoặc phải nhỏ nhiều lần mỗi ngày [1, 2, 4, 7].
Diclofenac là dẫn chất của axít phenylacetic thuộc nhóm thuốc chống viêm không steroid,
có khả năng ức chế chọn lọc COX - 2 hơn COX - 1, có tác dụng chống viêm, giảm đau và hạ
sốt. Diclofenac để nhỏ mắt trên thị trường mới chỉ có ở dạng dung dịch với nồng độ 0,1%.
Thuốc tác dụng rất ngắn, đạt nồng độ đỉnh trong điều trị khoảng 30 phút sau khi nhỏ và bị
thải trừ hoàn toàn ra khỏi cơ thể trong 1 giờ. Vì vậy, bệnh nhân (BN) phải nhỏ thuốc ít nhất 3
- 5 lần trong ngày [1].
Nhũ tương nano là một hệ cung cấp thuốc mới, thích hợp dùng cho mắt. Hệ này được
hình thành bởi sự phân tán của dầu - nước, ổn định bằng sự tham gia của chất diện hoạt,
chất đồng diện hoạt [5, 6]. Vì nhiều ưu điểm hơn dạng dung dịch nhỏ mắt thông thường, nên
nhũ tương nano diclofenac được nghiên cứu bào chế nhằm tạo ra một dạng thuốc mới có
khả năng duy trì giải phóng thuốc hằng định trên giác mạc, kéo dài thời gian tác dụng của


thuc, thm sõu hn vo cỏc lp trong cu trỳc ca mt, tng hiu lc iu tr v gim s
ln dựng thuc mi ngy.
Nguyên liệu thiết bị và ph-ơng pháp nghiên cứu
1. Nguyờn liu v thit b.
- Axớt diclofenic (Trung Quc), natri diclofenac (Trung Quc), tween 80 (Singapore),
Cremophor EL (Singapore), Span 80 (Singapore), isopropyl myristat (Singapore), Labrafac
PG (Canada), Miglyol (BASF), Transcutol HP (Phỏp), axớt boric (Trung Quc), axớt
phosphoric (Merck), natri dihydrophosphat (Trung Quc), dinatri hydophosphat (Trung
Quc), axớt citric (Trung Quc), natri hydroxyd (Trung Quc), methanol (Merck, loi dựng cho
sc ký lng hiu nng cao), glycerin (Trung Quc).
- Mỏy siờu õm cm tay Labsonicđ M - Sartorius (c), h thng ỏnh giỏ gii phúng
thuc qua mng Hanson Research, thit b lc Sartorius; mng lc cellulose acetat, kớch
thc l lc 0,2 àm; 0,45 m; mng polyethersulfon kớch thc l lc 0,45 àm (c), mỏy

