Khóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu bào chế tiểu phân nano loratadin bằng phƣơng pháp kết tủa trong dung môi

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:72

Thêm vào BST

Báo xấu

38
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là đào chế được nano loratadin bằng phƣơng pháp kết tủa trong dung môi và khảo sát đƣợc một số yếu tố ảnh hƣởng đến kích thƣớc tiểu phân (KTTP) và thế zeta của nano loratadin; đánh giá đƣợc một số đặc tính của tiểu phân nano loratadin đã bào chế.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu bào chế tiểu phân nano loratadin bằng phƣơng pháp kết tủa trong dung môi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC Y DƢỢC NGUYỄN THỊ MINH THÚY NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ TIỂU PHÂN NANO LORATADIN BẰNG PHƢƠNG PHÁP KẾT TỦA TRONG DUNG MÔI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƢỢC HỌC HÀ NỘI - 2021
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC Y DƢỢC NGUYỄN THỊ MINH THÚY NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ TIỂU PHÂN NANO LORATADIN BẰNG PHƢƠNG PHÁP KẾT TỦA TRONG DUNG MÔI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƢỢC HỌC Khóa : QH2016.Y Ngƣời hƣớng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Khanh HÀ NỘI – 2021
LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trƣờng Đại học Y Dƣợc, Đại học Quốc Gia Hà Nội đã dạy dỗ, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt 5 năm học. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong bộ môn Bào chế và Công nghệ dƣợc phẩm đã tạo điều kiện để tôi đƣợc thực hiện đề tài nghiên cứu này. Tôi xin bày tỏ sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc đến ThS. Nguyễn Văn Khanh, thầy là ngƣời trực tiếp giao đề tài, luôn nhiệt tình chỉ bảo, hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện Khoá luận. Đồng thời xin gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn Vũ Thị Diệu Linh – sinh viên lớp Dƣợc học khóa QH2017.Y đã nhiệt tình hỗ trợ tôi rất nhiều. Qua đây, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, ngƣời thân, bạn bè đã quan tâm, ủng hộ và hỗ trợ tôi trong quá trình thực hiện khóa luận. Mặc dù đã hết sức cố gắng, nhƣng kiến thức và kinh nghiệm của tôi còn hạn chế nên không thể tránh đƣợc những thiếu sót. Kính mong nhận đƣợc những lời nhận xét, góp ý của các thầy cô để Khóa luận tốt nghiệp của tôi đƣợc hoàn thiện hơn. Hà Nội, ngày 29 tháng 5 năm 2021 Sinh viên Nguyễn Thị Minh Thúy
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Từ/cụm từ đầy đủ 1 HPMC Hydroxypropylmethylcellulose 2 KTTP Kích thƣớc tiểu phân 3 NaLS Natri laurylsulfat Polydispercity Index 4 PDI (chỉ số đa phân tán) 5 PVP Polyvinylpyrrolidon 6 TCNSX Tiêu chuẩn nhà sản xuất
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1. Nguyên liệu, hóa chất sử dụng trong thực nghiệm ………………… 16 Bảng 3.1. Biểu diễn độ hấp thụ quang theo nồng độ ........................................... 25 Bảng 3.2. KTTP, PDI của nano loratadin khi bào chế với polymer khác nhau (n=3) ..................................................................................................................... 27 Bảng 3.3. KTTP và PDI của mẫu bào chế nano loratadin với nồng độ HPMC E6 khác nhau (n=3).................................................................................................... 28 Bảng 3.4. KTTP và PDI, thế zeta của mẫu bào chế với nồng độ loratadin khác nhau ...................................................................................................................... 29 Bảng 3.5. KTTP và PDI, thế zeta của mẫu bào chế với tỉ lệ dung môi và dung môi kết tủa thay đổi .............................................................................................. 30 Bảng 3.6. KTTP, PDI, thế zeta nano loratadin khi sử dụng thiết bị khác nhau ... 32 Bảng 3.7. KTTP, PDI, thế zeta của nano loratadin ở nhiệt độ khác nhau ........... 33 Bảng 3.8. KTTP và PDI, thế zeta của nano loratadin với chất diện hoạt khác nhau ...................................................................................................................... 34 Bảng 3.9. Độ hòa tan của nguyên liệu và nano loratadin theo thời gian ............. 40
