Ngày nhận bài: 16-10-2024 / Ngày chấp nhận đăng bài: 28-11-2024 / Ngày đăng bài: 28-12-2024
*Tác giả liên hệ: Nguyễn Đức Hạnh. Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam.
E-mail: duchanh@ump.edu.vn.
© 2024 Bản quyền thuộc về Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh.
https://www.duoc.tapchiyhoctphcm.vn 1
ISSN : 1859-1779
Nghiên cứu Dược học
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học;27(6):01-11
https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.06.01
Nghiên cứu liên quan nhân quả và tối ưu hóa công thức
màng phim kết dính niêm mạc chứa cao lá Neem
Nguyễn Đức Hạnh1,*, Nguyễn Thị Ái Nhị1, Nguyễn Thị Nhật Linh1, Đỗ Quang Dương1
1Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
Tóm tắt
Đặt vấn đề: Neem là dược liệu đã được sử dụng từ lâu đời và được báo cáo có tác dụng kháng nấm Candida albicans.
Màng phim kết dính niêm mạc là dạng bào chế đang được phát triển vì khả năng giữ hoạt chất tại vị trí bám dính trong
khoang miệng. Vì vậy, nghiên cứu được thực hiện nhằm mục tiêu xác định mối liên quan nhân quả và tối ưu hóa công
thức màng phim phim kết dính niêm mạc chứa cao lá Neem (CLN).
Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: Khảo sát tỉ lệ tá dược HPMC E15 dựa trên khả năng tạo màng phim nguyên vẹn
trong trường hợp có hoặc không có CLN. Khảo sát lựa chọn tá dược kết dính gồm gôm xanthan (XG), gôm karaya (KG)
và polyvinylpyrrolidon K30 (PVP K30) dựa trên khả năng kết dính niêm mạc và độ bền gấp. 10 thí nghiệm được thiết kế
bằng phần mềm Design - Expert để nghiên cứu mối liên quan nhân quả và tối ưu hóa công thức sử dụng phần mềm
BCPharSoft OPT. Công thức màng phim kết dính niêm mạc chứa CLN tối ưu được thực nghiệm kiểm chứng và so sánh
với kết quả dự đoán bằng phần mềm SPSS.
Kết quả: Cả ba tá dược kết dính XG, KG, PVP K30 khi phối hợp với tá dược tạo màng phim HPMC E15 đều cho khả năng
kết dính niêm mạc và độ bền gấp tốt hơn so với công thức không có tá dược kết dính. KG thể hiện khả năng kết dính
niêm mạc tốt nhất. Mối liên quan nhân quả giữa các biến độc lập và phụ thuộc được thiết lập. Kết quả thực nghiệm kiểm
chứng cho thấy kết quả tối ưu dự đoán là phù hợp. Nghiên cứu đã xác định thành phần công thức tối ưu của dịch đổ
khuôn màng phim kết dính niêm mạc chứa 7% CLN bao gồm: 2% glycerol, 1,5 % KG và 4% HPMC E15.
Kết luận: Mối liên quan nhân quả giữa tá dược và tính chất màng phim kết dính niêm mạc chứa CLN được xác định và
công thức màng phim kết dính niêm mạc chứa CLN được tối ưu hóa.
Từ khóa: màng phim kết dính niêm mạc; Neem, gôm karaya; tối ưu hóa công thức
Abstract
CAUSE - EFFECT RELATIONS AND OPTIMIZATION OF MUCOADHESIVE
FILM FORMULATIONS CONTAINING NEEM LEAF EXTRACT
Nguyen Duc Hanh, Nguyen Thi Ai Nhi, Nguyen Thi Nhat Linh, Do Quang Duong
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 6* 2024
2 | https://www.duoc.tapchiyhoctphcm.vn https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.06.01
Objectives: Neem (Azadirachta indica) is a traditional medicinal plant that has been used for a long time and its
antifungal activity against Candida albicans was demonstrated. Mucosal films are a dosage form that has received
attention for their ability to retain the active ingredient at the adhesion site in the oral cavity. The objectives of this
study were to investigate the cause-effect relations and optimize the formulation of oral mucoadhesive films
containing neem leaf extract.
