Tổng quan nghiên cứu

Capsaicin, thành phần hoạt chất chính trong cao ớt (Capsicum frutescens L.), được biết đến với tác dụng giảm đau, chống viêm và hỗ trợ điều trị các bệnh lý thần kinh ngoại biên. Theo báo cáo ngành, các chế phẩm chứa capsaicin có nồng độ từ 0,025% đến 0,15% được sử dụng phổ biến trong điều trị tại chỗ. Tuy nhiên, capsaicin có tính chất kích ứng da và niêm mạc, đồng thời độ ổn định và sinh khả dụng của nó còn hạn chế. Do đó, việc phát triển hệ phân tán nano cao ớt chứa capsaicin nhằm nâng cao hiệu quả điều trị, giảm kích ứng và cải thiện độ ổn định là một hướng nghiên cứu cấp thiết.

Mục tiêu tổng quát của luận văn là thiết lập công thức và quy trình bào chế hệ phân tán nano cao ớt chứa tối thiểu 0,1% capsaicin, đảm bảo độ ổn định ít nhất 1 tháng ở điều kiện 30 ± 2 °C, 75 ± 5% độ ẩm tương đối. Nghiên cứu tập trung vào việc chuẩn hóa cao ớt, lựa chọn thành phần lipid, chất diện hoạt phù hợp, khảo sát các thông số bào chế và đánh giá tính chất lý hóa, độ ổn định cũng như hiệu suất nang hóa của hệ phân tán nano.

Phạm vi nghiên cứu được thực hiện tại Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh và Viện Khoa học Vật liệu Ứng dụng, trong năm 2021. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các dạng bào chế nano lipid cho dược phẩm chứa capsaicin, góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả điều trị các bệnh lý liên quan.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về:

  • Tiểu phân nano lipid (Nano lipid particles): Bao gồm các loại như tiểu phân nano lipid rắn (SLN), mang lipid cấu trúc nano (NLC) và nanoemulsions (NE). Các tiểu phân này có kích thước từ 10 đến 1000 nm, giúp tăng khả năng hòa tan, ổn định và kiểm soát giải phóng hoạt chất.

  • Cơ chế tác dụng của capsaicin: Capsaicin liên kết với thụ thể TRPV1 trên các mô thần kinh, kích thích phóng thích các peptide dẫn truyền thần kinh như Substance P, neurokinin A, từ đó giảm đau và viêm.

  • Phương pháp đồng nhất hóa áp suất cao (High Pressure Homogenization - HPH): Kỹ thuật bào chế nano lipid phổ biến, giúp tạo ra các tiểu phân có kích thước nhỏ, phân bố đồng đều và ổn định.

  • Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng dược phẩm: Bao gồm kích thước tiểu phân, phân bố kích thước (PDI), thế zeta, độ nhớt, pH, độ ổn định nhiệt và hóa học, hiệu suất nang hóa, cũng như các tiêu chuẩn về hàm lượng capsaicin theo USP 41 và BP 2018.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu chính là cao ớt thu hoạch từ vùng trồng chuyên canh tại Đà Lạt, đạt tiêu chuẩn VietGAP. Các dung môi và hóa chất sử dụng trong bào chế và phân tích được nhập khẩu từ các nhà sản xuất uy tín như Merck, Sigma-Aldrich.

  • Phương pháp phân tích: Định lượng capsaicin bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) với detector PDA ở bước sóng 281 nm. Kích thước tiểu phân và phân bố được đo bằng thiết bị Dynamic Light Scattering (DLS). Thế zeta được xác định để đánh giá độ ổn định điện tích bề mặt. Hình thái học tiểu phân được quan sát bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Độ ổn định nhiệt được khảo sát qua các chu kỳ nóng - lạnh và ly tâm.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2021, bao gồm các giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu, khảo sát điều kiện chiết xuất cao ớt, xây dựng công thức bào chế, đánh giá tính chất vật lý - hóa học và thử nghiệm độ ổn định trong 1 tháng.

  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Sử dụng 3 mẫu cao ớt khác nhau để khảo sát tính đồng nhất và độ ổn định. Các hệ phân tán nano được bào chế với các tỷ lệ lipid, chất diện hoạt khác nhau để tối ưu hóa công thức.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Khảo sát điều kiện chiết xuất cao ớt: Dung môi ethanol 90% được lựa chọn tối ưu với hàm lượng capsaicin trung bình đạt 0,17% trong cao ớt, cao hơn đáng kể so với ethanol 70% và 80%. Thời gian chiết 60 phút ở 60 ± 2 °C cho hiệu suất chiết capsaicin khoảng 2,62%, không khác biệt có ý nghĩa so với 30 phút (2,59%) và 90 phút (2,52%).

  2. Tiêu chuẩn hóa cao ớt: Hàm lượng capsaicin trong 3 mẫu cao ớt đạt trung bình 12,71% ± 0,24%, hàm lượng nonivamide dưới 0,37%, kim loại nặng không phát hiện, đáp ứng tiêu chuẩn USP 41 và BP 2018.

  3. Thiết lập công thức hệ phân tán nano: Tỷ lệ lipid rắn và lipid lỏng tối ưu là 7:3, sử dụng isopropyl myristate và acid oleic làm pha dầu, kết hợp Tween 80 và lecithin làm chất diện hoạt. Hệ phân tán nano đạt kích thước trung bình khoảng 140 nm, PDI dưới 0,2, thế zeta âm từ -47 đến -59 mV, đảm bảo độ ổn định cao.

  4. Độ ổn định và hiệu suất nang hóa: Hệ phân tán nano giữ ổn định về kích thước và hàm lượng capsaicin trong 1 tháng ở 30 ± 2 °C, 75 ± 5% RH. Hiệu suất nang hóa capsaicin đạt trên 90%, cao hơn 1,4 lần so với cao ớt thông thường.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy việc sử dụng ethanol 90% làm dung môi chiết xuất cao ớt là hợp lý, vừa đảm bảo hiệu suất chiết cao vừa tiết kiệm chi phí so với ethanol 99,5%. Hàm lượng capsaicin trong cao ớt đạt tiêu chuẩn quốc tế, phù hợp làm nguyên liệu bào chế.

Công thức hệ phân tán nano lipid được tối ưu dựa trên các đặc tính lý hóa của capsaicin và lipid, giúp cải thiện độ hòa tan và ổn định của hoạt chất. Kích thước nano nhỏ và thế zeta âm cao góp phần giảm hiện tượng kết tụ, tăng tính đồng nhất và khả năng thẩm thấu qua da.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, hệ phân tán nano cao ớt trong luận văn có kích thước tiểu phân nhỏ hơn và hiệu suất nang hóa cao hơn, cho thấy sự cải tiến trong quy trình bào chế và lựa chọn thành phần. Các kết quả này được minh họa qua biểu đồ phân bố kích thước tiểu phân và bảng so sánh hàm lượng capsaicin trước và sau bào chế.

Độ ổn định của hệ phân tán nano trong điều kiện bảo quản mô phỏng thực tế cho thấy tiềm năng ứng dụng trong sản xuất dược phẩm dạng bôi ngoài da chứa capsaicin, góp phần nâng cao hiệu quả điều trị và giảm tác dụng phụ kích ứng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Triển khai sản xuất quy mô pilot: Áp dụng công thức và quy trình bào chế đã tối ưu để sản xuất thử nghiệm quy mô nhỏ, đánh giá tính khả thi và ổn định trong điều kiện sản xuất công nghiệp. Thời gian thực hiện dự kiến 6 tháng, do phòng thí nghiệm và nhà máy dược phối hợp thực hiện.

  2. Nghiên cứu mở rộng hiệu quả sinh học in vivo: Thực hiện các thử nghiệm trên mô hình động vật để đánh giá khả năng thẩm thấu, tác dụng giảm đau và chống viêm của hệ phân tán nano cao ớt so với dạng truyền thống. Thời gian nghiên cứu 12 tháng, do các viện nghiên cứu dược lý đảm nhiệm.

  3. Phát triển dạng bào chế đa dạng: Khuyến khích nghiên cứu phát triển các dạng bào chế khác như gel, kem, miếng dán chứa hệ phân tán nano cao ớt để mở rộng ứng dụng lâm sàng. Thời gian dự kiến 9 tháng, do các nhóm nghiên cứu công nghệ dược phẩm thực hiện.

  4. Xây dựng tiêu chuẩn chất lượng và quy trình kiểm soát: Thiết lập các chỉ tiêu kiểm nghiệm, quy trình kiểm soát chất lượng cho hệ phân tán nano cao ớt, đảm bảo tính đồng nhất và an toàn sản phẩm. Thời gian thực hiện 6 tháng, phối hợp giữa phòng kiểm nghiệm và cơ quan quản lý dược.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà nghiên cứu và phát triển dược phẩm: Có thể ứng dụng kết quả nghiên cứu để phát triển các dạng bào chế nano lipid chứa hoạt chất khó tan như capsaicin, nâng cao hiệu quả và độ ổn định sản phẩm.

  2. Cơ sở sản xuất dược phẩm: Áp dụng quy trình bào chế và tiêu chuẩn chất lượng để sản xuất các sản phẩm chứa capsaicin với công nghệ nano, đáp ứng yêu cầu thị trường và nâng cao giá trị sản phẩm.

  3. Bác sĩ và chuyên gia y tế: Hiểu rõ về cơ chế tác dụng và ưu điểm của các dạng bào chế nano chứa capsaicin, từ đó tư vấn và lựa chọn phương pháp điều trị phù hợp cho bệnh nhân.

  4. Sinh viên và học viên cao học ngành Dược học, Công nghệ dược: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật bào chế và phân tích trong lĩnh vực nano dược phẩm, phục vụ cho học tập và nghiên cứu khoa học.

Câu hỏi thường gặp

  1. Hệ phân tán nano cao ớt chứa capsaicin có ưu điểm gì so với dạng truyền thống?
    Hệ phân tán nano giúp tăng độ hòa tan, cải thiện độ ổn định và kiểm soát giải phóng capsaicin, giảm kích ứng da và nâng cao hiệu quả điều trị. Ví dụ, kích thước nano khoảng 140 nm giúp thẩm thấu tốt hơn qua da.

  2. Tại sao chọn ethanol 90% làm dung môi chiết xuất cao ớt?
    Ethanol 90% cho hiệu suất chiết capsaicin cao (khoảng 0,17%) và chi phí hợp lý hơn so với ethanol 99,5%, đồng thời đảm bảo an toàn và chất lượng cao ớt.

  3. Phương pháp đồng nhất hóa áp suất cao có vai trò gì trong bào chế?
    Phương pháp này tạo ra các tiểu phân nano có kích thước nhỏ, phân bố đồng đều và ổn định, giúp tăng hiệu quả bao bọc và giải phóng hoạt chất.

  4. Độ ổn định của hệ phân tán nano được đánh giá như thế nào?
    Được khảo sát qua các chu kỳ nóng - lạnh, ly tâm và theo dõi kích thước tiểu phân, hàm lượng capsaicin trong 1 tháng ở điều kiện 30 ± 2 °C, 75 ± 5% RH, đảm bảo không có sự thay đổi đáng kể.

  5. Có thể áp dụng công thức này cho các hoạt chất khác không?
    Có thể, nguyên tắc bào chế nano lipid và các thành phần lipid, chất diện hoạt có thể điều chỉnh phù hợp với các hoạt chất khác có tính chất tương tự, giúp cải thiện sinh khả dụng và ổn định.

Kết luận

  • Đã thiết lập thành công công thức và quy trình bào chế hệ phân tán nano cao ớt chứa tối thiểu 0,1% capsaicin với kích thước tiểu phân trung bình khoảng 140 nm và độ ổn định cao trong 1 tháng.
  • Cao ớt chiết xuất bằng ethanol 90% đạt hàm lượng capsaicin trung bình 0,17%, đáp ứng tiêu chuẩn USP 41 và BP 2018.
  • Hệ phân tán nano cải thiện hiệu suất nang hóa capsaicin trên 90%, tăng 1,4 lần so với cao ớt truyền thống.
  • Kết quả nghiên cứu mở ra hướng phát triển các dạng bào chế nano lipid chứa capsaicin, góp phần nâng cao hiệu quả điều trị và giảm tác dụng phụ.
  • Đề xuất triển khai nghiên cứu mở rộng hiệu quả sinh học và sản xuất quy mô pilot trong 6-12 tháng tới để ứng dụng thực tiễn.

Luận văn là tài liệu tham khảo quý giá cho các nhà nghiên cứu, cơ sở sản xuất dược phẩm và chuyên gia y tế trong lĩnh vực công nghệ bào chế nano và dược liệu chứa capsaicin. Để biết thêm chi tiết và hợp tác nghiên cứu, vui lòng liên hệ với Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh.