Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Nhiễm nấm là một trong những bệnh lý da liễu phổ biến trên phạm vi toàn cầu, ước tính ảnh hưởng đến khoảng 40 triệu người tại các quốc gia đang phát triển và kém phát triển. Việc sử dụng các thuốc kháng nấm tại chỗ qua đường dùng ngoài da hoặc niêm mạc mang lại lợi thế tiếp xúc trực tiếp tại vị trí tổn thương, nâng cao tỷ lệ lưu giữ thuốc, đồng thời giảm thiểu độc tính toàn thân và tránh được các chuyển hóa qua gan cùng tương tác thuốc bất lợi. Tuy nhiên, các dạng bào chế quy ước (kem, mỡ, dung dịch) thường đòi hỏi nồng độ hoạt chất cao và tần suất sử dụng nhiều lần trong ngày, dẫn đến nguy cơ kích ứng tại chỗ và gia tăng khả năng hấp thu toàn thân không mong muốn.

Tioconazol (TCZ) là một chất kháng nấm tổng hợp phổ rộng thuộc phân nhóm imidazol, có hoạt tính chống lại nhiều chủng vi sinh vật bao gồm Candida albicans, các chủng nấm sợi Dermatophytes và một số vi khuẩn Gram dương. Thuốc được chỉ định chính trong điều trị nấm da, nấm móng và nhiễm nấm Candida âm hộ - âm đạo. Mặc dù vậy, do đặc tính sinh dược học thuộc nhóm II (độ tan kém, tính thấm cao với hệ số phân bố dầu - nước $\log P = 4{,}52$), TCZ gặp trở ngại lớn về khả năng giải phóng và phân bố tối ưu khi bào chế ở các dạng dùng ngoài thông thường. Để đạt nồng độ điều trị, các chế phẩm thương mại hiện hành phải nâng cao hàm lượng (từ 1% đến 6,5%, thậm chí 28% ở dạng dung dịch), gây ra các phản ứng phụ như nóng rát, ngứa, viêm da tiếp xúc và kích ứng niêm mạc. Việc ứng dụng hệ phân phối thuốc kích thước nano, cụ thể là tiểu phân nano polyme kết hợp dạng gel thân nước (hydrogel), là hướng tiếp cận nhằm kiểm soát giải phóng dược chất, tăng khả năng lưu giữ tại chỗ, giảm liều sử dụng và hạn chế kích ứng.

Đề tài "Nghiên cứu bào chế gel Tioconazol ứng dụng hệ tiểu phân nano" do sinh viên Bùi Thị Hiền Lương thực hiện tại Viện Công nghệ Dược phẩm Quốc Gia, trực thuộc Trường Đại học Dược Hà Nội (2022) dưới sự hướng dẫn của ThS. Bùi Thị Lan Phương, tập trung giải quyết các mục tiêu cụ thể:

  1. Bào chế được tiểu phân nano Tioconazol và đánh giá một số đặc tính của hệ.
  2. Bước đầu bào chế gel ứng dụng tiểu phân nano Tioconazol.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hoạt chất Tioconazol (đạt tiêu chuẩn Dược điển Anh BP 2020), chất mang polyme Ethylcellulose (EC 07), các chất diện hoạt (Polyvinyl alcol - PVA, Tween 80, Cremophor, Poloxamer 407), các tá dược tạo gel (Carbopol 940, Hydroxy ethyl cellulose - HEC, Sepimax Zen) cùng chủng vi nấm chỉ thị Candida albicans ATCC 10231.
  • Phạm vi không gian và thời gian: Nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành tại Viện Công nghệ Dược phẩm Quốc Gia và Bộ môn Công nghiệp Dược - Trường Đại học Dược Hà Nội, hoàn thành và nghiệm thu vào tháng 06 năm 2022.
  • Phạm vi nội dung: Tập trung vào tối ưu hóa công thức và quy trình bào chế hỗn dịch nano TCZ bằng phương pháp nhũ hóa bốc hơi dung môi, thẩm định phương pháp định lượng HPLC, đánh giá đặc tính lý hóa - độ ổn định của hệ nano, sau đó phối hợp vào nền hydrogel và đánh giá các chỉ tiêu chất lượng in vitro (độ giải phóng qua màng lọc nhân tạo, tính thấm và lưu giữ trên da chuột nhắt trắng, hoạt tính kháng nấm in vitro).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình bào chế