o pH Eutech Instruments pH 510, mỏy sc ký lng hiu nng cao Thermo - Finnigan (M),
b siờu õm Ultrasonic LC_60H, kớnh hin vi in t truyn qua EMLab - NIHE (Nht).
2. Phng phỏp nghiờn cu.
- Phng phỏp bo ch nh tng nano.
+ Pha nc: nc, glycerin, h m, cỏc cht din hot tan trong nc c un
núng 70 - 750C.
+ Pha du: du, cht din hot tan trong du, Transcutol HP, dc cht c un
núng 65 - 700C.
+ Kt hp 2 pha, siờu õm 5 phỳt.
+ ẫp nh tng thu c qua mng cellulose acetat 0,2 àm ng nht.
- nh lng diclofenac cú trong nh tng nano.
Xỏc nh hm lng diclofenac gii phúng t nh tng nano v dc cht cú trong nh
tng nano bng phng phỏp sc ký lng hiu nng cao. H thng sc ký gm: Ct
Alltech C8 (250 mm ì 4,6 mm, ht nhi 5 àm); pha ng l hn hp methanol v dung dch
m phosphat pH = 2,5 vi t l 75:25; th tớch tiờm mu: 20 àl, tc dũng: 1 ml/phỳt;
detector mng diod, bc súng = 276 nm.
- ỏnh giỏ gii phúng dc cht in vitro.
S dng h thng ỏnh giỏ gii phúng thuc qua mng Hanson Research vi cỏc iu
kin:
+ Mng cellulose acetat 0,2 àm.
+ Mụi trng khuch tỏn: dung dch m phosphat pH = 7,4.
+ Th tớch mụi trng khuch tỏn: 7 ml.
+ Nhit mụi trng khuch tỏn: 370C.
+ Din tớch b mt mng khuch tỏn: 1,76 cm2.
+ Tc khuy: 400 vũng/phỳt.
+ Lng mu em th: 1 ml (tng ng vi 1 mg natri diclofenac; 0,93 mg axớt
diclofenac).
Ly mu: trong 6 gi, c mi gi ly mu 1 ln. Mi ln ly 1ml, ng thi b sung thờm
1ml mụi trng khuch tỏn mi. Phõn tớch mu ly ra bng phng phỏp sc ký lng hiu
nng cao. T kt qu nh lng, tớnh t l (%) dc cht gii phúng ti mi thi im.

- Thit k thớ nghim.
Mụ hỡnh thit k thớ nghim truyn thng v mng thn kinh nhõn to c s dng lm
cụng c xỏc nh nh hng tỏ dc ti t l gii phúng diclofenac Phõn tớch d liu x


lý bằng máy tính với sự trợ giúp của phần mềm MODDE 8.0 (Umetrics Inc, Mỹ) và INFORM
3.2 (Intelligensys Ltd, Anh).
- Xác định hình thái, kích thước hạt nhũ tương nano.
Dữ liệu được chụp hình bằng kính hiển vi điện tử truyền qua EMLab - NIHE (Nhật) của
Viện Vệ sinh Dịch tễ TW.
KÕt qu¶ nghiªn cøu vµ bµn luËn
1. Xây dựng công thức thực nghiệm cơ bản.
Diclofenac có hai dạng nguyên liệu thường được sử dụng trong bào chế thuốc là dạng
axít và dạng muối natri. Do hai dạng này có độ tan trong pha dầu và pha nước khác nhau,
nên khi xây dựng công thức nhũ tương nano, chúng tôi đã tiến hành khảo sát với cả hai loại
nguyên liệu này.
Trong những nghiên cứu sơ bộ, công thức nhũ tương nano được xây dựng với thành
phần cơ bản như: diclofenac (axít diclofenic hoặc natri diclofenac: 0,1% (được quy về axít
diclofenic); glycerin (5%); tween 80 hoặc cremophor EL hoặc hỗn hợp tween 80/cremophor
EL (1/1); span 80; labrafac PG hoặc isopropyl myristat; transcutol HP, dung dịch đệm borat
hoặc phosphat hoặc citrat (vừa đủ 100% kl/kl).
* Các biến độc lập:
Khoảng biến thiên

Thành phần
Span 80

0,5 - 1,5 (%)

Tween 80 (cremophor EL, tween

80/cremophor EL (1/1)
Labrafac PG (isopropyl miristat)
Transcutol HP
Dung dịch đệm borat (phosphat, citrat)

3 - 5 (%)
3 - 5 (%)
1 - 2 (%)
0,1 - 0,2 M
(vừa đủ 100 %)

pH

6,5 - 7,5

Các biến phụ thuộc là tỷ lệ (%) axít diclofenic hoặc natri diclofenac được giải phóng sau
1, 2, 3, 4, 5 và 6 giờ. Bảng thiết kế bởi Modde 8.0, gồm 22 thí nghiệm (mỗi thành phần dược
chất và tá dược khác nhau). Phân tích kết quả bằng mạng thần kinh nhân tạo (tích hợp trong
INFORM 3.2) nhằm đánh giá ảnh hưởng của các biến độc lập tới biến phụ thuộc.
2. Phân tích các yếu tố ảnh hƣởng.
* Ảnh hưởng của các thành phần trong công thức tới giải phóng dược chất từ nhũ tương
nano:


Tỷ lệ (%) giải phóng NaDC
sau 3 giờ

Tween 80 (%)
Isopropyl myristat (%)

Hình 1: Ảnh hưởng của isopropyl myristat và tween 80 tới tỷ lệ (%) dược chất được giải
phóng từ nhũ tương nano chứa natri diclofenac (span 80: 1,0%; transcutol HP: 1,5%; đệm
phosphat 0,15 M, pH 7,0).
% NaDC giải
phóng sau 6 giờ

Span 80 (%)

Tỷ lệ tween 80/Cremorphor EL (%)

Hình 2: Ảnh hưởng của lượng chất diện hoạt thân nước và span 80 tới tỷ lệ (%) dược
chất giải phóng từ nhũ tương nano chứa natri diclofenac (isopropyl myristat: 4,0%; transcutol
HP: 1,5%; đệm citrat 0,15 M, pH 7,0).
Tween 80 và isopropyl myristat ảnh hưởng tới mức độ giải phóng dược chất từ nhũ
tương nano chứa natri diclofenac. Nếu loại dung môi pha dầu là isopropyl myristat tăng và
lượng tween 80 giảm, sẽ làm tăng mức độ giải phóng.
Khi lượng chất diện hoạt thân nước và lượng span 80 giảm, tỷ lệ dược chất giải phóng
sau 6 giờ tăng. Điều này cho thấy, với hoạt chất natri diclofenac có độ tan trong pha nước
lớn và bản thân nó cũng là một chất điện hoạt yếu giúp cho hình thành nhũ tương nano một


cách dễ dàng. Do vậy, khi tăng tỷ lệ tween 80, span 80, chỉ làm tăng độ nhớt của nhũ tương
nano, tốc độ khuếch tán dược chất ra khỏi hệ chậm.
% diclofenac giải
phóng sau 6 giờ

Myglyol (%)

Cremophor (%)
EL

Hình 3: Ảnh hưởng của cremophor EL và mygliol tới tỷ lệ (%) dược chất giải phóng từ
nhũ tương nano chứa axít diclofenic (span 80: 0,75%; transcutol HP: 1,0%; citrat 0,15 M, pH
= 7,0).
Cremophor EL và mygliol tới tỷ lệ (%) dược chất giải phóng từ nhũ tương nano chứa axít
diclofenic. Như vậy, khi lượng pha dầu tăng và lượng chất diện hoạt thân nước giảm, tỷ lệ
(%) dược chất giải phóng sau 6 giờ tăng. Điều này có thể giải thích do axít diclofenic thân
dầu hơn so với natri diclofenac. Chính vì vậy, nó phân tán phần lớn trong pha dầu của nhũ
tương nano. Do đó lượng pha dầu càng lớn, càng hòa tan tối đa dược chất. Lượng pha dầu
tăng sẽ làm lượng dược chất giải phóng tăng. Mặt khác, chất diện hoạt thân nước ít ảnh
hưởng tới độ tan của diclofenac trong pha dầu mà chỉ làm tăng độ nhớt, gây cản trở quá
trình giải phóng dược chất ra khỏi hệ.
Các biến đầu vào khác ảnh hưởng không có ý nghĩa thống kê đến giải phóng dược chất
từ nhũ tương nano.
* Xác định hình thái, kích thước hạt nhũ tương nano:
Hình 4: Hình ảnh dưới kính hiển vi điện tử truyền qua của mẫu nhũ tương nano chứa
natri diclofenac.
Cấu trúc nhũ tương nano có chứa natri diclofenac qua qua ảnh chụp dưới kính hiển vi
điện tử truyền qua cho thấy: có sự phân bố giọt đồng đều và kích thước hạt nằm trong
khoảng từ 20 - 250 nm. Điều này cho thấy vai trò vừa là dược chất vừa là chất diện hoạt yếu
của natri diclofenac, giúp phân tách các hạt nhũ tương nano nhờ lực đẩy ion. Vì thế, các hạt
tách rời hẳn nhau và có kích thước khá đồng đều.
Cấu trúc nhũ tương nano có chứa hoạt chất là axít diclofenic qua ảnh chụp dưới kính
hiển vi điện tử truyền qua cho thấy: có sự phân bố giọt không đồng đều và kích thước hạt
khá lớn nằm trong khoảng từ 100 - 1000 nm. Sự phân bố không đồng đều, số lượng các hạt
tách rời nhau rất ít là do tính thân dầu rất cao của hoạt chất và các chất diện hoạt với lực
đẩy ion yếu không thể làm phân tách các giọt để tạo cấu trúc dạng hạt.
KÕt luËn

