VŨ ĐÌNH TUẤN NGHIÊN cứu bào CHẾ và ĐÁNH GIÁ VIÊN NANG mềm CHỨA SILYMARIN KHÓA LUẬN tốt NGHIỆP dược sĩ

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

VŨ ĐÌNH TUẤN

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VÀ ĐÁNH GIÁ
VIÊN NANG MỀM CHỨA SILYMARIN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI - 2019


BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

VŨ ĐÌNH TUẤN

MÃ SINH VIÊN: 1401663

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ VÀ ĐÁNH GIÁ
VIÊN NANG MỀM CHỨA SILYMARIN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ
Người hướng dẫn
1. TS. Nguyễn Thạch Tùng
2. TS. Trần Cao Sơn
Nơi thực hiện
1. Bộ môn Bào chế

2. Viện KN ATVSTPQG

HÀ NỘI – 2019

LỜI CẢM ƠN
Với sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc của mình, em xin được gửi lời cảm ơn
chân thành đến thầy giáo TS. Nguyễn Thạch Tùng và TS. Trần Cao Sơn đã tận tâm
hết mình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn
thành đề tài này.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô, các anh chị kỹ thuật viên thuộc bộ môn
Bào chế đã luôn luôn quan tâm, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho em trong
suốt 2 năm học tập và thực nghiệm tại bộ môn.
Em xin được gửi lời cảm ơn tới DS. Bùi Quang Đông và toàn thể các anh chị
đang công tác tại Viện kiểm nghiệm An toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia, bộ môn Hóa
lý, bộ môn Dược lực, các bộ môn thuộc khối Công nghiệp Dược, Viện Công Nghệ Dược
phẩm Quốc gia và tất cả các phòng ban có liên quan trong nhà trường đã hết mình tạo
điều kiện về cơ sở vật chất, máy móc và nguyên vật liệu để thực hiện đề tài này.
Em cũng muốn gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban giám hiệu, các thầy cô giáo
trường Đại học Dược Hà Nội đã cung cấp những kiến thức, kinh nghiệm quý giá trong
suốt thời gian em học tập tại trường.
Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết biết ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn luôn sát
cánh, quan tâm, động viên và giúp đỡ em trong suốt thời gian qua.
Hà Nội, tháng 5 năm 2019
Sinh viên

Vũ Đình Tuấn


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................ 1
TỔNG QUAN ...................................................................................... 2
1.1 TỔNG QUAN VỀ SILYMARIN .................................................................................. 2
1.1.1 Công thức cấu tạo và tính chất hóa lý .................................................................. 2
1.1.2 Đặc điểm dược động học ..................................................................................... 2
1.1.3 Cơ chế tác dụng................................................................................................... 3
1.1.4 Chỉ định .............................................................................................................. 4
1.1.5 Một số chế phẩm có chứa silymarin trên thị trường ............................................. 4
1.2 TỔNG QUAN VỀ VIÊN NANG MỀM (SOFTGEL CAPSULES)....................................... 4
1.2.1 Định nghĩa........................................................................................................... 4
1.2.2 Công thức đóng nang mềm .................................................................................. 5
1.2.3 Thành phần vỏ viên nang mềm............................................................................ 7
1.3.3 Hiện tượng liên kết chéo (cross-linking) ............................................................. 9
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 18
2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU ............................................................................................... 18
2.2 THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU ......................................................................................... 19
2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ...................................................................................... 19
2.3.1. Đánh giá ảnh hưởng của các thành phần đến độ ổn định hệ tự nhũ hóa chứa
silymarin .................................................................................................................... 19
2.3.2 Sơ bộ đánh giá sinh khả dụng hệ tự nhũ hóa chứa silymarin .............................. 19
2.3.3 Nghiên cứu bào chế và đánh giá viên nang mềm chứa silymarin bằng phương
pháp nhúng khuôn ..................................................................................................... 19
2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................ 20
2.4.1 Phương pháp bào chế ........................................................................................ 20
2.4.2 Phương pháp đánh giá ....................................................................................... 21
2.4.3 Phương pháp đánh giá vỏ nang mềm ................................................................. 24
2.4.4 Phương pháp đánh giá sinh khả dụng hệ tự nhũ hóa chứa silymarin .................. 26


2.4.5 Xử lý và tính toán kết quả ................................................................................. 26

THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................... 28
3.1 XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG.............................................................. 28
3.1.1 Phương pháp định lượng silybin bằng HPLC .................................................... 28
3.1.2 Kết quả định lượng hàm lượng silybin ............................................................... 29
3.2 NGHIÊN CỨU ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ TNH CHỨA SILYMARIN................................. 29
3.2.1 Đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ O: Smix và Smix đến độ ổn định của hệ TNH .... 29
3.2.4 Đánh giá ảnh hưởng của lượng dược chất đến độ ổn định của hệ TNH.............. 31
3.2.5 Đánh giá độ ổn định hệ TNH theo thời gian ...................................................... 32
3.3 SƠ BỘ ĐÁNH GIÁ SINH KHẢ DỤNG IN VIVO .......................................................... 34
3.4 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNG THỨC VIÊN NANG MỀM CHỨA SILYMARIN ........ 36
3.4.1 Nghiên cứu bào chế vỏ nang mềm chứa silymarin ............................................. 36
3.4.2 Nghiên cứu tương tác của dịch nhân tới vỏ nang mềm....................................... 40
3.4.3 Sơ bộ đánh giá độ hòa tan của viên nang mềm tối ưu theo thời gian .................. 45
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 47
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 54


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Acetonitril

ACN

Diện tích dưới đường cong – Area under the curve

AUC

Dược chất

DC

Đồng diện hoạt

CoS

Ion hóa phun điện tử (Electrospray Ionization)

ESI

Sắc ký lỏng hiệu năng cao

HPLC

Dịch đường tiêu hóa (Gastro - intestinal tract )

GIT

Formaldehyd

FMH

Khối phổ (mass spectrometry)

MS

Kích thước giọt

KTG

Sắc ký lỏng khối phổ 2 lần – Liquid chromatography tandem-mass

spectrometry

LC-MS/MS

Liên kết chéo (Cross-linking)

LKC

Dược điển Việt Nam V

DĐVN V

Hỗn hợp chất diện hoạt, đồng diện hoạt – Surfactant mixture

Smix

Tỷ lệ chất diện hoạt : đồng diện hoạt – Surfactant : Cosurfactant

S:CoS

Sinh khả dụng

SKD

Chỉ số đa phân tán - Polydispersity index

PDI

Viên nén bao đường

VNBĐ

Acid 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic

TNBS

Tự nhũ hóa

TNH


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Bảng nguyên liệu và hóa chất sử dụng ...................................................... 18
Bảng 2.2: Thiết bị nghiên cứu ................................................................................... 19
Bảng 3.1: Kết quả khảo sát tính phù hợp hệ thống của phương pháp HPLC .............. 29
Bảng 3.2: Nồng độ silybin có trong các mẫu định lượng ........................................... 29
Bảng 3.3: Bảng thiết kế thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ O:Smix đến độ ổn
định hệ TNH .............................................................................................................. 30
Bảng 3.4: Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của lượng DC đến độ ổn định hệ TNH.... 31
Bảng 3.5: Số liệu kích thước giọt nhũ tương và PDI của công thức F3, F6, F7 bảo
quản ở điều kiện lạnh ................................................................................................. 32
Bảng 3.6: Công thức lựa chọn hệ tự vi nhũ hóa F7 làm dịch nhân nang mềm ............ 33
Bảng 3.7: Các thông số dược động học của silybin và isosilybin trên thỏ của hệ TNH
và viên nang cứng Legalon® và VNBĐ Legalon® ...................................................... 35
Bảng 3.8: Bảng số liệu liều tương đương của viên nang mềm và chế phẩm đối chiếu 36
Bảng 3.9: Kết quả độ nhớt và độ bền gel nguyên liệu gelatin .................................... 36
Bảng 3.10: Bảng thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của lượng gelatin và glycerin đến
khả năng tạo vỏ nang ................................................................................................. 37
Bảng 3.11: Bảng kết quả đánh giá ảnh hưởng của lượng gelatin và glycerin tới khả
năng tạo vỏ nang mềm ............................................................................................... 37

