nghiên cứu bào chế nano ứng dụng vào viên nén lornoxicam giải phóng kéo dài và đánh giá sinh khả dụng

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ KIM THÚY

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ NANO ỨNG
DỤNG VÀO VIÊN NÉN LORNOXICAM
GIẢI PHÓNG KÉO DÀI VÀ ĐÁNH GIÁ
SINH KHẢ DỤNG
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI – 2020



BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ KIM THÚY
Mã sinh viên: 1501482

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ NANO ỨNG
DỤNG VÀO VIÊN NÉN LORNOXICAM
GIẢI PHÓNG KÉO DÀI VÀ ĐÁNH GIÁ
SINH KHẢ DỤNG
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

Người hướng dẫn:
1. PGS.TS. Nguyễn Thạch Tùng
2. TS. Trần Cao Sơn
Nơi thực hiện:

1. BM Bào Chế
2. Viện KNVSATTPQG

HÀ NỘI – 2020


LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến PGS.TS. Nguyễn Thạch
Tùng, TS. Trần Cao Sơn, TS. Đồng Thị Hoàng Yến, DS. Bùi Quang Đông đã luôn động
viên, hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình học tập và hoàn thành khóa luận này.
Em xin được gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo, các anh chị kĩ thuật viên bộ môn
Bào chế, các anh chị đang công tác tại Viện kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm
Quốc gia và Viện Công nghệ Dược phẩm Quốc gia đã hết lòng quan tâm, giúp đỡ và tạo
điều kiện tốt nhất để em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô giáo Trường Đại học Dược
Hà Nội đã tâm huyết truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong quá trình học tập
tại trường.
Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, cảm ơn những người
anh, chị, em, người bạn đã luôn ở bên ủng hộ, quan tâm, động viên, giúp đỡ em trong
cuộc sống và học tập, giúp em có thêm động lực để học tập, rèn luyện và nghiên cứu
tại Trường Đại học Dược Hà Nội.
Em xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội, ngày 20 tháng 06 năm 2020
Sinh viên

Nguyễn Thị Kim Thúy


MỤC LỤC

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
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................... 2
1.1. Tổng quan về dược chất Lornoxicam...................................................... 2
1.1.1. Công thức cấu tạo ............................................................................ 2
1.1.2. Tính chất lý hóa ............................................................................... 2
1.1.3. Đặc điểm dược động học ................................................................. 2
1.1.4. Chỉ định, chống chỉ định .................................................................. 3
1.1.5. Liều dùng ........................................................................................ 3
1.1.6. Một số chế phẩm lornoxicam trên thị trường ................................... 3
1.2. Nghiên cứu bào chế tiểu phân nano tinh thể............................................ 4
1.2.1. Phương pháp bào chế tiểu phân nano tinh thể .................................. 4
1.2.2. Một số yếu tố ảnh hưởng tới quy trình bào chế tiểu phân nano tinh thể
............................................................................................................................. 9
1.3. Nghiên cứu sinh khả dụng .................................................................... 11
1.3.1. Khái niệm sinh khả dụng ............................................................... 11
1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh khả dụng của thuốc dùng theo đường
uống ................................................................................................................... 12
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........... 17
2.1. Nguyên vật liệu và thiết bị nghiên cứu.................................................. 17
2.1.1. Nguyên vật liệu ............................................................................. 17
2.1.2. Thiết bị nghiên cứu ........................................................................ 18
2.2. Động vật thí nghiệm ............................................................................. 18


2.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................ 18
2.4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 19

2.4.1. Phương pháp bào chế ..................................................................... 19
2.4.2. Phương pháp đánh giá in vitro ....................................................... 20
2.4.3. Phương pháp đánh giá in vivo........................................................ 24
2.4.4. Phương pháp xử lí số liệu .............................................................. 27
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .................... 28
3.1. Phương pháp định lượng lornoxicam .................................................... 28
3.1.1. Phương pháp quang phổ tử ngoại ................................................... 28
3.1.2. Phương pháp định lượng lornoxicam bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao
HPLC ................................................................................................................. 28
3.1.3. Phương pháp định lượng lornoxicam bằng sắc ký lỏng khối phổ hai
lần LC-MS/MS .................................................................................................. 30
3.2. Kết quả nghiên cứu bào chế nano tinh thể lornoxicam .......................... 31
3.2.1. Kết quả nghiên cứu sàng lọc polyme ............................................. 31
3.2.2. Khảo sát các thông số trọng yếu trong quy trình bào chế nano
lornoxicam ......................................................................................................... 35
3.2.3. Kết quả đánh giá đặc tính của tiểu phân nano tinh thể lornoxicam . 37
3.3. Kết quả nghiên cứu sinh khả dụng ........................................................ 40
3.3.1. Kết quả định lượng lornoxicam trong huyết tương chó .................. 40
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC



DANH MỤC CÁC KÝ KIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Diện tích dưới đường cong (Area under the curve)
Biopharmaceutics Classification System (Hệ thống
BSC
phân loại Sinh dược học)
COX

cyclo - oxygenase
DC
Dược chất
Phân tích nhiệt vi sai ( Differential scanning
DSC
calorimetry)
Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High performance liqid
HPLC
chromatography)
HPMC
Hydroxypropylmethyl cellulose
IS
Chất chuẩn nội
NSAIDs Thuốc giảm đau chống viêm phi steroid
MeOH
Methanol
LNX
Lornoxicam
KTTPTB Kích thước tiểu phân trung bình
Kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron
SEM
Microscope)
SKD
Sinh khả dụng
v/p
vòng/phút
AUC