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1. Công thức loratadin…………………………………………………... 2 Hình 3.1. Phổ quét độ hấp thụ quang của dung dịch chuẩn gốc loratadin với nồng độ 25 µg/ml từ bƣớc sóng 800 nm đến 200 nm. .................................................. 24 Hình 3.2. Đồ thị biễu diễn mối tƣơng quan giữa nồng độ loratadin và độ hấp thụ quang đo đƣợc tại bƣớc sóng 247 nm .................................................................. 25 Hình 3.3. KTTP và PDI của nano loratadin khi bào chế với polymer khác nhau27 Hình 3.4. KTTP và PDI của nano loratadin với nồng độ HPMC E6 khác nhau . 28 Hình 3.5. KTTP và PDI của nano loratadin của nano loratadin với nồng độ loratadin khác nhau .............................................................................................. 29 Hình 3.6. KTTP và PDI của nano loratadin với tỉ lệ dung môi và dung môi kết tủa thay đổi ........................................................................................................... 31 Hình 3.7. KTTP và PDI của nano loratadin khi sử dụng thiết bị khác nhau ....... 32 Hình 3.8. KTTP và PDI của nano loratadin ở nhiệt độ khác nhau ...................... 33 Hình 3.9. KTTP và PDI của nano loratadin với chất diện hoạt khác nhau.......... 34 Hình 3.10. Hình ảnh phân tích bằng kính hiển vi điện tử .................................... 36 Hình 3.11. Hình ảnh gộp phổ giản đồ nhiệt vi sai DSC ...................................... 37 Hình 3.12. Hình ảnh gộp phổ hồng ngoại của nano loratadin, loratadin nguyên liệu, HPMC E6, NaLS .......................................................................................... 38 Hình 3.13. Hình ảnh phổ nhiễu xạ tia X của loratadin và nano loratadin ........... 39 Hình 3.14. Đồ thị hòa tan của nguyên liệu và nano loratadin.............................. 40
Mục lục ĐẶT VẤN ĐỀ -----------------------------------------------------------------------------1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN -------------------------------------------------------------2 1.1. Tổng quan về loratadin ------------------------------------------------------------2 1.1.1. Công thức hóa học và tính chất vật lý --------------------------------------2 1.1.2. Tác dụng dƣợc lý --------------------------------------------------------------2 1.1.3. Dƣợc động học-----------------------------------------------------------------3 1.1.4. Một số dạng bào chế ----------------------------------------------------------4 1.2. Tổng quan về hệ nano -------------------------------------------------------------4 1.2.1. Khái niệm-----------------------------------------------------------------------4 1.2.2. Ƣu nhƣợc điểm ----------------------------------------------------------------4 1.3. Phƣơng pháp kết tủa trong dung môi ------------------------------------------ 10 1.3.1. Phƣơng pháp trộn đơn giản ------------------------------------------------ 10 1.3.2. Phƣơng pháp trộn khác ----------------------------------------------------- 10 1.4. Yếu tố ảnh hƣởng ---------------------------------------------------------------- 11 1.4.1. Dƣợc chất --------------------------------------------------------------------- 11 1.4.2. Dung môi hòa tan và dung môi kết tủa ----------------------------------- 