Ứng dụng dung môi CO2 siêu tới hạn điều chế Liposom chứa Arbutin sử dụng trong mỹ phẩm Nano

TẠP CHÍ Y – DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2009<br /> <br /> <br /> ỨNG DỤNG DUNG MÔI CO2 SIEU TỚI HẠN ĐIỀU CHẾ LIPOSOM<br /> CHỨA ARBUTIN SỬ DỤNG TRONG MỸ PHẨM NANO<br /> Hoàng Văn Lương*; Vũ Bình Dương*<br /> Nguyễn Văn Long*; Đào Văn Đôn*<br /> TÓM TẮT<br /> Liposom chứa arbutin được điều chế theo phương pháp bốc hơi đảo pha và sử dụng dung môi<br /> CO2 siêu tới hạn. Kết quả đã tìm được điều kiện phù hợp cho quá trình tạo liposom là: nhiệt độ 600C,<br /> áp suất 200 bar. Liposom thu được theo phương pháp này có kích thước, hiệu suất liposom hóa và<br /> hàm lượng arbutin cao hơn so với phương pháp truyền thống của Bangham.<br /> * Từ khóa: Liposom; Arbutin, Siêu tới hạn; Mỹ phẩm nano.<br /> <br /> <br /> STUDy OF APPLYING SUPERCRITICAL CARBON DIOXIED<br /> PREPARES ARBUTIN LIPOSOME USED IN NANOCOSMETICS<br /> Hoang Van Luong ; Vu Binh Duong<br /> Nguyen Van Long; Dao Van Don<br /> SuMMARY<br /> Preparation of liposome containing arbutin was made successfully by the supercritical reverse<br /> phase evaporation method without organic solvent. The most suitable critical conditions for making<br /> liposome were found that: the pressure was 200bar; temprature was 600C. The particles of liposome<br /> and liposomzation capicity followed this method was better than Bangham’s method.<br /> * Key words: Liposome; Arbutin; Supercritical; Nanocosmetics.<br /> <br /> <br /> <br /> ĐẶT VẤN ĐỀ qua được lớp biểu bì và phân bố giữa lớp<br /> tế bào biểu bì tạo hắc tố (nằm giữa lớp biểu<br /> Arbutin là chất chiết xuất từ một số loài<br /> bì và hạ bì) với nồng độ đủ lớn gây ra tác<br /> thực vật, đặc biệt có hàm lượng cao trong<br /> dụng ức chế tyrosinase. Tuy nhiên, do bản<br /> cây Bearberry (Arctostaphylos uva-ursi).<br /> chất của arbutin (hình 1) là chất dễ tan<br /> Các nghiên cứu về tác dụng dược lý cho<br /> trong nước, nên khả năng thấm qua lớp<br /> thấy: arbutin làm mất sắc tố trên da do tác biểu bì rất hạn chế. Để khắc phục hiện<br /> dụng ức chế enzym tyrosinase tạo thành tượng này, các nhà khoa học đã nghiên<br /> hắc tố da. Vì vậy nó được sử dụng phổ biển cứu bào chế liposom chứa arbutin giúp thay<br /> làm chất trắng da trong mỹ phẩm. Muốn tạo đổi tính thÊm, cải thiện khả năng xuyên<br /> được tác dụng, arbutin phải thấm thấm, nhằm làm tăng hiệu quả gây trắng da.<br /> <br /> <br /> * Häc viÖn Qu©n y<br /> Ph¶n biÖn khoa häc: PGS. TS. NguyÔn V¨n Minh<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 5<br />  TẠP CHÍ Y – DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2009<br /> <br /> - Thiết bị chiết suất siêu tới hạn Thai.cor<br /> 2000 (Mỹ), có bộ phận đặc biệt để bốc hơi<br /> dung môi CO2; máy đo kích thước tiểu phân<br /> nano NICOMP 370 (Santar Barbara - Mỹ);<br /> hệ thống sắc kí lỏng cao áp Water (Mỹ); hệ<br /> thống sắc kí cột gel Sephadex G25.