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Độ tan của lornoxicam trong các môi trường pH khác nhau ở nhiệt độ
25°C±0,5°C [17] .......................................................................................................... 2
Bảng 1.2. Một số chế phẩm chứa Lornoxicam trên thị trường ........................... 4
Bảng 1.3. Bảng minh họa các ví dụ ứng dụng kỹ thuật đồng nhất hóa áp suất cao
.................................................................................................................................... 8
Bảng 2.1. Các nguyên liệu và hóa chất sử dụng trong nghiên cứu ................... 17
Bảng 2.2. Thiết bị nghiên cứu ......................................................................... 18
Bảng 2.3. Thành phần viên đối chiếu .............................................................. 20
Bảng 2.4. Các ion phân tử và ion con trong phân tích khối phổ ....................... 26
Bảng 2.5. Chương trình dung môi của phương pháp sắc ký lỏng khối phổ ...... 27
Bảng 3.1. Kết quả độ lặp của phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao ............ 29
Bảng 3.2. Số sóng của các nhóm chức đặc trưng trong nguyên liệu và các mẫu
nghiền ướt.................................................................................................................. 34
Bảng 3.3. Độ tan của mẫu nguyên liệu LNX và mẫu nano LNX ...................... 38
Bảng 3.4. Thông số dược động học của LNX trên mô hình chó....................... 41


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của lornoxicam [25].............................................. 2
Hình 1.2. Sơ đồ bào chế tiểu phân nano [9], [49]............................................... 4
Hình 1.3. Quá trình sản xuất tinh thể nano bằng phương pháp phun sấy từ hỗn
dịch thô [49] ................................................................................................................ 9
Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn mối tương quan tuyến tính giữa độ hấp thụ quang và
nồng độ LNX trong môi trường pH 1,2 và pH 6,8 ...................................................... 28
Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa nồng độ và diện tích pic
lornoxicam................................................................................................................. 29
Hình 3.3. Đường chuẩn LNX trong huyết tương trắng .................................... 30
Hình 3.4. Thí nghiệm chuyển dung môi với các polyme khác nhau ................. 31
Hình 3.5. Kết quả quét phổ vi sai của nguyên liệu LNX; các polyme và mẫu

nghiền ướt của LNX với các polyme .......................................................................... 32
Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của loại polyme đến KTTP .............. 33
Hình 3.7. Phổ hồng ngoại của lornoxicam, PVP K30, hỗn hợp vật lý và mẫu
nghiền ướt với PVP K30 ở các tỉ lệ khác nhau ........................................................... 33
Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian nghiền đến KTTP ............ 35
Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của kích thước bi đến KTTP................. 36
Hình 3.10. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của khối lượng bi đến KTTP .............. 36
Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tần số nghiền đến KTTP .............. 37
Hình 3.12. Hình ảnh chụp SEM tiểu phân lornoxicam trước và sau khi nghiền
mịn bằng máy Jet Mill ............................................................................................... 39
Hình 3.13. Hình ảnh chụp SEM tiểu phân LNX sau khi nghiền khô và sau khi
nghiền ướt.................................................................................................................. 39
Hình 3.14. % GPDC của viên nghiên cứu và viên đối chiếu ............................ 40
Hình 3.15. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc nồng độ LNX trong huyết tương chó
theo thời gian của viên nghiên cứu và viên đối chiếu ................................................. 41



ĐẶT VẤN ĐỀ
Lornoxicam (LNX) là hoạt chất thuộc nhóm giảm đau chống viêm phi steroid,
phân lớp oxicam có tác dụng hạ sốt, giảm đau, chống viêm [60]. LNX rất ít tan trong
môi trường pH thấp ở dạ dày nên tác dụng giảm đau không nhanh. Nhiều kỹ thuật đã
được phát triển để cải thiện độ tan và độ hòa tan của LNX như: tạo phức, tạo hệ phân
tán rắn, thay đổi pH… Trong số những kỹ thuật này, nano hóa là một phương pháp hữu
hiệu để tăng cường khả năng hòa tan của LNX [51].
Công nghệ nano đang thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu trên toàn thế
giới, đặc biệt là các ứng dụng trong lĩnh vực dược phẩm. Không thể phủ nhận những lợi
ích và triển vọng mà công nghệ này mang lại trong thiết kế, nghiên cứu phát triển và sản
xuất thuốc, đặc biệt là với các thuốc ít tan trong nước [38], [43]. Kỹ thuật nghiền là một
trong những kỹ thuật được áp dụng phổ biến nhất để đưa kích thước tiểu phân dược chất

về vùng nano do có nhiều ưu điểm: đơn giản, dễ thực hiện, dễ nâng cấp quy mô… Trước
đó, luận án của TS. Đồng Thị Hoàng Yến đã sơ bộ đưa kích thước tiểu phân của LNX
về vùng nano bằng cách nghiền mịn trên thiết bị Jet mill, tuy nhiên công thức và quy
trình bào chế nano LNX chưa được tối ưu hóa.
Hơn nữa, trong luận án của TS. Đồng Thị Hoàng Yến, khi tiến hành đánh giá
sinh khả dụng trên chó, thời gian lấy mẫu máu quá ngắn (24 giờ) nên ý nghĩa về mặt
dược động học còn hạn chế. Xuất phát từ những điểm trên, chúng tôi thực hiện khóa
luận “Nghiên cứu bào chế nano ứng dụng vào viên nén lornoxicam giải phóng kéo
dài và đánh giá sinh khả dụng” với những mục tiêu sau đây:
1. Khảo sát công thức và quy trình bào chế nano lornoxicam.
2. Sơ bộ đánh giá sinh khả dụng viên nén chứa nano lornoxicam đường uống
trên chó.

1


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về dược chất Lornoxicam
1.1.1. Công thức cấu tạo

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của lornoxicam [25]
-

Tên khoa học: [6-chloro-4-hydroxy-2-methyl-N-2-pyridyl-5H-thieno(2,3-e)[(1,2)]-thiazin-2-carboxamid-1,1-dioxid].

-

Công thức phân tử: C13H10ClN3O4S2.

-

Khối lượng phân tử: 371,8 g/mol.

