Khóa luận tốt nghiệp ngành Dược học: Nghiên cứu bào chế nano berberin

Chia sẻ: Chuheo Dethuong25 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:51

Thêm vào BST

Báo xấu

47
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khóa luận tốt nghiệp ngành Dược học: Nghiên cứu bào chế nano berberin với mục tiêu nghiên cứu nhằm bào chế được nano berberin bằng phương pháp nghiền bi; Đánh giá được một số đặc tính của bột nano berberin.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp ngành Dược học: Nghiên cứu bào chế nano berberin

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA Y-DƯỢC TRỊNH THỊ DUYÊN NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ NANO BERBERIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC Hà Nội - 2019
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI U KHOA Y-DƯỢC VN y, ac TRỊNH THỊ DUYÊN arm Ph nd NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ NANO BERBERINn ea ici ed M KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC of ol ho Khóa: QH.2014 Y Sc Người hướng dẫn: PGS.TS. NGUYỄN THANH HẢI ThS. NGUYỄN VĂN KHANH ht@ rig py Co Hà Nội - 2019 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
LỜI CẢM ƠN U Đầu tiên, tôi xin bày tỏ sự kính trọng và biết ơn tới thầy giáo PGS.TS. Nguyễn VN Thanh Hải (giảng viên bộ môn Bào chế và Công nghiệp Dược, Khoa Y - Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội), người thầy đã tận tình dạy bảo, hướng dẫn và khơi gợi niềm đam mê nghiên cứu khoa học trong tôi. y, ac Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới ThS. Nguyễn Văn Khanh (cán bộ bộ arm môn Bào chế và Công nghiệp Dược, Khoa Y - Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội), người thầy nhiệt tình và tận tâm, đã giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận này. Ph Tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy giáo, cô giáo, các anh, chị làm việc và công tác tại Khoa Y - Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội đã chỉ bảo, giúp đỡ, tạo điều nd kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại khoa. ea Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và người thân – những người đã luôn đồng hành cùng tôi. n ici ed Hà Nội, ngày 10 tháng 05 năm 2019 M Sinh viên of ol ho Trịnh Thị Duyên Sc h t@ rig py Co PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT U BBR Berberin VN DĐVN Dược điển Việt Nam y, DSC Phân tích nhiệt vi sai ac HPMC Hydroxypropyl methylcellulose arm KTTP Kích thước tiểu phân Ph NaLS Natri lauryl sulfat nd NSX Nhà sản xuất ea PVP Polyvinyl pyrrolidon PDI n Chỉ số phân bố kích thước tiểu phân ici TKHH Tinh khiết hóa học ed TT Thuốc thử M w/v Khối lượng / thể tích of ol ho Sc ht@ rig py Co PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ U VN Tên Nội dung Trang Hình 1.1 Công thức hóa học của berberin clorid 2 y, ac Hình 1.2 Thiết bị nghiền bi 10 arm Điều kiện và quy trình bào chế nano berberin bằng phương Hình 2.1 17 pháp nghiền bi Ph Đồ thị biểu diễn độ hấp thụ quang của berberin theo nồng độ Hình 3.1 20 tại bước sóng 348 nm nd Hình 3.2 KTTP, PDI của hỗn dịch berberin theo loại polyme 21 Hình 3.3 n ea KTTP, PDI của hỗn dịch berberin theo nồng độ polyme 23 ici Hình 3.4 KTTP, PDI của hỗn dịch berberin theo loại chất diện hoạt 24 ed Hình 3.5 KTTP, PDI của hỗn dịch berberin theo nồng độ chất diện hoạt 26 M of Hình 3.6 KTTP, PDI của hỗn dịch berberin theo kích cỡ bi 27 ol Hình 3.7 KTTP, PDI của hỗn dịch berberin theo tốc độ nghiền 28 ho Hình 3.8 KTTP, PDI của hỗn dịch berberin theo thời gian nghiền 30 Sc Hình 3.9 Sơ đồ bào chế nano berberin bằng phương pháp nghiền bi. 31 t@ Hình 3.10 Berberin nguyên liệu (bên trái) và bột nano berberin (bên phải) 32 h rig Hình 3.11 KTTP, PDI của hỗn dịch nano berberin và bột nano berberin 33 py Hình 3.12 Độ hòa tan của berberin nguyên liệu và bột nano berberin 34 Co PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU U VN Tên Nội dung Trang Bảng 1.1 Một số chế phẩm chứa berberin trên thị trường 5 y, ac Bảng 2.1 Nguyên liệu hóa chất 15 arm Độ hấp thụ quang theo nồng độ của berberin tại bước sóng Bảng 3.1 20 348 nm Ph Bảng 3.2 KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch berberin theo loại polyme 21 KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch berberin theo nồng độ nd Bảng 3.3 22 polyme ea KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch berberin theo loại chất diện Bảng 3.4 24 hoạt n KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch berberin theo nồng độ chất ici Bảng 3.5 25 diện hoạt ed Bảng 3.6 KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch berberin theo kích cỡ bi 27 M KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano berberin theo tốc độ Bảng 3.7 28 of nghiền KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch berberin theo thời gian ol Bảng 3.8 29 nghiền ho KTTP, PDI, thế zeta của hỗn dịch nano berberin và bột nano Bảng 3.9 32 berberin Sc Bảng 3.10 Độ hòa tan của berberin nguyên liệu và bột nano berberin 33 ht@ rig py Co PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
MỤC LỤC U LỜI CẢM ƠN VN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ y, DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ac ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................. 1 arm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ...................................................................................... 2 Ph 1.1 Vài nét về berberin ............................................................................................. 2 1.1.1 Công thức hóa học và tên gọi ....................................................................... 2 nd 1.1.2 Tính chất lý, hóa .......................................................................................... 2 ea 1.1.3 Định tính ...................................................................................................... 3 1.1.4 Định lượng ................................................................................................... 3 n ici 1.1.5 Tác dụng dược lý ......................................................................................... 3 ed 1.1.6 Dược động học ............................................................................................. 4 M 1.1.7 Một số chế phẩm chứa berberin trên thị trường ............................................ 5 1.2 Tổng quan về hạt nano thuốc .............................................................................. 5 of 1.2.1 Vài nét về công nghệ nano ........................................................................... 5 ol 1.2.2 Ảnh hưởng của kích thước nano đến sinh khả dụng của một thuốc ............... 6 ho 1.2.3 Các phương pháp bào chế hạt nano thuốc ..................................................... 8 Sc 1.2.4 Kỹ thuật nghiền bi ....................................................................................... 8 1.2.5 Đông khô .................................................................................................. 11 t@ 1.3 Một số nghiên cứu về nano berberin ................................................................. 12 h CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 15 rig 2.1 Nguyên liệu, thiết bị và đối tượng nghiên cứu .................................................. 15 py 2.1.1 Nguyên liệu, hóa chất ................................................................................. 15 Co 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu ...................................................................... 15 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
2.1.3 Đối tượng nghiên cứu ................................................................................. 16 U 2.2 Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 16 VN 2.3 Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 16 2.3.1 Xây dựng đường chuẩn bằng phương pháp đo quang phổ hấp thụ UV-VIS 16 y, 2.3.2 Bào chế nano berberin bằng phương pháp nghiền bi .................................. 16 ac 2.3.3 Phương pháp đánh giá một số đặc tính của nano berberin .......................... 18 arm 2.4 Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................ 19 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................................................... 20 Ph 3.1 Định lượng berberin bằng phương pháp đo quang phổ hấp thụ UV-VIS ........... 20 nd 3.2 Bào chế nano berberin bằng phương pháp nghiền bi ......................................... 21 3.2.1 Ảnh hưởng của loại polyme tới kích thước tiểu phân.................................. 21 ea 3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ polyme tới kích thước tiểu phân ............................ 22 n ici 3.2.3 Ảnh hưởng của loại chất diện hoạt tới kích thước tiểu phân ....................... 24 3.2.4 Ảnh hưởng của nồng độ chất diện hoạt tới kích thước tiểu phân................. 25 ed 3.2.5 Ảnh hưởng của kích cỡ bi tới kích thước tiểu phân ..................................... 26 M 3.2.6 Ảnh hưởng của tốc độ nghiền tới kích thước tiểu phân ............................... 28 of 3.2.7 Ảnh hưởng của thời gian nghiền tới kích thước tiểu phân............................ 29 ol 3.3 Đánh giá một số đặc tính của bột nano berberin ............................................... 32 ho 3.3.1 Hình thức ................................................................................................... 32 Sc 3.3.2 Kích thước tiểu phân và phân bố kích thước tiểu phân, thế zeta ................. 32 3.3.3 Độ hòa tan của berberin nguyên liệu và bột nano berberin ......................... 33 t@ 3.3.4 Kết quả phân tích nhiệt vi sai ..................................................................... 34 h 3.4 Bàn luận ........................................................................................................... 34 rig 3.4.1 Về phương pháp bào chế nano bererin ........................................................ 34 py 3.4.2 Về xây dựng quy trình bào chế nano berberin ............................................. 35 3.4.3 Về các đặc tính của bột nano berberin thu được .......................................... 35 Co PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ............................................................... 37 U 4.1 Kết luận............................................................................................................ 37 VN 4.2 Đề xuất ............................................................................................................. 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO y, PHỤ LỤC ac arm Ph nd n ea ici ed M of ol ho Sc h t@ rig py Co PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
ĐẶT VẤN ĐỀ U Ngày nay, bên cạnh việc sử dụng các dược chất có nguồn gốc hóa tổng hợp thì VN việc sử dụng các hợp chất có nguồn gốc từ thiên nhiên ngày càng được các nhà khoa học quan tâm. Berberin là một alcaloid thuộc nhóm isoquinolin, có trong rễ, thân rễ, vỏ của những cây thuộc chi Berberis, Hydrastis candensis, Coptis [4]. Các nghiên cứu đã y, chứng tỏ berberin có nhiều tác dụng dược lý tốt như chống viêm [32], chống nhiễm ac khuẩn [10], chống tiêu chảy và có ảnh hưởng đáng kể đến bệnh đái tháo đường [16]. arm Nó cũng cho thấy các tác dụng khác trên hệ thần kinh, tim mạch và có thể được sử dụng như một phương pháp điều trị ung thư [12], [26], [28], [31]. Ph Mặc dù có nhiều ưu điểm, nhưng berberin lại bị những hạn chế trong sử dụng nd lâm sàng. Nguyên nhân chủ yếu do berberin ít tan trong nước, khó hấp thu qua ruột, sinh khả dụng rất thấp chỉ khoảng 5% [25], [27]. Bào chế berberin