CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Vài nét về sulfadiazin bạc 1. Công thức hóa học Hình 1. Công thức hóa học của sulfadiazin bạc Công thức phân tử: C10H9AgN4O2S.
Khối lượng phân tử: 357,14 g/mol. Tên khoa học: Silver (4-aminophenyl) sulfonyl-pyrimidin-2-ylazanide. Tính chất lý hóa Cảm quan: Bột kết tinh trắng hoặc trắng kem, không mùi hoặc gần như không mùi. SSD ổn định trong không khí nhưng từ từ chuyển sang màu vàng khi tiếp xúc với ánh sáng [11].
Nhiệt độ nóng chảy: Tonc = 285oC. Độ tan: Rất ít tan trong nước (3,4 mg/L trong môi trường pH 6,8), tan hoàn toàn trong 30% dung dịch amonia lỏng, ít tan trong aceton, thực tế không tan trong ethanol, cloroform, diethyl ether [11]. Bản chất của SSD là một cao phân tử (trong đó ion bạc là tứ phân tử và được bao quanh bởi 3 phân tử sulfadiazin khác nhau đã được dehydro hoá, trong khi mỗi phân tử sulfadiazin liên kết với 3 ion bạc khác nhau). Bản chất cao phân tử này góp phần làm giảm độ tan trong nước của SSD [24], [35], [39].
Cấu tạo cao phân tử của sulfadiazin bạc 1. Tổng hợp SSD được tổng hợp dựa trên sơ đồ phản ứng sau: AgNO3 + NaSD → AgSD + NaNO3 2 Phản ứng được thực hiện bằng cách trộn bạc nitrat (AgNO3) và natri sulfadiazin (NaSD) với lượng bằng nhau trong môi trường nước sẽ tạo thành sulfadiazin bạc (SSD). Kết tinh lại dược chất SSD từ dung dịch amonia 25% [11] 1. Độ ổn định SSD bị phân hủy trong acid vô cơ, ổn định trong không khí, nhạy cảm với ánh sáng.
SSD chuyển thành màu hơi vàng trong vòng 1 ngày khi tiếp xúc với ánh sáng và vẫn ở trạng thái đó trong ít nhất 2 năm (nhưng không có sự thay đổi về hàm lượng sulfadiazin và bạc). SSD không thay đổi sau 4 năm nếu bảo quản ở nhiệt độ 20ºC trong bóng tối. SSD chuyển màu vàng nhạt sau 2 năm nếu bảo quản ở nhiệt độ 20ºC trong bóng tối, độ ẩm cao (90%). SSD chuyển màu vàng nâu nhạt sau 2 năm nếu bảo quản ở 50ºC trong bóng tối.
Mức độ hình thành màu sắc tăng lên khi tăng nhiệt độ nhưng chưa có phát hiện nào về sự thay đổi hàm lượng của sulfadiazin và bạc [3], [11]. Đặc điểm dược động học Bản thân SSD không bị hấp thu, khi tiếp xúc với mô và dịch cơ thể, SSD phản ứng chậm với natri clorid, nhóm sulfhydryl và protein để giải phóng sulfadiazin và ion bạc. Ion bạc sau khi giải phóng ra tạo muối clorua và proteinat có trong huyết tương trên bề mặt vết bỏng. Các muối này không tan, sẽ làm giảm hấp thu bạc vào cơ thể, tăng tác dụng diệt khuẩn tại chỗ [1], [26].
Hầu hết nồng độ bạc (> 99%) tập trung tại vết thương, sulfadiazin bị hấp thu 10% vào hệ tuần hoàn. Tùy thuộc vào diện tích bề mặt vết bỏng, nồng độ máu lên tới khoảng 3 mg/100 mL và được bài tiết qua thận 2 g/24 giờ [1], [11]. Dược lý và cơ chế tác dụng Sulfadiazin bạc là một thuốc được dùng tại chỗ để phòng và điều trị nhiễm khuẩn ở các tổn thương bỏng độ 2 và độ 3. SSD có phổ tác dụng rộng trên đa số các chủng vi khuẩn Gram dương và Gram âm bao gồm Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Proteus species, Enterobacteriaceae, Candida albicans [1].