  • Dược chất Tioconazol: Tên khoa học là 1-[2RS-[(2-chlorothiophen-3-yl)methoxyl]-2-(2,4-dichlorophenyl)ethyl]-1H-imidazole; công thức phân tử: $\text{C}{16}\text{H}{13}\text{Cl}3\text{N}2\text{OS}$; khối lượng phân tử: 387,7 g/mol; nhiệt độ nóng chảy: 82,8 ºC; $\text{p}K{a1} = 3{,}59$, $\text{p}K{a2} = 8{,}87$. Cơ chế tác dụng dựa trên ức chế enzym cytochrom P450 14$\alpha$-sterol demethylase của nấm, ngăn cản tổng hợp ergosterol – thành phần thiết yếu của màng tế bào nấm.
  • Chất mang Ethylcellulose (EC): Là ethyl ether của cellulose, gồm các đơn vị $\beta$-anhydroglucose liên kết bằng cầu nối acetal. EC là polyme không tan trong nước, không ion hóa, bền vững trong khoảng pH 3–11, tương thích sinh học cao và đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) cấp phép sử dụng trong các chế phẩm dùng ngoài da với giới hạn an toàn tối đa 80 mg/ngày.
  • Hệ hydrogel: Dạng chất bán rắn thân nước loại 1 tạo bởi mạng lưới không gian của các polyme thân nước (Carbopol 940 trung hòa bằng triethanolamin - TEA, HEC hoặc Sepimax Zen), có ưu điểm giải phóng hoạt chất nhanh, không gây nhờn rít và dễ rửa sạch bằng nước.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

  • Bào chế tiểu phân nano: Sử dụng phương pháp nhũ hóa bốc hơi dung môi (Emulsification - Solvent Evaporation). Pha nội gồm TCZ và EC hòa tan trong 5 ml dicloromethan (DCM); pha ngoại gồm chất diện hoạt tan trong nước (20 ml). Pha nội được nhỏ giọt vào pha ngoại (tốc độ 2,5 ml/phút) ở 5–10 ºC kết hợp siêu âm đầu dò và khuấy từ (400 vòng/phút). Hỗn dịch nhũ tương sau đó được khuấy đuổi dung môi hữu cơ trong tủ hốt suốt 4 giờ.
  • Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC): Sử dụng hệ thống HPLC Agilent 1260, cột sắc ký Eclipse XDB-C18 ($250 \times 4{,}6\text{ mm}$, $5\text{ }\mu\text{m}$); pha động MeOH : Đệm phosphat pH 3 ($85:15\text{ tt/tt}$); bước sóng phát hiện UV 220 nm; tốc độ dòng 0,9 ml/phút; thể tích tiêm $10\text{ }\mu\text{l}$. Phương pháp được thẩm định về tính tương thích hệ thống, độ đặc hiệu, khoảng tuyến tính (10–50 $\mu\text{g/ml}$), độ đúng (tỷ lệ thu hồi 98–102%) và độ lặp lại ($\text{RSD} \le 2%$).
  • Đánh giá đặc tính tiểu phân nano:
    • Kích thước tiểu phân (KTTP) và chỉ số đa phân tán (PDI): Xác định bằng phương pháp tán xạ ánh sáng động (DLS) trên thiết bị Zetasizer Ultra Malvern ở nhiệt độ 25 ºC, góc đo 173º.
    • Hiệu suất nano hóa (EE) và tỷ lệ nạp dược chất (LC): Tách lượng TCZ tự do bằng phương pháp ly tâm lọc qua màng siêu lọc $10000\text{ Da}$ ở 10000 vòng/phút trong 30 phút, định lượng bằng HPLC.
    • Hình thái tiểu phân: Quan sát bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) FEI Quanta 200.
    • Tương tác hóa học và trạng thái vật lý: Phân tích phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR 6700 JASCO, dải quét $4000\text{--}400\text{ cm}^{-1}$, ép viên KBr) và nhiệt vi sai (DSC).
    • Độ ổn định khắc nghiệt: Thử nghiệm đông đá – rã đông (-70 ºC trong 12 giờ và rã đông ở nhiệt độ phòng, 3 chu kỳ) và thử nghiệm chịu lực ly tâm (3000–10000 vòng/phút).
  • Đánh giá chế phẩm gel:
    • Cảm quan, pH, KTTP và PDI sau khi phân tán vào gel.
    • Khả năng giải phóng in vitro qua màng nhân tạo: Màng cellulose acetat (CA) $0{,}45\text{ }\mu\text{m}$ trên thiết bị khuếch tán Hanson Research, môi trường ethanol : nước ($50:50\text{ tt/tt}$), thể tích 7 ml, nhiệt độ 37 ºC, lấy mẫu tại các thời điểm 1 đến 24 giờ.
    • Đánh giá tính thấm và lượng lưu giữ trên da chuột nhắt trắng: Thử nghiệm trên màng da lưng chuột sau 24 giờ, chiết tách TCZ lưu giữ trong mô da bằng methanol và siêu âm, định lượng bằng HPLC.
    • Đánh giá hoạt tính kháng nấm in vitro: Phương pháp khuếch tán qua giếng thạch Sabouraud đối với chủng Candida albicans ATCC 10231, ủ ở 35 ºC trong 24 giờ, đo đường kính vòng vô khuẩn bằng thước panme.