Bảng 3.12: Bảng kết quả đánh giá tương tác giữa dịch đóng nang F7 và vỏ nang ...... 41
Bảng 3.13: Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của A và a.B đến khả năng ngăn hiện
tượng LKC ................................................................................................................ 42
Bảng 3.14: Kết quả thời gian hòa tan màng phim của các công thức ngăn hiện tượng
LKC (thời gian tính theo phút) ................................................................................... 42
Bảng 4.1: Công thức viên nang mềm chứa silymarin bào chế bằng phương pháp
nhúng khuôn .............................................................................................................. 46


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Công thức cấu tạo của silybin ...................................................................... 2
Hình 1.2: Con đường chuyển hóa của SLM [37] ......................................................... 3
Hình 1.3: Các tương tác vật lý của vỏ nang ................................................................. 6
Hình 1.4: Sơ đồ cơ chế phản ứng tạo LKC của aldehyd ............................................ 11
Hình 1.5: Sơ đồ cơ chế tạo LKC từ các dạng aminal ................................................. 11
Hình 1.6: Cơ chế tạo gốc methylol của lysin và arginin............................................. 12
Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa nồng độ và diện tích pic của silybin
bằng phương pháp HPLC........................................................................................... 28
Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn hàm lượng silybin, kích thước giọt nhũ tương và PDI của
công thức F2, F3, F4, F5 bảo quản ở nhiệt độ lạnh sau 7 ngày ................................... 30
Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn % hàm lượng silybin theo thời gian của F6, F7 và F3 (lần
lượt 9,5, 12,6 và 15,5% silymarin) ở điều kiện lạnh (8 – 10 ℃) ................................. 31
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn độ hòa tan silybin theo thời gian; kích thước giọt nhũ tương
và PDI của F7 thời điểm ban đầu và sau bảo quản 3 tháng ở điều kiện thường........... 33
Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc nồng độ silybin trong huyết tương thỏ theo
thời gian của hệ TNH và 2 chế phẩm đối chiếu Legalon® .......................................... 34
Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc nồng độ isosilybin trong huyết tương thỏ theo
thời gian của hệ TNH và 2 chế phẩm đối chiếu Legalon® .......................................... 34
Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn % silybin giải phóng của viên nang mềm chứa hệ TNH
silymarin và chế phẩm đối chiếu VNBĐ Legalon® .................................................... 38

Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn % silybin giải phóng theo thời gian của viên nang mềm bảo
quản 1 tháng ở điều kiện thường và lão hóa cấp tốc (với vỏ nang bào chế từ công thức
G3) ............................................................................................................................ 39
Hình 3.9: Hình ảnh màng mỏng trên vỏ nang sau hòa tan (a. nang bảo quản LHCT; b.
nang bảo quản ở nhiệt độ thường) .............................................................................. 39
Hình 3.10 Phổ hồng ngoại của các mẫu phân tích A (G9-1 tháng); B (G9); C (hiệu G9
và G9-1 tháng); D (G3-1 tháng); E (G3); F(hiệu G3 và G3-1 tháng ); G (gelatin) ...... 44
Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn % silybin giải phóng theo thời gian viên nang tối ưu ban
đầu và sau bảo quản 1 tháng ở điều kiện thường và lão hóa cấp tốc ........................... 45


ĐẶT VẤN ĐỀ
Silymarin (SLM) là hỗn hợp các flavonoid được chiết xuất từ cây kế sữa (silybum
marianum) đã được chứng minh hiệu quả trên lâm sàng trong việc điều trị các bệnh về
gan như viêm gan virus cấp tính và mãn tính, viêm gan và xơ gan do độc tố và thuốc,
các bệnh về gan do rượu, bia [68]. Tuy nhiên hiệu quả của SLM bị hạn chế do độ tan
trong nước kém (0,04 mg/ml [37]), khả năng thấm qua đường tiêu hóa kém (20 – 50%),
khiến sinh khả dụng thấp khi sử dụng đường uống [68].
Hệ tự nhũ hóa gần đây được biết đến rộng rãi với khả năng tăng sinh khả dụng
đường uống với các hợp chất ít tan trong nước, có tính thân dầu như ticagrelor [51],
simvastatin [45] nhờ khả năng phân bố dược chất (DC) vào các giọt nhũ tương dầu/nước
sau khi pha loãng với dịch tiêu hóa. Với các dạng bào chế thông thường, DC có thể bị
kết tủa trong dịch tiêu hóa dẫn tới sinh khả dụng kém. Do đó, việc sử dụng hệ tự nhũ
hóa giúp hạn chế được sự kém tan của dược chất, đồng thời việc sử dụng các lipid tổng
hợp hoặc tự nhiên cũng có tác dụng tối ưu hóa sự hấp thu qua đường tiêu hóa. Với tiềm
năng của dạng bào chế này, việc đưa dạng bào chế này vào sử dụng là cần thiết. Trong
đó, dạng bào chế nang mềm thường hay được sử dụng với nhiều ưu điểm khi mang các
dạng dịch lỏng thân dầu như: tiện dùng, dễ bảo quản và vận chuyển, công thức bào chế
đơn giản và vỏ nang dễ tan rã giải phóng DC. Tuy nhiên, việc sử dụng nang mềm có thể
xảy ra các tương tác tiềm ẩn giữa vỏ nang và dịch nhân trong quá trình sản xuất, sấy khô

và bảo quản. Các tương tác xảy ra có thể làm thay đổi cấu trúc vỏ nang và thành phần
công thức dịch đóng nang. Đặc biệt là hiện tượng liên kết chéo (LKC) xảy ra trên vỏ
nang gelatin làm vỏ nang dai, khó tan hơn, đồng thời ngăn cản dịch nhân giải phóng ra
môi trường hòa tan, làm sinh khả dụng của viên nang giảm đi [70]. Vì vậy cần phải tiến
hành đánh giá ảnh hưởng của dịch nhân với vỏ nang mềm và nghiên cứu biện pháp
chống xảy ra các tương tác này.Do đó nhóm nghiên cứu tiến hành thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu bào chế và đánh giá viên nang mềm chứa silymarin” với những mục
tiêu sau:
1. Đánh giá ảnh hưởng của các thành phần đến độ ổn định hệ tự nhũ hóa chứa
silymarin
2. Sơ bộ đánh giá sinh khả dụng hệ tự nhũ hóa chứa silymarin
3. Nghiên cứu bào chế và đánh giá viên nang mềm chứa silymarin bằng phương
pháp nhúng khuôn
1