12 1.4.3. Quá trình trộn ---------------------------------------------------------------- 12 1.4.4. Nhiệt độ ----------------------------------------------------------------------- 13 1.4.5. Chất ổn định ------------------------------------------------------------------ 13 1.5.Một số nghiên cứu về nano loratadin trên thế giới -------------------------- 13 CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU -------------- 16 2.1. Nguyên liệu ----------------------------------------------------------------------- 16 2.2. Thiết bị, dụng cụ ----------------------------------------------------------------- 16 2.2.1. Thiết bị ------------------------------------------------------------------------ 16 2.2.2. Dụng cụ ----------------------------------------------------------------------- 17 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu -------------------------------------------------------- 17 2.3.1. Phƣơng pháp định lƣợng loratadin ---------------------------------------- 17
2.3.2. Xác định độ tan bão hòa của nguyên liệu loratadin và nano loratadin 18 2.3.3. Bào chế nano loratadin bằng phƣơng pháp kết tủa trong dung môi -- 18 2.3.4. Khảo sát ảnh hƣởng của một số yếu tố đến KTTP nano loratadin ---- 19 2.3.5. Đánh giá độ hòa tan in vitro------------------------------------------------ 20 2.3.6. Đánh giá một số đặc tính của tiểu phân nano loratadin ---------------- 21 2.3.7. Phƣơng pháp xử lý số liệu-------------------------------------------------- 23 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ---------------------------------------------------------------- 24 3.1. Định lƣợng loratadin bằng phƣơng pháp đo quang -------------------------- 24 3.1.1. Xác định điểm hấp thụ cực đại -------------------------------------------- 24 3.1.2. Xây dựng đƣờng chuẩn ----------------------------------------------------- 24 3.2. Xác định độ hòa tan bão hòa của nguyên liệu loratadin -------------------- 26 3.3. Bào chế hỗn dịch nano loratadin bằng phƣơng pháp kết tủa trong dung môi.-------------------------------------------------------------------------------------- 26 3.3.1. Khảo sát loại polymer ------------------------------------------------------- 26 3.3.2. Khảo sát nồng độ polyme -------------------------------------------------- 27 3.3.3. Khảo sát nồng độ dƣợc chất------------------------------------------------ 28 3.3.4. Khảo sát tỉ lệ dung môi hòa tan và dung môi kết tủa ------------------- 30 3.3.5. Khảo sát thiết bị trộn -------------------------------------------------------- 31 3.3.6. Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ ------------------------------------------ 32 3.3.7. Khảo sát ảnh hƣởng của chất diện hoạt----------------------------------- 33 3.4. Đánh giá một số đặc tính của tiểu phân nano loratadine -------------------- 35 3.4.1. Đánh giá độ hòa tan bão hòa của nano loratadin ------------------------ 35 3.4.2. Đánh giá trạng thái của nano loratadin ----------------------------------- 35 3.4.3. Đánh giá độ hòa tan của nguyên liệu và nano loratadin ---------------- 40 CHƢƠNG 4. BÀN LUẬN ------------------------------------------------------------- 42 4.1. Phƣơng pháp bào chế nano loratadin---------------------------------------- 42 4.2. Kết quả đánh giá độ tan của loratadin trong các dung môi khác nhau -- 42 4.3. Kết quả khảo sát yếu tố ảnh hƣởng tới KTTP ----------------------------- 42