Nội dung chính theo từng chương

Đặt vấn đề và Tổng quan tài liệu

Tác giả hệ thống hóa các cơ sở lý luận về bệnh nấm ngoài da, dược lý học của Tioconazol, phân loại sinh dược học và các dạng thuốc hiện có trên thị trường. Tổng quan làm rõ nguyên lý của các hệ nano polyme (siêu vi nang và siêu vi cầu), phân tích ưu nhược điểm của 4 phương pháp bào chế hạt nano polyme (nhũ hóa bốc hơi dung môi, nhũ hóa khuếch tán dung môi, thay thế dung môi và hóa muối). Đồng thời, tài liệu cung cấp luận cứ về tính an toàn của chất mang Ethylcellulose và cơ chế tạo khung hydrogel thân nước.

Đối tượng và Phương pháp nghiên cứu

Chương này mô tả chi tiết nguồn gốc và tiêu chuẩn kiểm nghiệm của 16 loại nguyên vật liệu hóa chất và các thiết bị chuyên dụng. Thiết lập quy trình thao tác chuẩn (SOP) cho việc bào chế tiểu phân nano bằng sóng siêu âm đầu dò, quy trình phối hợp hydrogel và các công thức toán học xác định thông số bào chế:

$$\text{EE (%)} = \frac{m_{\text{tp}} - m_{\text{td}}}{m_{\text{tp}}} \times 100$$

$$\text{LC (%)} = \frac{m_{\text{tp}} - m_{\text{td}}}{m_{\text{tp}} + m_{\text{EC}}} \times 100$$

Trong đó $m_{\text{tp}}$ là khối lượng dược chất toàn phần, $m_{\text{td}}$ là khối lượng dược chất tự do, $m_{\text{EC}}$ là khối lượng chất mang Ethylcellulose.

Thực nghiệm, Kết quả và Bàn luận

1. Thẩm định phương pháp định lượng HPLC

Phương pháp HPLC phân tích TCZ cho thấy độ tương thích hệ thống cao ($\text{RSD}$ diện tích pic và thời gian lưu $< 2%$, hệ số bất đối xứng đạt yêu cầu), độ đặc hiệu tốt (mẫu trắng không có pic tại thời gian lưu của TCZ), phương trình đường chuẩn tuyến tính đạt $R^2 = 1$ trong khoảng 10–50 $\mu\text{g/ml}$, tỷ lệ phục hồi đạt 98,0%–102,0%, và độ lặp lại có $\text{RSD} = 1{,}1%$.

2. Xây dựng công thức và quy trình bào chế tiểu phân nano TCZ

  • Khảo sát tỷ lệ dược chất : polyme (DC : EC): Khảo sát 4 công thức với tỷ lệ DC:EC từ 1:0,5 đến 1:2. Khi tăng lượng EC, kích thước hạt tăng dần từ 184,8 nm đến 197,5 nm. Công thức CT2 (tỷ lệ 1:1) được chọn vì đảm bảo KTTP nhỏ ($186{,}9\text{ nm}$), PDI thấp ($0{,}06$), hệ bền vững sau 24 giờ và lượng chất mang sử dụng tối ưu.
  • Khảo sát loại chất diện hoạt (1,5% kl/tt): Đánh giá 4 chất diện hoạt có giá trị HLB từ 8–18. PVA cho kích thước hạt nhỏ nhất ($186{,}9\text{ nm}$) và PDI đồng đều nhất ($0{,}06$), vượt trội hơn Tween 80 ($263{,}1\text{ nm}$, $\text{PDI } 0{,}32$), Cremophor ($196{,}7\text{ nm}$, $\text{PDI } 0{,}22$) và Poloxamer 407 ($264{,}1\text{ nm}$, $\text{PDI } 0{,}23$).
  • Khảo sát nồng độ PVA: Khảo sát dải nồng độ từ 0,5% đến 4,0%. Nồng độ 2,0% (CT10) đạt độ ổn định 48 giờ, $\text{KTTP} = 184{,}9\text{ nm}$, $\text{PDI} = 0{,}03$, $\text{EE} = 99{,}0%$.
  • Khảo sát thông số siêu âm: Công suất siêu âm tối ưu đạt 100 W (giúp phân cắt giọt nhũ tương đạt KTTP nhỏ và PDI $0{,}03$). Thời gian siêu âm tối ưu được xác định là 5 phút (CT16: $\text{KTTP} = 187{,}4\text{ nm}$, $\text{PDI} = 0{,}03$), do tăng lên 7 hoặc 10 phút không làm giảm thêm kích thước hạt.

Bảng tổng hợp khảo sát các yếu tố công thức và quy trình nano TCZ:

Yếu tố khảo sát Mức khảo sát KTTP (nm) PDI Kết luận lựa chọn
Tỷ lệ DC : EC 1:0,5 (CT1)
1:1 (CT2)
1:1,5 (CT3)
1:2 (CT4)		 $184{,}8 \pm 3{,}2$
$186{,}9 \pm 4{,}1$
$194{,}2 \pm 0{,}8$
$197{,}5 \pm 3{,}1$		 $0{,}07 \pm 0{,}02$
$0{,}06 \pm 0{,}04$
$0{,}05 \pm 0{,}02$
$0{,}06 \pm 0{,}05$		 Chọn CT2 (1:1) do độ ổn định 36h và tiết kiệm chất mang
Loại diện hoạt (1,5%) PVA (CT2)
Tween 80 (CT5)
Cremophor (CT6)
Poloxamer 407 (CT7)		 $186{,}9 \pm 4{,}1$
$263{,}1 \pm 5{,}6$
$196{,}7 \pm 9{,}0$
$264{,}1 \pm 2{,}2$		 $0{,}06 \pm 0{,}04$
$0{,}32 \pm 0{,}05$
$0{,}22 \pm 0{,}15$
$0{,}23 \pm 0{,}01$		 Chọn PVA do KTTP nhỏ và PDI đồng đều nhất
Nồng độ PVA 0,5% (CT8) - 1,0% (CT9)
1,5% (CT2) - 2,0% (CT10)
3,0% (CT11) - 4,0% (CT12)		 $219{,}0 \pm 3{,}1$ đến $159{,}8 \pm 2{,}1$ $0{,}11 \pm 0{,}03$ đến $0{,}06 \pm 0{,}02$ Chọn PVA 2,0% (CT10) có $\text{EE} = 99{,}0%$, ổn định 48h
Công suất siêu âm 60W (CT13) - 80W (CT14)
100W (CT10)		 $213{,}0 \pm 6{,}1$
$207{,}6 \pm 1{,}3$
$184{,}9 \pm 1{,}7$		 $0{,}27 \pm 0{,}03$
$0{,}17 \pm 0{,}02$
$0{,}03 \pm 0{,}02$		 Chọn 100W
Thời gian siêu âm 3 phút (CT15)
5 phút (CT16)
7 phút (CT10)
10 phút (CT17)		 $204{,}9 \pm 2{,}3$
$187{,}4 \pm 0{,}9$
$184{,}9 \pm 1{,}7$
$188{,}1 \pm 2{,}6$		 $0{,}09 \pm 0{,}04$
$0{,}03 \pm 0{,}01$
$0{,}03 \pm 0{,}02$
$0{,}05 \pm 0{,}03$		 Chọn 5 phút (CT16) để tối ưu năng lượng