Tổng quan
1.1 Tổng quan về silymarin
1.1.1 Công thức cấu tạo và tính chất hóa lý
1.1.1.1 Công thức cấu tạo
Silymarin (SLM) là một hỗn hợp gồm các thành phần: silybin (A,B), isosilybin
(A,B), silydianin, silychristin. Trong đó silybin là thành phần chính và có tác dụng sinh
học nhất [67].
Công thức cấu tạo của silybin:

Hình 1.1: Công thức cấu tạo của silybin
+

Tên

khoa

học:

3,5,7-trihydroxy-2-[3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-

(hydroxymethyl)-1,4-benzodioxan-6-yl]-4-chromanon [12]
+ Tên khác: silibinina; silibinine; silibininum; silybum substance E6; sylibinina
+ Công thức phân tử: C25H22O10 [12]
1.1.1.2 Tính chất hóa lý
a) Tính chất vật lý:
-

Chất bột đồng nhất màu vàng đế nâu, vị hơi đắng, có mùi thơm nhẹ [6]. Rất
khó tan trong nước (độ tan 0,04 mg/ml) [37], đồng thời silybin thể hiện tính
acid yếu trong dung dịch nước: pKa 1, 2, 3 lần lượt là 6,63, 7,7–7,95 và 11,0
[12].

-

Tan tốt trong một số dung môi hữu cơ như ethylacetat, methanol…[6]

b) Tính chất hóa học
-

SLM có một số phản ứng đặc trưng của flavonoid như phản ứng với FeCl3,
với kiềm, với H2SO4 đậm đặc…[2]

1.1.2 Đặc điểm dược động học
Trong thành phần của silymarin, silybin là chất có hoạt tính nhất trong cao SLM,

và các thông số về dược động học của SLM đều được đề cập và chuẩn hóa theo silybin
[37].
2


Silybin hấp thu nhanh qua đường tiêu hóa, đạt nồng độ cực đại trong huyết tương
sau tmax = 2 - 4 giờ và t1/2 = 6 giờ, tuy nhiên chỉ có 20 – 50 % được hấp thu ở dạng
đường uống [37]. Sự phân bố silybin đến các mô diễn ra nhanh, nồng độ của dạng tự do
và dạng liên hợp trong các mô đạt tối đa trong vòng 1 giờ sau khi sử dụng liều 50 mg
silybin / kg trên chuột “nhạy cảm với tác nhân gây ung thư” (SENCAR mice) [71].
Silybin nhanh chóng và dễ dàng phân bố vào mật, tạo nồng độ cao gấp 100 lần so với
trong máu. Có khoảng 70,3 ± 4,6 % silybin liên kết với protein huyết tương chuột [12].
Silybin được chuyển hóa pha I bởi CYP450-2C8 và pha II bởi các phản ứng liên hợp
với sulfat, glucoronid tại gan như mô tả ở hình 1.2. Silybin bị thải trừ nhanh dưới dạng
tự do và liên hợp, trong đó chủ yếu bị đào thải qua đường mật dưới dạng liên hợp với
glucuronid và sulfat [37].
Sinh khả dụng (SKD) đường uống của SLM kém do các nguyên nhân sau:
silymarin bị chuyển hóa mạnh ở pha 2, khả năng thấm kém qua tế bào biểu mô ruột, độ
tan trong nước thấp và bị thải trừ nhanh chóng [37].

Hình 1.2: Con đường chuyển hóa của SLM [37]
1.1.3 Cơ chế tác dụng
Cơ chế tác dụng của SLM trên gan bao gồm: dọn các gốc tự do và làm tăng nồng
độ glutathion dạng khử (GSH) trong tế bào giúp chống lại quá trình peroxy hóa lipid;
thay đổi cấu trúc màng tế bào gan làm ổn định màng và chống lại sự xâm nhập của các
chất độc ngoại sinh vào tế bào gan, điều hòa biểu hiện trên nhân do có cấu trúc tương tự
steroid, ức chế các tế bào hình sao ở gan sản sinh ra mô sợi giúp ức chế hình thành bệnh
3

lý xơ gan, tăng tổng hợp protein của ribosome bằng cách kích thích ARN polymerase I
và rARN giúp tăng khả năng tái tạo của tế bào gan [68].
1.1.4 Chỉ định
+ Điều trị bệnh viêm gan cấp tính, mạn tính, suy gan và gan nhiễm mỡ.
+ Bảo vệ tế bào gan và phục hồi chức năng gan cho những người uống rượu, bia, bị ngộ
độc thực phẩm, hóa chất, những người đang sử dụng các thuốc có hại tới tế bào gan như
thuốc điều trị bệnh lao, ung thư, đái tháo đường, các thuốc tác động đến thần kinh, thuốc
chống viêm không steroid….Những người có rối loạn chức năng gan với biểu hiện mệt
mỏi, chán ăn, ăn khó tiêu, vàng da, dị ứng, bí tiểu tiện, táo bón…
+ Phòng và điều trị hỗ trợ xơ gan và ung thư gan.
1.1.5 Một số chế phẩm có chứa silymarin trên thị trường
- Viên nén: Viên nén bao đường Legalon® Madaus (MEDA Pharma)
- Viên nang: Viên nang Legalon® Madaus (MEDA Pharma), viên nang Siliphos ®
(Indena), viên nang Liverstad ® (Stada VN), viên nang Silymax ® F (Mediplantex)
- Siro: Osilma® (Osho Pharma), Hepasil® Syr (Signova Pharma)
1.2 Tổng quan về viên nang mềm (softgel capsules)
1.2.1 Định nghĩa
Thuốc nang mềm là một khối mềm chứa dược chất (DC) và tá dược đóng trong vỏ
kín với nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau. Vỏ nang mềm làm bằng hỗn hợp gelatin,
chất hóa dẻo, chất màu, chất bảo quản. Thuốc đóng trong nang mềm thường ở dạng
lỏng, dung dịch, hỗn dịch hay nhũ tương [1]. Quá trình chế tạo vỏ và đóng nang thường
được thực hiện đồng thời bằng phương pháp nhỏ giọt hoặc ép khuôn ở quy mô lớn.
Phương pháp nhúng khuôn được áp dụng để chế tạo nang mềm ở qui mô nhỏ, phòng thí
nghiệm.
Nang mềm là dạng bào chế rắn với nhiều ưu điểm như cải thiện khả năng nuốt
(dạng thuôn, bề mặt trơn bóng), ngăn mùi vị khó chịu của dược chất (nang dầu giun, dầu
cá, nang tetracyclin), bảo vệ các hợp chất trong nang khỏi oxy, ánh sáng và dễ dàng hòa
tan trong dịch dạ dày so với các dạng thuốc đường uống truyền thống. Đồng thời SKD
của hợp chất kém tan trong nước cao hơn so với dạng bào chế thông thường không chỉ
bởi sự hòa tan các hợp chất của dịch nhân mà còn do các dịch nhân (Cremophor EL,