ở kích thước nano n ea có thể cải thiện độ tan và tốc độ hòa tan, từ đó giúp nâng cao sinh khả dụng. Có hai phương pháp chính để tạo ra hạt nano thuốc là: phương pháp từ dưới lên ici (bottom-up) và từ trên xuống (top-down). Trong đó, phương pháp bottom-up ít được sử ed dụng hơn vì thường phải hòa tan dược chất trong dung môi hữu cơ độc hại và khó có được phân bố kích thước hẹp [23]. Với phương pháp top-down có thể sử dụng một số M kỹ thuật như nghiền bi, đồng nhất hóa, đồng nhất hóa áp suất cao. Kỹ thuật nghiền bi of có nhiều ưu điểm như có thể nghiền được hạt có kích thước tiểu phân bé và duy trì trạng thái vô khuẩn của nguyên liệu. ol ho Chính vì vậy, chúng tôi tiến hành “Nghiên cứu bào chế nano berberin” với hai mục tiêu sau: Sc 1. Bào chế được nano berberin bằng phương pháp nghiền bi. t@ 2. Đánh giá được một số đặc tính của bột nano berberin. h rig py Co 1 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN U 1.1 Vài nét về berberin VN Berberin là một loại isoquinolin alcaloid, màu vàng [28]. Berberin có thể dễ dàng chiết xuất từ thực vật hoặc tổng hợp hóa học, thường có trong rễ, thân rễ, vỏ của y, những cây thuộc chi Berberis, Hydrastis candensis, Coptis với hàm lượng khoảng 1,5 – 3% và chiếm ít nhất 82% so với alcaloid toàn phần [4]. ac Berberin thường được sử dụng trong lâm sàng ở dạng berberin clorid, berberin arm sulfat [28]. 1.1.1 Công thức hóa học và tên gọi Ph Công thức hóa học: nd n ea ici ed M Hình 1.1. Công thức hóa học của berberin clorid of Công thức phân tử: C20H18NO4Cl.2H2O Tên khoa học: 5,6-dihydro-8,9-dimethoxy-1,3-dioxa-6a-azoniaindeno(5,6-a)anthracen ol clorid dihydrat [6]. ho 1.1.2 Tính chất lý, hóa Sc Lý tính: - Cảm quan: tinh thể hay bột kết tinh màu vàng, không mùi, có vị rất đắng. t@ - Độ chảy khi ở dạng base là 1450C (bị phân hủy) [6]. - Độ tan: Dạng base tan chậm trong nước, hơi tan trong ethanol, khó tan trong h ether. Dạng muối clorid tan ở tỉ lệ 1/400 trong nước, dễ tan trong nước sôi, tan rig trong ethanol, thực tế không tan trong chloroform và ether. Dạng muối sulfat dễ tan trong nước ở tỷ lệ 1/30, tan trong ethanol [6]. Độ tan trong nước của py berberin phụ thuộc vào pH, độ tan cao nhất khi pH xấp xỉ 7 [9]. Co - Berberin không có C bất đối nên không có đồng phân quang học [6]. 2 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
Hóa tính: - Hóa tính của N: berberin có tính chất như một base yếu, tạo muối bằng cách U thay thế nhóm OH, việc tạo muối berberin không giống như các alcaloid khác VN mà muối tạo thành giống muối của hydroxyd kim loại, nghĩa là có loại phân tử nước [6]. y, - Hóa tính của oxy: berberin kém ổn định trong môi trường kiềm mạnh, N không ac vững bền, trong môi trường kiềm mạnh dễ hỗ biễn mở vòng, cho chức aldehyd arm gọi là berberinal [6]. - Hóa tính mạch kép: berberin có thể mất mạch kép tại nhân giữa để cho các hydro alkaloid không màu [6]. Ph 1.1.3 Định tính nd Theo Dược điển Việt Nam V, các phương pháp định tính berberin clorid [3]: - Phương pháp A: so sánh phổ hấp thụ hồng ngoại của chế phẩm với phổ hấp thụ - hồng ngoại của berberin clorid chuẩn. n ea Phương pháp B: hòa tan 0,1 g chế phẩm trong 20 ml nước bằng cách đun nóng. ici Thêm 0,5 ml acid nitric đậm đặc (TT), làm lạnh, để yên 10 min, lọc. Lấy 3 ml dịch lọc và thêm 1 ml dung dịch bạc nitrat 2 % (TT), sẽ xuất hiện tủa trắng. Tủa ed này không tan trong acid nitric loãng (TT), nhưng tan được trong dung dịch M amoniac (TT) quá thừa. - Phương pháp C: hòa tan 5 mg chế phẩm trong 10 ml dung dịch acid hydrocloric of 10% (TT). Lắc đều, thêm một ít bột cloramin B (TT) sẽ có màu đỏ anh đào. ol 1.1.4 Định lượng ho Để định lượng berberin clorid dùng các phương pháp sau: Sc - Phương pháp sắc kí lỏng [3]. - Phương pháp đo quang phổ hấp thụ UV-VIS [2]. t@ - Phương pháp cân [1]. - Phương pháp thể tích [1]. h 1.1.5 Tác dụng dược lý rig Berberin có nhiều tác dụng dược lý như kháng khuẩn [10], kháng virut [14], hạ py sốt, chống tiêu chảy và chống viêm [32]. Tác dụng chống viêm của berberin thông qua sự ức chế protein hoạt hóa 1 (AP-1), một yếu tố phiên mã quan trọng trong quá trình Co 3 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
viêm [31]. Berberin có tác dụng điều trị các bệnh nhiễm trùng đường ruột bằng cách U ức chế sự tăng sinh của vi khuẩn Helicobacter pylori [18]. VN Gần đây, một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng berberin có tác dụng điều trị bệnh đái tháo đường type 2 thông qua kích thích hoạt hóa adenosine monophosphate - activated protein kinase [16]. Berberin cũng được báo cáo là một tác nhân giảm cholesterol mới, y, cơ chế hoạt động khác biệt so với nhóm statins [15]. ac Berberin đã được chứng minh là có tác dụng tốt trên nhiều bệnh tim mạch như arm huyết áp, chống loạn nhịp, tăng co bóp tim, giảm sức cản ngoại vi và huyết áp, phòng ngừa huyết khối tĩnh mạch [12]. Ph Ngoài ra, berberin cũng cho thấy tác dụng tốt trên hệ thần kinh. Trong quá trình thiếu máu não, berberin chống apoptosis, bảo vệ chống lại tổn thương tế bào thần kinh, nd cải thiện tuần hoàn máu não [28]. Berberin là một chất ức chế thuận nghịch ea acetylcholinesterase, giúp cải thiện việc học và trí nhớ đối với bệnh Alzheimer [28]. Hoạt tính chống trầm cảm của berberin thông qua điều khiển các amin sinh học của n ici não như: norepinephrin, serotonin, và dopamin, các thụ thể oxyd, và/hoặc thụ thể sigma [20]. ed Berberin còn có thể sử dụng để điều trị nhiều bệnh ung thư khác nhau như ung M thư biểu mô tế bào gan [25], ung thư ruột kết ở người [31]. of 1.1.6 Dược động học Berberin được đưa vào cơ thể qua đường uống là thích hợp nhất đặc biệt là điều ol trị các bệnh mãn tính. Sinh khả dụng đường uống của thuốc phụ thuộc vào tỷ lệ và mức ho độ hòa tan của thuốc trong dịch tiêu hóa, tính thẩm thấu của nó. Quá trình hấp thu Sc thuốc xảy ra chủ yếu ở ruột non [9]. Một số nghiên cứu cho thấy sinh khả dụng của berberin dùng đường uống ở người tình nguyện khỏe mạnh là tương đối thấp (
Một số nghiên cứu trên động vật chỉ ra rằng berberin được chuyển hóa qua gan và bài tiết qua mật. Đồng thời, một số nghiên cứu khác lại cho thấy thuốc có thể bị bài U tiết ở thận [9]. VN 1.1.7 Một số chế phẩm chứa berberin trên thị trường Berberin được dùng phổ biến dưới dạng viên nén, viên nang, viên nén bao phim, y, viên nén bao đường với hàm lượng là 10 mg, 25 mg, 50 mg/ viên. Berberin thường ac dùng đơn độc hoặc có thể thêm một số thành phần khác như mộc hương, ba chẽ,… arm Bảng 1.1. Một số chế phẩm chứa berberin trên thị trường Tên biệt Hàm Ph Dạng bào chế Nhà sản xuất dược lượng Berberin Công ty Cổ phần Hóa - Dược phẩm 100 mg Viên nang nd 100mg Mekophar Berberin 50 mg Viên nén Công ty cổ phần Dược trung ương 3 ea 50mg Viên nén bao Loberin 25 mg n Công ty cổ phần Dược phẩm Nam Hà phim ici Công ty Cổ phần Dược phẩm Cửu Berberin 10 10 mg Viên bao đường Long ed 1.2 Tổng quan về hạt nano thuốc M 1.2.1 Vài nét về công nghệ nano of Công nghệ nano có lịch sử phát triển lâu dài, được ứng dụng rộng rãi trong ol nhiều lĩnh vực hóa học, sinh học, vật lý, khoa học vật liệu, y học,…. Công nghệ nano được định nghĩa là các công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo ứng ho dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước ở Sc quy mô nanomet, nhỏ hơn 1µm [8], [23]. Hệ thống dựa trên công nghệ nano được phân chia thành vật liệu nano và thiết t@ bị nano. Trong đó, vật liệu nano lại được chia nhỏ thành tinh thể nano và vật liệu có cấu trúc nano (gồm vật liệu dựa vào polyme như dendrimer, hạt nano, micell và không h dựa vào polyme như ống nano cacbon, hạt nano kim loại, dấu chấm lượng tử) [21]. rig Trong y học, công nghệ nano dùng để chẩn đoán sớm và chính xác, điều trị hiệu py quả với ít tác dụng phụ, đánh giá hiệu quả điều trị không xâm lấn [11]. Co 5 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