1.1.2. Tính chất lý hóa
Bột kết tinh màu vàng, vị đắng, ít tan trong chloroform, rất ít tan trong methanol,
hầu như không tan trong nước. Nhiệt độ nóng chảy 2250C – 2300C [55]. LNX tồn tại ở
hai dạng thù hình có độ tan khác nhau [63]. LNX có tính acid yếu, hàng số phân ly
pKa=4,7 do đó tan hạn chế trong môi trường acid. LNX hơi thân dầu, với hệ số phân bố
1,8 (n-octanol và đệm pH 7,4) [53], [34], [57]. Độ tan của LNX phụ thuộc vào pH, tan
tốt hơn trong môi trường đệm phosphat pH 6,8 và 7,4 [27].
Bảng 1.1. Độ tan của lornoxicam trong các môi trường pH khác nhau ở
nhiệt độ 25°C±0,5°C [17]
Môi trường
Dung dịch acid hydrochloric 0,1N (pH=1,2)
Nước khử khoáng (pH=5,1)
Dung dịch đệm phosphat (pH=7,4)

Độ tan trung bình ± SD
(mg/ml)
0,006 ± 0,002
0,021 ± 0,009
0,305 ± 0,083

1.1.3. Đặc điểm dược động học
Hấp thu : LNX hòa tan chậm nhưng hấp thu nhanh và gần như hoàn toàn từ
đường tiêu hóa. Nồng độ tối đa trong huyết tương đạt được sau khi uống thuốc khoảng
1 – 3 giờ [52], [57].
2

Phân bố: Thể tích phân bố của LNX sử dụng theo đường uống và đường tiêm
tĩnh mạch trong khoảng 5 – 10 lít, xấp xỉ thể tích huyết tương và gần giống với các
oxicam khác. LNX liên kết mạnh với protein huyết tương, chủ yếu là albumin (99%).
Dễ dàng thâm nhập vào các tổ chức bao khớp, đặc biệt là hoạt dịch khớp [30], [45], [46].
Chuyển hóa: LNX bị chuyển hóa phần lớn qua gan. Giống như các NSAIDS
khác, enzym cytochrom P450 2C9 đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa
của LNX [30], [45], [46].
Thải trừ: LNX được thải trừ qua thận (khoảng 42%) và phân (51%) dưới dạng
5-hydroxy-lornoxicam. Thời gian bán thải 3 – 5 giờ [30], [45], [46].
1.1.4. Chỉ định, chống chỉ định
Chỉ định
-

Điều trị viêm khớp, viêm xương khớp mãn tính.

-

Giảm đau trước và sau phẫu thuật phụ khoa, phẫu thuật chỉnh hình, phẫu thuật
răng miệng… [31], [45], [46].

Chống chỉ định
-

Bệnh nhân mẫn cảm với các thuốc chống viêm giảm đau không steroid, xuất
huyết tiêu hóa, rối loạn đông máu, suy tim, suy giảm chức năng gan thận.

-

LNX không được khuyến cáo sử dụng khi mang thai, nuôi con bú và ba tháng
cuối thai kỳ… [45], [46].

1.1.5. Liều dùng
-

Liều dùng thông thường cho người lớn để giảm đau: 8 – 16 mg/ngày. Liều tối
đa là 24 mg/ngày.

-

Liều dùng thông thường cho người lớn bị viêm xương khớp: 12 mg/ngày và
chia thành 2 – 3 lần. Có thể tăng lên đến 16 mg một ngày nếu cần thiết.

-

Liều dùng thông thường cho người lớn bị viêm khớp dạng thấp: 12 mg/ngày
và chia thành 2 – 3 lần.

1.1.6. Một số chế phẩm lornoxicam trên thị trường

3


Bảng 1.2. Một số chế phẩm chứa Lornoxicam trên thị trường
Dạng bào chế Tên biệt dược
Viên nén bao Artok
phim

Hàm lượng
4mg, 8mg

Xefo rapid

4mg, 8mg

Acabel

8mg

Viên nén quy Vocfor
ước
Larfix

4mg, 8mg

Viên nén giải Lorfecam
phóng kéo dài
Flexilor SR

16mg

Bột pha tiêm

4mg

16mg

Lorna

16mg

Xefo

4mg/ml

Hãng sản xuất
Nycomed Austria GmbH, St.
Peter Strasse 25, 4020 Linz,
Austria
Nycomed SEFA, Jaama 55B,
63308 Pölva, Estonia
Euro-Labor SA, Rua Alfredo
da Silva no16, 2610-016
Amadora, Portugal
Công ty Dược phẩm Me Di
Sun Việt Nam
Kusum Healthcare Private
Limited - Ấn Độ
Sun Pharma Laboratories Ltd.
- Ấn Độ
Glenmark Pharmaceuticals
Ltd. - Ấn Độ
Adcock Ingram Healthcare
Pvt. Ltd. - Ấn Độ
Nycomed Austria GmbH, St.
Peter Strasse 25, 4020 Linz,
Austria

1.2. Nghiên cứu bào chế tiểu phân nano tinh thể
1.2.1. Phương pháp bào chế tiểu phân nano tinh thể
Nano tinh thể có thể được tạo thành theo 2 chiều hướng ngược nhau là: đi từ tiểu

phân lớn nghiền thành tiểu phân nano (top-down) và đi từ phân tử nhỏ kết tủa thành tiểu
phân nano lớn hơn (bottom-up) [8], [9], [21].