Cremophor RH40, Vitamin E) có khả năng ức chế cảm ứng P – Glucoprotein, là một
protein vận chuyển các phân tử thuốc từ trong tế bào chất ra trở lại lumen ruột để bài
4


tiết đồng thời giảm sự xúc tác phân hủy của enzym với hợp chất tại lumen [18], [22],
[59]. Dạng bào chế này còn có khả năng mang chính xác liều của các chất cần liều lượng
thấp như glycosid.
1.2.2 Công thức đóng nang mềm
Thuốc đóng nang mềm thường là các chất lỏng, dung dịch dầu, hỗn dịch hoặc bột
nhão, đôi khi có thể đóng cả dạng nhũ tương. Công thức dịch nhân phải đảm bảo các
yêu cầu:
 Tối ưu hóa sự ổn định về hóa học của DC
 Cải thiện được sinh khả dụng DC
 Quá trình đóng nang an toàn và hiệu quả
 Sản phẩm viên nang ổn định vật lý
Các dạng chất lỏng thân dầu, hay hỗn dịch thường hay được sử dụng làm công
thức dịch nhân với các DC có điểm nóng chảy thấp (vitamin A, D và E), che giấu mùi
vị khó chịu của vitamin nhóm B, cao chiết xuất từ dược liệu hay với các DC nhạy cảm
với oxy và ánh sáng. Dung môi để bào chế các dịch nhân này thường là dầu thực vật,
dầu khoáng, triglycerid của acid béo có mạch trung bình, PEG 400-600 và các dung môi
không có khả năng phân hủy hoặc hòa tan vỏ gelatin (chất diện hoạt, dimethyl isosorbid,
diethylen glycol monoethyl ether). Ngoài ra, nước, ethanol và glycerin cũng được sử
dụng với lượng nhỏ nhằm tăng độ tan của DC và giảm sự mất glycerin ở vỏ vào dịch
nhân, tuy nhiên lượng sử dụng thường nhỏ hơn 10% dịch nhân do các chất này cũng
đóng vai trò là chất hóa dẻo của vỏ nang. Với dạng hỗn dịch, DC thường được phân tán
trong chất mang, có thể sử dụng các loại dầu lỏng đã được hydro hóa như sáp ong,
glycerid có mạch dài với chất diện hoạt nhằm ổn định khả năng phân tán của hỗn dịch
(Gelucire® 33/01, Geloil® SC) hoặc sử dụng PEG 800-10.000 để tăng độ nhớt của hỗn
dịch cần đóng nang [54].

Hiện nay, vỏ nang mềm được dùng mang các dạng bào chế hệ tự nhũ hóa được
quan tâm hiện nay, với khả năng tăng SKD của các DC kém tan. Với thành phần là một
dung dịch dầu, chất diện hoạt và một chất đồng dung môi hay đồng diện hoạt, giúp tăng
khả năng hòa tan và hấp thu DC. Hệ này khi tiếp xúc với dịch tiêu hóa, đồng thời có lực
co bóp của dạ dày sẽ tạo ra các giọt nhũ tương có kích thước giọt nhỏ, do đó cải thiện
khả năng hòa tan, tránh hiện tượng kết tủa DC và tăng khả năng hấp thu thuốc.

5


Tuy nhiên, việc sử dụng vỏ nang mềm chứa dịch nhân cũng có thể xảy ra các tương
tác tiềm ẩn giữa vỏ nang và dịch nhân trong quá trình sản xuất, sấy khô và bảo quản.
Hai loại tương tác chính có thể xảy ra:
 Tương tác hóa học giữa các thành phần dịch nang với gelatin và chất hóa
dẻo.
 Tương tác vật lý: Quá trình di chuyển của các thành phần dịch nhân vào
vỏ nang ra ngoài và ngược lại.
Do đó, cần phải kiểm soát tỷ lệ và mức độ của các tương tác này để sản phẩm ổn định
trong thời gian quy định (hình 1.3)

Hình 1.3: Các tương tác vật lý của vỏ nang
Hiện tượng liên kết chéo của gelatin khiến thời gian tan rã của vỏ nang bị ảnh
hưởng. Ngoài ra, quá trình ester và transester hóa của DC với các polyol có trong dịch
nhân có thể gây hiện tượng kết tinh DC. Với các nang không sử dụng glycerin làm chất
hóa dẻo, polyvinyl pyrrolidon được thêm vào dịch (< 10%) để tăng độ tan và giảm hiện
tượng kết tinh DC [31].
Ngoài ra, các DC (đặc biệt là loại dễ tan trong nước) dễ chuyển từ ruột vào vỏ, làm
thay đổi cấu trúc hệ của cả vỏ nang và dịch nhân, khiến cho vỏ nang trở lên khô, dai
hoặc vỏ nang bị thủy phân. Để giảm thiểu các hiện tượng này có thể sử dụng loại gelatin
có độ bền gel cao, độ nhớt thấp để giảm lượng nước ban đầu trong vỏ nang và tăng

nhanh quá trình sấy khô. Hoặc thay thế glycerin bằng hỗn hợp glycerin và sorbitol hoặc
hỗn hợp sorbitol và sorbitan để giảm thiểu khả năng khuếch tán các DC hòa tan glycerin
vào vỏ [54].
Trong quá trình nghiên cứu, cần tránh sử dụng những chất tan trong nước có phân
tử lượng thấp và các chất dễ bay hơi. Đặc biệt với các dạng bào chế hệ tự nhũ hóa, việc
6


sử dụng các chất đồng diện hoạt dễ bay hơi và tan trong nước cũng ảnh hưởng đến độ
ổn định của sản phẩm. Để hạn chế sự thất thoát của dung môi dễ bay hơi như ethanol,
sản phẩm cần được bảo quản trong túi nhôm, ngoài ra việc thay thế glycerin bằng xylitol,
sorbitol cũng có khả năng giảm thiểu quá trình ethanol đi ra ngoài vỏ nang [54].
Các tương kỵ khác cũng cần được chú ý trong quá trình nghiên cứu và sản xuất
các dạng thuốc nang mềm như: nước trong công thức đóng nang không được quá 5 %,
pH của dịch nhân phải nằm trong khoảng 2,5 – 7,5 nhằm tránh hiện tượng gelatin bị
thủy phân gây vỡ viên ở pH < 2,5 và liên kết chéo xảy ra ở pH > 7,5 làm giảm độ tan
của màng gelatin [54].
1.2.3 Thành phần vỏ viên nang mềm
Một công thức vỏ viên nang mềm thường gồm gelatin, chất hóa dẻo hoặc kết hợp
chất hóa dẻo và nước. Ngoài ra vỏ nang còn có thể có thêm chất tạo màu, chất tạo hương,
chất cản quang và chất bảo quản [32].
1.3.2.1 Gelatin
Gelatin là sản phẩm thu được từ quá trình thủy phân một phần collagen có nguồn
gốc từ da, gân và xương động vật (gia súc, da lợn và cá). Các thành phần trong gelatin
gồm một hỗn hợp protein hòa tan trong nước (84-90%), muối khoáng (1-2%) và nước
(8-15%). Protein hầu như là các acid amin được tạo bởi các liên kết amid tạo thành một
polyme tuyến tính với trọng lượng phân tử dao động từ 15000 đến 250000 Da [16], [60].
Gelatin thường được đặc trưng bởi nguồn gốc nguyên liệu và cách sản xuất sẽ ảnh
hưởng rõ rệt tới tính chất của nó. Hiện nay, gelatin A có điểm đẳng điện ở pH 9 là từ 7
- 9 được sản xuất chủ yếu từ da lợn và nhờ dung dịch acid để thực hiện quá trình thủy

phân collagen. Gelatin B, thủy phân collagen từ xương động vật bởi dung dịch kiềm có
điểm đẳng điện ở pH 4,7 là 4,7 – 5,3. Gelatin A thường cho độ dẻo và độ đàn hồi cao
hơn so với gelatin B, trong khi đó gelatin B lại thể hiện đồ bền gel cao hơn so với loại
gelatin A. Do đó tùy thuộc vào mục đích sử dụng và thiết bị sản xuất để chọn loại gelatin
phù hợp [54].
Các chế phẩm thương mại của gelatin thường không mùi, không vị và được sử
dụng làm vật liệu tạo màng phim do khả năng bị hòa tan trong nước nóng, gel hóa ở
nhiệt độ phòng giúp thuận tiện cho quá trình đóng nang [38]. Ngoài ra chúng còn là
nguyên liệu không có độc tính và dễ tan trong đường tiêu hóa, được công nhận và ứng