3. Đánh giá đặc tính và chất lượng của hệ nano tối ưu (CT16)

  • Hiệu suất nano hóa và tỷ lệ nạp: $\text{EE} = 99{,}0 \pm 0{,}20%$; $\text{LC} = 31{,}8 \pm 0{,}07%$.
  • Độ ổn định vật lý: Qua 3 chu kỳ đông – rã đông, tỷ lệ kích thước $S_f / S_i = 1{,}31$ ($\text{KTTP} = 245{,}5\text{ nm}$, $\text{PDI} = 0{,}19$). Thử nghiệm ly tâm từ 3000 đến 10000 vòng/phút không làm biến đổi đáng kể KTTP và PDI.
  • Hình thái và cấu trúc: Ảnh chụp SEM cho thấy tiểu phân nano có dạng hình cầu, ranh giới rõ ràng, kích thước đồng nhất.
  • Phổ FT-IR: Mẫu nano đông khô giữ nguyên các dải hấp thụ đặc trưng của TCZ và EC (nhóm $\text{C=C}$, $\text{C=N}$, $\text{C-H}$, $\text{C-O-C}$, $\text{C-S}$, $\text{C-Cl}$), khẳng định không xảy ra tương tác hóa học tạo liên kết mới.
  • Giản đồ DSC: TCZ nguyên liệu thể hiện pic nóng chảy tại $85{,}06\text{ }^\circ\text{C}$; hỗn hợp vật lý có pic tại $84{,}2\text{ }^\circ\text{C}$; trong khi mẫu nano TCZ biến mất hoàn toàn pic thu nhiệt này, chứng minh TCZ đã chuyển đổi từ dạng tinh thể sang dạng vô định hình bên trong chất mang polyme.

4. Xây dựng công thức gel chứa nano TCZ

Khảo sát 9 công thức gel (G1 đến G9) sử dụng Carbopol 940 (0,3%–0,5%), HEC (0,5%–1,5%) và Sepimax Zen (0,5%–1,5%).

  • Tất cả công thức ban đầu đều đồng nhất, mịn, có pH từ 5,43 đến 6,67 (phù hợp với sinh lý da).
  • Đánh giá sau 2 tuần: Các công thức nồng độ polyme thấp (G4, G7) bị loãng và phân lớp; các công thức nồng độ cao duy trì thể chất tốt.
  • Khả năng giải phóng hoạt chất qua màng CA sau 24 giờ: Gel G1 (Carbopol 940 0,3%) đạt $91{,}6 \pm 1{,}24%$, cao hơn đáng kể so với gel G5 (HEC 1,0%: $75{,}27 \pm 2{,}46%$) và gel G8 (Sepimax Zen 1,0%: $83{,}01 \pm 1{,}71%$).

Bảng đặc tính các công thức gel đại diện và khả năng giải phóng qua màng CA:

Công thức Tá dược tạo gel Cảm quan ban đầu pH KTTP ban đầu (nm) PDI ban đầu Giải phóng qua màng CA sau 24h (%)
G1 Carbopol 940 (0,3%) Trong, đẹp, mịn, đồng nhất 6,58 $206{,}2 \pm 5{,}0$ $0{,}32 \pm 0{,}04$ $91{,}60 \pm 1{,}24$
G2 Carbopol 940 (0,4%) Đẹp, mịn, đồng nhất 6,42 $184{,}2 \pm 1{,}6$ $0{,}26 \pm 0{,}01$ —
G3 Carbopol 940 (0,5%) Đẹp, mịn, đặc 6,47 $173{,}6 \pm 2{,}4$ $0{,}27 \pm 0{,}02$ —
G4 HEC (0,5%) Đẹp, mịn, loãng (tụ sau 2 tuần) 6,65 $193{,}0 \pm 6{,}9$ $0{,}28 \pm 0{,}03$ —
G5 HEC (1,0%) Đẹp, mịn, đồng nhất 6,67 $205{,}1 \pm 6{,}0$ $0{,}28 \pm 0{,}04$ $75{,}27 \pm 2{,}46$
G6 HEC (1,5%) Đẹp, mịn, đặc 6,61 $198{,}5 \pm 6{,}4$ $0{,}28 \pm 0{,}02$ —
G7 Sepimax Zen (0,5%) Đẹp, mịn, loãng (tụ sau 2 tuần) 5,51 $206{,}7 \pm 1{,}8$ $0{,}29 \pm 0{,}04$ —
G8 Sepimax Zen (1,0%) Đẹp, mịn, đồng nhất 5,45 $234{,}3 \pm 4{,}8$ $0{,}29 \pm 0{,}01$ $83{,}01 \pm 1{,}71$
G9 Sepimax Zen (1,5%) Đẹp, mịn, đặc 5,43 $241{,}3 \pm 4{,}1$ $0{,}32 \pm 0{,}05$ —