Hình 1.2. Sơ đồ bào chế tiểu phân nano [9], [49]
4


1.2.1.1. Kỹ thuật phân chia (top-down)
Nguyên tắc: Dùng các biện pháp giảm kích thước từ tiểu phân thô ban đầu để
tạo thành các tiểu phân có kích thước nano. Bao gồm các phương pháp: phương pháp
nghiền, phương pháp đồng nhất hóa ở áp suất cao [49].
-

Phương pháp nghiền (Media milling):

Trong những năm qua, trên thị trường đã có nhiều dược chất ở dạng bột siêu mịn
có kích thước tiểu phân ở mức micromet, làm tăng sinh khả dụng của dược chất dẫn đến
giảm liều dùng (griseofulvin, dexamethason…). Tuy vậy với một số dược chất, nghiền
siêu mịn vẫn chưa đảm bảo được tốc độ hòa tan, do vậy cần phải nano hóa [62], [14],
[59]. Khi kích thước tiểu phân giảm từ 5 µm xuống 500 nm thì diện tích bề mặt tăng
100 lần. Nano hóa (nanonization) làm tăng nồng độ bão hòa dược chất [9].
Phương pháp này bao gồm nghiền khô và nghiền ướt.
Giai đoạn nghiền khô:
Giai đoạn này được áp dụng cho các dược chất có cấu tạo bền chắc, chịu được
nhiệt độ cao (như tiểu phân kim loại), cần thu dược chất dưới dạng bột khô. Thiết bị là
các máy nghiền chuyên dụng năng lượng cao (high-energy ball milling) chế từ các vật
liệu bền chắc đặc biệt như thép không rỉ mạ bề mặt, zircon oxyd, polystyren siêu cứng,
thủy tinh… [58], [14], [43].
Lực phân chia ở đây là lực va đập của viên bi và thành buồng nghiền với tiểu
phân dược chất. Tốc độ và hiệu suất nghiền phụ thuộc vào độ bền cơ học của dược chất,

tốc độ quay của buồng nghiền, cự ly của thanh nam châm gia tốc, khối lượng và số lượng
bi nghiền [48]. Bột sắt nghiền trong máy nghiền bi sau 32 giờ nếu nghiền ở tốc độ 90
vòng/phút thì đạt độ mịn 40nm, nhưng tăng tốc độ quay của máy nghiền bi lên 360
vòng/phút thì đạt độ mịn 20nm [9].
Hạn chế của phương pháp này là thời gian nghiền kéo dài (có thể tới hàng ngày),
gây nóng thiết bị và dược chất, đồng thời trong quá trình nghiền các viên bi cũng có thể
bị mài mòn do va chạm với thành buồng nghiền tạo ra tiểu phân nano tạp lẫn vào thuốc
(0,1 – 70 phần triệu) [9], [49]. Ngoài ra, trong quá trình nghiền có thể xảy ra hiện tượng
kết tụ các hạt vào nhau và để hạn chế hiện tượng này một số thuốc sử dụng phương pháp
đồng nghiền với một số tá dược trơ hoặc chuyển sang kĩ thuật nghiền ướt [36].
5


Giai đoạn nghiền ướt:
Nghiền ướt được sử dụng rộng rãi hơn nghiền khô vì dược chất ít bị tác động của
nhiệt và thời gian nghiền ngắn, đồng thời trực tiếp tạo ra dạng bào chế nano (hỗn dịch
nano). Dược chất được nghiền trong môi trường lỏng chứa các chất ổn định. Sau khi
nghiền 30 đến 60 phút có thể thu được hỗn dịch có kích thước tiểu phân trung bình dưới
200nm [38].
Giai đoạn này được áp dụng phổ biến cho các dược chất không tan trong nước.
Khi nghiền, người ta cho dược chất vào môi trường lỏng đã hòa tan chất ổn định, chất
làm tăng độ tan và khuấy mạnh trong máy khuấy để tạo hỗn dịch thô. Sau đó cho hỗn
dịch vào buồng nghiền rồi thêm một số lượng bi nhất định có kích thước khác nhau và
nghiền ở tốc độ cao [9]. Môi trường nghiền là nước tinh khiết, với dược chất không bền
trong môi trường nước có thể dùng dung môi khác (Triglycerid, Miglyol 812, hỗn hợp
nước – ethanol, dầu PEG…).
Để tăng hiệu suất nghiền, tạo được hỗn dịch có phân bố kích thước tiểu phân
tương đối đồng nhất, môi trường nghiền thường được bơm tuần hoàn liên lục. Thỉnh
thoảng lấy mẫu để kiểm tra mức độ nghiền mịn và nghiền cho đến lúc kích thước đạt
yêu cầu [9]. Sau khi nghiền, có thể tiếp tục cho hỗn dịch qua máy đồng nhất hóa để đồng

nhất kích thước tiểu phân. Để tránh sinh nhiệt, máy nghiền thường được trang bị bộ phận
làm lạnh bên ngoài [8].
Ngoài ra, chất ổn định hay chất diện hoạt có thể được thêm vào để đảm bảo độ
ổn định vật lý của hỗn dịch nano tạo thành. Chúng thường là các chất quen thuộc như:
tween, natri lauryl sulfat, poloxamer, HPMC, PVP, PVA, lecithin… Việc lựa chọn chất
diện hoạt hay chất ổn định không những phụ thuộc vào đặc tính của tiểu phân được
nghiền (như ái lực của chất diện hoạt đối với bề mặt tinh thể) mà còn phụ thuộc vào các
nguyên tắc vật lý (như ổn định tĩnh điện hay không gian) và đường sử dụng (uống, tiêm,
xông, hít…) [8], [49]. Với hỗn dịch nano, quá trình nghiền cũng là quá trình đa chức
năng hóa bề mặt tiểu phân dược chất bằng các tá dược cùng nghiền: chất diện hoạt và
chất ổn định được bao phủ lên bề mặt tiểu phân do hấp phụ, do liên kết hóa trị hoặc liên
kết tĩnh điện, do tạo micell hay bao cơ học nhằm tăng độ ổn định cho hỗn dịch. Do kích
thước tiểu phân siêu nhỏ, hỗn dịch nano là hỗn dịch keo siêu bền, không lắng, có thể lọc
vô khuẩn, có thể tiêm tĩnh mạch. Tuy nhiên, trong quá trình bảo quản, các tiểu phân luôn
6


luôn có xu hướng kết tập với nhau để thu nhỏ năng lượng bề mặt làm giảm độ ổn định
của chế phẩm. Việc tạo áo trong quá trình nghiền cho tiểu phân dược chất có tác dụng
làm giảm kết tập do tạo sự cồng kềnh về không gian và tích điện bề mặt tiểu phân.
Polyme có phân tử lượng càng lớn hấp phụ lên bề mặt tiểu phân càng chậm. Do đó khi
thiết kế công thức nghiền cần dựa vào tính chất của dược chất và yêu cầu sử dụng của
chế phẩm để lựa chọn các tá dược phù hợp [9].
Hany S.M. Ali và các cộng sự (2011) đã nghiên cứu bào chế hỗn dịch
hydrocortisol. Phân tán 2% dược chất vào 250 ml dung dịch đệm phosphat (chứa 0,2%
PVP, 0,5% HPMC, 0,2% Tween). Siêu âm 5 phút rồi nghiền ướt với bi zircon oxyd kích
thước 0,5 mm. Sau 105 phút thu được kích thước tiểu phân 300 nm với hệ số đa phân
tán 0,18 [10].
-