Methods: The proportion of HPMC E15 in the formulation was screened based on the ability to form the intact films in
the presence or absence of CLN. Mucoadhesive excipients including xanthan gum (XG), karaya gum (KG) and
polyvinylpyrrolidon K30 (PVP K30) were selected based on the ability to adhere to the mucosa and the folding
endurance. 10 experiments were designed using Design - Expert software to investigate the cause-effect relations and
optimize the formulation using BCPharSoft OPT software. The optimized formulation was experimentally verified, and
the results were compared with the predicted values using SPSS software.
Results: All three mucoadhesive excipients XG, KG, PVP K30 when combined with film-forming excipient HPMC E15
were found to exhibit superior mucoadhesive properties and folding endurance compared to the formulation without
mucoadhesive excipients. Among the three mucoadhesive excipients, KG showed the best mucoadhesive property.
The cause-effect relations between the independent and dependent variables were investigated. The experimental
results demonstrated that the predicted values were consistent. The optimized formulation for the mucoadhesive film
casting solution containing 7% CLN including: 2% glycerol, 1.5% KG and 4% HPMC E15.
Conclusion: The cause-effect relations between excipients and the properties of mucosal adhesive films
containing CLN extract were determined and the formulation of the mucosal adhesive films containing CLN extract
was optimized.
Keywords: mucoadhesive film; Neem; karaya gum; formulation optimization
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Bệnh nấm miệng (oral candidiasis) là một bệnh lý phổ
biến trong khoang miệng, thường gặp nhất là do nhiễm nấm
Candida albicans. Bệnh nấm miệng gây cảm giác đau rát,
khó nuốt, khó nói, gây khó chịu trong cuộc sống hàng ngày
của người bệnh [1]. Neem là dược liệu có tác dụng kháng
khuẩn, chống viêm, hỗ trợ làm lành vết thương và có khả
năng kháng nấm Candida albicans [2]. Dược liệu Neem
được sử dụng nhiều trong các bệnh lý về răng, miệng như
khử mùi hôi miệng, giảm đau răng, làm sạch răng và ngăn
ngừa các bệnh lý nha chu [3]. CLN đã được nghiên cứu và
chứng minh khả năng kháng nấm Candida albicans [2].
Màng phim kết dính niêm mạc là dạng bào chế khi tiếp
xúc với niêm mạc có khả năng liên kết với chất nhầy niêm
mạc [4]. Khi đó, màng phim kết dính niêm mạc sẽ được giữ
lại tại niêm mạc, phóng thích hoạt chất tại vị trí tác động. Từ
đó, nâng cao hiệu quả điều trị, giảm số lần dùng thuốc và
giảm thiểu tác dụng không mong muốn toàn thân. Màng
phim kết dính niêm mạc được chú ý phát triển những năm
gần đây nhờ vào tính tiện lợi, kích thước nhỏ gọn, dễ sử dụng
mà không cần dùng kèm với nước. Màng phim kết dính niêm
mạc phù hợp với nhiều đối tượng bệnh nhân, đặc biệt là bệnh
nhân bị đau, rát miệng, gặp hội chứng khó nuốt giúp tăng
khả năng tuân thủ điều trị của bệnh nhân [5]. Tuy nhiên, việc
điều chế màng phim kết dính niêm mạc cần đáp ứng yêu cầu
màng phim có khả năng kết dính niêm mạc tốt, màng phim
mỏng tạo sự dễ chịu khi sử dụng nhưng vẫn đảm bảo độ bền
cơ học cao. Vì vậy, nghiên cứu này được thực hiện để khảo
sát lựa chọn tá dược cho công thức màng phim kết dính niêm
mạc chứa CLN và tối ưu hóa công thức màng phim kết dính
niêm mạc chứa CLN.