Đã bào chế thành công nhũ tương nano nhỏ mắt diclofenac, với dược chất là natri
diclofenac hoặc axít diclofenic. Dung môi pha dầu là isopropyl myristat, labrafac PG và
miglyol, chất diện hoạt là tween 80, cremophor EL, span 80 và chất đồng diện hoạt là
transcutol HP. Các chất khác gồm glycerin, hệ đệm phosphat, borat, citrat. Tuy nhiên, với
mục đích bào chế dạng nhũ tương nano kéo dài thời gian tác dụng trên mắt nên dạng nhũ
tương nano chứa axít diclofenic sẽ tiếp tục được nghiên cứu bào chế nhằm hy vọng làm
tăng tỷ lệ (%) dược chất được nhũ tương hóa.
Khối lượng và các loại thành phần tham gia cấu trúc nhũ tương nano đều ảnh hưởng tới
tỷ lệ giải phóng của hoạt chất ra khỏi nhũ tương. Ảnh chụp trên kính hiển vi điện tử truyền
qua cho thấy nhũ tương nano (diclofenac, natri diclofenac) đều chứa các giọt hình cầu, tách
rời nhau và có lớp chất diện, chất đồng diện hoạt (màu nhạt hơn) bao xung quanh.
Tµi liÖu Tham kh¶o
1. Ammar H. O, Salama H. A, Ghorab M, Mahmoud A. A. Nanoemulsion as a potential ophthalmic
delivery system for dorzolamide hydrochlorid, AAPS Pharm Sci Tech. 2009, Vol 10, N0 3, pp.808-819.
2. Chien Y. W, Cabana B. E, Mares S. E. Ocular controlled release drug administration. Drugs and
the Pharmaceutical Sciences. 1982, Vol 14, pp.13-55.
3. Chuasuwan B, Binjesoh V, Polli J. E, Zhang H, Amidon G. L, Junginger H. E, Midha K. K, Shah
V. P, Stavchansky S., Dressman J. B., Barends D. M. Biowaiver monographs for immediate release
solid oral dosage forms: Diclofenac sodium and diclofenac potassium. Journal of Pharmaceutical
Sciences. 2009. Vol 98, No 4, pp.1206-1219.
4. Hughes P. M, Mitra A. K. Overview of ocular drug delivery and iatrogenic ocular cytopathologies.
Ophthalmic Drug Delivery Systems. pp.1-27.
5. Shah P, Bhalodia D, Shalat P. Nanoemulsion: A pharmaceutical review, Systematic Reviews in
Pharmacy, Vol 1, Issue 1, pp.24-32.
6. Sharma N, Bansal M, Visht S, Sharma P. K, Kurkarni G. T. Nanoemulsion: A new concept of
delivery system, Chronicles of Young Scientists. 2010, pp.2-6.
7. Sieg J. W, Robinson J. R.Verhice effect on ocular drug bioavailability II: evaluation of pilocarpine.
Journal of Pharmaceutical Science. 1977, Vol 66, pp.1222-1228.