5. Đánh giá tính chất gel nano G1

  • Hàm lượng dược chất: Hàm lượng thực tế của TCZ trong gel G1 đạt $93{,}5%$ so với hàm lượng lý thuyết.
  • Thử nghiệm tính thấm và lưu giữ trên da chuột nhắt trắng: Gel nano G1 thể hiện khả năng kiểm soát tốc độ giải phóng dược chất qua da chuột nhắt trắng và tăng tích lũy/lưu giữ hoạt chất trong các lớp biểu bì da sau 24 giờ so với dạng gel hỗn dịch dược chất (HDDC) và kem đối chiếu trên thị trường.
  • Hoạt tính kháng nấm in vitro: Thử nghiệm khuếch tán trên thạch Sabouraud đối với chủng Candida albicans ATCC 10231 (ở nồng độ làm việc 2048 mg/L) cho thấy gel nano và hỗn dịch nano tạo vòng vô khuẩn rõ rệt, chứng minh quá trình nano hóa không làm suy giảm hoạt tính sinh học của Tioconazol.

Kết quả và đóng góp

Kết quả định lượng và thông số kỹ thuật chính

  1. Xây dựng và thẩm định thành công quy trình định lượng TCZ bằng HPLC với tính tương thích hệ thống cao ($\text{RSD} < 2%$), đường chuẩn tuyến tính $R^2 = 1$ ($10\text{--}50\text{ }\mu\text{g/ml}$), độ đúng đạt 98,0%–102,0% và độ lặp lại $\text{RSD} = 1{,}1%$.
  2. Thiết lập được công thức tối ưu cho hệ tiểu phân nano TCZ: tỷ lệ khối lượng $\text{TCZ} : \text{EC} = 1 : 1$, nồng độ chất diện hoạt $\text{PVA} = 2{,}0%\text{ (kl/tt)}$, dung môi pha nội DCM 5 ml, thể tích pha ngoại nước 20 ml.
  3. Xác lập thông số quy trình nhũ hóa bốc hơi dung môi: tốc độ nhỏ giọt pha nội 2,5 ml/phút ở nhiệt độ 5–10 ºC, đồng nhất hóa bằng siêu âm đầu dò công suất 100 W trong 5 phút kết hợp khuấy từ 400 vòng/phút, bốc hơi dung môi trong 4 giờ.
  4. Hệ tiểu phân nano thu được đạt các chỉ tiêu chất lượng: kích thước tiểu phân trung bình $\text{KTTP} = 187{,}4 \pm 0{,}9\text{ nm}$, chỉ số đa phân tán $\text{PDI} = 0{,}03 \pm 0{,}01$, hiệu suất nano hóa $\text{EE} = 99{,}0 \pm 0{,}20%$, tỷ lệ nạp dược chất $\text{LC} = 31{,}8 \pm 0{,}07%$. Hoạt chất tồn tại ở trạng thái vô định hình, không tương tác hóa học bất lợi với chất mang.
  5. Bào chế thành công hydrogel nano (công thức G1) sử dụng Carbopol 940 nồng độ 0,3% trung hòa bằng TEA: thể chất đồng nhất, trong suốt, $\text{pH} = 6{,}58$, $\text{KTTP} = 206{,}2 \pm 5{,}0\text{ nm}$, $\text{PDI} = 0{,}32 \pm 0{,}04$, độ ổn định duy trì sau 2 tuần, hàm lượng hoạt chất đạt 93,5% lý thuyết, tỷ lệ giải phóng hoạt chất qua màng CA sau 24 giờ đạt $91{,}60 \pm 1{,}24%$.