4.4. Đặc tính của tiểu phân nano loratadin bào chế đƣợc ---------------------- 44 CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ----------------------------------------- 45 5.1. Kết luận --------------------------------------------------------------------------- 45 5.1.1. Đã bào chế đƣợc nano loratadin bằng phƣơng pháp kết tủa trong dung môi và đánh giá ảnh hƣởng một số yếu tố ảnh hƣởng tới KTTP và thế zeta của nano loratadin ------------------------------------------------------------------ 45 5.1.2. Đã đánh giá một số đặc tính của tiểu phân nano loratadin: độ tan bão hòa của nano, hình ảnh SEM, giản đồ nhiệt DSC, phổ nhiễu xạ tia X, phổ hồng ngoại, độ hòa tan ------------------------------------------------------------- 45 5.2. Kiến nghị -------------------------------------------------------------------------- 46
ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm gần đây, đi kèm với sự phát triển của xã hội, cùng với các yếu tố về biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trƣờng gia tăng thì bệnh viêm mũi dị ứng, ngứa, nổi mày đay có xu hƣớng ngày càng nhiều. Tuy không gây nguy hiểm trực tiếp đến tính mạng con ngƣời, nhƣng bệnh có thể gây ra những rắc rối, phiền phức cho sinh hoạt. Loratadin là một thuốc chống dị ứng kháng histamin thế hệ thứ hai đƣợc phân phối và sử dụng rộng rãi trong điều trị các bệnh dị ứng. Tuy nhiên, do đặc tính kém tan trong nƣớc nên sinh khả dụng đƣờng uống của loratadin thấp (khoảng 40%), dẫn đến tác dụng lâm sàng không đạt hiệu quả nhƣ mong muốn. Tốc độ và mức độ tan của dƣợc chất là yếu tố quan trọng, ảnh hƣởng đến sinh khả dụng. Vì vậy, các nhà nghiên cứu không ngừng tìm kiếm các biện pháp để tăng sinh khả dụng của thuốc. Hiện đã có nhiều nghiên cứu cho thấy việc sử dụng loratadin ở kích thƣớc nano giúp tăng sinh khả dụng cũng nhƣ tăng hiệu quả điều trị [34]. Hiện nay có nhiều phƣơng pháp bào chế nano loratadin đã đƣợc nghiên cứu nhƣ: dạng sợi nano bằng phƣơng pháp in 3D [24], phƣơng pháp kết tủa trong dung môi [3], dạng gel transferosome ở miệng [29], phƣơng pháp tự vi nhũ hóa [35],…Trong đó phƣơng pháp kết tủa trong dung môi là phƣơng pháp đơn giản, dễ áp dụng trong thực tế và tính hiệu quả cao. Phƣơng pháp đƣợc áp dụng không chỉ với dƣợc chất tổng hợp hóa học mà còn cả những hợp chất từ tự nhiên [23]. Do đó đề tài: ―Nghiên cứu bào chế tiểu phân nano loratadin bằng phƣơng pháp kết tủa trong dung môi’’ đƣợc tiến hành với hai mục tiêu chính sau: 1. Bào chế đƣợc nano loratadin bằng phƣơng pháp kết tủa trong dung môi và khảo sát đƣợc một số yếu tố ảnh hƣởng đến kích thƣớc tiểu phân (KTTP) và thế zeta của nano loratadin. 2. Đánh giá đƣợc một số đặc tính của tiểu phân nano loratadin đã bào chế. 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về loratadin 1.1.1. Công thức hóa học và tính chất vật lý Hình 1.1. Công thức loratadin Loratadin có tên khoa học là ethyl 4-(8-chloro-5,6-dihydro-11H- benzo[5,6]cyclohepta[1,2-b]pyridin-11-yliden)piperidin-1-carboxylat [25] và công thức phân tử là C22H23ClN2O2. Khối lƣợng phân tử của loradin là 382,9 g/mol. Loratadin có dạng bột kết tinh màu trắng hoặc trắng đục, không tan trong nƣớc, tan tốt trong aceton, chloroform, methanol, toluen. Theo bảng phân loại sinh dƣợc học (BCS), loratadin thuộc nhóm II là nhóm có dƣợc chất có tính thấm cao và độ tan kém. Độ tan của loratadin trong nƣớc là
Loratadin có tác dụng giảm nhẹ triệu chứng của viêm mũi và viêm kết mạc dị ứng do giải phóng histamin. Ngoài ra còn có tác dụng chống ngứa và chống nổi mày đay liên quan đến histamin. Tuy nhiên, loratadin không có tác dụng bảo vệ hoặc hỗ trợ lâm sàng đối với trƣờng hợp giải phóng histamin nặng nhƣ sốc phản vệ [1]. Loratadin đƣợc chuyển hóa bởi CYP3A4 và CYP2D6 nên khi sử dụng đồng thời những thuốc ức chế các enzym này thì sẽ làm giảm chuyển hóa, dẫn đến sự thay đổi về nồng độ thuốc trong huyết tƣơng. Do vậy cần thận trọng khi dùng chung với những thuốc ức chế enzym nhƣ cimetidin, erythromycin, ketoconazol, sẽ làm tăng nồng độ loratadin trong huyết tƣơng [1]. 1.1.3. Dƣợc động học Loratadin hấp thu nhanh sau khi uống. Tác dụng kháng histamin xuất hiện trong vòng 1 - 4 giờ, đạt tối đa sau 8 - 12 giờ, và kéo dài hơn 24 giờ. Loratadin bị chuyển hóa qua gan lần đầu bởi hệ enzym CYP450, hình thành chất chuyển hóa có hoạt tính là desloratadin. Thời gian đạt nồng độ đỉnh trong huyết tƣơng trung bình của loratadin và desloratadin tƣơng ứng là 1,5 và 3,7 giờ. 98% loratadin liên kết với protein huyết tƣơng. Thời gian bán thải của loratadin là 8,4 giờ và của desloratadin là 28 giờ. Thời gian bán thải biến đổi nhiều giữa các cá thể, không bị ảnh hƣởng bởi urê máu, tăng ở ngƣời cao tuổi và ngƣời xơ gan. Độ thanh thải của thuốc là 57 - 142 ml/phút/kg, không bị ảnh hƣởng bởi urê máu nhƣng giảm ở ngƣời bệnh xơ gan. Thể tích phân bố của thuốc là 80 - 120 lít/kg. Loratadin và desloratadin vào sữa mẹ nhƣng không qua hàng rào máu não ở liều thông thƣờng. Hầu hết loratadin đƣợc bài tiết qua nƣớc tiểu và phân dƣới dạng chất chuyển hóa [1]. 3
1.1.4. Một số dạng bào chế Loratadin đƣợc FDA chấp thuận và lƣu hành tại Mỹ năm 1993 và trở thành thuốc không kê đơn năm 2002. Loratadin thƣờng đƣợc sử dụng qua đƣờng uống với biệt dƣợc là Claritin ở dạng viên nén và viên nang 5 mg, 10 mg [32]. Ngoài ra loratadin còn có cả viên nén rã nhanh Claritin RediTabs 10mg, siro Erolin 1 mg/ml và chế phẩm viên nén giải phóng kéo dài Claritin-D là sự kết hợp của 5 mg loratadin và 120 mg pseudoephedrin sulfat. Hiện nay thì nhiều thuốc chứa dƣợc chất loratadin đƣợc đăng ký và lƣu hành ở Việt Nam nhƣ Clarityne, Loratadin 10, Loridin rapitab, Ardin, Lisino… 1.2. Tổng quan về hệ nano 1.2.1. Khái niệm Tiểu phân nano là tiểu phân phân tán hoặc tiểu phân rắn có kích thƣớc 10 - 1000 nm. Hoạt chất đƣợc hòa tan, đóng gói hoặc gắn lên matrix tiểu phân nano. Tùy thuộc vào phƣơng pháp mà có thể có chế phẩm nhƣ nang nano, nano cầu có thể đƣợc tạo thành. Nang nano là hệ mà thuốc đƣợc giam giữ bên trong bởi lớp màng polymer đồng nhất xung quanh. Nano cầu là hệ matrix trong đó thuốc đƣợc phân tán đồng nhất [13]. 1.2.2. Ƣu nhƣợc điểm 1.2.2.1. Ƣu điểm  Giảm kích thƣớc tiểu phân xuống mức nano dẫn đến làm tăng diện tích bề mặt của tiểu phân lên gấp nhiều lần, từ đó cải thiện tốc độ hòa tan và độ tan của hoạt chất, tiểu phân dễ dàng thấm qua màng, tăng sinh khả dụng, tƣơng tác đặc hiệu với tế bào và mô [31].  Thuốc nano có thể dùng nhiều đƣờng khác nhau nhƣ đƣờng tiêm, đƣờng uống, qua da, phổi, mắt và kiểm soát sự giải phóng thuốc ở đƣờng tiêu hóa [44]. 4
 Tiểu phân thuốc nano có thể biến đổi bề mặt chức năng để kéo dài thời gian tuần hoàn, tránh tác động của hệ thống thực bào trong cơ thể. Các tiểu phân nano tƣơng hợp sinh học cho thấy có nhiều ƣu điểm hơn so với các dạng thuốc quy ƣớc nhƣ tăng tác dụng, giảm độc tính, hấp thu vào tế bào thông qua màng, qua đƣợc hàng rào máu não và tới các tế bào đích.  Tiểu phân nano có thể giải phóng kiểm soát hoặc kéo dài trong suốt quá trình vận chuyển và ở vị trí cục bộ, biến đổi sự phân bố tại các cơ quan và sự thanh thải của thuốc để làm tăng hiệu quả điều trị và giảm tác dụng không mong muốn. 1.2.2.2. Nhƣợc điểm  Khó khăn trong quá trình bào chế Kích thƣớc hạt bị ảnh hƣởng bởi nhiều yếu tố nhƣ: dung môi hòa tan, nồng độ dƣợc chất, tốc độ khuấy trộn, nhiệt độ, thời gian khuấy trộn. Việc đảm bảo nghiêm ngặt các điều kiện này trong suốt quá trình bào chế là tƣơng đối khó khăn, hơn thế các tiểu phân có xu hƣớng dễ kết tụ do năng lƣợng tự do bề mặt lớn, do vậy nếu không kiểm soát tốt sẽ không đạt đƣợc kích thƣớc tiểu phân (KTTP) mong muốn [17].  Khó khăn trong bảo quản Hệ nano dễ bị kết tụ tiểu phân trong quá trình bảo quản tạo thành các tiểu phân nano lớn hơn để giảm năng lƣợng bề mặt tự do, nhất là các hệ có KTTP từ 10 đến 100 nm.  Độc tính của hệ nano Một số nghiên cứu chỉ ra rằng, bên cạnh rất nhiều ƣu điểm nhƣ tăng sinh khả dụng, tác dụng tại đích, ổn định dƣợc chất thì một vài hệ nano có thể có nguy cơ gây độc cho cơ thể [9]. Các tiểu phân nano hấp thu qua đƣờng dạ dày – ruột có khả năng gây độc tính do tích tụ tại các mảng Peyer. Hạt nano có thể vào não thông qua hai đƣờng chính là hấp thu qua hàng rào máu não và qua kênh 5
―trans – synaptic‖ sau tiếp xúc với niêm mạc mũi. Điện thế bề mặt của hạt nano làm thay đổi tính thấm của hàng rào máu não và gây độc cho não [9]. 1.2.3. Ứng dụng Với lợi ích của phƣơng pháp tạo hệ nano, nhiều lĩnh vực đã ứng dụng phƣơng pháp vào thực tiễn để tăng hiệu quả sử dụng của vật liệu. Tuy nhiên ở đây tập trung vào lĩnh vực dƣợc phẩm. Thuốc nano khi sử dụng theo nhiều đƣờng khác nhau cho thấy hiệu quả, thuận tiện; kéo dài đời sống của thuốc; tiết kiệm chi phí cho ngƣời bệnh; ít độc tính. Tiểu phân nano đƣợc ứng dụng cho điều trị và chẩn đoán đƣợc chia thành 2 nhóm: tiểu phân nano hữu cơ (lyposome, micelle, polymeric, dendrimer...) và tiểu phân nano vô cơ (vàng, sắt, bạc...). Tiểu phân nano vô cơ đã thành công trong thử nghiệm tiền lâm sàng và đƣợc ứng dụng trong lâm sàng trong điều trị bệnh và chẩn đoán hình ảnh. Tiểu phân nano vàng với đặc tính dễ tổng hợp, dễ kiểm soát hình dạng và kích thƣớc, ổn định, tƣơng thích sinh học đã ứng dụng trong trị liệu và chẩn đoán ung thƣ [42]. Và cùng với tiểu phân nano vàng thì tiểu phân nano sắt oxid cũng đƣợc ứng dụng nhƣ chất mang của thuốc điều trị ung thƣ bao gồm 5-FU [29], doxorubicin [33], paclitacel [35],.. Tiểu phân nano hữu cơ đƣợc ứng dụng rộng rãi trên lâm sàng nhƣ vaccin (nanocovax là vaccin Việt Nam điều trị Covid-19 đang tiến hành thử nghiệm trên ngƣời [38]), thuốc điều trị ung thƣ, thuốc điều trị virus… Nhiều thuốc ung thƣ đƣợc sử dụng gây nhiều tác dụng không mong muốn cho cơ thể bởi tính không đặc hiệu nhƣ thuốc hóa trị. Với công nghệ nano ra đời đã tạo ra một bƣớc ngoặt trong điều trị bệnh hƣớng đích, giảm tác dụng độc hại lên những tế bào lành trong cơ thể [40]. Chất mang nano thƣờng đƣợc dùng là liposome, polymer micelle, dendrimer… Một số thuốc bào chế dƣới dạng polymer micelle đƣợc sử dụng nhƣ paclitaxel, cisplastin, NK012, SP1049, Genexol PM [37]. 1.2.4. Các phƣơng pháp bào chế Hiện nay các phƣơng pháp bào chế tiểu phân nano đƣợc chia thành 2 nhóm: Từ dƣới lên ―Bottom - up‖ và từ trên xuống ―Top - down‖. 6
1.2.4.1. Phƣơng pháp từ trên xuống Top - down gồm các phƣơng pháp làm giảm kích thƣớc tiểu phân có kích thƣớc lớn thành các các tiểu phân nhỏ hơn bằng cách sử dụng các kỹ thuật khác nhau nhƣ nghiền, đồng nhất tốc độ cao, đồng nhất áp lực cao… Các phƣơng pháp này không sử dụng dung môi độc hại nhƣng cần năng lƣợng đầu vào cao và hiệu quả phƣơng pháp thấp và hạn chế trong giảm kích thƣớc tiểu phân, yêu cầu thời gian dài để giảm kích thƣớc tiểu phân đến dƣới 100nm. Các phƣơng pháp bao gồm: a. Kỹ thuật nghiền  Nghiền ƣớt Hỗn hợp đƣợc đƣa vào máy nghiền có chứa các bi nghiền nhỏ. Bi nghiền đƣợc xoay vòng với tốc độ cao ở nhiệt độ xác định, chúng di chuyển bên trong buồng nghiền và va chạm với lớp vật liệu nằm ở thành buồng phía đối diện. Sự kết hợp của lực ma sát và lực va chạm mạnh làm giảm kích thƣớc tiểu phân [15]. Vật liệu nghiền là các bi làm bằng chất liệu cứng nhƣ: thép, kẽm oxid, thủy tinh hoặc polymer đặc biệt (polystyren siêu cứng). Hiệu quả của quá trình phụ thuộc vào: khối lƣợng dƣợc chất, số lƣợng vật liệu nghiền, tốc độ quay, thời gian nghiền và nhiệt độ. Hạn chế của phƣơng pháp: lẫn tạp chất từ thiết bị, sự phân hủy của một số dƣợc chất kém bền với nhiệt do nhiệt tạo ra trong quá trình nghiền, có sự hiện diện của một lƣợng đáng kể các tiểu phân có kích thƣớc trên 5 µm [6], hao hụt do dính vào vật liệu nghiền. Do vậy các thiết bị nghiền đƣợc thiết kế bằng vật liệu trơ với hoạt chất hoặc đƣợc bao để tránh xói mòn [16].  Nghiền khô Trong phƣơng pháp này, hợp chất đƣợc nghiền khô với polymer hòa tan và các đồng polymer sau đó phân tán trong nƣớc. Các polymer hòa tan và đồng polymer thƣờng đƣợc sử dụng là PVP, PEG, HPMC và các dẫn xuất của cyclodextrin [21]. Tính chất hóa lý và khả năng hòa tan của các dƣợc chất kém tan có thể đƣợc cải thiện bằng phƣơng pháp nghiền khô do cải thiện mức độ 7