2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu
Cao khô lá Neem (NC102023 có hàm lượng chất điểm chỉ
rutin và isoquercetrin lần lượt là 0,99 % và 0,31%), HPMC
E15 (JRS Pharma, Đức), gôm karaya (Sigma-Aldrich, Đức),
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 6 * 2024
https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.06.01 https://www.duoc.tapchiyhoctphcm.vn | 3
gôm xanthan (Deosen, Trung Quốc), PVP K30 (Ashland,
Mỹ), gôm gellan (Zhejiang Tech-Way Biotechnology, Trung
Quốc), glycerol (Xilong, Trung Quốc), ethanol (DĐVN V,
OPC, Việt Nam).
2.2. Quy trình điều chế màng phim kết dính
niêm mạc
Màng phim được điều chế bằng phương pháp bay hơi
dung môi. HPMC E15 và XG/PVP K30/KG được hòa
tan/phân tán đều vào ethanol 25% trên máy khuấy từ T.ARE
(Velp, Ý) ở tốc độ 600 vòng/phút thu được dịch polymer. Sau
đó, glycerol và CLN được thêm vào dịch polymer, tiếp tục
khuấy trong 10 phút và để yên trong 1 giờ để thu được dịch
đổ khuôn. Trải 9 g dịch đổ khuôn lên đĩa petri đường kính 90
mm và sấy khô trong tủ sấy WB/OP7-45 Gallenkamp (Anh)
ở 40 ± 5 oC trong 5 giờ. Lóc khuôn thu màng phim, đóng gói
trong giấy nhôm và bảo quản trong túi kín.
2.3. Nghiên cứu sàng lọc thành phần công thức
màng phim kết dính niêm mạc
2.3.1. Phương pháp khảo sát tỉ lệ HPMC E15 tạo
màng phim
Khảo sát tỉ lệ HPMC E15 tạo màng phim trong công thức
có chứa CLN và không chứa CLN với thành phần công thức
được trình bày trong Bảng 1 và Bảng 2. Quan sát khả năng
hình thành màng phim và cảm quan của màng phim sau khi
điều chế. Từ đó, chọn tỉ lệ HPMC E15 có khả năng tạo màng
phim đạt yêu cầu.
2.3.2. Phương pháp sàng lọc tá dược kết dính
Khảo sát các tá dược kết dính (XG, PVP K30, KG) với các
công thức trong Bảng 3. Các màng phim tạo thành được
đánh giá khả năng kết dính niêm mạc và độ bền gấp và so
sánh với công thức màng phim không chứa tá dược kết
dính F0.
Bảng 1. Các công thức khảo sát tỉ lệ HPMC E15 tạo màng phim có chứa CLN
Công thức
F1
(2%
HPMC E15)
F2
(4%
HPMC E15)
F3
(6%
HPMC E15)
F4
(8%
HPMC E15)
F5
(10%
HPMC E15)
F6
(15%
HPMC E15)
HPMC E15 (g) 0,8 1,6 2,4 3,2 4 6
CLN (g) 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32
Cồn 25% (ml) 40 40 40 40 40 40
Bảng 2. Các công thức khảo sát tỉ lệ HPMC E15 tạo màng phim không chứa CLN
Công thức
FP1
(2%
HPMC E15)
FP2
(4%
HPMC E15)
FP3
(6%
HPMC E15)
FP4
(8%
HPMC E15)
FP5
(10%
HPMC E15)
FP6
(15%
HPMC E15)
HPMC E15 (g) 0,8 1,6 2,4 3,2 4 6
Cồn 25% (ml) 40 40 40 40 40 40
Bảng 3. Thành phần các công thức sàng lọc tá dược kết dính
Công thức F0 F7 F8 F9
HPMC E15 (g) 3,6 3,6 3,6 3,6
XG (g) - 0,12 - -
KG (g) - - 0,6 -
PVP K30 (g) - - - 0,6
Glycerol (g) 1,8 1,8 1,8 1,8
CLN (g) 0,46 0,46 0,46 0,46
Cồn 25% (ml) 60 60 60 60
2.3.3. Phương pháp đánh giá khả năng kết dính
niêm mạc của màng phim
Chất nền niêm mạc được điều chế theo quy trình của Alaie
và cộng sự [6]. Công thức chất nền niêm mạc gồm 4% (kl/tt)
gôm gellan và 2% (kl/tt) glycerol và nước cất. Khả năng kết
dính niêm mạc của màng phim được khảo sát sử dụng hệ
thống cân bằng vật lý như Hình 1. Thêm 200 µl nước vào
chất nền niêm mạc. Cho màng phim kết dính niêm mạc và
chất nền niêm mạc tiếp xúc với nhau trong 60 giây. Thêm
nước vào cốc cho đến khi màng phim tách ra khỏi chất nền
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 6* 2024
4 | https://www.duoc.tapchiyhoctphcm.vn https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.06.01
niêm mạc. Ghi nhận khối lượng nước cần thiết để màng phim
kết dính niêm mạc tách ra khỏi chất nền niêm mạc. Mỗi công
thức thử 3 lần với 3 màng phim. Phương pháp đánh giá khả
năng kết dính niêm mạc được đánh giá độ lặp lại trước khi
tiến hành trên các mẫu thử.