SSD là một chất kháng khuẩn có chứa sulfonamid, tuy nhiên, nó không ức chế tổng hợp acid folic như các loại thuốc sulfamid khác. Tác dụng kháng khuẩn của nó chủ yếu do các ion bạc [13], [28]. Sulfadiazin không có tác dụng kháng khuẩn ở nồng độ thấp, nhưng thể hiện tác dụng hiệp đồng kháng khuẩn khi kết hợp với bạc [13]. Các ion bạc sau khi giải phóng, liên kết với các thành phần tế bào bao gồm DNA (liên kết với các cặp base trong chuỗi xoắn DNA và ức chế sự phiên mã), gây ra sự thay đổi cấu trúc, làm suy yếu thành và màng tế bào [13], [39].
SSD hoạt động như một kho chứa bạc, trong môi trường vết thương, nó giải phóng từ từ ion bạc, giảm độc tính và tăng hiệu quả diệt khuẩn của ion bạc [13]. Chỉ định, chống chỉ định Chỉ định: Phòng và điều trị nhiễm khuẩn ở người bệnh bỏng độ 2 và độ 3 (sau khi đã hồi sức giảm đau, chống sốc, cắt lọc hoạt tử) [1]. Chống chỉ định: Do các sulfonamid có thể gây bệnh vàng da nhân, nên không dùng thuốc cho phụ nữ gần đến ngày sinh nở, trẻ đẻ non hoặc trẻ sơ sinh dưới 2 tháng tuổi. Người mẫn cảm với sulfadiazin bạc hoặc các thành phần khác của thuốc [1].
Một số chế phẩm trên thị trường Các chế phẩm chứa sulfadiazin bạc trên thị trường đều là dạng kem với nồng độ SSD là 1%. Cụ thể, trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng chế phẩm so sánh là kem Silvirin. Thông tin cụ thể về chế phẩm: - Nhà sản xuất: Satyam Pharm & Chemical Pvt, Ltd, Ấn Độ - Số lô: T21002 - Thành phần: Sulfadizin bạc U.1% (kl/kl) Tá dược: Cetomacrogol 1000, alcol cetostearylic, propylen glycol, parafin rắn, parafin lỏng, methyl hydroxylbenzoat, propyl hydroxylbenzoat, dinatri hydrophosphat, nước tinh khiết. Các phương pháp định lượng sulfadiazin bạc 1.
Phương pháp đo quang Trong nhiều nghiên cứu gần đây về nano SSD, phương pháp đo quang thường được sử dụng để xác định hàm lượng dược chất trong hệ tiểu phân nano. Bước sóng hấp thụ cực đại của SSD dao động từ 244-264 nm (tùy thuộc vào thiết bị đo quang và môi trường đo) [8], [39]. Phương pháp HPLC Với ưu điểm về tính chính xác và độ đặc hiệu, HPLC là phương pháp chủ yếu được nhiều tác giả sử dụng để định lượng hàm lượng SSD trong các thử nghiệm giải phóng dược chất in-vitro. Phần lớn các nghiên cứu đều lựa chọn hệ sắc ký pha đảo với hệ dung môi pha động là acetonitril, nước và acid phosphoric [9], [34].
Phương pháp nghiền bi trong bào chế tiểu phân nano 1. Khái niệm và nguyên tắc của phương pháp Nghiền bi là phương pháp làm nhỏ kích thước tiểu phân nhờ năng lượng va chạm và ma sát sinh ra trong quá trình nghiền [7]. Có thể nghiền khô hoặc nghiền ướt tùy theo bản chất dược chất và mục đích bào chế: - Phương pháp nghiền khô áp dụng cho các dược chất có cấu tạo bền chắc, chịu được nhiệt độ cao (như tiểu phân kim loại), sử dụng trong những trường hợp cần thu dược 4 chất dưới dạng bột khô. Dược chất đem nghiền thường là dạng bột siêu mịn.
Thiết bị nghiền là các máy nghiền bi chuyên dụng năng lượng cao chế từ các vật liệu bền chắc. - Phương pháp nghiền ướt được dùng hơn nghiền khô vì dược chất ít bị tác động của nhiệt và thời gian nghiền, đồng thời trực tiếp tạo ra dạng bào chế. Dược chất được nghiền trong môi trường lỏng chứa các chất ổn định. Sau khi nghiền 30 đến 60 phút có thể thu được hỗn dịch có kích thước tiểu phân trung bình dưới 200 nm.