phân cực bề mặt và chuyển đổi từ dạng kết tinh sang dạng vô định hình. Phƣơng pháp áp dụng cho hoạt chất dễ bị phân hủy khi có mặt của nƣớc. b. Đồng nhất hóa phân cắt cao Thiết bị đồng nhất hóa tốc độ cao cấu tạo gồm có một roto và một stato. Roto đƣợc thiết kế bao gồm nhiều lƣỡi cắt, còn stato có nhiều khe hở hƣớng theo chiều dọc hoặc đƣờng chéo xung quanh trục đồng hóa. Các lƣỡi cắt đƣợc đặt đồng tâm và nằm bên trong stato. Khi roto quay, chất lỏng đƣợc ly tâm buộc phải đi qua các khe hở của stato. Một lực hút đƣợc tạo ra và làm cho một lƣợng lớn chất lỏng đƣợc rút lên vào khu vực bên trong roto. Một năng lƣợng cơ học lớn đƣợc đƣa vào trong một không gian nhỏ với việc hình thành tối thiểu các dòng xoáy làm giảm kích thƣớc các tiểu phân trong khối chất lỏng. Hai lực tác động chủ yếu của quá trình là lực ly tâm gây va chạm cơ học vào phần stato và lực phân cắt đƣợc tạo ra trong vùng hỗn loạn giữa roto và stato [19]. c. Đồng nhất hóa áp suất cao Trong phƣơng pháp này, hỗn dịch của dƣợc chất đƣợc nén dƣới áp lực cao qua một van có kích thƣớc nhỏ. Nhiều phƣơng pháp khác nhau đã đƣợc phát triển dựa trên nguyên tắc của phƣơng pháp này nhƣ dissocubes, nanopure, nanoedge [10].  Dissocubes Nguyên tắc: Khi đi qua khe hở nhỏ của van đồng nhất, áp suất động của dòng chất lỏng tăng đồng thời với việc giảm áp suất tĩnh xuống dƣới điểm sôi của nƣớc ở nhiệt độ phòng. Kết quả, nƣớc bắt đầu sôi tại nhiệt độ phòng và hình thành các bong bóng khí, chúng bị nổ tung khi hỗn dịch ra khỏi kẽ hở hẹp và trở lại áp suất không khí bình thƣờng. Lực nổ của bóng khí đủ để phá vỡ các vi hạt thành các tiểu phân nano [12]. Nhƣ vậy kích thƣớc tiểu phân giảm thông qua quá trình tạo bọt, ngoài ra còn nhờ lực cắt lớn và lực va chạm giữa các tiểu phân [14]. Kích thƣớc tiểu phân thu đƣợc phụ thuộc vào các yếu tố nhƣ độ cứng của tinh thể dƣợc chất, nhiệt độ, áp suất đồng nhất và số vòng đồng nhất [14]. 8
 Nanopure Nanopure là kỹ thuật đồng nhất trong môi trƣờng không phải là nƣớc hoặc các hỗn hợp với thành phần nƣớc tối thiểu [4]. Với kỹ thuật này, hỗn dịch đƣợc đồng nhất ở 0°C thậm chí ở dƣới mức đóng băng, rất thích hợp với các chất không bền với nhiệt.  Nanoedge Trong kỹ thuật này, hỗn dịch thu đƣợc bằng phƣơng pháp kết tủa tiếp tục đƣợc đồng nhất hóa, do đó kích thƣớc tiểu phân tiếp tục đƣợc làm giảm và tránh đƣợc sự lớn lên của tinh thể, khắc phục đƣợc hạn chế của phƣơng pháp kết tủa. Kết quả là kích thƣớc tiểu phân nhỏ hơn và có độ ổn định tốt hơn. 1.2.4.2. Phƣơng pháp từ dƣới lên Bottom - up còn đƣợc gọi rộng ra là quá trình ngƣng tụ bởi vì nguyên tắc áp dụng là tạo tiểu phân thuốc ngƣng tụ từ dung dịch thuốc quá bão hòa. Sự ngƣng tụ xảy ra khi tăng sự quá bão hòa của hệ bằng cách hóa hơi dung môi, giảm nhiệt độ hoặc trộn dung dịch với dung môi kết tủa. Phƣơng pháp có nhiều ƣu diểm nhƣ đơn giản, yêu cầu thiết bị đơn giản, ít năng lƣợng, không quá tốn kém, có thể sử dụng cho thuốc kém bền với nhiệt [18]. Để đạt đƣợc tinh thể nano thuốc với sự phân bố kích thƣớc mong muốn thì có một số phƣơng pháp kết tủa đƣợc sử dụng nhƣ kết tủa trong dung môi, sử dụng dung môi siêu tới hạnvà sử dụng năng lƣợng cao.  Kết tủa trong dung môi Phƣơng pháp kết tủa trong dung môi sẽ đƣợc trình bày thành mục riêng ngay sau phần này và các yếu tố ảnh hƣởng tới quy trình.  Sử dụng dung môi siêu tới hạn Sử dụng dung môi siêu tới hạn bao gồm carbon dioxid, ammoniac, fluoroform, ethane và ethylen. Tuy nhiên do độc tính và khả năng dễ bốc cháy cho nên hạn chế sử dụng dung môi này trong ứng dụng dƣợc phẩm. CO2 đƣợc sử dụng nhiều nhất bởi áp suất cần thiết tƣơng đối nhỏ, nhiệt độ cần thiết gần nhiệt 9