Phương pháp đồng nhất hóa ở áp suất cao (High pressure

homogenization)
Sự hình thành các tiểu phân có kích thước nanomet thu được bằng cách cho hỗn
dịch thô đi qua nhiều lần thiết bị đồng nhất hóa ở áp suất cao với hai giai đoạn (hay hai
khe hở) ở nhiệt độ cao, thường sử dụng van đồng nhất hóa dạng Gaulin (hay mô hình
“piston-gap”). Tiểu phân được làm giảm kích thước nhờ các lực cắt, lực va đập và lực
vỡ “bong bóng” (cavitation).
Áp suất yêu cầu để thu được hỗn dịch nano là 1000 – 1500 bar và số vòng đồng
nhất hóa dao động từ 10 – 20 lần tùy thuộc vào từng loại thuốc [8]. Năng lượng đầu vào
có thể thay đổi tính chất vật lí và hóa học của chất rắn kết tinh như chuyển dạng vô định
hình, chuyển đa hình, phân hủy và tạo phức. Sự chuyển dạng từ tinh thể sang vô định
hình sau khi có năng lượng đầu vào được mô tả bằng cơ chế cơ học và nhiệt động học
[44].
Hiện nay trên thị trường có nhiều thiết bị đồng nhất hóa bào chế hỗn dịch nano
chuyên dụng từ quy mô nhỏ đến quy mô lớn. Thí dụ như APV micro LAP 40 (Đức),
Netzsh Labstar (Mỹ), Avestin (Canada), Stansted (Anh)…: loại dùng cho phòng thí
nghiệm có thể nghiền từ 40 ml, loại dùng sản xuất đồng nhất hóa mỗi mẻ hàng nghìn lít
[38].
Đã có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng kỹ thuật đồng nhất hóa áp suất cao
như bảng 1.3 dưới đây:
7


Bảng 1.3. Bảng minh họa các ví dụ ứng dụng kỹ thuật đồng nhất hóa áp suất cao
Hoạt chất
(% kl/tt hoặc kl/kl
trong CT)
Albendazol (4%)
Nifedipin (5%)

Buparvaquon (1%)
Azithromycin (1%)
Itraconazol (1%)

Chất ổn định
(% kl/kl so với hoạt chất)
Cremophor RH 40 (12,5%)
HPMC (Methocel E15; 10 –
200 %)
PVA (50%) – Poloxamer 188
(50%)
Poloxamer 188 (20%) –
Lecithin (10%)
Poloxamer 407 (50%)

Tác giả nghiên cứu

Kumar và cs. (2008) [50]
Hecq và cs. [29]
Hernández-Trejo và cs. [58]
Zhang và cs. [18]
Crisp và cs. [19]

1.2.1.2. Kỹ thuật kết tụ tiểu phân (bottom – up)
Nguyên tắc: Kỹ thuật này liên quan đến việc tạo cấu trúc nano từ những nguyên
tử hoặc phân tử. Tuy nhiên, kỹ thuật này đòi hỏi việc phải dùng thêm dung môi do đó
làm tăng chi phí sản xuất và ít được áp được áp dụng hơn phương pháp nghiền [8].
Dược chất và chất ổn định được hòa tan trong dung môi hữu cơ (ethanol,
aceton…) ở nồng độ quá bão hòa để tạo nhân. Sau đó rót từ từ dung dịch dược chất vào
đối dung môi (non – solvent) đã chứa chất ổn định, vừa cho vừa khuấy nhẹ. Để quá trình

kết tủa xảy ra thì dược chất cần được tan trong một dung môi và dung môi này phải trộn
lẫn với đối dung môi (thường là nước). Do vậy, nhiều hợp chất mới phát triển kém tan
trong nước cũng như trong môi trường không thân nước sẽ không thể áp dụng được kỹ
thuật này.
Hỗn dịch thu được sau khi áp dụng các kỹ thuật phân chia hay kết tụ nêu trên
cũng có thể đem đi phun sấy. Việc phối hợp polyme hoặc chất bao vào hỗn dịch tiểu
phân rồi phun sấy có thể ứng dụng để bao nano dược chất làm chất mang định hướng
tới đích hoặc biến tính bề mặt để tránh nhận biết của hệ đại thực bào [40]. Tuy nhiên tỷ
lệ nano thu được sau khi phun sấy không cao. Kích thước tiểu phân phụ thuộc vào điều
kiện phun sấy (đường kính vòi phun, nhiệt độ bốc hơi, khả năng bay hơi của dung
môi,…).

