Nghiên cứu bào chế hệ phân tán rắn chứa berberin

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC Y DƢỢC


ĐINH THỊ LINH HUỆ

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ
HỆ PHÂN TÁN RẮN CHỨA BERBERIN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƢỢC HỌC

Hà Nội – 2021


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC Y DƢỢC


ĐINH THỊ LINH HUỆ

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ
HỆ PHÂN TÁN RẮN CHỨA BERBERIN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƢỢC HỌC

KHÓA: QH.2016.Y
Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thị Huyền

Hà Nội – 2021

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn chân thành nhất đến:

ThS. Nguyễn Thị Huyền
(giảng viên bộ môn Bào chế và Công nghệ Dược phẩm, Đại học Y Dược, Đại
học Quốc gia Hà Nội)
Là người cô giàu kinh nghiệm và đầy nhiệt huyết đã ln tận tình chỉ bảo,
hướng dẫn, động viên và giúp đỡ tơi trong q trình học tập, nghiên cứu để hồn thành
khóa luận này.
Tơi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới ThS. Nguyễn Văn Khanh và các thầy
cô thuộc bộ môn Bào chế và Công nghệ Dược phẩm đã tạo điều kiện về thiết bị, máy
móc trong q trình nghiên cứu.
Nhân đây tơi cũng xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu, các phòng ban, các
thầy cô giáo trường Đại học Y Dược đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu,
luôn giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập tại trường.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và người thân – những
người đã luôn đồng hành cùng tôi, giúp đỡ tôi trong học tập và cuộc sống.
Trong q trình thực hiện khóa luận cịn nhiều thiếu sót, tơi rất mong nhận được
sự góp ý của các thầy cơ để khóa luận của tơi được hồn thiện hơn.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 13 tháng 06 năm 2021
Sinh viên

Đinh Thị Linh Huệ


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

β-CD

:

Beta cyclodextrin

CDH

:

Chất diện hoạt

Cmax

:

Nồng độ thuốc tối đa (Maximum concentration)

DC

:

Dược chất

DĐVN

:

Dược điển Việt Nam

HHVL

:

Hỗn hợp vật lý

HPMC

:

Hydroxypropyl methylcellulose

HPTR

:

Hệ phân tán rắn

PEG

:

Polyethylen glycol

PVP

:

Polyvinyl pyrolidon

SKD

Sinh khả dụng

TT

Thuốc thử

UV-VIS
λmax

:

Tử ngoại khả kiến (Ultraviolet Visible)
Bước sóng tại đỉnh hấp thụ cực đại


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................................. 1
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN .......................................................................................... 2
1.1.

Tổng quan về berberin ........................................................................................ 2

1.1.1.

Cơng thức hóa học và tính chất vật lý ......................................................... 2

1.1.2.

Tác dụng dược lý ......................................................................................... 3

1.1.3.

Dược động học ............................................................................................. 4

1.1.4.

Một số chế phẩm trên thị trường.................................................................. 4

1.2.

Hệ phân tán rắn ................................................................................................... 5

1.2.1.

Khái niệm hệ phân tán rắn ........................................................................... 5

1.2.2.

Phân loại hệ phân tán rắn ............................................................................. 5

1.2.3.

Cơ chế làm tăng độ hòa tan của hệ phân tán rắn ......................................... 6

1.2.4.

Ưu nhược điểm của HPTR .......................................................................... 6

1.2.4.

Chất mang trong hệ phân tán rắn ................................................................. 6

1.2.5.

Các phương pháp bào chế hệ phân tán rắn .................................................. 8

1.2.6.

Phương pháp đánh giá ................................................................................. 9

1.3.

Một số nghiên cứu về HPTR berberin .............................................................. 11

CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 12
2.1.

Nguyên vật liệu, thiết bị, đối tượng nghiên cứu ............................................... 12

2.1.1.

Nguyên vật liệu .......................................................................................... 12

2.1.2.

Thiết bị và dụng cụ .................................................................................... 12

2.2.

Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 14

2.2.1.

Phương pháp bào chế hệ phân tán rắn ....................................................... 14


2.2.2.

Phương pháp bào chế hỗn hợp vật lý......................................................... 15

2.2.3.

Phương pháp đánh giá hệ phân tán rắn ...................................................... 16

2.2.4.

Phương pháp xử lý số liệu ......................................................................... 19

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ................................................................. 20
3.1.

Kết quả định lượng berberin bằng phương pháp đo quang .............................. 20

3.1.1.

Xác định đỉnh cực đại hấp thụ của berberin .............................................. 20

3.1.2.

Đường chuẩn định lượng berberin bằng phương pháp đo quang .............. 20

3.2.

Kết quả khảo sát độ hòa tan của berberin nguyên liệu ..................................... 21

3.3. Kết quả khảo sát độ hòa tan của berberin trong hệ phân tán rắn bào chế theo
phương pháp nghiền ................................................................................................... 22
3.3.1.

Khảo sát ảnh hưởng của các chất mang ..................................................... 22

3.3.2.

Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dược chất/chất mang β-cyclodextrin .......... 25

3.4. Kết quả khảo sát độ hòa tan của berberin trong hệ phân tán rắn bào chế theo
phương pháp đun chảy ................................................................................................ 26
3.4.1.

Khảo sát ảnh hưởng của các chất mang ..................................................... 26

3.4.2.

Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dược chất/chất mang PEG 4000................. 29

3.5. Kết quả khảo sát độ hòa tan của berberin trong hệ phân tán rắn bào chế theo

phương pháp dung môi ............................................................................................... 31
3.5.1.

Khảo sát ảnh hưởng của các chất mang ..................................................... 31

3.5.2.

Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dược chất/chất mang β-cyclodextrin .......... 32

3.6.

Lựa chọn phương pháp để bào chế hệ phân tán rắn ......................................... 34

3.7.

Khảo sát tỷ lệ chất diện hoạt dùng trong hệ phân tán rắn berberin .................. 37

3.8.

Đánh giá một số đặc tính của hệ phân tán rắn berberin ................................... 39

CHƢƠNG 4. BÀN LUẬN ............................................................................................ 46
4.1.

Sử dụng hệ phân tán rắn để tăng độ hòa tan ..................................................... 46

4.2.

Lựa chọn phương pháp dung môi để bào chế hệ phân tán rắn ......................... 46

4.3.

Về sử dụng chất mang trong phương pháp dung môi ...................................... 47

4.4.

Về ảnh hưởng của chất diện hoạt trong hệ phân tán rắn .................................. 48

CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................. 49


5.1.

KẾT LUẬN ...................................................................................................... 49

5.2.

KIẾN NGHỊ ...................................................................................................... 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Một số chế phẩm chứa berberin clorid trên thị trường…….………………...5
Bảng 2.1. Nguyên liệu, hóa chất nghiên cứu…………. ……………………………...12
Bảng 2.2. Các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu………………………….…………..13
Bảng 2.3. Các dụng cụ sử dụng trong thí nghiệm……………………………………..13
Bảng 3.1. Độ hấp thụ quang theo nồng độ của berberin tại bước sóng 351 nm ............ 20
Bảng 3.2. Độ hòa tan của bột berberin nguyên liệu ....................................................... 21

Bảng 3.3. Công thức HPTR berberin sử dụng các chất mang khác nhau ...................... 23
Bảng 3.4. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng các chất mang
khác nhau. .............................................................................................................. 23
Bảng 3.5. Công thức HPTR berberin sử dụng các tỷ lệ chất mang khác nhau .............. 25
Bảng 3.6. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng tỷ lệ chất mang βcyclodextrin khác nhau .......................................................................................... 25
Bảng 3.7. Công thức HPTR berberin sử dụng các chất mang khác nhau và công thức
hỗn hợp vật lý ........................................................................................................ 27
Bảng 3.8. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng chất mang khác
nhau và hỗn hợp vật lý .......................................................................................... 27
Bảng 3.9. Công thức HPTR berberin sử dụng các tỷ lệ chất mang khác nhau .............. 29
Bảng 3.10. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng tỷ lệ chất mang
PEG 4000 khác nhau ............................................................................................. 29
Bảng 3.11. Công thức HPTR berberin sử dụng các chất mang khác nhau và HHVL ... 31
Bảng 3.12. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR với chất mang khác nhau
và hỗn hợp vật lý ................................................................................................... 31
Bảng 3.13. Công thức HPTR berberin sử dụng các tỷ lệ chất mang β-cyclodextrin khác
nhau ....................................................................................................................... 33
Bảng 3.14. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng các tỷ lệ chất
mang β-cyclodextrin khác nhau ............................................................................ 33
Bảng 3.15. Công thức HPTR berberin bào chế theo các phương pháp khác nhau ........ 35
Bảng 3.16. Độ tan của HPTR berberin bào chế theo các phương pháp khác nhau ....... 35
Bảng 3.17. Công thức HPTR berberin sử dụng các tỷ lệ Tween 80 khác nhau ............ 37


Bảng 3.18. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR sử dụng tỷ lệ Tween 80
khác nhau ............................................................................................................... 37
Bảng 3. 19. Thành phần công thức HPTR berberin ....................................................... 39
Bảng 3.20. Tỷ lệ berberin hòa tan theo thời gian trong HPTR berberin ........................ 39

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Cơng thức hóa học của berberin clorid………………………………………2
Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn độ hấp thụ quang của berberin theo nồng độ tại bước sóng
351 nm ................................................................................................................. 20
Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn độ hịa tan của bột berberin ngun liệu ............................. 22
Hình 3.3. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR sử dụng các chất mang khác nhau
phương pháp nghiền. ............................................................................................. 24
Hình 3.4. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR sử dụng các tỷ lệ chất mang βcyclodextrin khác nhau .......................................................................................... 26
Hình 3.5. Đồ thị hịa tan của berberin trong HPTR sử dụng các chất mang khác nhau 28
Hình 3.6. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR sử dụng các tỷ lệ chất mang PEG
4000 khác nhau ...................................................................................................... 30
Hình 3.7. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR với chất mang khác nhau và hỗn hợp
vật lý ...................................................................................................................... 32
Hình 3.8. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR sử dụng các tỷ lệ chất mang βcyclodextrin khác nhau ......................................................................................... 34
Hình 3.9. Đồ thị hòa tan của berberin từ HPTR được bào chế theo các phương pháp
khác nhau ............................................................................................................... 36
Hình 3.10. Đồ thị hòa tan của berberin trong HPTR sử dụng các tỷ lệ Tween 80 khác
nhau ....................................................................................................................... 38
Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn độ hòa tan của HPTR berberin .......................................... 40
Hình 3.12. Phân tích nhiệt vi sai của berberin, β-CD và HPTR berberin ...................... 41
Hình 3.13. Phổ hồng ngoại của berberin nguyên liệu .................................................... 42
Hình 3.14. Phổ hồng ngoại của β-CD ............................................................................ 42
Hình 3.15. Phổ hồng ngoại của HPTR berberin ............................................................ 43
Hình 3.16. Phổ nhiễu xạ tia X của berberin ................................................................... 44
Hình 3.17. Phổ nhiễu xạ tia X của HPTR berberin ........................................................ 44


ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, bên cạnh việc sử dụng các dược chất có nguồn gốc hóa tổng hợp, các
nhà khoa học ngày càng quan tâm tới các hợp chất có nguồn gốc từ thiên nhiên.

Berberin là một alcaloid thuộc nhóm isoquinolin, có trong rễ, thân rễ, vỏ của những
cây thuộc chi Berberis, Hydrastis candensis, Coptis [13]. Các loài cây này đã được sử
dụng hơn 2500 năm trong nền y học của Ấn Độ và Trung Quốc với mục đích chủ yếu
điều trị các bệnh nhiễm khuẩn đường tiêu hóa [10]. Berberin (BBR) đang được nghiên
cứu như một loại thuốc tiềm năng trong điều trị bệnh tiểu đường, tăng lipid máu và ung
thư [29].
Tuy nhiên, berberin có sinh khả dụng thấp (dưới 5%, sinh khả dụng tuyệt đối
của BBR chỉ khoảng 0,36% [34]) do tính thấm qua màng kém. Có nhiều biện pháp đã
được sử dụng để làm tăng độ tan và sinh khả dụng của berberin như tạo phức với βcyclodextrin, tạo hệ phân tán rắn, dung dịch micell, bào chế dạng nano,…[29]. Trong
đó hệ phân tán rắn đã và đang được nghiên cứu mang lại kết quả tốt, là giải pháp có
nhiều tiềm năng do phương pháp bào chế đơn giản, giúp tăng cường độ hòa tan cũng
như khắc phục được những hạn chế của các phương pháp trước đây. Trong hệ phân tán
rắn, trạng thái của dược chất được thay đổi từ kết tinh sang vơ định hình, kích thước
tiểu phân được giảm đến mức độ rất mịn, sự có mặt của chất mang thân nước làm tăng
tính thấm ướt do đó mà cải thiện độ tan và tốc độ hịa tan của dược chất [23]. Vì vậy,
với mong muốn cải thiện độ hòa tan của berberin, chúng tôi thực hiên đề tài “Nghiên
cứu bào chế hệ phân tán rắn chứa berberin” với hai mục tiêu sau:
1. Khảo sát được sự ảnh hưởng của chất mang tới độ hoà tan của berberin trong
hệ phân tán rắn.
2. Xây dựng được công thức bào chế HPTR chứa berberin.

1


CHƢƠNG I. TỔNG QUAN
1.1.

Tổng quan về berberin

Berberin là một là một alcaloid thuộc nhóm isoquinolin, được chiết xuất từ rễ và

vỏ thân của các cây thuốc thuộc chi Hydrastis, Berberis, và nhiều loài thực vật khác
[11].
Trong thực hành lâm sàng, berberin clorid, berberin sulfat là dạng muối thường
được sử dụng của berberin [8].
1.1.1. Cơng thức hóa học và tính chất vật lý

Hình 1.1. Cơng thức hóa học của berberin clorid
Cơng thức phân tử: C20H18NO4Cl.2H2O
Tên khoa học: 5,6-dihydro-8,9-dimethoxy-1,3-dioxa-6a-azoniaindeno(5,6a)
anthracen clorid dihydrat [3].
Tính chất vật lý:
Bột kết tinh màu vàng, khơng mùi, có vị đắng [8].
Berberin clorid có nhiệt độ nóng chảy là 191-192oC [28].
Độ tan: Dạng base tan chậm trong nước, tan ít trong ethanol, khó tan trong
ether. Berberin tan ở tỉ lệ 2 mg/mL trong nước [29], tan tốt hơn trong nước nóng, tan
trong ethanol, hầu như khơng tan trong chloroform và ether. Độ tan trong nước của
berberin phụ thuộc vào pH, độ tan cao nhất của berberin clorid khi pH xấp xỉ 7 [3].

2


1.1.2. Tác dụng dƣợc lý
Berberin có hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng đối với các vi sinh vật đường ruột
như: vi khuẩn (tụ cầu, liên cầu khuẩn), thể protozoal, vi nấm, nấm candida, nấm men,
ký sinh trùng gây bệnh đường ruột [1,3].
Berberin có tác dụng chống viêm bằng cách ức chế trực tiếp protein hoạt hóa 1
(AP1) một yếu tố phiên mã quan trọng trong quá trình viêm [24]. Với tác dụng hạ sốt,
chống tiêu chảy và chống viêm, berberin được sử dụng trong điều trị tiêu chảy, hội
chứng lỵ cho hiệu quả điều trị tốt [13].
Berberin cịn có tác dụng điều trị các bệnh nhiễm trùng đường ruột bằng cách ức

chế sự tăng sinh của vi khuẩn Helicobacter pylori [28]. Khi dùng berberin không ảnh
hưởng tới sự phát triển bình thường của hệ sinh vật đường ruột, có thể phối hợp với
một số kháng sinh để hạn chế tác dụng không mong muốn đối với vi sinh vật đường
ruột [11].
Hiện nay, berberin được nghiên cứu cho thấy tác dụng điều trị bệnh đái tháo
đường type 2 thơng qua kích thích hoạt hóa adenosine monophosphate và hoạt hóa
protein kinase [25].
Berberin là một tác nhân giảm cholesterol mới, cơ chế hoạt động khác biệt so
với nhóm statin [22]. Berberin đã được chứng minh có tác dụng tốt trên nhiều bệnh tim
mạch như huyết áp, chống loạn nhịp, tăng co bóp tim, giảm sức cản ngoại vi và huyết
áp, phòng ngừa huyết khối tĩnh mạch [15].
Ngồi ra, berberin có khả năng bảo vệ các tế bào thần kinh chống lại các rối
loạn thối hóa thần kinh thơng qua nhiều cơ chế: ngăn ngừa tổn thương não và tăng
cường nhận thức trực tiếp trong não, làm giảm các yếu tố nguy cơ như rối loạn chức
năng trao đổi chất và các bệnh tim mạch, thận và gan [38]. Trong quá trình thiếu máu
não, berberin chống apoptosis, bảo vệ chống lại tổn thương tế bào thần kinh, cải thiện
tuần hoàn máu não [47]. Berberin có thể ức chế và phịng ngừa bệnh Alzheimer chủ
yếu thông qua cả hai con đường ức chế acetylcholine sterat và beta amyloid, giúp cải
thiện được tình trạng suy giảm trí nhớ [47]. Hoạt tính chống trầm cảm của berberin
thơng qua điều khiển các amin sinh học của não như: norepinephrin, serotonin, và
dopamin, các thụ thể oxyd, và/hoặc thụ thể sigma [6].

3


BBR cịn có tác dụng chống ung thư bằng cách chống lại sự tăng sinh, phát
triển, hình thành mạch và di căn của nhiều loại khối u, bao gồm ung thư miệng, ung
thư thực quản, ung thư tuyến tụy, ung thư biểu mô dạ dày, ung thư trực tràng, ung thư
ruột kết, ung thư gan, ung thư phổi, ung thư biểu mơ vịm họng, ung thư vú, ung thư cổ
tử cung, ung thư buồng trứng, ung thư bàng quang, ung thư tuyến tiền liệt và u ác tính

[19]. Berberin chống lại u nguyên bào thần kinh thông qua việc ức chế hình thành tế
bào ung thư, gây độc tính khối u [33].
Với hoạt tính chống ung thư tiềm năng và độ an toàn cao trong sử dụng,
Berberin đang là tác nhân chống ung thư khá triển vọng và tiềm năng [42].
1.1.3. Dƣợc động học
Berberin thường được sử dụng qua đường uống đặc biệt là điều trị các bệnh mãn
tính. Sinh khả dụng đường uống của thuốc phụ thuộc vào tỷ lệ và mức độ hòa tan của
thuốc trong dịch tiêu hóa, tính thấm qua màng sinh học của nó. Q trình hấp thu thuốc
xảy ra chủ yếu ở ruột non [9]. Một số nghiên cứu cho thấy sinh khả dụng của berberin
rất thấp (<5%) do hoạt động sinh học của Pglycoprotein ở ruột [34].
Sự chuyển hóa của berberin trong cơ thể có liên quan đến cấu tạo hóa học của
nó. Berberin liên kết dễ dàng với protein huyết tương, nên ảnh hưởng đến phân bố và
mức độ hoạt động của thuốc [47].
Các nghiên cứu trên động vật chỉ ra rằng berberin được chuyển hóa qua gan và
thải trừ qua mật, nước tiểu và phân [31,41]. Đồng thời, một số nghiên cứu khác lại cho
thấy thuốc có thể bị bài tiết ở thận [9].
1.1.4. Một số chế phẩm trên thị trƣờng
Các chế phẩm chứa berberin trên thị trường đều sử dụng dạng muối berberin
clorid và phần lớn trong số đó được bào chế dạng viên dùng đường uống: viên nén,
viên nang, viên nén bao phim, viên nén bao đường với hàm lượng 10mg, 25mg, 50mg,
100mg/viên. Berberin thường dùng đơn độc hoặc có thể thêm một số thành phần khác
như mộc hương, ba chẽ,...[2]

4


Bảng 1.1. Một số chế phẩm chứa berberin clorid trên thị trường
Tên biệt dƣợc

Hàm

lƣợng

Dạng bào chế

Berberin 50mg

50 mg

Viên nén

Antesik

50 mg

Viên nang

Berzecin

100 mg

Viên nang cứng

Berberal

10mg

Viên bao đường

Berberin

25 mg

Viên nén bao phim

1.2.

Nhà sản xuất
Công ty cổ phần Dược trung
ương 3
Công ty cổ phần Dược TW
MEDIPLANTEX
Công ty cổ phần Dược phẩm
Hà Tây
Công ty cổ phần Dược phẩm
2/9 Nadyphar
Công ty TNHH sản xuất
thương mại dược phẩm NIC

Hệ phân tán rắn

1.2.1. Khái niệm hệ phân tán rắn
Hệ phân tán rắn được nghiên cứu đầu tiên bởi Sekiguchi và Obi vào năm 1961,
đến năm 1971 Chiou và Riegelman định nghĩa: “Hệ phân tán rắn là hệ phân tán một
hay nhiều dược chất trong chất mang rắn được chế tạo bằng phương pháp đun chảy,
dung môi hay đun chảy - dung mơi” [14]. Trong đó, dược chất ít tan được hòa tan hay
phân tán trong một hỗn hợp chất mang trơ thân nước. Cốt thân nước và dược chất có
thể ở dạng kết tinh hay vơ định hình.
HPTR được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu và chế phẩm trên thị trường
hiện nay với mục đích làm tăng độ tan, độ ổn định, che dấu mùi vị hay kiểm sốt giải
phóng dược chất nhằm làm tăng sinh khả dụng của thuốc [12,32].

1.2.2. Phân loại hệ phân tán rắn
Căn cứ vào cấu trúc lý hóa, HPTR được phân thành:
-

Hỗn hợp eutecti đơn giản.
Dung dịch rắn có dược chất được phân tán ở mức độ phân tử trong chất mang.
Dược chất tồn tại kết tủa vơ định hình trong chất mang kết tinh.

-

Cấu trúc kép của cả dung dịch lẫn hỗn dịch rắn.
Phức hợp giữa dược chất và chất mang.
Sự kết hợp của các loại trên [16].
5


1.2.3. Cơ chế làm tăng độ hòa tan của hệ phân tán rắn
HPTR làm tăng sinh khả dụng cho dược chất ít tan bằng cách làm tăng tốc độ,
mức độ hịa tan theo cơ chế:
Giảm kích thước hạt: HPTR hịa tan và giải phóng dược chất ở dạng các hạt keo
mịn làm tăng diện tích bề mặt dẫn đến tăng tốc độ hòa tan dược chất.
Dược chất ở trạng thái vơ định hình: Dược chất ở dạng vơ định hình có độ tan
cao hơn. Năng lượng cần thiết để phá vỡ mạng tinh thể ở dạng vơ định hình trong q
trình hịa tan là khơng đáng kể.
Các hạt có độ xốp cao: Sự gia tăng độ xốp của các hạt làm tăng tốc độ giải
phóng dược chất.
Làm tăng mức độ thấm mơi trường hịa tan nhờ sự có mặt của chất mang thân
nước đặc biệt khi trong HPTR có sử dụng chất diện hoạt [16].
1.2.4. Ƣu nhƣợc điểm của HPTR
Ưu điểm

HPTR cải thiện độ tan của dược chất ít tan, làm tăng độ tan của dược chất qua
cơ chế giảm kích thước tiểu phân, tăng tính thấm, tồn tại ở dạng vơ định hình,... từ đó
tăng tính thấm qua màng sinh học và tăng sinh khả dụng [45].
Nhược điểm
HPTR có bề mặt xốp, không ổn định làm cho dược chất dễ chuyển từ trạng thái
vơ định hình về kết tinh làm giảm độ tan [45].
1.2.4. Chất mang trong hệ phân tán rắn
1.2.4.1.

Yêu cầu của chất mang

Yêu cầu của chất mang phụ thuộc vào mục đích sử dụng của HPTR:
Dễ tan trong nước và dịch tiêu hóa.
Khơng độc, trơ về mặt dược lý.
Có khả năng làm tăng độ tan và tốc độ tan của dược chất ít tan.

6


Tạo được HPTR có độ ổn định cao trong quá trình bảo quản, phù hợp với dạng
thuốc dự kiến.
Thích hợp với phương pháp bào chế và dạng bào chế: chất mang sử dụng trong
phương pháp đun chảy phải có nhiệt độ nóng chảy thấp và bền vững về mặt nhiệt động
học, còn chất mang sử dụng trong phương pháp dung mơi phải dễ tan trong dung mơi
hịa tan và dễ loại dung mơi ngay cả khi dung dịch có độ nhớt cao [20].
1.2.4.2.

Một số chất mang sử dụng trong HPTR

Polyethylen glycol (PEG)

Các PEG với khối lượng phân tử khác nhau như PEG 3000, PEG 4000, PEG
6000,… được dùng rất phổ biến làm chất mang trong HPTR của nhiều dược chất ít tan.
PEG bền về mặt lý hóa, ít bị ảnh hưởng bởi vi khuẩn nấm mốc, khơng độc, có khả
năng cải thiện tính thấm ướt cho dược chất [37].
Các loại PEG đều có nhiệt độ nóng chảy dưới 65oC và ổn định về mặt nhiệt
động học nên thích hợp để điều chế HPTR bằng phương pháp đun chảy [46].
Polyvinyl pyrolidon (PVP)
PVP được dùng thông dụng trong sản xuất dược phẩm như PVP K15, PVP K30,
PVP K60, PVP K90 với chỉ số K biểu thị khối lượng phân tử trung bình của PVP. Các
PVP có điểm chảy cao (275oC) và bị phân hủy ở nhiệt độ này, nhưng PVP lại hòa tan
tốt trong nước và nhiều dung môi hữu cơ nên thích hợp dùng làm chất mang trong
HPTR bào chế bằng phương pháp dung mơi. Tương tự PEG, PVP có thể cải thiện khả
năng thấm ướt của dược chất ít tan nhưng có nhược điểm là hút ẩm mạnh [37].
Các loại đƣờng
Dễ tan trong nước và ít/khơng độc với cơ thể người. Đa số đường có nhiệt độ
nóng chảy cao và tan kém trong hầu hết các dung môi hữu cơ nên khó sử dụng phương
pháp đun chảy và dung mơi [32]. Các đường hay dùng như manitol, fructose, lactose
và đặc biệt là β-cyclodextrin. β-cyclodextrin có khả năng tạo thành phức chất lồng làm
tăng độ tan cho dược chất ít tan. Hiện nay β-cyclodextrin và dẫn chất hydroxyl propyl
β-cyclodextrin được nghiên cứu ứng dụng nhiều [26].

7


Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC)
HPMC là hỗn hợp của methyl và hydroxypropyl cellulose, trong đó 16,5-30%
các nhóm hydroxyl được methyl hóa và 4-32% là dẫn xuất với các nhóm
hydroxypropyl. Các HPMC hầu hết đều hòa tan được trong nước, hỗn hợp ethanol với
diclometan và methanol với diclometan [26]. Các chất này có khả năng cải thiện độ
hịa tan của các dược chất ít tan ngay cả với tỷ lệ chất mang thấp [6].

1.2.5. Các phƣơng pháp bào chế hệ phân tán rắn
Dựa vào tính chất hóa lý của dược chất và chất mang mà chọn phương pháp bào
chế phù hợp. Một số phương pháp phổ biến thường được sử dụng:
1.2.5.1.

Phương pháp nghiền

Đối tượng áp dụng
Dược chất không tan trong dung môi và chất mang, khơng bền ở nhiệt độ cao,
chất mang có thể tan trong dung môi.
Cách tiến hành
Trộn dược chất và chất mang với một lượng tối thiểu chất lỏng thích hợp (có thể
là nước), nghiền trộn trong một thời gian dài bằng chày cối hoặc máy nghiền, thu được
khối bột nhão. Khối bột nhão sẽ được làm khơ, sau đó đem nghiền hoặc rây thu được
hạt có kích thước thích hợp [7].
Ưu điểm chính: Phương pháp đơn giản, dễ thực hiện, tiết kiệm chi phí vì khơng
phụ thuộc nhiều vào thiết bị.
1.2.5.2.

Phương pháp đun chảy

Đối tượng áp dụng
Chỉ áp dụng cho dược chất bền với nhiệt và chất mang có nhiệt độ nóng chảy
tương đối thấp (PEG 4000, PEG 6000, urê...). Dược chất và chất mang ở nhiệt độ nóng
chảy cao cũng có thể áp dụng khi sử dụng đồng chất mang.
Cách tiến hành
Phối hợp dược chất vào chất mang đã đun chảy ở nhiệt độ thích hợp (thường ở
nhiệt độ cao hơn điểm chảy hỗn hợp eutectic của chúng), khuấy trộn đến khi dược chất

8

và chất mang trộn lẫn với nhau ở trạng thái chảy lỏng tạo thành dung dịch trong suốt.
Làm nguội nhanh trong nước đá, đồng thời khuấy trộn liên tục cho đến khi hệ đông rắn
lại tạo thành HPTR. Khối rắn được để ổn định một thời gian, sau đó được phân chia tới
kích thước xác định [4, 26].
Ưu điểm chính: đơn giản và kinh tế.
1.2.5.3.

Phương pháp dung môi

Đối tượng áp dụng
Dược chất kém bền với nhiệt, đồng tan hoặc không đồng tan với chất mang;
Chất mang có điểm nóng chảy cao như PVP, polysaccharid,...
Dung mơi: có khả năng hịa tan cao, ít độc, khơng dễ cháy.
Cách tiến hành
Dược chất và chất mang được hịa tan trong một lượng dung mơi trơ hoặc hỗn
hợp dung môi trơ tối thiểu. Dung môi sau khi hòa tan dược chất và chất mang sẽ được
loại bỏ bằng một số cách: bốc hơi dung môi dưới áp suất giảm bằng máy cô quay hoặc
tủ sấy chân không ở nhiệt độ thấp; phun sấy ở nhiệt độ thích hợp hay loại dung mơi
bằng phương pháp đơng khơ. Cuối cùng phân chia hạt tới kích thước xác định bằng
rây, nghiền.
Ưu điểm chính: có thể tránh được sự phân hủy do nhiệt của dược chất và chất
mang do đó có thể chọn một dung mơi chung có nhiệt độ sôi thấp hơn nhiều so với
nhiệt độ chảy của chất mang [7].
1.2.6. Phƣơng pháp đánh giá
1.2.6.1. Phân tích nhiệt vi sai (DSC)
Phương pháp phân tích nhiệt vi sai được dùng phổ biến trong nghiên cứu vật lý
chất rắn, khoa học vật liệu và hóa học. Đối với hệ phân tán rắn, phương pháp này giúp
xác định dược chất ở trạng thái tinh thể hay vơ định hình và xác định cấu trúc HPTR là

dung dịch rắn hay hệ phân tán thơng qua việc đo dịng nhiệt là tỏa ra (hoặc thu vào) khi
so mẫu với một mẫu chuẩn. Tuy nhiên nếu tỷ lệ kết tinh dưới 2% thì thường khơng
phát hiện được bằng phân tích nhiệt vi sai [14].

9


1.2.6.2.

Quang phổ hồng ngoại (IR)

Quang phổ hồng ngoại cung cấp thông tin về cấu trúc và cấu tạo phân tử ở trạng
thái rắn bằng cách nghiên cứu sự chuyển động của các nguyên tử trong phân tử. Dược
chất trong HPTR khi so sánh phổ hồng ngoại với dược chất tinh khiết thì có thể chỉ ra
được sự tương tác giữa dược chất và tá dược trong HPTR [40].
1.2.6.3.

Nhiễu xạ tia X

Mạng tinh thể của một chất được cấu tạo từ nguyên tử hay ion phân bố đều đặn
trong không gian theo một quy luật xác định. Chiếu một chùm tia X vào mặt tinh thể
thì khi đó mặt tinh thể sẽ đóng vai trị như một cách tử nhiễu xạ. Mức độ kết tinh của
mẫu được thể hiện qua các pic được ghi trên phổ nhiễu xạ. Do tính đặc hiệu của các
pic, có thể phân biệt được tinh thể trong mẫu là của hoạt chất hay chất mang. Như vậy,
cho dù chất mang ở dạng vơ định hình hay kết tinh thì vẫn có thể xác định được trạng
thái kết tinh của hoạt chất. Tuy nhiên, tỷ lệ kết tinh dưới 5-10% thường không phát
hiện được bằng phổ nhiễu xạ tia X [40].
1.2.6.4.

Thử độ hòa tan

Độ hòa tan là tiêu chí quan trọng để đánh giá phương pháp bào chế HPTR. Dữ
liệu độ hịa tan tuy khơng chứng minh được sự hình thành nên HPTR, nhưng nó chỉ ra
mối quan hệ về trạng thái vật lý, sự phân bố dược chất trong chất mang ở mức độ phân
tử, tương tác giữa dược chất và tá dược cũng như đặc tính của chất mang. Khi mục
đích của việc chế tạo HPTR để cải thiện độ hòa tan của dược chất, kết quả về độ hịa
tan hiển nhiên là tiêu chí quan trọng hàng đầu khi đánh giá sự thành công của phương
pháp áp dụng. So sánh khả năng hòa tan của dược chất từ HPTR và nguyên liệu tinh
khiết chứng minh HPTR có làm tăng độ tan và tốc độ hịa tan của dược chất hay khơng
[2].
Ngồi những phương pháp kể trên cịn có một số phương pháp đánh giá HPTR
như: đo nhiệt hịa tan và nhiệt độ nóng chảy để tính sự thay đổi entropy hay soi kính
hiển vi phân cực, kính hiển vi điện tử quét,... [14].

10


1.3.

Một số nghiên cứu về HPTR berberin

Để cải thiện nhược điểm độ tan kém, hấp thu kém của berberin, rất nhiều nghiên
cứu đã được tiến hành nhằm tạo ra HPTR berberin. Khóa luận này chỉ giới thiệu tóm
tắt một số nghiên cứu.
Năm 2014, Zhenhai Zhang, Yan Chen và các cộng sự đã tiến hành bào chế hệ
phân tán rắn của phức hợp berberinphospholipid (BPC) / Dαtocopheryl polyethylene
glycol 1000 succinate (TPGS 1000) / SiO₂. HPTR được điều chế bằng kỹ thuật bay hơi
dung môi đơn giản. BPC được sử dụng để cải thiện khả năng hòa tan của berberin và
SiO2 được sử dụng để cải thiện khả năng phân tán của HPTR, TPGS 1000 là chất mang
cải thiện độ hòa tan của BPC và là chất ức chế Pglycoprotein (Pgp) để tăng cường sự

hấp thụ đường ruột của berberin. Kết quả: Nghiên cứu in vitro cho thấy tỷ lệ hòa tan
của HPTR berberinphospholipid / TPGS 1000 / SiO2 là gấp 2,674 lần BPC. Các nghiên
cứu tưới máu đường ruột cho thấy sự hấp thụ berberin trong BPC đã tăng gần 1,42 lần
so với Berberin. Nghiên cứu dược động học cho thấy cải tiến đáng kể trong Cmax và
AUC₀→t của berberinphospholipid, HPTR berberinphospholipid / TPGS 1000 / SiO₂.
Tất cả những kết quả này chỉ ra rằng HPTR berberinphospholipid / TPGS 1000 / SiO₂
có thể là một dạng bào chế thuốc đầy triển vọng để cải thiện sinh khả dụng đường uống
của các chất tương tự Berberin. Đặc biệt, hệ phân tán rắn này có thể được thực hiện
bằng một phương pháp đơn giản và có tính khả thi mạnh mẽ trong cơng nghiệp hóa
[27].
Năm 2017, Shuang Guo, Guanhua Wang và các cộng sự đã nghiên cứu bào chế
hệ phân tán rắn berberin hydrochlorid và Eudragit S100. HPTR được điều chế bằng
phương pháp bay hơi dung môi sử dụng Eudragit S100 làm chất mang. Kết quả: Tỷ lệ
thuốc và polymer được tối ưu hóa thành 1:4. Hydrochlorid berberin và Eudragit S100
tạo thành một phức hợp mới ở dạng vơ định hình, các nghiên cứu cho thấy HPTR ít
độc với tế bào. Các tác giả kết luận rằng HPTR cải thiện sinh khả dụng của
hydrochlorid berberin, cung cấp cơ sở để berberin hydrochlorid trở thành một loại
thuốc tiềm năng trong phòng ngừa ung thư ruột kết [18].

11


CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nguyên vật liệu, thiết bị, đối tƣợng nghiên cứu

2.1.

2.1.1. Nguyên vật liệu
Bảng 2.1. Nguyên liệu, hóa chất nghiên cứu
STT

Tên nguyên liệu, hóa chất

Nguồn gốc

Tiêu chuẩn

Việt Nam

DĐVN V

1

Berberin clorid

2

PVP K30

Trung Quốc

NSX

3

PEG 3000

Trung Quốc

NSX

4

PEG 4000

Trung Quốc

NSX

5

HPMC

Trung Quốc

NSX

6

HPMC E6

Trung Quốc

NSX

7

HPMC E15

Trung Quốc

NSX

8

HPMC K4M

Trung Quốc

NSX

9

Lactose

Trung Quốc

NSX

10

β-cyclodextrin

Trung Quốc

NSX

11

Tween 80

Mỹ

NSX

12

Ethanol

Trung Quốc

NSX

13

Nước cất

Việt Nam

DĐVN V

14

Kali dihydrophotphat (KH2PO4)

Trung Quốc

NSX

15

Natri hydroxid (NaOH)

Trung Quốc

NSX

2.1.2. Thiết bị và dụng cụ

12


Bảng 2.2. Các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu
STT

Tên thiết bị

Xuất xứ

1

Cân kỹ thuật Ohaus

Mỹ

2

Cân phân tích Quintix Sartorius

Đức

3

Máy phun sấy YC-015 Shanghai Pilotech

4

Tủ sấy Memmert

Đức

5

Máy siêu âm S60H Elma

Đức

6

Trung Quốc

Máy thử độ hòa tan 708-DS Dissolution

Mỹ

Apparatus Agilent Technologies

7

Máy đo pH Hach sensION+ PH3

8

Máy đo quang UV-2600 Shimadzu

9

Máy đo hàm ẩm MB45

10

Máy đo phổ hồng ngoại IR Cary 630 FTIR
Agilent Technologies

Mỹ

11

Máy phân tích nhiệt quét vi sai DSC LINSEIS

Đức

12

Máy đo phổ nhiễu xạ tia X D8 Advance, Brucker

Đức

Trung Quốc
Nhật Bản

Switzerland

Bảng 2.3. Các dụng cụ sử dụng trong thí nghiệm
STT

Tên dụng cụ

STT

Tên dụng cụ

1

Cốc thủy tinh

7

Pipet

2

Đũa thủy tinh

8

Phễu

3

Ống nghiệm

9

Rây các cỡ

4

Bình định mức

10

Màng lọc cellulose acetat 0,45 µm

5

Bình hút ẩm silicagel

11

Ống đong

6

Chày cối

13


2.2.

Phƣơng pháp nghiên cứu

2.2.1. Phƣơng pháp bào chế hệ phân tán rắn
Có rất nhiều phương pháp để bào chế HPTR chứa berberin. Mỗi phương pháp
lại áp dụng với các chất mang và kỹ thuật khác nhau. Trong nghiên cứu này, HPTR sử
dụng các chất mang là HPMC E6, HPMC, HPMC K4M, lactose, PEG 4000, PEG
3000, β-CD, PVP K30 và được bào chế theo các phương pháp thích hợp như sau:
2.2.1.1.

Phương pháp nghiền

Tiến hành bào chế HPTR berberin bằng phương pháp nghiền. Khảo sát bào chế
HPTR với chất mang là HPMC E6, HPMC, HPMC K4M, Lactose, PEG 3000, PEG
4000, β-cyclodextrin.
Tiến hành: Cân berberin và chất mang theo tỷ lệ đã chọn. Trộn đều berberin và
chất mang theo nguyên tắc đồng lượng, thêm 1 lượng Ethanol 96% đủ làm ẩm hỗn hợp
bột rồi nghiền kỹ bằng chày cối để thu được khối bột nhão. Sấy khô trong tủ sấy ở
nhiệt độ 40 – 50 C. Để ổn định và làm khô sản phẩm trong bình hút ẩm 24 giờ. Nghiền
nhỏ hệ phân tán rắn thu được, rây qua rây 355, bảo quản trong bình hút ẩm.
2.2.1.2.

Phương pháp đun chảy

Tiến hành bào chế HPTR berberin bằng phương pháp đun chảy. Khảo sát bào
chế HPTR với chất mang là PEG 4000, PEG 3000.
Tiến hành: Cân berberin và chất mang theo tỷ lệ thích hợp. Đun chất mang trên
nồi cách thủy cho nóng chảy hồn toàn, thêm berberin vào, khuấy liên tục cho đến khi
tạo thành dung dịch trong suốt. Làm lạnh ngay bằng nước đá, khuấy trộn liên tục cho
đến khi dung dịch đông rắn lại. Để ổn định và làm khô sản phẩm trong bình hút ẩm 24
giờ. Nghiền nhỏ hệ phân tán rắn thu được, rây qua rây 355. Bảo quản HPTR trong bình

hút ẩm.
2.2.1.3.

Phương pháp dung mơi

Tiến hành bào chế HPTR berberin bằng phương pháp dung môi. Khảo sát bào
chế HPTR với chất mang là PVP K30, HPMC E6, HPMC E15, β-cyclodextrin. Ethanol
50% được lựa chọn làm dung môi. Dung môi được làm bay hơi bằng thiết bị phun sấy
và HPTR thu được dưới dạng bột.

14


Tiến hành: Cân berberin và chất mang theo tỷ lệ thích hợp, sau đó hịa tan hỗn
hợp berberin và chất mang vào một lượng ethanol 50% theo tỷ lệ 1/25 (g/ml), siêu âm
ở 60ºC cho tới khi tan hết. Làm khô: Loại dung môi bằng thiết bị phun sấy với các
thơng số máy: Nhiệt độ khí đầu vào 140oC, nhiệt độ khí đầu ra 80oC, áp lực súng phun
3.5 atm, tốc độ phun dịch 1200 ml/giờ, tốc độ thổi khí 800 lít/giờ. Thu sản phẩm, để ổn
định trong bình hút ẩm 24 giờ. Bảo quản sản phẩm trong lọ thủy tinh được đậy kín ở
nhiệt độ thường và đặt trong bình hút ẩm.
Phương pháp xác định hiệu suất phun sấy
Hiệu suất quá trình phun sấy (H) được đánh giá dựa trên phần trăm khối lượng
sản phẩm thu được so với tổng lượng chất rắn trong công thức hỗn dịch đem đi phun
sấy ban đầu.
Hiệu suất phun sấy được tính theo cơng thức:
H (%) =

x 100

Trong đó:

H: hiệu suất q trình phun sấy (%).
m: khối lượng sản phẩm thu được (g).
m1: khối lượng berberin trong công thức hỗn dịch phun sấy (g).
m2: khối lượng chất mang trong công thức hỗn dịch phun sấy (g).
2.2.2. Phƣơng pháp bào chế hỗn hợp vật lý
Bào chế hỗn hợp bột gồm berberin và các chất mang với các tỷ lệ: berberin/chất
mang là 1:5, được thực hiện theo các bước như sau:
Tiến hành: Nghiền nhỏ chất mang thành bột mịn, sau đó rây qua rây 355. Cân
dược chất và chất mang, nghiền trộn dược chất và chất mang trong chày cối sạch thành
hỗn hợp bột kép theo nguyên tắc trộn đồng lượng. Để ổn định trong bình hút ẩm 24 giờ
và bảo quản trong lọ thủy tinh kín, đặt trong bình hút ẩm.
Hỗn hợp vật lý được dùng để so sánh khả năng giải phóng berberin trong các
mẫu HPTR.

15