1.2.2 Ảnh hưởng của kích thước nano đến sinh khả dụng của một thuốc U Một thuốc có sinh khả dụng kém là thuốc có độ tan trong nước kém và, hoặc tốc VN độ hòa tan chậm trong dịch sinh học, khả năng thấm kém qua màng sinh học, hoặc bị chuyển hóa mạnh [21]. Công nghệ nano tạo ra các hạt nano thuốc với kích thước nhỏ có thể tăng độ tan, tốc độ hòa tan, tăng khả năng bám dính lên bề mặt, màng tế bào từ y, đó tăng sinh khả dụng của thuốc, đem lại hiệu quả điều trị cao hơn. ac a) Kích thước nano làm tăng độ tan và tốc độ hòa tan: arm Tăng độ tan bão hòa Cs Với các dược chất có kích thước trong phạm vi micromet, độ tan là hằng số chỉ Ph phụ thuộc vào tính chất lý hóa, môi trường hòa tan, nhiệt độ. Nhưng khi tiểu phân có kích thước nanomet (< 1µm), độ tan bị ảnh hưởng nhiều bởi kích thước hạt. Điều này nd được giải thích thông qua phương trình Kelvin và phương trình Ostwalde – Freundlich. ea Phương trình Kelvin: 𝑃𝑟 2𝛾𝑀𝑟 n 𝑙𝑛 = ici 𝑃∞ 𝑟𝑅𝑇𝜌 ed Trong đó: P r là áp lực hòa tan một hạt có bán kính r, P ∞ là áp lực hòa tan một hạt vô cùng lớn, Ɣ là sức căng bề mặt, R là hằng số khí, T là nhiệt độ tuyệt đối, r là bán M kính của hạt, M r là khối lượng phân tử, ρ là mật độ hạt. of Phương trình Kelvin ban đầu được sử dụng để mô tả áp suất hơi trên bề mặt cong của một giọt chất lỏng trong khí, sau được mở rộng với các tiểu phân chất rắn. ol Theo đó, áp lực hòa tan tăng lên khi kích thước tiểu phân giảm. Ở trạng thái bão hòa, ho xảy ra cân bằng động giữa các phân tử hòa tan và các phân tử đang kết tinh. Khi áp lực Sc hòa tan tăng có thể làm chuyển dịch cân bằng và do đó làm tăng khả năng hòa tan của dược chất. t@ Phương trình Ostwalde – Freundlich: h Cs 2σV log = rig Cα 2.303𝑅𝑇ρr Trong đó: Cs là độ tan bão hòa, Cα là độ hòa tan chất rắn, σ là lực căng liên kết py của chất, V là thể tích của vật liệu hạt, R là hằng số khí, T là nhiệt độ tuyệt đối, ρ là Co mật độ của vật rắn, r là bán kính của hạt. 6 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
Từ phương trình Ostwalde - Freundlich, cho thấy độ hòa tan bão hòa (Cs) của thuốc tăng khi giảm kích thước hạt r. Mặc dù vậy, hiệu ứng này là không đáng kể cho U các hạt lớn hơn nhưng sẽ được áp dụng cho các vật liệu có kích thước hạt trung bình VN dưới 1 - 2 µm, đặc biệt là dưới 200nm [30]. b) Tăng tốc độ hòa tan y, Theo mô tả của Nernst–Brunner và Levich biến đổi từ mô hình của Noyes – ac Whitney, tốc độ hòa tan của dược chất được biểu diễn theo phương trình sau [5], [23], arm [30]: 𝑑𝑀 𝐷 = S. (𝐶𝑠 - C) Ph 𝑑𝑡 ℎ Trong đó: dM/dt là tốc độ hòa tan của dược chất, D là hệ số khuếch tán, S là nd diện tích bề mặt tiểu phân, Cs là độ tan bão hòa của dược chất, C là nồng độ dược chất tại thời điểm t, h là bề dày lớp khuếch tán. n ea Tốc độ hòa tan của các hạt nano tăng lên có thể do các nguyên nhân: tăng diện tích bề mặt, giảm bề dày lớp khuếch tán, tăng độ tan bão hòa. ici Diện tích bề mặt: ed Giảm kích thước tiểu phân đến nanomet sẽ làm tăng độ hòa tan do tăng đáng kể M diện tích bề mặt. Ví dụ, khi kích thước hạt của thuốc giảm từ 8 µm xuống 200nm, diện tích bề mặt tăng lên gấp 40 lần [23]. of Bề dày lớp khuếch tán: ol Theo phương trình Prandtl, bề dày lớp khuếch tán [5]: ho 𝐿 h = k (√ ) Sc 𝑣 Với: k là hằng số, L là độ dài quãng đường dòng chảy, v là vận tốc chuyển t@ động tương đối của dòng chất lỏng so với bề mặt tiểu phân chất rắn. Như vậy, h giảm khi v tăng, nên bề dày lớp khuếch tán giảm khi tăng độ cong h bề mặt của tiểu phân. Do đó, tiểu phân dược chất có kích thước càng nhỏ thì bề dày lớp rig khuếch tán càng nhỏ. Ngoài ra, trong quá trình sản xuất tạo ra các hạt nano, có thể có sự chuyển đổi từ py trạng thái kết tinh sang trạng thái vô định hình (trạng thái có độ hòa tan bão hòa cao Co hơn), nên góp phần làm tăng độ tan và tốc độ hòa tan [30]. 7 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