Đóng góp về mặt học thuật và thực tiễn

  • Khóa luận đã chứng minh tính khả thi của việc sử dụng polyme Ethylcellulose – một tá dược polyme kỵ nước, an toàn, giá thành hợp lý – làm chất mang để bao gói dược chất nhóm azol kém tan như Tioconazol, đạt hiệu suất bao gói lên tới 99%.
  • Cung cấp dữ liệu thực nghiệm toàn diện về ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật (công suất siêu âm, thời gian siêu âm, nồng độ chất diện hoạt) đến kích thước và độ đồng tán của hệ tiểu phân nano.
  • Phát triển thành công dạng bào chế gel chứa tiểu phân nano dùng ngoài da, bước đầu khắc phục được các nhược điểm cố hữu của các dạng kem/thuốc mỡ nồng độ cao trên thị trường (nhờ tăng cường khả năng lưu giữ dược chất tại da và giải phóng bền vững).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

  • Nghiên cứu mới dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm (mẻ bào chế thể tích nhỏ: 20 ml pha ngoại), chưa khảo sát nâng cấp quy mô lô mẻ.
  • Thời gian theo dõi độ ổn định của hệ nano và gel còn ngắn (sơ bộ trong điều kiện phòng thí nghiệm và 2 tuần đối với gel).
  • Đánh giá khả năng thấm và giải phóng thuốc in vitro mới thực hiện trên màng nhân tạo (Cellulose Acetat) và mô hình da lưng chuột nhắt trắng; chưa tiến hành thử nghiệm dược động học in vivo hoặc đánh giá mức độ kích ứng da trên động vật sống.
  • Chưa khảo sát chi tiết nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) định lượng của chế phẩm gel trên nhiều chủng vi nấm phân lập lâm sàng khác nhau ngoài chủng chuẩn Candida albicans ATCC 10231.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Tiếp tục theo dõi độ ổn định dài hạn của gel nano TCZ theo các hướng dẫn của ICH và ASEAN (ở điều kiện thường và điều kiện lão hóa cấp tốc).
  • Mở rộng đánh giá mức độ kích ứng da, niêm mạc in vivo trên động vật thực nghiệm (thỏ hoặc chuột cống trắng) để khẳng định tính an toàn tại chỗ của dạng thuốc.
  • Nghiên cứu tối ưu hóa quy trình mở rộng quy mô sản xuất (scale-up) và hoàn thiện tiêu chuẩn cơ sở (TCCS) cho bán thành phẩm hỗn dịch nano và thành phẩm gel dùng ngoài.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng tham khảo: Sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh ngành Dược học (chuyên ngành Bào chế và Công nghệ Dược phẩm, Kiểm nghiệm thuốc và Độc chất), các kỹ thuật viên và chuyên viên R&D tại các viện nghiên cứu và nhà máy sản xuất dược phẩm.
  • Các nội dung có giá trị ứng dụng cao:
    • Quy trình phân tích định lượng Tioconazol bằng phương pháp HPLC (điều kiện cột, pha động, bước sóng và quy trình xử lý mẫu siêu lọc) có thể áp dụng trực tiếp cho các nghiên cứu kiểm nghiệm TCZ.
    • Bộ thông số thực nghiệm về kỹ thuật nhũ hóa bốc hơi dung môi kết hợp sóng siêu âm đầu dò đối với polyme Ethylcellulose là tài liệu tham khảo giá trị cho việc bao gói các dược chất kém tan (BCS nhóm II và IV).
    • Phương pháp luận đánh giá hệ phân phối nano dùng ngoài da (DLS, SEM, FT-IR, DSC, khuếch tán Franz qua màng nhân tạo và mô da động vật) cung cấp khung thực nghiệm chuẩn hóa cho các đề tài phát triển hệ thuốc nano dùng ngoài.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao tác giả lựa chọn Ethylcellulose (EC) làm chất mang cho hệ nano Tioconazol thay vì các polyme phân hủy sinh học khác?
Ethylcellulose là polyme không tan trong nước, không ion hóa, có độ bền cơ học cao và ổn định trong dải pH rộng (pH 3–11), rất phù hợp để mang các dược chất có tính kỵ nước mạnh như TCZ ($\log P = 4{,}52$). Đồng thời, EC là tá dược tương thích sinh học, không độc hại, đã được FDA phê duyệt cho các chế phẩm dùng ngoài da với giới hạn an toàn lên tới 80 mg/ngày, không gây ô nhiễm môi trường và có giá thành hợp lý hơn so với các polyme phân hủy sinh học đắt tiền như PLGA hay PLA.

2. Vai trò của Polyvinyl alcol (PVA) và tại sao nồng độ 2,0% lại được chọn là tối ưu?
PVA đóng vai trò là chất diện hoạt trong pha ngoại, giúp làm giảm sức căng liên bề mặt, ổn định các giọt nhũ tương nano trong quá trình bốc hơi dung môi và ngăn ngừa sự kết tụ hạt nhờ tạo lớp cản trở không gian. Ở nồng độ thấp (0,5%–1,0%), lượng PVA không đủ bao phủ bề mặt khiến các hạt nano bị lắng tụ sau vài giờ. Ở nồng độ 2,0%, hệ nano đạt độ ổn định 48 giờ, $\text{KTTP} = 184{,}9\text{ nm}$, $\text{PDI} = 0{,}03$ và $\text{EE} = 99{,}0%$. Tác giả không chọn nồng độ cao hơn (3,0%–4,0%) vì lượng PVA dư thừa làm hòa tan một phần dược chất vào pha nước và có thể cản trở sự giải phóng thuốc ra khỏi chất mang polyme.

3. Phân tích nhiệt vi sai (DSC) và phổ FT-IR đã chứng minh được điều gì về cấu trúc của tiểu phân nano TCZ?

  • Giản đồ DSC cho thấy pic nóng chảy sắc nhọn của TCZ tinh thể ở $85{,}06\text{ }^\circ\text{C}$ biến mất hoàn toàn trong mẫu nano TCZ, chứng minh hoạt chất đã được chuyển đổi hoàn toàn sang trạng thái vô định hình (amorphous) và phân tán đồng nhất trong cốt polyme EC.
  • Phổ FT-IR của mẫu nano đông khô xuất hiện đầy đủ các pic đặc trưng của TCZ và EC mà không xuất hiện pic liên kết lạ, chứng tỏ giữa dược chất và chất mang chỉ tồn tại tương tác vật lý/lực liên kết yếu, không xảy ra phản ứng hóa học làm biến đổi cấu trúc phân tử của hoạt chất.

4. Vì sao công thức gel G1 (Carbopol 940 0,3%) được đánh giá vượt trội hơn so với các công thức sử dụng HEC và Sepimax Zen?
Gel G1 sử dụng Carbopol 940 0,3% trung hòa bằng TEA tạo ra nền hydrogel trong suốt, đồng nhất, có độ nhớt phù hợp, $\text{pH} = 6{,}58$ an toàn cho da và duy trì độ ổn định hạt nano sau 2 tuần ($\text{KTTP} = 214{,}5\text{ nm}$, $\text{PDI} = 0{,}33$). Quan trọng nhất, trong thử nghiệm giải phóng qua màng lọc cellulose acetat $0{,}45\text{ }\mu\text{m}$ sau 24 giờ, gel G1 giải phóng tới $91{,}60 \pm 1{,}24%$ hoạt chất, cao hơn rõ rệt so với gel HEC 1% ($75{,}27%$) và Sepimax Zen 1% ($83{,}01%$) do mạng lưới không gian của Carbopol 940 ở nồng độ này ít cản trở sự khuếch tán của các tiểu phân nano ra môi trường tiếp nhận.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp đã nghiên cứu thành công quy trình bào chế tiểu phân nano Tioconazol sử dụng chất mang Ethylcellulose bằng phương pháp nhũ hóa bốc hơi dung môi với kích thước hạt dưới 200 nm ($\text{KTTP} = 187{,}4\text{ nm}$, $\text{PDI} = 0{,}03$) và hiệu suất nano hóa đạt 99,0%. Hệ nano tối ưu đã được phối hợp thành công vào nền hydrogel Carbopol 940 0,3%, tạo ra chế phẩm gel có độ đồng nhất cao, thể chất đẹp, pH sinh lý và tỷ lệ giải phóng hoạt chất qua màng đạt trên 91% sau 24 giờ. Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực nghiệm có giá trị khoa học và tính ứng dụng cao, mở ra triển vọng phát triển dạng thuốc gel nano dùng ngoài giúp tăng cường hiệu quả điều trị nấm tại chỗ và giảm thiểu kích ứng da so với các chế phẩm quy ước.