7


dụng rộng rãi không chỉ trong dược phẩm mà còn cả ngành công nghiệp thực phẩm như
bánh kẹo, kem [20].
1.3.2.2 Chất hóa dẻo (plasticizers)
Chất hóa dẻo được sử dụng để đảm bảo độ đàn hồi và độ bền của vỏ nang trong
sản xuất và bảo quản. Một chất lý tưởng nên tương tác với phân tử gelatin, làm giảm
nhiệt độ chuyển kính (Tg) của vỏ gelatin (Tg > 100 ℃) mà không ức chế sự hình thành
của các tinh thể ổn định cấu trúc màng gel [17], [69]. Đồng thời việc lựa chọn loại và tỷ
lệ chất hóa dẻo còn dựa vào khả năng tương hợp với dịch nhân nang mềm, kích thước
và hình dạng vỏ, độ ổn định trong quá trình sấy viên, và điều kiện bảo quản dự kiến. Tỷ
lệ theo khối lượng giữa chất hóa dẻo và gelatin thường giao động trong khoảng 0,3 – 1,
việc lựa chọn tỷ lệ phù hợp là rất quan trọng đối với sự ổn định vật lý của viên nang
trong quá trình sản xuất và bảo quản [3].
Các nghiên cứu cho thấy nước là chất hóa dẻo hay được sử dụng nhờ khả năng
làm giảm nhiệt độ Tg của gelatin tỷ lệ thuận với lượng nước có trong gel gelatin [17],
[52]. Để chứng minh cho điều này, Coppola và các cộng sự đã ghi nhận sự giảm nhiệt
độ Tg của gelatin từ 160 đến – 20 ℃ khi hàm lượng nước trong gelatin tăng từ 2 – 28 %
(w/w) [17]. Tuy nhiên do khả năng dễ bay hơi dẫn đến mất nước trong quá trình sấy

khiến vỏ nang giòn và dễ vỡ, cần phải sử dụng thêm chất hóa dẻo không bay hơi với giả
thuyết thay thế nước ở vùng lân cận của chuỗi protein, giảm tương tác giữa protein –
protein, từ đó làm tăng tính di động của chuỗi protein và giảm nhiệt độ Tg của gelatin
[17], [57], [65]. Ngoài ra, do khả năng hút ẩm của các chất hóa dẻo không bay hơi, có
thể thúc đẩy sự hấp thụ ẩm của gelatin, góp phần giảm bớt lực tương tác giữa các chuỗi
protein liền kề, làm giảm nhiệt độ Tg gelatin [61], [64].
Trong các chất đã nghiên cứu, glycerin là chất hóa dẻo hiệu quả và thực tế nhất khi
tạo vỏ nang, do khối lượng phân tử thấp và khả năng hút ẩm cao hơn so với các polyol
khác [64]. Ngoài ra một số nghiên cứu còn giả thuyết rằng một chất hóa dẻo với Tg thấp
hơn sẽ làm cho quá trình hóa dẻo rõ ràng hơn. Theo đó, có thể giải thích hiệu quả của
glycerin nhờ nhiệt độ chuyển kính Tg thấp hơn nhiều so với sorbitol (-93 < -3 ℃) [19],
[64]. Tuy nhiên, do khả năng hút ẩm cao, vỏ nang gelatin có khả năng hút một lượng
lớn ẩm, vỏ nang sẽ xảy ra hiện tượng vỏ nang mềm, dính với nhau theo thời gian và vỡ
ra.

8


1.3.2.3 Tá dược khác
Ngoài ra, chất màu, chất bảo quản và chất cản quang cũng hay được sử dụng trong
vỏ nang. Màu và chất cản quang được sử dụng với tỷ lệ rất nhỏ so với dịch gel tạo vỏ
nang. Các chất màu thường là các chất màu vô cơ (titan dioxid hoặc oxid sắt), chất màu
tự nhiên (riboflavin) nhằm tăng độ hấp dẫn và giúp phân biệt các sản phẩm với nhau
[10]. Các chất cản quang dùng trong công thức vỏ nang giúp chống lại ánh sáng nhạy
cảm với các chất trong dịch nhân hoặc gây ảnh hưởng tới cấu trúc vỏ nang. TiO2 có màu
trắng, không mùi, không vị, và trơ về mặt hóa học với gelatin, được sử dụng phổ biến
làm chất cản quang cho vỏ nang với khoảng 0,5 – 1 % theo công thức vỏ. Với chỉ số
khúc xạ cao (2,55 – 2,76) giúp nó có tính chất tán xạ ánh sáng tốt với tia UV, bảo vệ lớp
vỏ nang và các thành phần trong nhân nhạy cảm với các tia sáng này [9], [53].
Vi khuẩn và nấm mốc phát triển cũng là vấn đề cần kiểm soát bởi gelatin là môi

trường dinh dưỡng thuận lợi cho các vi sinh vật phát triển, do đó trong quá trình sản
xuất và bảo quản cần phải tránh nhiễm khuẩn và bẩn [40]. Các paraben hay được dùng
làm chất bảo quản với hàm lượng thấp nhằm tăng khả năng bảo quản với các chế phẩm
dạng viên nang mềm này.
1.3.3 Hiện tượng liên kết chéo (cross-linking)
1.3.3.1 Sự hòa tan vỏ nang mềm
Sự hấp thu thuốc của viên nang mềm phụ thuộc vào sự hòa tan ban đầu và độ vỡ
viên (rupture) của vỏ nang mềm, giúp giải phóng và hòa tan các thành phần của dịch
nhân trong môi trường dịch dạ dày. Do đó cần phải theo dõi 2 thông số này trong suốt
vòng đời của sản phẩm. Bởi theo thời gian khi tiếp xúc với các điều kiện vật lý như nhiệt
độ và độ ẩm cao; tia UV, tia grammar hoặc tiếp xúc với các chất hóa học như aldehyd,
keton, imin và carbodiimid, các vấn đề về độ rã và độ hòa tan của vỏ nang xuất hiện
[11], [23], [46], [66]. Điều này được cho là hiện tượng liên kết chéo (LKC) của vỏ nang
do xuất hiện màng không tan, cứng và đàn hồi sẽ cản trở sự giải phóng của thuốc trong
viên. Các liên kết chéo của gelatin trong quá trình hòa tan sẽ tạo thành 1 lớp màng rất
mỏng, yếu về mặt cơ học và dễ dàng bị thủng, tuy nhiên chúng không dễ dàng bị phá vỡ
dưới các tác động bình thường của các điều kiện hòa tan giải phóng thuốc.
Chafetz và các cộng sự đã ghi nhận sự giảm mạnh độ hòa tan của gemifibrozil
trong viên nang mềm được bảo quản ở 3 điều kiện khác nhau: 37 ℃ , 37 ℃ và 80% RH,
và 45 ℃ sau khoảng thời gian 1, 2, 3 tháng. Tất cả viên nang chứa polysorbat 80 đều
9