Hình 1. Hệ thống cân bằng vật lý [7]
2.3.4. Phương pháp đánh giá độ bền gấp của
màng phim
Thử nghiệm đánh giá bộ bền gấp của màng phim được
thực hiện bằng cách gấp màng phim 180o ở cùng một vị trí
cho đến khi màng phim xuất hiện vết đứt gãy. Thử nghiệm
được thực hiện trên bàn gấp thủ công. Mỗi công thức lặp lại
3 lần và ghi nhận số lần gấp được của mỗi màng phim [8].
2.3.5. Phương pháp khảo sát tỉ lệ tá dược KG
Khảo sát các công thức màng phim chứa 6% (kl/tt) HPMC
E15 với các tỉ lệ tá dược KG khác nhau trình bày trong Bảng
4. Đánh giá khả năng kết dính niêm mạc của các màng phim
theo phương pháp sử dụng hệ thống cân bằng vật lý.
Bảng 4. Thành phần các công thức khảo sát tỉ lệ KG
Công thức F0
(0 % KG)
F10
(0,5% KG)
F11
(1% KG)
F12
(1,5% KG)
F13
(2% KG)
HPMC E15 (g)
2,4 2,4 2,4 2,4 2,4
KG (g) 0 0,2 0,4 0,6 0,8
Glycerol (g) 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2
CLN (g) 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32
Cồn 25% (ml)
40 40 40 40 40
2.4. Nghiên cứu liên quan nhân quả và tối ưu hóa
công thức màng phim kết dính niêm mạc
Thành phần công thức màng phim kết dính niêm mạc và
vai trò các tá dược được trình bày trong Bảng 5.
Bảng 5. Thành phần công thức màng phim kết dính niêm mạc
chứa CLN
STT Thành phần Vai trò
1 CLN Hoạt chất
2 HPMC E15 Tá dược tạo màng phim
3 KG Tá dược kết dính
4 Glycerol Chất hóa dẻo
5 Cồn 25% Dung môi
10 thí nghiệm được thiết kế bằng phầm mềm Design –
Expert 6.0.6 (Stat-Ease Inc., Mỹ) theo mô hình D - optimal
với 3 biến độc lập và 3 biến phụ thuộc với các mức thử
nghiệm được trình bày trong Bảng 6.
Bảng 6. Giá trị các biến độc lập và các biến phụ thuộc
Ký hiệu
Ý nghĩa Mức 1
Mức 2
Mức 3
Biến độc lập
X1 Tỉ lệ glycerol
(%, kl/tt) 1 3 -
X2 Tỉ lệ KG (%, kl/tt) 0,5 1,5 -
X3 Tỉ lệ
HPMC E15 (%,
kl/tt) 4 6 8
Biến phụ thuộc Điều kiện ràng buộc
Y1 Khả năng kết dính
niêm mạc (g) Tối đa
Y2 Độ bền gấp (số lần
gấp) Tối đa
Y3 Độ dày màng (µm) Tối thiểu
2.4.1. Phương pháp đánh giá độ dày màng phim
Độ dày màng phim được xác định bằng kính hiển vi điện
tử CX21-FS1 (Olympus, Nhật). Độ dày của màng phim
được ghi nhận và xử lí bằng phần mềm ToupView. Đo độ
dày tại 3 vị trí khác nhau, tính giá trị trung bình [9].