b) Kích thước nano làm tăng khả năng bám dính lên bề mặt, màng tế bào Kích thước nano thường làm tăng độ bám dính do diện tích tiếp xúc tăng so với U các hạt có kích thước lớn (khi khối lượng như nhau) [30]. VN 1.2.3 Các phương pháp bào chế hạt nano thuốc Ngày nay, các phương pháp sản xuất hạt nano thuốc được phân ra làm hai y, nhóm lớn: bottom-up (từ dưới lên) và top-down (từ trên xuống). ac a) Bottom-up arm Phương pháp này thường được áp dụng trong quá trình sản xuất nguyên liệu, đặc biệt là các nguyên liệu siêu mịn (micro, nano). Trong phương pháp này, dược chất Ph được hòa tan hoàn toàn vào một dung môi thích hợp, sau đó thêm một dung môi khác có thể hòa lẫn với dung môi trên nhưng không hòa tan dược chất, dược chất sẽ kết tủa nd lại [7]. ea Phương pháp này có ưu điểm như: đơn giản, có thể triển khai quy mô lớn, thiết bị không phức tạp như top-down, kết tủa tạo thành có thể ở dạng vô định hình [5], n [15]. Tuy nhiên nó cũng bộc lộ nhiều hạn chế: ici - Dung môi hòa tan thường là dung môi hữu cơ, độc hại [5], [23] . ed - Rất khó kiểm soát quá trình tạo mầm và tăng trưởng tinh thể để có được phân bố kích thước hẹp [23]. M Chính vì các hạn chế trên, phương pháp này hiện nay ít được dùng trong sản of xuất hạt nano, chủ yếu dùng phương pháp top-down. ol c) Top-down ho Top-down là phương pháp làm giảm kích thước các hạt có kích thước lớn thành các hạt nhỏ hơn bằng cách sử dụng các kỹ thuật khác nhau: nghiền, đồng nhất hóa tốc Sc độ cao, đồng nhất hóa áp lực cao… Trong đó, phương pháp nghiền bi sử dụng năng t@ lượng thấp hơn so với phương pháp đồng nhất hóa [23]. Các phương pháp này không sử dụng dung môi độc hại, tuy nhiên chúng cần h năng lượng đầu vào cao và hiệu quả của phương pháp thấp [5]. rig 1.2.4 Kỹ thuật nghiền bi py a) Giới thiệt về kĩ thuật nghiền bi Co 8 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
Nghiền là một kĩ thuật thường được sử dụng để làm giảm kích thước tiểu phân trong lĩnh vực dược phẩm. Trong quá trình nghiền, năng lượng cơ học tạo ra ứng suất U làm các hạt bị căng và biến dạng. Gãy vỡ xảy ra thông qua sự hình thành vết nứt và lan VN truyền vết nứt [19]. Các loại lực tác động để nghiền mịn nguyên liệu khác nhau khi tốc độ quay của thùng chứa khác nhau như: y, - Tại tốc độ thấp, các bi lăn trên nhau và mài mòn sẽ là cơ chế chính làm giảm ac kích thước tiểu phân. arm - Khi tốc đô quay cao hơn, các viên bi sẽ bị đổ rơi xuống khi bị đưa lên vị trí tới hạn, khi đó lực va chạm do bi rơi tự do, trở thành một cơ chế nữa làm gẫy vỡ tiểu phân. Ph - Tại tốc độ quá cao, các viên bi sẽ bị lực ly tâm ép vào thành, vì thế không có các quá trình mài mòn hay va đập xảy ra, và hiệu suất quá trình sẽ giảm nhanh nd chóng [7]. n ea Nghiền làm giảm kích thước và thay đổi sự phân bố kích thước của các hạt thuốc. Các tính chất này có thể được đo bằng các kỹ thuật tán xạ ánh sáng như quang ici phổ tương quan photon và nhiễu xạ laser. Nhờ kích thước nhỏ hơn, các hạt này có thể tăng độ tan và tốc độ hòa tan [33] . ed Nghiền còn làm thay đổi độ nhám bề mặt và hình dạng hạt. Hình dạng hạt liên M quan chặt chẽ đến đặc tính và độ hòa tan. Hình dạng hạt có thể được xác định bằng các of kỹ thuật phân tích hình ảnh, nhiễu xạ laser, kính hiển vi điện tử quét, kính hiển vi điện tử truyền qua và kính hiển vi lực nguyên tử [33]. ol Khi nghiền, việc giảm kích thước hạt dừng lại ở một giới hạn (khi mà giảm kích ho thước vật liệu nghiền trở nên khó khăn hơn dù kéo dài thời gian nghiền). Lúc này, việc Sc tiếp tục chuyển năng lượng cơ học từ máy nghiền sang thuốc dẫn đến sự tích tụ các khuyết tật trên tinh thể thuốc và làm rối loạn cấu trúc tinh thể, cuối cùng dẫn đến sự t@ biến mất của trật tự vị trí của các nguyên tử hoặc phân tử trong tinh thể. Những khiếm khuyết này có thể biểu hiện trên toàn bộ tinh thể dẫn đến sự vô định hình hoàn toàn của h thuốc hoặc bị giới hạn ở các bề mặt tinh thể trong trường hợp một lớp mỏng, vô định rig hình có thể được hình thành xung quanh lõi tinh thể (có trật tự). Trong những trường py hợp này, sự vô định hình của thuốc là kết quả của quá trình nghiền giúp cải thiện khả năng hòa tan và đặc tính hòa tan của thuốc [33]. Co 9 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