xuất hiện 1 lớp màng phim ngăn sự giải phóng và hòa tan DC chỉ sau 1 tháng bảo quản
ở 37 ℃ và 80% RH [15]. Các thí nghiệm độ hòa tan với viên nang mềm nimesulid, được
bảo quản ở 40 ℃, 75% RH và ánh sánh ở các thời điểm khác nhau cũng xảy ra các hiện
tượng tương tự. Kết quả cho thấy độ hòa tan của viên thay đổi đáng kể, DC không giải
phóng ở tất cả các mẫu sau 8 ngày bảo quản [55].
1.3.3.2 Cơ chế gây hiện tượng liên kết chéo
Digenis và các cộng sự đã mô tả cơ chế để giải thích sự hình thành hiện tượng

LKC [24]:
+ Cơ chế tạo LKC có thể liên quan đến sự hình thành liên kết chéo kiểu desmosin
(hay xảy ra trong sợi elastin - elastin fiber). Các nhóm chức tự do của lysin gần nhau bị
oxy hóa khử amin trong điều kiện khắc nhiệt (nhiệt độ, độ ẩm cao hoặc dưới tia UV,
gramma) để tạo thành các nhóm aldehyd tạm thời. Một trong các nhóm aldehyd này
phản ứng với nhóm α-amino tự do của 1 phân tử lysin gần kề để tạo thành gốc imin, sau
đó sẽ trải qua một loạt các phản ứng ngưng tụ kiểu aldol để tạo thành 1 sản phẩm liên
kết chéo có chứa vòng pyridinium. Qua đó hình thành một mạng lưới 3 chiều trong
gelatin, làm tăng độ bền gel, giảm khả năng rã và hòa tan của vỏ gelatin.
+ Sự có mặt của một số chất trong dịch nhân cũng góp phần gây ra hiện tượng này:
Các nhóm α-amino của lysin phản ứng với aldehyd có trong sản phẩm (tạp chất) tạo
thành nhóm hydroxymethyl amino, sau đó mất đi 1 phân tử nước để tạo thành cation
imin. Chất chung gian này sau đó phản ứng với nhóm hydroxymethyl của 1 phân tử
lysin liền kề tạo thành dimethylen ether, sau quá trình sắp xếp, biến đổi tạo thành liên
kết lysin-lysin trong gelatin. (hình 1.4)

10


Hình 1.4: Sơ đồ cơ chế phản ứng tạo LKC của aldehyd
+ Loại LKC thứ 3 trong gelatin do sự hình thành của aminal (là dạng amin của một
acetal như hình), được tạo thành bởi phản ứng của một cation imin trung gian (tương tự
như cơ chế thứ 2) (hình 1.5). Để tạo thành một carbinolamin ở phản ứng đầu, cần giới
hạn độ pH acid của phản ứng, phản ứng 2 thực hiện trong khoảng nồng độ base, trong
khi đó phản ứng 3 liên quan đến sự hình thành của nhóm imin khi mất đi 1 phân tử nước.
Bước cuối cùng của chuỗi phản ứng cần sự tấn công của 1 amin tự do (arginin) vào
cation amin này để tạo aminal. Do đó, pH tối ưu cho phản ứng và sự hình thành của
acetal là gần bằng 7 bởi mỗi bưới của chuỗi phản ứng đều giới hạn khoảng pH trung
tính.

Hình 1.5: Sơ đồ cơ chế tạo LKC từ các dạng aminal
+ LKC do tác nhân aldehyd còn liên quan đến nhóm α-amino của lysin và nhóm
guanidino trong các gốc arginin của chuỗi gelatin. Hai amino acid này, lysin và arginin,
11


đều có mạch dài giúp mở rộng ra khỏi chuỗi polypeptid hơn các nhóm khác nên có thể
tham gia vào các phản ứng liên phân tử và nội phân tử với các acid amin khác. Các
nghiên cứu thu được từ cộng hưởng từ hạt nhân

13

C sử dụng formaldehyd (FMH) có

đánh dấu 13C làm tác nhân tạo LKC cho thấy sự hình thành nhóm methylol của lysin và
arginin tạo thành các liên kết của lysin-arginin và arginin-arginin trong gelatin [8]. Tỷ
lệ liên kết chéo trong gelatin bởi aldehyd được cho là chịu ảnh hưởng mạnh bởi độ ẩm,
khi quá trình xảy ra ở điều kiện độ ẩm 60-70% hiện tượng xảy ra mạnh mẽ nhất. Ngoài
ra do pKa của α-amino trong lysin (pKa= 10,79) và nhóm guanidino của arginin (pKa=
12,48), cả 2 nhóm này đều tồn tại ở dạng proton hóa trong môi trường pH acid và không
phản ứng với aldehyd. Ngược lại 2 nhóm chức này sẽ không bị khử hóa ở môi trường
pH kiềm, nên chúng có thể phản ứng với các aldehyd tạo thành các liên kết chéo với
nhau [29].

Hình 1.6: Cơ chế tạo gốc methylol của lysin và arginin
Như vậy, sự hình thành LKC có thể xảy ra theo một trong hai cách: các cầu nối tạo
thành trong cùng một chuỗi polypeptid (cùng chuỗi hay khác chuỗi trong gelatinintrastrand và intramolecular). Hoặc các amino acid liền kề liên kết với nhau theo kiểu
nội phân tử hoặc liên phân tử. Kết quả là các liên kết ban đầu của gelatin bị thay đổi và
xuất hiện các liên kết mới làm thay đổi tính chất lý hóa của gelatin trong vỏ nang, dẫn
đến sự không tương quan với mô hình giải phóng thuốc ban đầu.

1.3.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới hiện tượng liên kết chéo
 Nhiệt độ
12