Mỗi thí nghiệm được lặp lại 3 lần và lấy kết quả trung bình
của 3 lần thử nghiệm. Sử dụng phần mềm BCPharSoft OPT
(Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh) để
nghiên cứu mối liên quan nhân quả và tối ưu hóa công thức
màng phim kết dính niêm mạc chứa CLN. Nhằm đảm bảo
tính chính xác của mô hình dự đoán cho từng biến Y (có tính
chất và giá trị khác nhau, tùy theo chỉ tiêu cần quan sát), các
nhóm thử của từng biến Y được chọn độc lập. Chức năng
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 6 * 2024
https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.06.01 https://www.duoc.tapchiyhoctphcm.vn | 5
chọn nhóm thử riêng cho từng Y của phần mềm BCPharSoft
OPT được sử dụng. Yêu cầu R2 luyện và R2 thử lớn hơn 0,9.
Kết quả dự đoán tối ưu được thực nghiệm kiểm chứng lặp
lại 3 lần. Áp dụng trắc nghiệm t (One sample t test) để so
sánh kết quả thực nghiệm và kết quả dự đoán (khác nhau
không có ý nghĩa thống kê khi p >0,05).
3. KẾT QUẢ
3.1. Kết quả sàng lọc thành phần công thức màng
phim kết dính niêm mạc
3.1.1. Kết quả khảo sát tỉ lệ HPMC E15 tạo
màng phim
Hình chụp các màng phim trong thử nghiệm khảo sát tỉ lệ
HPMC E15 được trình bày trong Bảng 7. Ở tỉ lệ 2% HPMC
E15 (công thức F1 và FP1), dịch đổ khuôn có độ nhớt thấp.
Sau khi sấy, màng phim tạo thành rất mỏng, khi lóc khuôn,
màng phim dễ bị rách. Ở tỉ lệ 4% HPMC E15 (công thức F2
và FP2), thể chất dịch đổ khuôn có độ nhớt thấp. Sau khi sấy,
màng phim hình thành mỏng, dễ lóc khuôn, bề mặt màng
trơn nhẵn. Ở tỉ lệ 6% HPMC E15 (công thức F3 và FP3),
dịch đổ khuôn có độ nhớt tăng, thể chất sánh nhưng vẫn dễ
đổ khuôn. Sau khi sấy, màng phim có cảm quan đẹp và độ
dày vừa phải, màng rất dễ lóc khuôn, bề mặt màng trơn nhẵn.
Ở tỉ lệ 8% HPMC E15 (công thức F4 và FP4), thể chất dịch
đổ khuôn hơi đặc nhưng vẫn dễ đổ khuôn. Sau khi sấy, cả hai
màng F4 và FP4 tương đối dày, màng không chứa CLN
(FP4) có cảm quan đẹp, bề mặt nhẵn mịn, màng phim bị nứt
viền nhẹ sau khi sấy, màng phim chứa CLN (F4) bị nứt viền
nhiều sau khi sấy. Ở tỉ lệ 10% và 15% HPMC E15, thể chất
dịch đổ khuôn rất đặc, khó đổ khuôn. Màng phim sau khi sấy
rất dày và cứng, màng tự bong ra khỏi khuôn và biến dạng,
không giữ được độ phẳng trên khuôn
Bảng 7. Các tỉ lệ HPMC E15 và tính chất màng tương ứng
Tỉ lệ
HPMC E15
(%, kl/tt)
Màng phim không chứa CLN Màng phim chứa CLN
2
4
6