Môi trường là nước tinh khiết, với dược chất không bền trong nước có thể dùng các dung môi khác (dầu, PEG, triglycerid. Sau khi nghiền, có thể cho hỗn dịch qua máy đồng nhất hóa để đồng nhất KTTP. Để tránh sinh nhiệt, máy nghiền thường được trang bị bộ phận làm lạnh bên ngoài [5]. Thiết bị nghiền bi kiểu đứng Nguyên tắc hoạt động: Máy nghiền bi bao gồm một hoặc nhiều buồng rỗng để chứa bi, bi có thể được làm từ nhiều vật liệu khác nhau như ceramic, agate, silicon nitrid, zirconia, thép Cr-Ni, nhựa polyamid.
Dược chất được cho vào buồng nghiền cùng với chất ổn định, môi trường phân tán (ví dụ nước, môi trường đệm hoặc dung môi hữu cơ) và 1 lượng bi nhất định, sau đó được quay với một tốc độ rất cao. Chuyển động của buồng chứa bi làm cho các viên bi chuyển động theo một mô hình cụ thể, trong đó các bi va chạm với nhau và va chạm vào thành buồng chứa bi. Các tác động này cùng với sự va chạm giữa bi và thành phần nguyên liệu giúp làm giảm kích thước tiểu phân dược chất [22]. Cơ chế hoạt động Hình 1.3 dưới đây thể hiện mặt cắt ngang của máy nghiền bi hành tinh kiểu đứng năng lượng cao thông thường: Hình 1.
Sơ đồ cấu tạo của máy nghiền bi hành tinh kiểu đứng năng lượng cao thông thường. Khi thiết bị vận hành, lực quay được tạo ra từ động cơ (1) làm cho các cối nghiền không chỉ chuyển động quay quanh 5 trục của chính nó mà còn chuyển động quay quanh trục trung tâm, tạo thành kiểu chuyển động hành tinh [12], [23]. Với thiết bị nghiền bi hành tinh kiểu đứng, chuyển động của bi trong cối nghiền sẽ có 3 kiểu chuyển động chính sau đây [4], [20]: Chuyển động hỗn loạn: Bi sẽ tác động trực tiếp lên bề mặt và rời khỏi đáy của cối nghiền Chuyển động ma sát: Các viên bi dưới tác động của lực ly tâm, sẽ dính vào thành cối nghiền, chỉ làm mài mòn dược chất thay vì va đập với dược chất Chuyển động ma sát kết hợp với chuyển động va chạm: Kết hợp hai chuyển động trên [4] 1. Ưu nhược điểm Ưu điểm - Năng lượng nghiền rất lớn, vượt trội về lực nghiền, tần số nghiền giúp rút ngắn thời gian nghiền và nâng cao hiệu suất nghiền so với các máy nghiền bi thông thường.
- Có thể nghiền được nhiều loại dược chất. - Thiết bị kín, có thể duy trì trạng thái vô khuẩn của nguyên liệu. - Dễ dàng nâng cấp quy mô, quá trình vận hành liên tục. - Quy trình vận hành đơn giản, dễ dàng, tiết kiệm chi phí [4], [12], [33].
Nhược điểm - Tiếng ồn lớn. - Mài mòn, hư hao thiết bị trong quá trình nếu thời gian nghiền kéo dài. Các yếu tố của quá trình nghiền ảnh hưởng đến đặc tính tiểu phân nano Các yếu tố của thiết bị ảnh hưởng đến đặc tính hệ tiểu phân của DC sau khi nghiền bao gồm kích thước, số lượng bi, độ cứng của bi, thời gian nghiền, tỉ lệ tốc độ tương đối giữa 2 trục quay và tốc độ quay thực tế hiển thị của thiết bị. Ảnh hưởng của tốc độ tương đối giữa 2 trục quay và tốc độ quay thực tế hiển thị Thực tế, đối với thiết bị nghiền bi hành tinh kiểu đứng, kiểu chuyển động của bi phụ thuộc vào tốc độ quay tương đối giữa 2 trục quay mà không phụ thuộc vào tốc độ quay tuyệt đối của thiết bị hiển thị.
Tốc độ quay ảnh hưởng đến tần suất va chạm và năng lượng của một va chạm với dược chất, do đó ảnh hưởng đến kích thước tiểu phân và phân bố kích thước tiểu phân. Tốc độ quay càng lớn, dược chất càng được làm nhỏ nhanh.