Các nghiên cứu chỉ ra rằng, nhiệt độ cao làm tăng khả năng gây hiện tượng liên
kết chéo trong gelatin. Barrett và Fell thấy rằng, khi bảo quản nang mềm ở 20 - 37 ℃
không ảnh hưởng đến thời gian rã của viên (trừ những mẫu lưu trữ trong 14 tuần ở 37
℃), tuy nhiên thời gian rã của viên đã tăng đáng kể khi được bảo quản ở 50 ℃. Hakata
cũng đã báo cáo về sự giảm độ rã của viên nang mềm khi bảo quản ở 40 ℃ [35].
 Độ ẩm
Độ ẩm xúc tác gián tiếp cho sự hình thành imin, một chất trung gian đầu tiên của
gây LKC. Ngoài ra độ ẩm còn xúc tác cho sự phân hủy tá dược (tinh bột ngô có chứa
chất ổn định hexamethyl tetramin, bị phân hủy trong điều kiện ẩm tạo thành amoniac và
FMH) [34].
 Hóa chất
Các nghiên cứu thường sử dụng các aldehyd, đặc biệt là formaldehyd (FMH) để
nghiên cứu khả năng tạo LKC của gelatin, bởi FMH thường được phát hiện trong các
dạng bào chế có chứa chất hóa dẻo, chất bảo quản, chất béo và các chất tổng hợp
polyethylen hóa như PEG, ether của PEG, phenol và các chất diện hoạt không ion hóa
(polysorbat, ester của acid béo chưa bão hòa) và trong bột ngô có chứa hexamethylen
tetramin như một chất ổn định [15], [34]. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra được mối tương
quan giữa nồng độ formaldehyd có trong dịch nhân và mức độ giảm độ hòa tan của vỏ
nang [36], [44].
Các chất màu, đặc biệt là FD&C RedNo.3 và FD&C Red No. 40, được cho có khả
năng biến đổi hình dạng và tính chất của gelatin và khiến nó không tan trong nước bằng
các tương tác sơ nước. Murthy và các cộng sự đã quan sát thấy sự giảm đáng kể độ hòa
tan của viên nang chứa FD&C RedNo.3 khi viên được bảo quản trong điều kiện độ ẩm
cao và ánh sáng tác động [42]. Ngoài ra các phân tử thuốc chứa nhóm carbonyl trong
cấu trúc (nimesulid, rofecoxib, kháng sinh macrolid) cũng có thể gây ra hiện tượng LKC

và làm giảm khả năng hòa tan vỏ nang.
 Ánh sáng
Ánh sáng - tia UV được cho có ảnh hưởng đến đặc tính hòa tan của các công thức
có chứa gelatin. Murthy đã nghiên cứu ảnh hưởng của tia UV gây ra hiện tượng này với
các viên nang chứa hydrochlorothiazid, diphehydramin và các chất màu khác [42].
Nhóm tác giả thấy rằng, tia cực tím có thể thúc đẩy sự biến đổi vỏ nang, đặc biệt với
viên có chứa FD&C Red 3. dẫn tới sự giảm độ hòa tan viên nang. Đồng thời mức độ
13


ảnh hưởng của ánh sáng tới nang sẽ gia tăng khi có sự kết hợp của nhiệt độ và độ ẩm
cao [55].
 Ảnh hưởng của enzym đường tiêu hóa đến các LKC
Nhiều nghiên cứu cho thấy không có sự tương quan giữa kết quả in vitro và in vivo
đối với các dạng bào chế nang mềm xảy ra hiện tượng LKC. Jonhnson đã so sánh SKD
của viên nang mềm digoxin (bảo quản 10 tháng ở 37 ℃), mặc dù số liệu hòa tan giảm
so với chế phẩm mới, không có sự khác biệt về khả năng hấp thu của thuốc trong các thí
nghiệm in vivo [39]. Mohamad cũng báo cáo rằng không có sự thay đổi về SKD của
viên nang tetracyclin (bảo quản sau 42 tháng), mặc dù kết quả hòa tan in vitro giảm so
với ban đầu [34].
Có thể lý giải cho sự không tương quan giữa các thí nghiệm in vitro và in vivo là
do các enzym trong hệ tiêu hoá (pepsin và pancreatin) đã phân giải cấu trúc gelatin của
vỏ nang. Do đó giúp tăng cường khả năng hòa tan các viên nang chậm tan [30]. Murthy
đã chứng minh được ảnh hưởng của enzym trong môi trường hòa tan đến khả năng giải
phóng của thuốc với hai công thức được bảo quản ở điều kiện khắc nhiệt (độ ẩm và ánh
sáng). Thí nghiệm cho thấy các ảnh hưởng tới độ hòa tan của viên được bảo quản ở độ
ẩm và ánh sáng được loại trừ khi các thử nghiệm hòa tan trong môi trường có chứa
enzym GIT [43].
Trong 1 thí nghiệm với hai lô viên nang mềm nifedipin trong dịch nhân có các
lượng FMH khác nhau lần lượt là 10 – 20 ppm và 80 ppm. Lô đầu tiên (sau 1,5 năm bảo

quản ở các điều kiện 25 ℃ và 60% RH và 40 ℃ và 75% RH) cho thấy được tương đương
sinh học với viên nang mới, trong khi đó lô thứ 2 cho kết quả không tương đương sinh
học khi bảo quản ở cùng điều kiện sau 1 năm, kể cả khi môi trường thí nghiệm in vitro
có enzyme GIT. Tác giả nhận định, lượng FMH là nguyên nhân gây ra sự thay đổi nang
dẫn đến không đạt độ hòa tan so với quy định [14].
Với viên nang không đạt chỉ tiêu độ hòa tan (tier 1 dissolution test - với môi trường
thử không có enzym GIT) do hiện tượng LKC, enzym trong GIT (pepsin và pancreatin)
được đưa vào môi trường thử đối với tier 2 dissolution test. Các enzym này có thể phá
vỡ được các liên kết chéo trong vỏ nang gelatin, giúp tăng độ tan và độ vỡ của vỏ nang.
Viên nang mềm không đạt trong các tier 1 dissolution test nhưng đạt trong các thử
nghiệm tier 2 dissolution test được chứng minh là tương đương giữa kết quả in vitro và
in vivo [33].
14


Các thí nghiệm không đạt ở cả 2 phương pháp thử ( tier 1 và tier 2 dissolution test)
được cho là kết quả của sự giảm tính sẵn có của các liên kết peptid của nó đối với enzym
phân giải protein (pepsin và pancreatin), do hiện tượng LKC diễn ra mạnh, dẫn đến giảm
mức độ phân giải gelatin bởi các enzym này. Để hiểu rõ hơn về ảnh hưởng của hiện
tượng LKC tới sự giải phóng và hấp thu thuốc. Digenis và các cộng sự đã sử dụng
gamma scintigraphy để nghiên cứu độ vỡ viên và đánh giá sự hấp thu của các mẫu nang
amoxicillin bị LKC bởi FMH. Kết quả đã cho thấy sự giảm trong độ vỡ của viên, khiến
giảm độ hấp thu và Tmax. Tuy nhiên không ghi nhận được sự ảnh hưởng tới AUC và Cmax
[21].
1.3.3.5 Phương pháp xác định hiện tượng liên kết chéo
Các kỹ thuật khác nhau đã được áp dụng để xác định và có thể nhận biết được hiện
tượng xảy ra với vỏ nang:
Quan sát (visual observation): Bằng việc quan sát quá trình hòa tan, các thông tin
độ rã của viên, quá trình giải phóng DC và hiện tượng LKC xảy ra với vỏ nang. Hiện
tượng này được miêu tả: một màng mỏng, không tan trong nước của các protein liên kết

phía trong hoặc ngoài bề mặt của gelatin, ngăn cản dịch nhân giải phóng ra môi trường
hòa tan [48]. Hiện tượng LKC tạo thành một màng mỏng hoặc một khối gelatin không
tan có thể ghi nhận trong thí nghiệm hòa tan. Rất nhiều các miêu tả về hiện tượng này
cũng đã được đưa ra như tăng thời gian rã, hoặc viên nang không tan trong quá trình hòa
tan. Ví dụ, Lu và các cộng sự đã dùng camera để ghi lại toàn bộ quá trình hòa tan, sau
các khoảng thời gian 2, 10, 20 và 60 phút ghi nhận lại hình ảnh của viên nang vẫn còn
và không tan, ngăn không cho thuốc giải phóng ra ngoài [47].
Đổi viên nang (capsule switching test): Dịch nhân của viên nang sau bảo quản ở
điều kiện khắc nhiệt được chuyển hoàn toàn sang một vỏ nang mới, còn vỏ nang sau bảo
quản này được đóng dịch nhân mới sao cho hai viên nang giống nhau về công thức dịch
nhân. Các viên nang đổi chéo nhau được đem đi thử hòa tan để so sánh khả năng giải
phóng và hòa tan của thuốc. Nếu sự hòa tan của viên nang với vỏ nang bảo quản ở điều
kiện khắc nhiệt giảm so với viên nang có vỏ nang mới, có thể do sự thay đổi cấu trúc vỏ
nang do hiện tượng LKC [30].
Cộng hưởng từ hạt nhân (13C NMR): được sử dụng để nghiên cứu cơ chế và quá
trình tạo các liên kết chéo. Taylor đã sử dụng phổ này và FMH làm giàu 90%

13

C để

đánh giá hiện tượng LKC của gelatin với tác nhân FMH, đã tạo cầu nối methylen giữa
15


các nhóm acid amin liên kết với nhau: lysin-lysin, lysin -arginin và arginin-arginin trong
các phản ứng chéo trong gelatin [62]. Gold và các cộng sự đã sử dụng 13C NMR và cho
rằng pancreatin, một loại enzym trong đường tiêu hóa có khả năng khử các liên kết chéo
này. Tuy nhiên, để xác định hiện tượng LKC trong thí nghiệm hòa tan nhằm kiểm soát
chất lượng, đánh giá độ ổn định của sản phẩm bằng phương pháp này vẫn cần được kiểm

chứng bởi vẫn chưa thể xác định mức độ của hiện tượng LKC khiến viên nang không
đạt tiêu chuẩn về độ hòa tan [28].
Phương pháp đo quang: Phương pháp này được phát triển bởi Okuyama và Satake
để xác định các nhóm amino tự do trong acid amin và peptid trong các cột rửa giải [58].
Acid 2,4,6-trinitrobenzenesulfonic (TNBS) phản ứng với các nhóm amin của acid amin
và peptid trong dung dịch nước, tạo thành trinitrophenyl có khả năng hấp thụ tại bước
sóng 340 nm. Phương pháp này tiếp tục được cải tiến và phát triển nhằm loại bỏ các tác
nhân gây nhiễu như TNBS chưa phản ứng, dẫn xuất TNP- sulfit. Bubni và Ofner đã thay
đổi các công đoạn để làm tăng thời gian phản ứng với TNBS, giúp cho phản ứng xảy ra
hoàn toàn, tăng cường độ chính xác và độ lặp lại của phương pháp phân tích. Do đó xác
định được các nhóm α-amino trong protein, bao gồm cả LKC trong gelatin [13]. Công
thức biểu hiện mối liên hệ giữa độ hấp thụ quang (Abs) và nồng độ mol của các nhóm
α-amino trên gram gelatin với 1,46 × 104 L mol-1×cm-1 là độ hấp thụ quang của TNP –
lysin, b là độ dày cốc đo, x là khối lượng mẫu theo gram [25]:
𝑚𝑜𝑙(𝛼 − 𝑎𝑚𝑖𝑛𝑜)
2 × (𝐴𝑏𝑠) × (0,020𝐿)
=
𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑔𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑛
(1,46 × 104 𝐿. 𝑚𝑜𝑙 −1 × 𝑐𝑚−1 ) × (𝑏) × (𝑥)
Quang phổ hấp thụ cận hồng ngoại (NIR): Gold và các cộng sự đã phát hiện sự
chuyển các FMH từ dịch nhân chứa PEG ra vỏ nang gelatin [27]. Trong thí nghiệm này,
viên nang được đóng với tỷ lệ FMH khác nhau trong PEG 400 (0,05 – 0,4 %, v/v) và
bảo quản ở điều kiện thường trong 48 giờ. Viên sau đó sẽ được loại dịch, làm sạch vỏ
rồi đem đi quét phổ. Tác giả nhận thấy có mối quan hệ tuyến tính giữa phổ NIR và số
lượng liên kết chéo tạo ra bởi các nồng độ FMH. Tuy nhiên, phương pháp này không
xác định và đánh giá được cụ thể sự tham gia phản ứng tạo liên kết chéo.
Quang phổ hồng ngoại (FT-IR): Nhiều nghiên cứu đã sử dụng quang phổ hồng
ngoại để xác định sự biến đổi các liên kết hóa học, cấu trúc và các trạng thái của phân
tử trong gelatin. Đặc biệt với phản ứng của FMH với gelatin. Trong thí nghiệm này, bột
gelatin được trộn với KBr và dập thành một hạt pellet và cho tiếp xúc với FMH. Phổ

16


được ghi nhận sau các khoảng thời gian cách nhau 5 phút và sử dụng PCR để phân tích
kết quả. Kết quả nghiên cứu cho thấy sự xuất hiện các liên kết chéo theo thứ tự giữa
lysin–methylol, arginin-methylol và cuối cùng là lysin–arginin [56].
1.3.3.6. Phương pháp ngăn hiện tượng liên kết chéo
+ Hiện tượng LKC của vỏ nang gelatin có thể giảm bằng cách sử dụng các chất ngăn
chặn sự hình thành aldehyd và hỗn hợp tá dược chứa aldehyd bằng việc sử dụng các
nhóm amino tự do của lysin, A, glycin và các chất cùng nhóm có nhóm carbonyl để cạnh
tranh và thay thế với các nhóm amin có sẵn trong chuỗi gelatin và ngăn quá trình phản
ứng của aldehyd với màng gelatin. Bằng cách che các nhóm amino tự do trong chuỗi
gelatin bằng các liên kết cộng hóa trị với các tác nhân che chắn như acid succinic. Hai
gốc carboxylic tự do giúp acid succinic có khả năng phản ứng với một nhóm amino tự
do trong chuỗi gelatin trong khi nhóm còn lại giúp che chắn không gian tạo liên kết của
các tác nhân gây LKC. Tuy nhiên, vỏ nang gelatin có succinic acid rất dễ gây thấm đối
với các dung môi dễ bay hơi (ethanol). Ngoài ra, cần kiểm soát khoảng pH của dịch
nhân nhằm ngăn chặn nguồn tạo aldehyd, một tác nhân thúc đẩy quá trình tạo LKC. Các
acid carboxylic như acid benzoic, acid fumaric, acid maleic và acid B đã được chứng
minh và sử dụng nhằm ngăn chặn các hiện tượng này [32].
+ Các nhóm chức của hợp chất trong nang cũng ảnh hưởng đến quá trình tạo LKC
này. DC có chứa nhóm amin như isoniazid, acyclovir có thể tương tác với các aldehyd
tạp có trong công thức điền nhân như một chất thay thế (aldehyd scavengers) [26].
+ Ngoài ra việc sử dụng các bao bì như PVC, với khả năng chống ẩm kém, khiến cho
độ hòa tan của viên nang mềm bị ảnh hưởng. Vì vậy việc lựa chọn bao bì chống ẩm là
tương đối quan trọng. Titan oxid, sắt oxid đồng thời các màu như FD&C Yellow No. 5,
Blue No. 1 và Red No. 3 cũng có khả năng bảo vệ viên nang khỏi ánh sáng là các tác
nhân tiềm ẩn gây LKC [41].

17