<br /> <br /> 2. Phương pháp nghiên cứu.<br /> 2.1. Phương pháp bào chế liposom:<br /> - Chế tạo liposom theo phương pháp<br /> Hình 1: Cấu trúc hóa học của arbutin.<br /> SCRPE: cân 10 gam lecitin phân tán trong<br /> Trên thế giới đã có nhiều phương pháp 1 ml cồn, cho vào bình. Cân và hòa tan 500 mg<br /> bào chế liposom như phương pháp của<br /> arbutin trong 200 ml nước cất, cho vào bình<br /> Bamhang dùng dung môi hữu cơ để hòa<br /> tan phospholid, sau đó phân tán dưîc chất có khuấy từ đã có sẵn hỗn dịch lecitin. Cấp<br /> và bốc hơi dung môi. Tuy nhiên, phương dòng CO2 siêu tới hạn vào trong bình, duy<br /> pháp này hiệu suất tạo được liposom thấp. trì nhiệt độ 600C, áp suất bình khảo sát là<br /> Ngoài ra còn tồn dư các dung môi hữu cơ 150, 200, 250; 300; 350, 400 bar trong thời<br /> độc hại trong sản phẩm. Phương pháp sử<br /> gian 30 phút. Bốc hơi dung môi CO2 bằng<br /> dụng chất lỏng CO2 siêu tới hạn làm dung<br /> môi trong chế tạo liposom có nhiều ưu điểm cách mở van xả với tốc độ 1 ml/phút cho tới<br /> như: hiệu suất cao, kích thước tiểu phân khi áp suất trong bình về 0 bar. Hỗn dịch<br /> nhỏ, không độc hại, rẻ tiền [2]. Vì vậy trong liposom được lọc lần lượt qua các màng lọc<br /> nghiên cứu này, chúng tôi ứng dụng dung có kích thước 3; 1,2; 0,6; 0,4 và 0,22 µm.<br /> môi CO2 siêu tới hạn để bào chế liposom<br /> Dịch lọc liposom bảo quản ở 40C.<br /> chứa arbutin theo phương pháp bốc hơi<br /> đảo pha (the supercritical reverse phase - Chế tạo liposome theo phương pháp<br /> evaporation method - SCRPE) với mục tiêu: của Bangham. Cân và hòa tan hoàn toàn<br /> - Chế tạo được liposom chứa arbutin có lecitin trong cloroform trong bình kín, bốc<br /> kích thước tiÓu phân nano. hơi dung môi dưới điều kiện áp suất giảm<br /> - Khảo sát ảnh hưởng của áp suất siêu cho tới khi thu được màng lecitin mỏng.<br /> tới hạn đến hiệu quả liposom hóa arbutin. Cân và hòa tan arbutin trong nước, sau đó<br /> phân tán vào màng mỏng lecitin, hỗn dịch<br /> Nguyªn vËt liÖu vµ làm nóng tới 600C trong 10 phút. Sau đó lắc<br /> ph-¬ng ph¸p nghiªn cøu mạnh hỗn hợp trên máy lắc trong 5 phút tới<br /> 1. Nguyên vật liệu. khi thu được hỗn dịch chứa liposom, lọc<br /> - Lecitin của Sigma đạt tiêu chuẩn USP qua màng lọc có kích thước khác nhau từ<br /> 30, arbutin (Merck - Đức); cloroform, ethanol 3 - 0,2 µm.<br /> (Wako - Nhật Bản) và các hóa chất khác.<br /> <br /> 6<br />  TẠP CHÍ Y – DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2009<br /> <br /> 2.2. Phương pháp phân tích kích thước Clipo x Vlipo<br /> tiểu phân:<br /> E (%) = x 100<br /> Pha loãng mẫu liposom 400 lần với<br /> (Clipo x Vlipo) + (Ctdo x Vtdo)<br /> nước cất. Sau đó chuyển vào tế bào đo của<br /> hệ thống máy xác định kích thước tiểu phân Trong đó: Clipo ; Ctdo là nồng độ arbutin trong<br /> nano NICOMP 370. Kết quả xác định kích liposom và ở dạng tự do.<br /> thưíc tiểu phân được xử lí trên máy tính.<br /> Mỗi mẫu làm lặp lại 6 lần.<br /> KÕt qu¶ nghiªn cøu<br /> 2.3. Phương pháp xác định hiệu suất<br /> 1. Kết quả nghiên cứu tạo liposom.<br /> liposom hóa:<br /> Bơm 100 µl mẫu liposom vào cột gel Theo phương pháp SCRPE, quá trình<br /> sephadex để tách lấy các arbutin tự do và tạo liposom trải qua 4 bước sau: trước hết<br /> liposom đã chứa arbutin. Cứ sau 5 phút lựa tạo dung dịch đồng nhất của lecitin và cồn<br /> chọn 1 phân đoạn. Đo kh¶ năng hấp thụ tử trong CO2 siêu tới hạn (a), sau đó phân tán<br /> ngoại của các phân đoạn ở bước sóng 280 dung dịch arbutin vào trong dung dịch lecitin<br /> nm cho tới khi không còn các pic trên sắc kí tạo thành nhũ tương ở trạng thái siêu tới<br /> đồ, chứng tỏ arbutin và liposom đã ra hết hạn CO2/N (b), ở điều kiện có khuấy trộn<br /> khỏi cột. Gộp chung các phân đoạn cùng các lecitin sẽ sắp xếp đầu không phân cực<br /> chứa liposom hoặc arbutin với nhau. Hòa hướng ra hai bên và đầu phân cực hướng<br /> tan trong dung dịch trion X100 0,5%. Định vào trong, trong qu¸ trình đó bao lấy các<br /> lượng arbutin bằng sắc kí lỏng hiệu năng tiểu phân arbutin vào phần phân cực của<br /> cao với pha động sử dụng là methanol: lớp phospholipid (c), khi giảm áp suất và<br /> nước = 15 : 85, thể tích bơm mẫu 20µl, tốc<br /> nhiệt độ CO2 chuyển từ trạng thái siêu tới<br /> độ dòng 1ml/phút, detector UV ở bước<br /> hạn sang trạng thái khí, lúc đó các liposom<br /> sóng 280 nm. Phần trăm arbutin được<br /> được hình thành liên tục tạo thành hỗn dịch<br /> liposom hóa tính theo công thức sau:<br /> trong nước (hình 2).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 7<br />  TẠP CHÍ Y – DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2009<br /> <br /> Hình 2: Quá trình tạo liposom theo phương pháp SCRPE.<br /> 2. Kết quả khảo sát khả năng ảnh liposom hóa có xu thế giảm. Tuy nhiên, nếu<br /> hưởng của áp suất đến khả năng tạo tiếp tục tăng áp suất trên 250 bar thi tỷ lệ<br /> liposome. liposom hóa sẽ ổn định khoảng 15%. Hiệu<br /> Bảng 1: Kích thước và hiệu suất tạo suất liposom hóa cao nhất ở áp suất 200 bar<br /> liposom ở các điều kiện áp suất khác nhau. đạt 21,6%.<br /> <br /> kÝch th-íc hµm l-îng 3. Kết quả so sánh tạo thành liposom<br /> hiÖu suÊt<br /> Áp tiÓu ph©n<br /> liposom<br /> arbutin giữa 2 phương pháp.<br /> suÊt (KTTP) trong<br /> hãa<br /> (bar) liposom<br /> (%)<br /> liposom Điều chế liposom theo phương pháp<br /> (µg/mg)<br /> (nm)<br /> SCRPE ở 600C; 200 bar và phương pháp<br /> 150 187,5 ± 24,1 12,3 ± 3,6 12,3 của Bamhang.<br /> <br /> Bảng 2: Kết quả so sánh KTTP liposom<br /> 200 121,2 ± 21,7 21,6 ± 2,4 28,2<br /> theo hai phương pháp.<br /> 250 117,6 ± 34,8 15,6 ± 1,5 25,5<br /> <br /> Ph-¬ng ph¸p Ph-¬ng ph¸p<br /> 300 115,8 ± 25,4 16,7 ± 2,7 27.4 MÌ<br /> SCRPE (nm) Bamhang (nm)<br /> <br /> <br /> 350 134,1 ± 27,3 15,2 ± 3,1 11,9 1 125,2 ± 21,7 189,8 ± 25,4<br /> <br /> 450 127,2 ± 34,5 16,5 ± 1,4 14,5 2 131,6 ± 16,7 197,1 ± 27,3<br /> <br /> p p2,1; p2-5 0,05 P3-4; p3-5 > 0,05 P3-4; p3-5 > 0,05<br /> 4 117,6 ± 14,8 195,8 ± 29,4<br /> <br /> <br /> * Ở các điều kiện áp suất khác nhau, 5 126,3 ± 17,1 214,1 ± 27,3<br /> <br /> kích thước liposom và hiệu suất liposom<br /> 6 114,8 ± 34,5 221,2 ± 14,5<br /> hóa cũng khác nhau. Khi áp suất càng tăng,<br /> kích thước tiểu phân càng giảm. Tuy nhiên, X + SD 121,8 ± 6,25 207,4 ± 11.89<br /> <br /> nếu áp suất tăng trên 350 bar thì kích thước<br /> P1-2 < 0,05<br /> tiểu phân giảm nhưng không đáng kế (p > 0,05).<br /> Ở khoảng áp suất 200 - 250 bar, kích thước<br /> tiểu phân đạt nhỏ nhất là 117 - 121 nm. * Kích thước tiểu phân liposom điều chế<br /> <br /> Hiệu suất liposom hóa ở các mức áp theo phương pháp SCRPE nhỏ hơn so với<br /> <br /> suất khác nhau cũng cho kết quả không phương pháp Bangham. Sự khác biệt này<br /> <br /> giống nhau. Khi áp suất tăng cao, hiệu suất có nghĩa thống kê (p < 0,05). Khi kích<br /> <br /> 8<br />  TẠP CHÍ Y – DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2009<br /> <br /> thước tiểu phân nhỏ, liposom sẽ bền vững Liposom sau khi được điều chế, bảo<br /> hơn các liposom có kích thước lớn. quản ở nhiệt độ phòng, theo dõi độ ổn định<br /> trong vòng 30 ngày. Quan sát sự tách lớp<br /> Bảng 3: Kết quả so sánh hiệu suất liposom<br /> hóa theo hai phương pháp. của liposom.<br /> B¶ng 4: KÕt qu¶ ®é æn ®Þnh cña liposom<br /> Ph-¬ng ph¸p Ph-¬ng ph¸p ®iÒu chÕ theo 2 ph-¬ng ph¸p<br /> SCRPE Bamhang<br /> MÎ<br /> <br /> Hiệu Hàm Hiệu Hàm ®é æn ®Þnh<br /> suất lượng suất lượng mÉu<br /> arbutin (%) arbutin Sau khi Sau 6 Sau 14 Sau 30<br /> (%)<br /> trong trong điều chế giờ ngày ngày<br /> liposom liposom<br /> (µg/mg) (µg/mg) Phương pháp - + ++ ++<br /> Bangham<br /> (1) (2) (3) (4)<br /> <br /> 1 22,3 28,5 6,7 17,2 Phương pháp - - - +<br /> SCRPE<br /> <br /> 2 21,6 31,2 5,2 15,9<br /> <br /> Ghi chó: (-): kh«ng t¸ch líp; (+) t¸ch líp<br /> 3 25,6 29,3 4,5 18,5<br /> kh«ng râ rµng; (++) t¸ch líp râ rµng.<br /> 4 22,3 26,4 6,7 19,2<br /> * Sau 6 giờ, liposom điều chế theo<br /> 5 21,6 27,8 5,2 16,7 phương pháp của Bangham đã tách lớp,<br /> trong khi đó liposom sản xuất theo phương<br /> 6 25,6 28,3 4,5 15,2 pháp SCRPE sau 30 ngày mới thấy có hiện<br /> tượng tách lớp, nhưng mức độ chưa rõ<br /> X + SD 22,7 ± 1,8 28,7 ± 1,6 5,4 ± 1,0 17,1 ± 1,5<br /> ràng. Nguyên nhân do liposom sản xuất<br /> P1-3 < 0,05 P2-4 < 0,05 theo phương pháp của Bangham có kích<br /> thước tiểu phân lớn hơn, tỉ trọng cao nên<br /> * Hiệu suất arbutin được liposom hóa tốc độ lắng nhanh hơn so với liposom điều<br /> trong phương pháp SCRPE đạt 22,7%, chế theo phương pháp SCRPE.<br /> <br /> trong khi phương pháp của Bangham chỉ<br /> đạt 5,4%. Hàm lượng arbutin trong liposom BÀN LUẬN<br /> điều chế theo phương pháp SCRPE đạt<br /> Arbutin chế tạo dưới dạng liposom ®Ó<br /> cao hơn so với phương pháp Bangham (p <<br /> cải thiện tính thấm qua da và phát huy tốt<br /> 0,05). hơn hiệu quả gây trắng da. Trong nghiên<br /> 4. Độ ổn định của liposom. cứu này, chúng tôi sử dụng phương pháp<br /> bốc hơi dung môi siêu tới hạn đảo pha điều<br /> chế liposom, phương pháp nµy có ưu điểm<br /> <br /> 9<br />  TẠP CHÍ Y – DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2009<br /> <br /> là không sử dụng dung môi hữu cơ độc hại. Tµi liÖu tham kh¶o<br /> Kết quả cho thấy liposom sản xuất theo<br /> 1. Võ Xuân Minh. Các dạng bào chế hiện đại,<br /> phương pháp này có kích thước nhỏ và<br /> Nhà xuất bản Y học, 2005, tr. 172-186.<br /> hiệu suất dược chất được liposom hóa cao<br /> 2. Katsuto Otake, Takeshi Shimomura,<br /> hơn so với phương pháp truyền thống. Vì<br /> Toshihiro Goto,Tomohiro Imura. Preparation of<br /> vậy, độ ổn định của liposom cũng kéo dài<br /> liposomes using an improved supercritical<br /> hơn. Trong phương pháp SCRPE các yếu<br /> reverse phase evaporation method. Langmuir<br /> tố ảnh hưởng bao gồm: nhiệt độ, áp suất<br /> 2006, 22, pp. 2543-2550.<br /> tới hạn và tỷ trọng của CO2. Kết quả khảo<br /> sát cho thấy áp suất thích hợp nhất cho 3. Shengie Bian, Min Koo Choi, Hongxia Lin,<br /> <br /> điều chế liposom là 200 bar. Sunl Jae Chung. Deformable liposomes for<br /> topical skin delivery of arbutin. J Korea Pharm<br /> Sici, 2006, Vol 36, N05, pp. 299-304.<br /> KẾT LUẬN<br /> 4. Ai Heu Wen, Min Koo Choi, Dea Duk Kim.<br /> Đã điều chế được liposom chứa arbutin<br /> Formulation of liposome for topical delivery of<br /> từ lecitin bằng phương pháp SCRPE.<br /> arbutin. Arch Pharm Res, 2006, Vol 29, No12,<br /> Liposom có kích thước khoảng 120 nm với<br /> pp. 1187-1192.<br /> hiệu suất liposom hoá đạt khoảng 23%. Áp<br /> suất phù hợp cho quá trình liposom hóa là<br /> 200 bar. Hàm lượng arbutin trong liposom<br /> là 28,2%. Liposom bảo quản ở nhiệt độ<br /> phòng sau 30 ngày mới xuất hiện hiÖn<br /> tượng sa lắng.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 10<br /> TẠP CHÍ Y – DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2009<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 11<br />