8


Hình 1.3. Quá trình sản xuất tinh thể nano bằng phương pháp phun sấy từ hỗn
dịch thô [49]
1.2.2. Một số yếu tố ảnh hưởng tới quy trình bào chế tiểu phân nano tinh thể
1.2.2.1. Kỹ thuật nghiền bi
Để có thể đạt được kích thước và hình dạng mong muốn thì quá trình nghiền đòi
hỏi tối ưu hóa các thông số như: thời gian nghiền bi, tần số nghiền bi, nhiệt độ buồng
nghiền, kích thước bi, số lượng bi, tỉ lệ dược chất so với buồng nghiền và so với tá dược
dính… Bên cạnh đó, việc lựa chọn thiết bị phù hợp cũng rất cần thiết. Đôi khi cần kết
hợp các kỹ thuật nghiền khác nhau, tuy nhiên phải biết điều chỉnh một cách hợp lí để
kết hợp ưu thế của từng kỹ thuật nhằm thu được tiểu phân đạt kích thước nano theo yêu
cầu [36]. Trong giai đoạn nghiền, luôn tồn tại hai quá trình ngược nhau: sự phân mảnh
nguyên liệu thành các mảnh nhỏ hơn và sự tăng trưởng hạt qua sự va chạm lẫn nhau.
Thời gian nghiền là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng lớn đến kích thước tiểu phân. Sau
một thời gian nhất định, kích thước hạt đạt đến cân bằng và nếu tiếp tục nghiền, kích
thước sẽ không giảm mà thậm chí còn có thể tăng. Hơn nữa, quá trình nghiền kéo dài có

thể gây nóng thiết bị, ảnh hưởng đến độ ổn định của dược chất và có thể lẫn tạp vào
thuốc do xuất hiện sự mài mòn của thiết bị nghiền [47]. Kết luận này phù hợp với kết
quả nghiên cứu của Liu P. và các cộng sự (2011) đã nghiên cứu bào chế hỗn dịch nano
indomethacin bằng phương pháp nghiền ướt. Tại các thời điểm 60, 75, 90 và 105 phút
thì kích thước tiểu phân không có sự thay đổi nhiều. Kích thước tiểu phân nhỏ hơn 500
nm và hệ số đa phân tán nhỏ hơn 0,2 [37].
Tỷ lệ dược chất so với thiết bị cũng là một trong những yếu tố quan trọng ảnh
hưởng đến kích thước tiểu phân của dược chất. Thông thường tỷ lệ này khá nhỏ chiếm
khoảng 15% - 30% thể tích thiết bị. Nếu quá nhiều sẽ làm giảm khả năng tiếp xúc của
9


nguyên liệu với bi. Đồng thời tăng khả năng kết tụ làm dược chất không được nghiền
nhỏ [36], [47].
Những viên bi luôn di chuyển liên tục trong buồng nghiền tạo ra sự va chạm làm
nhỏ tiểu phân. Việc giảm tần số nghiền sẽ làm giảm tần số va chạm của nguyên liệu và
bi vào thành buồng làm nguyên liệu không được chia nhỏ. Với tần số quá cao làm các
bi bị ép chặt vào thành buồng xay nên không có lực mài mòn, va chạm và có thể làm
các tiểu phân kết tụ vào nhau dẫn đến tăng kích thước. Ozcan S. và các cộng sự (2010)
bào chế hỗn dịch nano kẽm oxyd như sau: Nghiền ướt kẽm với nước trong 24 giờ với
tốc độ lần lượt là 200 v/p, 250 v/p, 300 v/p và 350 v/p. Kích thước tiểu phân thu được
lần lượt là 27,3 nm; 28,0 nm; 28,6 nm và 31,4 nm [47]. Như vậy, để nguyên liệu chịu
tác động của cả lực mài mòn và va chạm đồng thời để các bi được đưa lên vị trí tối ưu
rồi rơi xuống va chạm vào các nguyên liệu làm chia nhỏ nguyên liệu cần lựa chọn tần
số phù hợp. Tần số nghiền thường nằm trong khoảng 50% - 80% tần số tối đa của thiết
bị [62].
Tỷ lệ bi cũng ảnh hưởng mạnh đến kích thước tiểu phân sau khi nghiền. Trong
giai đoạn nghiền, một giả thuyết cho rằng tỷ lệ chia nhỏ của hạt tỷ lệ thuận với tỷ lệ va
chạm của các hạt với bi. Lượng bi thường chiếm khoảng 50% thể tích buồng nghiền.
Nếu lượng bi lớn sẽ tăng sự tiếp xúc, va chạm làm nhỏ dược chất nhưng nếu lượng bi

quá nhiều dễ dẫn đến quá tải máy, tăng nạp và va chạm làm tiêu thụ nhiều năng lượng .
Với lượng bi ít thì dược chất không tiếp xúc nhiều với bi, làm dược chất không được
nghiền nhỏ hoặc phân bố kích thước không đều [20].
Nhiệt độ là một trong những thông số rất quan trọng, đặc biệt là đối với các thuốc
có nhiệt độ nóng chảy thấp. Do vậy cần kiểm soát nhiệt độ một cách tốt nhất. Nếu nhiệt
độ thấp sẽ làm giảm kết tập, dễ phân tán nhỏ, tốn ít năng lượng và phân bố kích thước
hẹp. Có thể giảm nhiệt độ bằng cách cho khí N2 lỏng vào buồng trước khi lấy nguyên
liệu ra.
Hiện nay, kỹ thuật nghiền ướt hay được áp dụng hơn kỹ thuật nghiền khô do tránh
được tác động của nhiệt và có thể rút ngắn thời gian nghiền. Tuy nhiên, cần phải kiểm
soát tỷ lệ tá dược dính cho vào buồng nghiền. Nếu cho quá ít tá dược dính, hỗn dịch quá
lỏng dẫn đến không có lực va chạm của dược chất và bi. Ngược lại, nếu cho quá nhiều
tá dược dính thì hỗn dịch đặc nhớt làm bi di chuyển chậm, điều này dẫn đến làm tăng
10


thời gian nghiền. Thậm chí nếu hỗn dịch quá đặc làm cho bi không thể di chuyển được
dẫn đến không có lực mài mòn và va chạm [39].
1.2.2.2. Kỹ thuật đồng nhất hóa áp suất cao
Kỹ thuật đồng nhất hóa áp suất cao cũng thường xuyên được áp dụng trong việc
bào chế hệ tiểu phân nano và chịu ảnh hưởng của nhiểu yếu tố như: tốc độ đồng nhất
hóa, thời gian đồng nhất hóa… Bên cạnh các thông số về quy trình sản xuất, quá trình
đồng nhất hóa còn phụ thuộc vào kích thước ban đầu của mẫu, khối lượng trung bình,
nồng độ và độ nhớt của mẫu [7].
Hỗn dịch khi đồng nhất hóa với tốc độ khác nhau sẽ thu được kích thước tiểu
phân trong cùng thời gian là khác nhau. Khi đồng nhất hóa với tốc độ thấp thì khả năng
va chạm, ma sát giữa các tiểu phân nhỏ làm kích thước tiểu phân lớn. Nếu tăng tốc độ
đồng nhất hóa thì kích thước tiểu phân giảm, tuy nhiên chỉ đến một giới hạn nhất định
kích thước tiểu phân đạt nhỏ nhất. Và tiếp tục tăng tốc độ đồng nhất hóa thì kích thước
tiểu phân không giảm mà có thể tăng lên do kết tụ vào nhau.

Thời gian đồng nhất cũng ảnh hưởng rất lớn đến kích thước tiểu phân. Với thời
gian đồng nhất ngắn, mẫu chưa đồng nhất và chưa đạt đến kích thước mong muốn. Tăng
thời gian khuấy kích thước tiểu phân giảm dần, tuy nhiên nếu lâu quá sẽ gây nóng thiết
bị, điều này có thể ảnh hưởng đến độ ổn định của dược chất.
Kết luận: Như vậy, từ tổng quan các nghiên cứu trên có thể thấy việc bào chế hệ
tiểu phân nano tinh thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Vì thế, việc khảo sát các thông số là
vô cùng cần thiết để có thể lựa chọn một quy trình tối ưu nhằm đạt được các đặc tính và
chất lượng sản phẩm tốt nhất.
1.3. Nghiên cứu sinh khả dụng
1.3.1. Khái niệm sinh khả dụng
SKD là đại lượng chỉ tốc độ và mức độ hấp thu dược chất hoặc chất chuyển hóa
có hoạt tính từ một chế phẩm bào chế vào vòng tuần hoàn chung và đưa đến nơi tác
dụng. Trong đó, mức độ hấp thu dược chất được biểu thị bằng diện tích dưới đường
cong nồng độ - thời gian (AUC) và nồng độ đỉnh Cmax; tốc độ hấp thu được xác định
bằng các đại lượng Cmax và thời gian đạt nồng độ đỉnh Tmax [61]. Đối với những thuốc
không hấp thu vào hệ tuần hoàn, SKD có thể được đánh giá thông qua những phép đo
11


phản ánh tốc độ và mức độ dược chất hoặc chất chuyển hóa có hoạt tính có mặt tại nơi
tác dụng [2], [11], [24], [41], [28].
SKD in vivo được biểu thị dưới 2 khái niệm: SKD tuyệt đối và SKD tương đối.
Trong đó, SKD tương đối thường dùng nhiều hơn trong nghiên cứu phát triền các sản
phẩm thuốc generic. Khi đó người ta thực hiện so sánh chế phẩm thử với một chế phẩm
đối chứng đã được nghiên cứu và được công nhận có hiệu quả cao [61].
1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh khả dụng của thuốc dùng theo đường uống
1.3.2.1. Các yếu tố dược học ảnh hưởng đến sinh khả dụng của thuốc
 Độ tan và tốc độ hòa tan dược chất từ dạng thuốc
Đối với các thuốc rắn dùng theo đường tiêu hóa, dược chất chỉ có thể được hấp
thu khi đã hòa tan trong dịch tiêu hóa thành dung dịch. Quá trình sinh dược học của

thuốc qua đường uống có 3 giai đoạn:
Giải phóng (Liberation): Là bước mở đầu cho quá trình sinh dược học của chế
phẩm bào chế để phát huy tác dụng của thuốc. Trong các dạng thuốc, dược chất là thành
phần có tác dụng dược lý, sau khi dùng thuốc muốn có hiệu quả điều trị thì dược chất
phải giải phóng khỏi dạng thuốc và đưa đến nơi tác dụng. Quá trình này được coi là quá
trình cung cấp dược chất cho cơ thể của dạng thuốc. Trong đó có hai khả năng xảy ra:
Dược chất không được giải phóng hoặc giải phóng quá chậm ra khỏi dạng thuốc, không
đủ cho hòa tan và hấp thu thì chính giải phóng là bước hạn chế hòa tan hấp thu, tức là
có thể làm giảm hiệu quả điều trị. Dược chất giải phóng quá nhanh và quá nhiều: nếu là
dược chất dễ hòa tan và hấp thu thì dễ dẫn đến tác dụng không mong muốn do nồng độ
dược chất trong máu vượt quá giới hạn an toàn. Nếu dược chất không bền trong môi
trường giải phóng thì sự giải phóng quá nhanh sẽ làm phân hủy một số dược chất chưa
kịp hấp thu.
Hòa tan (Dissolution): Muốn được hấp thu, dược chất phải được hòa tan tại vùng
hấp thu. Nếu bước giải phóng không hạn chế hòa tan thì sự hấp thu tiếp theo chủ yếu
phụ thuộc vào tốc độ hòa tan của dược chất. Với dược chất ít tan: Chúng thường được
đưa vào dạng thuốc rắn, bước hòa tan là bước hạn chế quá trình hấp thu. Khi đó cần áp
dụng các biện pháp thích hợp để làm tăng độ tan của dược chất trong các dạng thuốc
rắn. Với dược chất dễ tan: Nếu dược chất dễ tan được giải phóng nhanh và dễ hấp thu

12


thì dễ gây tác dụng không mong muốn. Trong trường hợp này phải làm chậm hấp thu
bằng cách kéo dài giải phóng theo nhiều cơ chế khác nhau.
Hấp thu (Absorption): là bước cuối cùng của quá trình sinh dược học của dạng
thuốc, phụ thuộc vào quá trình giải phóng và hòa tan của dược chất đó. Môi trường hấp
thu thay đổi rất nhiều tùy theo dạng thuốc và đường dùng. Đảm bảo được mức độ và tốc
độ hòa tan dược chất phù hợp với yêu cầu cần hấp thu nhằm làm tăng hiệu quả điều trị
và độ an toàn của thuốc [1]. Như vậy, tốc độ và mức độ tan của dược chất từ dạng thuốc

có ảnh hưởng quyết định đến tốc độ, mức độ hấp thu dược chất từ đường tiêu hóa.
Tốc độ hòa tan của dược chất được biểu thị theo phương trình Nernst – Brunner
[13].

(M: lượng dược chất hòa tan trong thời gian t (mg); S: diện tích bề mặt tiếp xúc
của dược chất với môi trường hòa tan (cm2); D: hệ số khuếch tán của dược chất trong
môi trường hòa tan (cm2/s); H: bề dày lớp khuếch tán (cm); Cs: độ tan của dược chất
(mg/ml); C: nồng độ của dược chất trong môi trường hòa tan tại thời điểm t (mg/ml)).
Từ phương trình Nernst – Brunner cho thấy có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tốc
độ hòa tan dược chất từ dạng thuốc rắn trong đường tiêu hóa:
Diện tích bề mặt tiếp xúc của dược chất rắn (S) với môi trường hòa tan.
Theo phương trình trên, tốc độ hòa tan của dược chất rắn càng nhanh khi diện
tích bề mặt hòa tan của các tiểu phân dược chất càng lớn. Khi uống một dạng thuốc rắn,
nếu không rã thành các hạt và hạt không rã thành các tiểu phân mịn, thì diện tích bề mặt
hòa tan sẽ rất nhỏ, tốc độ hòa tan dược chất từ dạng thuốc sẽ rất chậm và tốc độ hấp thu
dược chất cũng sẽ rất chậm. Sau khi viên rã thành các tiểu phân ban đầu, nếu kích thước
của các tiểu phân dược chất càng nhỏ thì tổng diện tích tiếp xúc giữa các tiểu phân dược
chất và môi trường càng lớn, do đó tốc độ hòa tan càng nhanh.
Độ tan của dược chất (Cs).
Tốc độ và mức độ giải phóng dược chất ra khỏi dạng thuốc rắn được quyết định
rất lớn bởi độ tan của dược chất. Dạng muối: các dược chất là các acid yếu hay base yếu
có thể chuyển dạng thành các muối khác nhau. Dạng muối tan tốt hơn dạng acid hay
base tự do tương ứng, nên thuốc chế từ dạng muối thường có SKD cao hơn [6], [42].
13


Với các dược chất có khả năng oxi hóa, dạng ion hóa thường tan tốt hơn trong dịch tiêu
hóa so với dạng không ion hóa. Mức độ ion hóa dược chất phụ thuộc vào pH của dịch
tiêu hóa, khi pH tăng thì mức độ hòa tan của dược chất là acid yếu tăng, mức độ hòa tan
của dược chất là base yếu giảm và ngược lại. Có thể vận dụng tác động của pH đến độ

tan của dược chất bằng cách thêm một lượng nhỏ tá dược đệm vào thành phần của viên,
khi hòa tan, chúng sẽ làm thay đổi pH ở lớp khuếch tán, giúp cho dược chất tan tốt hơn
[22]. Dạng solvat hóa của dược chất cũng ảnh hưởng đến mức độ hòa tan của dược chất
từ dạng thuốc. Dạng khan thường tan tốt hơn dạng ngậm nước. Ví dụ: uống hỗn dịch và
nang thuốc chứa ampicilin khan có SKD cao hơn khi uống hỗn dịch và nang thuốc chứa
lượng tương đương ampicilin trihydrat [1], [13].
Một dược chất rắn có thể kết tinh dưới các dạng tinh thể khác nhau hoặc ở dạng
bột vô định hình. Dạng vô định hình thường tan tốt hơn dạng kết tinh. Trong số các dạng
kết tinh cũng có dạng dễ tan hơn, vì vậy SKD cao hơn, nhưng dễ tan thường kém bền
hơn về mặt nhiệt động học. Vì thế, trong quá trình bảo quản, dạng không bền có thể
chuyển thành dạng bền làm giảm SKD của thuốc.
Ngoài ra, việc đưa dược chất về kích thước nano cũng là một trong những xu
hướng mới hiện nay để làm tăng độ tan và tốc độ hòa tan của dược chất. Từ đó, hứa hẹn
cải thiện SKD của thuốc, đặc biệt là các thuốc thuộc nhóm II và IV trong bảng phân loại
BCS [32], [23]. Công nghệ nano bắt đầu xuất hiện từ những năm 90s. Ví dụ đầu tiên về
ứng dụng công nghệ nano dược phẩm là danazol. Danazol là một chất kém tan trong
nước (10 µg/ml), thuộc nhóm II trong bảng phân loại BCS. Năm 1983, Robertson và Cs
nghiền nó đạt đến KTTPTB khoảng 169 nm. Nghiên cứu này cho thấy SKD của hỗn
dịch nano danazol tăng cao hơn đáng kể so với dạng hỗn dịch thông thường [23].
Nồng độ dược chất trong môi trường hòa tan (C).
Từ phương trình Nenrst Brunner cũng cho thấy tốc độ hòa tan của dược chất còn
phụ thuộc vào sự chênh lệch nồng độ dược chất ở lớp khuếch tán bao quanh tiểu phân
dược chất rắn đang tan (Cs) và nồng độ dược chất trong cả khối dịch tiêu hóa C. Chính
gradient nồng độ (ΔC) là động lực điều khiển quá trình hòa tan. Thường thì C nhỏ hơn
rất nhiều, tức là quá trình hòa tan xảy ra trong điều kiện “sink”, do dược chất hòa tan
đến đâu được hấp thu đến đó. Khi ΔC giảm sẽ làm giảm tốc độ hòa tan của dược chất
và ngược lại [42].
14