độ xung quanh làm cho CO2 dễ chuyển thành trạng thái siêu tới hạn. Hơn nữa nó không độc, có sẵn, không đắt, không dễ cháy. Kĩ thuật nhờ khả năng khuếch tán cao và bốc hơi nhanh ở áp suất thấp của dung môi siêu tới hạn để kết tủa tiểu phân dƣợc chất [43].  Sử dụng năng lƣợng cao (kết hợp các kĩ thuật) Năng lƣợng cao đƣợc cung cấp trong suốt quá trình hoặc sau khi quá trình hoàn tất. Năng lƣợng cao có thể đƣợc cung cấp bằng nhiều cách nhƣ đồng nhất áp suất cao, sóng siêu âm, trộn năng lƣợng cao…[43] 1.3. Phƣơng pháp kết tủa trong dung môi Đây là phƣơng pháp đơn giản và hiệu quả nhất. Phƣơng pháp áp dụng không chỉ với phân tử hữu cơ tổng hợp mà còn cả những hợp chất từ tự nhiên [23]. Trong quá trình này thì hoạt chất đƣợc hòa tan trong một dung môi có thể trộn lẫn đƣợc với nƣớc để tạo độ hòa tan phù hợp. Sau đó dung dịch này đƣợc trộn lẫn với dung môi kết tủa – đa phần là nƣớc. Việc lựa chọn dung môi và dung môi kết tủa, tỉ lệ thể tích hai dung môi này, thiết bị trộn là thông số cần thiết trong quá trình. Và quá trình này có thể bao gồm phƣơng pháp trộn đơn giản hoặc phƣơng pháp trộn khác. 1.3.1. Phƣơng pháp trộn đơn giản Trong quá trình này thì dung dich thuốc đƣợc trộn với dung môi kết tủa bằng cách sử dụng lực trộn. Dung môi thƣờng là dung môi hữu cơ nhƣ aceton, ethanol, methanol, isopropanol… Dung môi đƣợc lựa chọn là dung môi cho độ tan của hoạt chất cao nhất. Và dung môi kết tủa là dung dịch thân nƣớc của chất ổn định [22]. 1.3.2. Phƣơng pháp trộn khác Tiểu phân có kích thƣớc nhỏ hơn đạt dƣợc bằng cách sử dụng phƣơng pháp trộn biến đổi, kết quả của quá trình trộn nhanh hơn sẽ ảnh hƣởng tới giai đoạn tạo mầm hoặc hạn chế sự phát triển hơn nữa của tiểu phân. 10
 Sóng siêu âm Sóng siêu âm đƣợc sử dụng rộng rãi trong nhiều nghiên cứu để tạo sự kết tinh [11]. Năng lƣợng sóng siêu âm có thể tạo ra đơn giản bằng nhúng đầu dò siêu âm vào bình đƣợc khuấy để trộn dung môi và dung môi kết tủa [8]. Nguồn sóng siêu âm thì phù hợp với thiết bị siêu âm [5]. Siêu âm làm tăng quá trình trộn mức micro, giảm sự lớn lên và kích tụ tiểu phân và có thể đạt đƣợc tiểu phân vô định hình cầu với sự phân bố kích thƣớc đồng nhất [20]. Kích thƣớc tiểu phân phụ thuộc vào thời gian siêu âm, cƣờng độ, sự tạo bong bóng, độ sâu và chiều dài của giá.  Kĩ thuật ngƣng tụ hóa hơi Trong quá trình này thì hoạt chất đƣợc hòa tan trong dung môi có nhiệt độ sôi thấp và đƣợc đun nóng đến nhiệt độ sôi của dung môi. Sau đó, dung dịch đun nóng trên đƣợc phun vào dung môi đƣợc đun nóng thân nƣớc chứa chất ổn định [7]. 1.4. Yếu tố ảnh hƣởng 1.4.1. Dƣợc chất Tiểu phân thuốc nano với diện tích bề mặt lớn, năng lƣợng tự do bề mặt lớn nên trong quá trình bảo quản có xu hƣớng tái kết tinh hoặc Ostwald ripening để ổn định. Nồng độ thuốc là một trong những thông số ảnh hƣởng tới kích thƣớc tiểu phân. Nồng độ thuốc tối ƣu là nồng độ thuốc yêu cầu để đạt kích thƣớc tiểu phân nhỏ hơn. Tuy nhiên khi nồng độ thuốc vƣợt qua nồng độ tối ƣu thì dẫn đến tăng kích thƣớc tiểu phân [46]. Điều đó cho thấy khi nồng độ thuốc tăng lên thì tốc độ tạo mầm càng tăng, lớn hơn nhiều tốc độ tăng trƣởng do sự quá bão hòa càng cao. Khi tăng nồng độ hoạt chất thì sẽ tăng độ nhớt của dung dịch do vậy giảm tốc độ khuếch tán giữa hai pha. Điều đó dẫn đến các tiểu phân có xu hƣớng kết tụ lại với nhau tạo tiểu phân có kích thƣớc lớn hơn. Nhƣ vậy để 11