Nghiền bi có một số ưu điểm như: - Nghiền được bột rất mịn. U - Là thiết bị nghiền kín nên có thể sử dụng để nghiền cả khô và ướt, nghiền trong VN môi trường khí trơ. - Có thể duy trì được trạng thái vô khuẩn của nguyên liệu [7] y, Tuy nhiên, thiết bị này có nhược điểm là thời gian nghiền kéo dài và vì thế dễ ac làm tăng tạp trong nguyên liệu [7]. arm b) Thiết bị nghiền bi Nghiền bi có cấu tạo gồm một thùng chứa hình trụ quay, một nửa được nạp các Ph viên bi có kích thước khác khau (bi nhỏ cho hiệu suất nghiền cao do diện tích bề mặt tiếp xúc lớn) được chế tạo từ kim loại hoặc sứ. Hoạt chất cần nghiền được thêm vào nd đến khoảng 60% thể tích của thùng [7]. Tốc độ quay của buồng bằng 50 – 80 % tốc độ tới hạn (tốc độ tới hạn được định nghĩa là tốc độ mà tại đó các viên bi ngừng chảy do lực ly tâm) [33]. n ea ici ed M of ol ho Hình 1.2. Thiết bị nghiền bi Sc Thiết bị nghiền bi là thiết bị nghiền gián đoạn, tuy nhiên cũng có các thiết bị nghiền liên tục . t@ c) Phân loại Kỹ thuật nghiền bi được chia làm 2 loại: nghiền khô và nghiền ướt. h - Nghiền khô: rig Hợp chất được nghiền khô với polyme hòa tan và các đồng polyme sau dó phân py tán trong nước. Các polyme hòa tan và đồng polyme thường được sử dụng là PVP, HPMC và các dẫn xuất của cyclodextrin [5]. Co 10 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
Mức độ giảm kích thước có thể đạt được trong các kỹ thuật xay khô này được giới hạn trong một vài micromet, khi độ hòa tan của thuốc rất thấp, việc giảm kích U thước của nó xuống phạm vi micromet là không đủ để tăng tốc độ hòa tan và hấp thu VN qua đường ruột [33]. - Nghiền ướt: y, Hạt nano thường được sản xuất bằng phương pháp nghiền ướt. Hỗn dịch thô ac được đưa vào máy nghiền có chứa các bi nghiền nhỏ, siêu cứng làm bằng thủy tinh, arm muối zirconium, gốm sứ, nhựa (ví dụ: polystyrene liên kết ngang) hoặc các polyme đặc biệt như các dẫn xuất polystyrene cứng [5]. Ph Nồng độ thuốc trong hỗn dịch có thể dao động từ 5 - 40% w / v. Các chất ổn định như polyme và, hoặc chất diện hoạt được sử dụng để hỗ trợ sự phân tán của các nd hạt. Trong trường hợp không có chất ổn định thích hợp, năng lượng bề mặt cao của các hạt nano sẽ dẫn đến sự kết tụ các tinh thể thuốc. Nồng độ các chất ổn định polymer có n ea thể dao động từ 1 - 10% w / v và nồng độ chất hoạt động bề mặt nói chung nhỏ hơn 1% w / v. Nếu cần có thể thêm các tá dược khác như chất đệm, muối và chất pha loãng ici như đường vào hệ phân tán để tăng cường sự ổn định [23]. ed Hiệu quả của quá trình phụ thuộc vào: loại và nồng độ polyme, loại và nồng độ chất diện hoạt, thời gian nghiền, tốc độ nghiền, môi trường nghiền (kích cỡ và khối M lượng bi), khối lượng thuốc và thiết kế nghiền [34]. of Sau khi nghiền ướt, thu được hỗn dịch nano thuốc, để chuyển đổi từ hỗn dịch ol nano thành dạng rắn, nước phải được loại bỏ để thu được bột khô ổn định về mặt vật lý ho và hóa học hơn [29]. Mục tiêu của bột nano rắn là phải giải phóng hạt nano và có độ ổn định vật lý khi lưu trữ lâu dài. Dung môi từ hỗn dịch nano có thể loại bỏ bằng các Sc quá trình làm khô như chất lỏng giường máy sấy (fluid bed coating / granulation), phun sấy, đông khô [23]. t@ 1.2.5 Đông khô h a) Nguyên lý hệ thống đông khô rig Hệ thống này bao gồm đóng băng một thực phẩm hoặc dược phẩm, trước khi xử lý sản phẩm lạnh dưới chân không cao. Nước ngưng tụ trong sản phẩm được chuyển py thành hơi và được loại bỏ bằng bơm chân không, do đó làm khô sản phẩm [13]. Co 11 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark