Khóa luận tốt nghiệp Y tế: Điền thúy quỳnh bước đầu nghiên cứu bào chế và

Nghiên cứu bào chế gel siêu âm từ điền thúy quỳnh. Đánh giá tính chất lý hóa, độ ổn định và hiệu quả ứng dụng trong chẩn đoán hình ảnh y khoa.

• Tác giả: Điền Thúy Quỳnh
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Bảo Tùng
• Trường học: Trường Đại học Dược Hà Nộ
• Chuyên ngành: Dược
• Đề tài: Bước Đầu Nghiên Cứu Bào Chế Và Đánh Giá Gel Ứng Dụng Trong Siêu Âm
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Bào Chế Gel Siêu Âm

Điền Thúy Quỳnh đã thực hiện một khóa luận tốt nghiệp dược sĩ có tính ứng dụng cao tại Trường Đại học Dược Hà Nội năm 2020. Nghiên cứu này tập trung vào bào chế và đánh giá gel siêu âm, một chế phẩm quan trọng trong lĩnh vực y học hiện đại. Gel siêu âm là sản phẩm đặc biệt được thiết kế để cải thiện chất lượng hình ảnh trong các ứng dụng siêu âm chẩn đoán. Khóa luận được thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Phạm Bảo Tùng và ThS. Nguyễn Cảnh Hưng tại hai bộ môn Bào chế và Hóa phân tích - Độc chất. Nghiên cứu này không chỉ giúp bổ sung kiến thức về bào chế dược phẩm mà còn góp phần phát triển công nghệ y tế tại Việt Nam.

1.1. Ý Nghĩa Của Việc Nghiên Cứu Gel Siêu Âm

Gel siêu âm đóng vai trò thiết yếu trong chẩn đoán hình ảnh y khoa. Nó giúp cải thiện sự lan truyền sóng siêu âm vào cơ thể và nâng cao chất lượng hình ảnh. Việc nghiên cứu bào chế một gel siêu âm đạt chất lượng cao có ý nghĩa y khoa quan trọng, đặc biệt trong bối cảnh phát triển công nghệ y tế tại Việt Nam.

1.2. Mục Tiêu Chính Của Khóa Luận

Mục tiêu chính của khóa luận là bước đầu nghiên cứu bào chế một công thức gel mới, đánh giá các đặc tính lưu biến của gel, khảo sát ảnh hưởng của tiệt khuẩn nhiệt ẩm lên tính chất gel, và đánh giá an toàn cũng như hiệu quả lâm sàng của sản phẩm.

II. Cơ Sở Lý Thuyết Và Tài Liệu Nghiên Cứu

Điền Thúy Quỳnh đã tổng hợp kiến thức toàn diện về siêu âm trong y học, bao gồm đại cương về sóng siêu âm, cơ sở vật lý và ứng dụng lâm sàng. Tài liệu tham khảo của khóa luận bao gồm các nội dung về thành phần gel siêu âm, đặc tính lý hóa của gel, và các phương pháp đánh giá chất lượng. Nghiên cứu đã tập trung vào lưu biến và ứng dụng của nó trong đánh giá các chế phẩm gel. Các đặc tính lý hóa được đánh giá bao gồm độ nhớt, khả năng phục hồi, và ổn định của gel. Cơ sở lý thuyết vững chắc này giúp bước đầu nghiên cứu bào chế gel đạt hiệu quả cao nhất.

2.1. Đặc Tính Lý Hóa Của Gel Siêu Âm

Gel siêu âm phải memiliki các đặc tính lý hóa nhất định để đáp ứng yêu cầu lâm sàng. Các đặc tính bao gồm độ nhớt, độ bền cơ học, khả năng phục hồi sau biến dạng, và tính ổn định lâu dài. Độ nhớt phức hợp là một trong những chỉ số quan trọng nhất được đánh giá.

2.2. Phương Pháp Đánh Giá Lưu Biến

Lưu biến là khoa học nghiên cứu chuyển động và biến dạng của vật chất. Trong khóa luận này, các phương pháp đánh giá lưu biến được sử dụng để đánh giá các đặc tính của gel bao gồm đo tần số dao động, xác định vùng LVR, và khảo sát độ nhớt của gel.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Và Thực Nghiệm

Phương pháp nghiên cứu trong khóa luận của Điền Thúy Quỳnh bao gồm nhiều giai đoạn chi tiết. Đầu tiên là phương pháp bào chế gel sử dụng các nguyên liệu được lựa chọn kỹ lưỡng. Tiếp theo là đánh giá cảm quan và pH gel để đảm bảo chất lượng cơ bản. Phương pháp đánh giá lưu biến được áp dụng để khảo sát các đặc tính của gel ở các điều kiện khác nhau. Nghiên cứu cũng bao gồm đánh giá ảnh hưởng của tiệt khuẩn nhiệt ẩm lên tính chất lưu biến gel. Phương pháp đánh giá chất lượng hình ảnh siêu âm được sử dụng để kiểm tra hiệu quả lâm sàng. Cuối cùng là phương pháp đánh giá khả năng gây kích ứng và thử kết dính sinh học để đảm bảo an toàn.

3.1. Nguyên Vật Liệu Và Thiết Bị Nghiên Cứu

Khóa luận sử dụng các nguyên vật liệu tiêu chuẩn bao gồm Carbopol, HEC, glycerin, propylen glycol, và các chất phụ gia khác. Thiết bị nghiên cứu bao gồm máy siêu âm, thiết bị đo chỉ số kết dính sinh học, và các dụng cụ phân tích khác theo tiêu chuẩn dược điển.

3.2. Quy Trình Bào Chế Công Thức Gel

Bào chế gel được thực hiện theo quy trình khoa học, từ chuẩn bị nguyên liệu đến điều chỉnh pH và độ nhớt. Các công thức được khảo sát dựa vào đánh giá lưu biến, với nồng độ tá dược tạo gel được tối ưu hóa để đạt chất lượng tốt nhất.

IV. Kết Quả Đánh Giá Và Ứng Dụng Thực Tiễn

Kết quả của khóa luận của Điền Thúy Quỳnh cho thấy rằng công thức gel được bào chế thành công với các đặc tính lưu biến tốt. Đánh giá cảm quan cho thấy gel có tính thẩm mỹ cao, độ pH phù hợp với da. Kết quả khảo sát lưu biến chỉ ra rằng gel có khả năng phục hồi độ nhớt tốt sau biến dạng. Ảnh hưởng của tiệt khuẩn nhiệt ẩm lên tính chất lưu biến là không đáng kể, cho thấy sự ổn định của gel. Đánh giá chất lượng hình ảnh siêu âm cho kết quả tốt, gel không gây kích ứng da ở mức độ đáng kể. Chỉ số kết dính sinh học đạt tiêu chuẩn chấp nhận. Những kết quả này mở ra triển vọng ứng dụng gel trong thực tiễn lâm sàng tại các cơ sở y tế Việt Nam.

4.1. Hiệu Quả Của Công Thức Gel Được Phát Triển

Công thức gel được bào chế thể hiện các đặc tính vượt trội so với các sản phẩm hiện có. Đánh giá cảm quan, pH, và lưu biến đều đạt tiêu chuẩn chất lượng. Gel có khả năng cải thiện chất lượng hình ảnh siêu âm hiệu quả, an toàn sử dụng, và có tiềm năng thương mại hóa.

4.2. Ứng Dụng Và Triển Vọng Phát Triển

Khóa luận của Điền Thúy Quỳnh là bước đầu quan trọng cho phát triển các sản phẩm gel siêu âm nội địa. Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để cải tiến công thức, mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực khác, và góp phần phát triển ngành dược phẩm Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, kỹ thuật siêu âm được ứng dụng nhiều trong y học. Bên cạnh việc chẩn đoán bằng hình ảnh siêu âm, người ta còn ứng dụng hiệu ứng cơ học, nhiệt học, hóa học của siêu âm trong điều trị nhiều bệnh lý như điều trị sỏi thận, u tuyến, cao huyết áp, bệnh dạ dày, phẫu thuật thần kinh, giảm đau. Ngoài ra, siêu âm còn được ứng dụng trong tăng cường vận chuyển qua da các dược chất thân nước và các đại phân tử như hormone, protein, liposome,… Trong quá trình siêu âm, kỹ thuật viên thường bôi một lớp gel lên đầu dò của máy siêu âm, gel siêu âm có vai trò tạo môi trường trung gian tiếp âm giữa đầu dò và cơ thể để sóng siêu âm có thể xuyên vào trong cơ thể mà không bị phản xạ trở lại, đồng thời tạo ra độ trượt để đầu dò trượt tốt trên da. Ngoài ra, gel siêu âm còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác, chẳng hạn như trong các ca trị liệu bằng ánh sáng hay trong ngành thẩm mĩ, từ chất nền gel siêu âm, người ta sẽ phối hợp thêm một số chất để tạo ra gel mới có công dụng làm đẹp, thường dùng chung với máy massage, máy triệt lông.

Lưu biến học có ứng dụng trên nhiều lĩnh vực như khoa học vật liệu, thực phẩm hay dược phẩm. Với ngành dược, lưu biến được xem là công cụ hữu ích trong lựa chọn công thức và kiểm nghiệm các dạng thuốc bán rắn như gel, kem, thuốc mỡ. Tuy nhiên, ở Việt Nam cũng như trên thế giới hiện chưa có nghiên cứu nào ứng dụng lưu biến vào xây dựng công thức gel siêu âm hay đánh giá ảnh hưởng của đặc tính lưu biến gel đến chất lượng hình ảnh siêu âm. Do đó, chúng tôi thực hiện đề tài: “Bước đầu nghiên cứu bào chế và đánh giá gel ứng dụng trong siêu âm” với mục tiêu: Nghiên cứu bào chế gel ứng dụng trong siêu âm dựa vào đánh giá đặc tính lưu biến, đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng của gel siêu âm.

TỔNG QUAN Sóng siêu âm là sóng cơ học có tần số > 20.000 Hz, tai người không nghe được, có định hướng, dễ hội tụ và có bước sóng ngắn [4]. Siêu âm truyển năng lượng cơ học cho môi trường nhưng không ion hóa nó. Sóng siêu âm ứng dụng trong y học có tần số từ 700kHz đến 50MHz [3]. Tần số phát xạ thay đổi tùy theo yêu cầu: Trong chẩn đoán, người ta thường dùng tần số siêu âm từ 1 – 10 MHz, cường độ 5 – 10 mW cho mỗi cm2.

Trong điều trị, tần số thường dùng là 0,5 – 1MHz và cường độ 0,5 – 4W cho mỗi cm2 [1]. Tốc độ truyền sóng âm: Tốc độ siêu âm phụ thuộc vào bản chất của môi trường truyền âm: Môi trường có mật độ phân tử cao, tính đàn hồi lớn siêu âm truyền tốc độ cao và ngược lại, những môi trường có mật độ phân tử thấp tốc độ sẽ nhỏ. Trong không khí: tốc độ truyền là 350m/s. Siêu âm truyền trong không khí rất kém, do đó giữa nguồn phát siêu âm và cơ thể phải có một môi truyền dẫn truyền trung gian.

Tốc độ truyền âm trong các môi trường sinh học: Phần mềm và mỡ: 1400m/s, cơ: 1600m/s, xương: 3600- 4000m/s,… Các bộ phận có nhiều khí như phổi, dạ dày, ruột, siêu âm rất khó truyền qua. Trong siêu âm chẩn đoán người ta thường lấy giá trị trung bình của tốc độ siêu âm trong cơ thể là 1540m/s [1], [4]. Trở kháng âm (Z) là đại lượng vật lý biểu thị cho khả năng cản trở của môi trường, chống lại không cho siêu âm xuyên qua, phụ thuộc vào mật độ và tốc độ truyền âm của môi trường. ρ: mật độ môi trường.

C c: tốc độ siêu âm trong cơ thể. Z: Trở kháng âm Ví dụ trở kháng âm của không khí 0,0004; mỡ 1,38; gan 1,65; cơ 1,7; xương 7,8. Phản xạ, khúc xạ: Khi sóng âm truyền trong môi trường đồng nhất và đẳng hướng thì nó sẽ truyền theo phương thẳng. Khi gặp mặt phẳng phân cách đủ lớn giữa 2 môi trường có trở kháng âm khác nhau, sóng âm sẽ tuân theo định luật phản xạ và khúc xạ, một phẩn năng lượng phản xạ ngược lại và phần còn lại truyền tiếp vào môi trường thứ hai.

2 Tán xạ: Khi gặp cấu trúc nhỏ hoặc với bề mặt không đồng đều, tia âm sẽ tán xạ đi khắp nơi, chỉ có 1 phần nhỏ tới được đầu dò, nhờ có tán xạ siêu âm mà ta có thể đánh giá được sự đồng đều của nhu mô, tổ chức trong cơ thể. Năng lượng siêu âm biểu thị mức năng lượng mà chùm tia siêu âm truyền vào cơ thể. Trong siêu âm chẩn đoán để đảm bảo an toàn, các máy thường phát với mức năng lượng thấp vào khoảng 1mW – 10 mW. Các máy siêu âm hiện đại có thể thay đổi mức phát năng lượng để tăng tính an toàn cho bệnh nhân, nhất là đối với thai nhi và trẻ em.

Trong quá trình sóng siêu âm đi qua các tổ chức của cơ thể, năng lượng của nó giảm dần do một phần đã bị phản xạ trở lại, một phần tương tác với môi trường chuyển thành nhiệt năng và gây biến đổi cấu trúc của môi trường. Cơ thể người là một môi trường không đồng nhất, bao gồm nhiều cơ quan, tổ chức có cấu trúc khác nhau. Khi chùm tia siêu âm truyền tới biên giới của hai môi trường có trở kháng âm khác nhau, một phần sẽ đi theo hướng ban đầu và tiếp tục đi vào môi trường tiếp theo, một phần sẽ bị phản xạ trở lại, mức độ phản xạ nhiều hay ít phụ thuộc vào độ chênh lệch trở kháng giữa hai môi trường. Khi sóng siêu âm truyền tới mặt phân cách giữa hai môi trường có độ trở kháng âm khác nhau, phần năng lượng của chùm tia siêu âm phản xạ trở về tỷ lệ thuận với độ chênh lệch trở kháng giữa 2 môi trường.

Và chúng được đặc trưng bằng một đại lượng gọi là hệ số phản xạ R. Xét trường hợp chùm tia vuông góc với mặt phẳng phân cách của các bộ phận cần thăm dò: Trong đó 𝑍2 − 𝑍1 2 R: hệ số phản xạ 𝑅= ( ) 𝑍2 + 𝑍1 Z1: Độ trở kháng âm môi trường 1 Z2: Độ trở kháng âm môi trường 2 Ngược lại với độ trở kháng là độ truyền âm. Hệ số truyền âm T = 1 – R, trong đó T là hệ số truyền âm, R là hệ số phản xạ. [1, 4] Ví dụ hệ số phản xạ và hệ số truyền âm giữa hai môi trường không khí và mô mềm như sau: 1.002 3 Như vậy, khi chùm tia siêu âm đi qua không khí vào mô mềm có 99.8% năng lượng bị phản xạ trở lại và chỉ có 0,2% năng lượng tiếp tục đi qua.

Do đó, khi siêu âm chúng ta phải tạo môi trường tiếp âm (gel siêu âm) giữa đầu dò và cơ thể để chùm tia siêu âm có thể xuyên vào trong cơ thể mà không bị phản xạ trở lại. Siêu âm trong chẩn đoán Sóng siêu âm khi truyền qua các tổ chức sống trong cơ thể sẽ bị hấp thụ hoặc phản xạ. Kết quả của sự phản xạ và hấp thụ phụ thuộc vào tính chất, cấu trúc của các tổ chức sống, gián tiếp phản ánh tình trạng, cấu trúc của các tổ chức sống này thông qua hình ảnh sóng siêu âm trên màn hình. Siêu âm dựa trên hiệu ứng Doppler giúp đo tốc độ di chuyển của hồng cầu, tính lưu lượng máu qua mạch máu.

Phương pháp này được dùng để chẩn đoán các bệnh tuần hoàn ngoại biên hoặc và bệnh lý tim [5]. Siêu âm trong điều trị Khi tác dụng lên các tế bào và các tổ chức sống, siêu âm gây ra 3 hiệu ứng: cơ học, nhiệt học và hoá học. Hiệu ứng cơ học: Với chùm siêu âm có cường độ vừa và nhỏ (<20kW/m2) khi tác động lên tổ chức sinh học siêu âm làm tăng tính thẩm thấu của màng tế bào và sự dịch chuyển của bào tương, làm các tổ chức nông của cơ thể bị chấn động nhẹ có tác dụng điều trị viêm tế bào. Với chùm siêu âm có cường độ mạnh khi tác động vào tế bào có thể làm rách màng tế bào, biến dạng nhân, phá huỷ tế bào, được ứng dụng trong chống đông máu, diệt trùng.

Ngày nay, siêu âm có cường độ mạnh còn được dùng để phá huỷ tổ chức sâu trong cơ thể như sỏi thận, u tuyến, hay sử dụng trong phẫu thuật thần kinh với ưu điểm giảm đau, không gây chảy máu, tránh được nhiễm trùng và có độ chính xác cao [5]. Hiệu ứng nhiệt: Khi chùm siêu âm truyền qua một môi trường vật chất, một phần năng lượng của chùm siêu âm bị môi trường vật chất hấp thụ, phần lớn năng lượng hấp thụ biến thành nhiệt năng làm cho vật chất nóng lên. Hiện tượng này xảy ra nhiều nhất ở các mặt ngăn cách giữa hai môi trường có mật độ khác nhau. Hiệu ứng nhiệt gây giãn mạch, tăng cường dinh dưỡng, giảm đau, điều trị chống teo cơ, chống co thắt cơ, chống viêm [5].

Vật lý trị liệu cũng là một ứng dụng dựa trên hiệu ứng nhiệt của siêu âm, giúp 4 tăng cường vận chuyển các hợp chất vào da (đôi khi gọi là sonophoresis), chẳng hạn như lidocain và cortisol, thường được dùng trong thể thao [17]. Hiệu ứng hoá học: Sóng siêu âm có thể gây ra các phản ứng mà ở điều kiện bình thường khó xảy ra hoặc làm xúc tác các phản ứng hoá học, tăng phân ly các hợp chất hữu cơ, tăng sự ion hoá và tạo ra nhiều gốc tự do. Sóng siêu âm cũng làm tăng quá trình thẩm thấu qua các màng bán thấm, làm thay đổi sự chuyển hoá vật chất và hoạt tính các men sinh học trong cơ thể. Đối với mô sinh học, siêu âm làm thay đổi pH, điểm đẳng điện, áp suất thẩm thấu, áp suất keo.

Lợi dụng những đặc tính này, siêu âm có thể dùng để điều trị tăng huyết áp, bệnh dạ dày [5]. Siêu âm tăng cường vận chuyển thuốc qua da: Đối với việc vận chuyển thuốc qua da, lớp sừng tạo thành một rào cản đối với sự khuếch tán thuốc thụ động đối với các phân tử có trọng lượng lớn hơn 500 Da [10]. Nghiên cứu các hiệu ứng khác nhau (bao gồm xâm thực, hiệu ứng nhiệt, hiệu ứng cơ học, tạo ra vận tốc đối lưu) để tìm ra cơ chế siêu âm trong tăng cường vận chuyển thuốc qua da đã cho thấy: xâm thực (tạo bọt khí) đóng vai trò chi phối siêu âm trị liệu. Dao động của bọt khí tạo ra sự rối loạn trong lớp lipid kép và là nguyên nhân quan trọng nhất để siêu âm tăng vận chuyển thuốc qua da [19].