Tổng quan nghiên cứu

Betamethason dipropionat (BDP) là một glucocorticoid có tác dụng chống viêm mạnh gấp khoảng 30 lần so với hydrocortison, được sử dụng rộng rãi trong điều trị các bệnh viêm da, dị ứng, thấp khớp và nhiều bệnh lý khác. Tuy nhiên, các dạng bào chế truyền thống như kem, thuốc mỡ thường có sinh khả dụng thấp do cấu trúc nhũ tương thô, hạn chế khả năng thấm và lưu giữ thuốc trên da. Vi nhũ tương (VNT) là dạng bào chế hiện đại với kích thước nano, giúp tăng khả năng hòa tan và sinh khả dụng của các dược chất ít tan trong nước như BDP. VNT có thành phần chính gồm pha dầu, chất diện hoạt và đồng diện hoạt, trong đó tỷ lệ các thành phần này ảnh hưởng lớn đến kích thước, tốc độ giải phóng và khả năng lưu giữ thuốc trên da.

Tuy nhiên, VNT có độ nhớt thấp và khả năng bám dính kém trên da, do đó cần được kết hợp với hệ mang như gel để cải thiện tính ổn định và hiệu quả điều trị. Gel thân nước (hydrogel) là lựa chọn ưu việt nhờ tính dễ sử dụng, không gây nhờn rít và không cản trở hoạt động sinh lý của da. Việc đưa VNT vào hydrogel có thể làm thay đổi các tính chất vật lý và dược động học của hệ, do đó cần nghiên cứu cụ thể ảnh hưởng của tá dược tạo gel đến đặc tính của VNT chứa BDP.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ dầu, chất diện hoạt và đồng diện hoạt đến đặc tính của VNT chứa BDP, đồng thời bào chế hydrogel chứa VNT BDP và khảo sát ảnh hưởng của tá dược tạo gel đến các tính chất vật lý, khả năng giải phóng và lưu giữ thuốc trên da. Nghiên cứu được thực hiện tại Trường Đại học Dược Hà Nội trong năm 2016, góp phần phát triển công thức thuốc bôi ngoài da có hiệu quả điều trị cao và an toàn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết vi nhũ tương: VNT là hệ phân tán vi dị thể gồm pha dầu và pha nước được ổn định bởi chất diện hoạt và đồng diện hoạt, có kích thước tiểu phân từ 10 đến 140 nm, ổn định về mặt nhiệt động học và có khả năng tăng sinh khả dụng dược chất ít tan trong nước.

  • Mô hình giản đồ pha: Xác định vùng tạo VNT dựa trên tỷ lệ pha dầu, chất diện hoạt/đồng diện hoạt (Smix) và nước, giúp tối ưu công thức bào chế.

  • Khái niệm gel thân nước (hydrogel): Gel được tạo thành từ các polyme thân nước như carboxymethyl cellulose (CMC), natri carboxymethyl cellulose (NaCMC), hydroxyethyl cellulose (HEC), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), có khả năng trương nở, tạo độ nhớt và tăng khả năng bám dính trên da.

  • Tính lưu biến học (Rheology): Đánh giá đặc tính chảy và biến dạng của gel chứa VNT, bao gồm độ nhớt, ứng suất trượt và tính thixotropy, ảnh hưởng đến khả năng sử dụng và hiệu quả điều trị.

  • Đánh giá giải phóng và lưu giữ thuốc trên da: Sử dụng mô hình da chuột trên hệ thống khuếch tán Franz để đo tốc độ giải phóng BDP và lượng thuốc lưu giữ trên da sau 24 giờ, phản ánh hiệu quả sinh học của công thức.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu chính gồm BDP, acid oleic (pha dầu), Cremophor RH40 (chất diện hoạt), Transcutol P (đồng diện hoạt), các polyme tạo gel (CMC, NaCMC, HEC, HPMC). Động vật thí nghiệm gồm chuột nhắt trắng, chuột cống trắng và thỏ trắng dùng để đánh giá giải phóng thuốc, hydrat hóa da và kích ứng da.

  • Phương pháp bào chế: VNT BDP được bào chế bằng phương pháp khuấy trộn pha dầu, Smix và nước theo tỷ lệ thiết kế dựa trên giản đồ pha. Hydrogel chứa VNT được tạo bằng cách rắc tá dược tạo gel vào VNT, khuấy nhẹ qua đêm để gel trương nở hoàn toàn.

  • Phân tích kích thước và phân bố hạt: Sử dụng máy Zetasizer Nano ZS90 đo kích thước tiểu phân VNT sau khi pha loãng 100 lần.

  • Định lượng BDP: Phương pháp đo quang UV tại bước sóng 240 nm và sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) với cột Zorbax SB-C18, pha động methanol:nước (90:10), detector UV 254 nm, đảm bảo độ chính xác, độ đúng và tính tuyến tính cao.

  • Đánh giá giải phóng thuốc: Sử dụng hệ thống khuếch tán Franz với da chuột nhắt, môi trường ethanol:nước (1:1), lấy mẫu tại các thời điểm 5, 6, 7, 8 và 24 giờ, định lượng BDP bằng HPLC.

  • Đánh giá lưu giữ thuốc trên da: Sau 24 giờ thử nghiệm giải phóng, da được rửa sạch, cắt nhỏ, ngâm methanol 24 giờ, siêu âm và định lượng BDP bằng HPLC.

  • Đánh giá tính chất vật lý của gel: Đo độ nhớt bằng nhớt kế Brookfield, đánh giá tính lưu biến bằng máy đo rheometer với phương pháp trượt liên tục, tốc độ trượt 0-100 s⁻¹.

  • Đánh giá khả năng hydrat hóa lớp sừng: Thí nghiệm trên chuột cống trắng, bôi 0,5 g mẫu gel lên diện tích 6,25 cm², sau 24 giờ lấy mẫu da, cố định và nhuộm hematoxylin-eosin, đo độ dày lớp sừng bằng kính hiển vi và phần mềm chuyên dụng.

  • Đánh giá mức độ kích ứng da: Thử nghiệm trên thỏ trắng, bôi 0,5 g mẫu gel lên vùng da 6,25 cm², quan sát ban đỏ và phù tại 4, 24, 48, 72 giờ theo tiêu chuẩn OECD 404 và ISO 10993-10, tính điểm kích ứng.

  • Thiết kế thí nghiệm: Sử dụng phần mềm MODDE 8.0 với mô hình mặt hợp tử tại tâm (CCF) để đánh giá ảnh hưởng tỷ lệ dầu và Smix đến các biến đầu ra như kích thước hạt, tốc độ giải phóng và lưu giữ thuốc.

  • Xử lý số liệu: Số liệu được đo lặp lại 3 lần, tính trung bình và độ lệch chuẩn, phân tích ANOVA để so sánh sự khác biệt giữa các mẫu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Ảnh hưởng tỷ lệ dầu và Smix đến kích thước và đặc tính VNT:

    • Kích thước hạt VNT dao động trong khoảng 50-140 nm tùy theo tỷ lệ dầu và Smix.
    • Tỷ lệ Smix cao làm tăng độ nhớt của VNT, ví dụ công thức với Smix 80% có độ nhớt 671 ± 5,6 cp, trong khi Smix thấp chỉ khoảng 222 ± 15,86 cp.
    • Tỷ lệ dầu ảnh hưởng đến kích thước hạt và khả năng giải phóng BDP, với công thức chứa 15-30% dầu cho tốc độ giải phóng thuốc cao nhất (đạt khoảng 48% sau 24 giờ).

  2. Đặc tính vật lý của hydrogel chứa VNT:

    • Gel tạo bởi CMC, NaCMC và HEC có độ nhớt từ 40 đến 160 Pa.s, cao hơn nhiều so với VNT đơn lẻ, giúp tăng khả năng bám dính trên da.
    • Tính lưu biến của gel thể hiện đặc tính giả dẻo và thixotropy, thuận lợi cho việc bôi và duy trì thuốc trên da.
    • Gel chứa VNT có độ nhớt và tính lưu biến ổn định sau 3 tháng bảo quản.

  3. Khả năng giải phóng và lưu giữ BDP trên da:

    • VNT chứa BDP giải phóng thuốc với tốc độ khoảng 40-50 µg/cm²/h sau 24 giờ.
    • Hydrogel chứa VNT làm giảm tốc độ giải phóng thuốc so với VNT đơn lẻ nhưng tăng lượng BDP lưu giữ trên da sau 24 giờ lên đến 30-35 µg/cm², cao hơn 20-25% so với gel không chứa VNT.
    • Gel CMC 3% chứa VNT cho lượng BDP lưu giữ cao nhất, phù hợp cho mục tiêu điều trị kéo dài.

  4. Khả năng hydrat hóa lớp sừng và mức độ kích ứng da:

    • Gel chứa VNT làm tăng độ dày lớp sừng trên da chuột sau 24 giờ, chứng tỏ khả năng hydrat hóa tốt, giúp tăng thẩm thấu thuốc.
    • Đánh giá kích ứng da trên thỏ cho thấy gel chứa VNT không gây ban đỏ hay phù đáng kể, điểm kích ứng dưới 0,4, thuộc nhóm không kích ứng hoặc kích ứng không đáng kể.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy tỷ lệ dầu và Smix là yếu tố quyết định đến kích thước hạt, độ nhớt và khả năng giải phóng BDP của VNT. Tỷ lệ Smix cao làm tăng độ nhớt, giúp ổn định hệ nhưng có thể làm giảm tốc độ giải phóng thuốc. Việc đưa VNT vào hydrogel làm tăng độ nhớt và tính lưu biến, giúp gel bám dính tốt hơn trên da, đồng thời làm chậm tốc độ giải phóng thuốc nhưng tăng lượng thuốc lưu giữ, phù hợp với mục tiêu điều trị kéo dài và giảm tần suất bôi thuốc.

So với các nghiên cứu trước đây về VNT chứa corticosteroid và các dược chất khác, kết quả này tương đồng về hiệu quả tăng sinh khả dụng và giảm kích ứng da. Việc sử dụng gel thân nước như CMC, NaCMC và HEC làm tá dược tạo gel được chứng minh là phù hợp, không làm biến đổi cấu trúc VNT và giữ được đặc tính dược lý của BDP.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ đường cong giải phóng thuốc theo thời gian, biểu đồ so sánh độ nhớt và ứng suất trượt của các gel, cũng như bảng điểm kích ứng da và độ dày lớp sừng sau 24 giờ bôi thuốc, giúp minh họa rõ ràng ảnh hưởng của các thành phần công thức.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tối ưu tỷ lệ dầu và Smix trong công thức VNT để đạt kích thước hạt nhỏ (dưới 100 nm) và độ nhớt phù hợp, nhằm cân bằng giữa tốc độ giải phóng và khả năng lưu giữ BDP trên da. Thời gian thực hiện: 3-6 tháng, chủ thể: nhóm nghiên cứu phát triển công thức.

  2. Sử dụng gel thân nước CMC 3% làm tá dược tạo gel ưu tiên cho hydrogel chứa VNT BDP, nhằm tăng độ nhớt, cải thiện khả năng bám dính và giảm kích ứng da. Thời gian thực hiện: 2-4 tháng, chủ thể: phòng bào chế và kiểm nghiệm.

  3. Đánh giá mở rộng tính ổn định và hiệu quả điều trị in-vivo trên mô hình bệnh nhân viêm da hoặc các bệnh lý da liễu liên quan, nhằm xác nhận hiệu quả lâm sàng và an toàn của hydrogel chứa VNT BDP. Thời gian thực hiện: 12-18 tháng, chủ thể: nhóm nghiên cứu lâm sàng.

  4. Phát triển quy trình sản xuất công nghiệp và kiểm soát chất lượng dựa trên kết quả nghiên cứu, đảm bảo tính đồng nhất và ổn định của sản phẩm trước khi đưa ra thị trường. Thời gian thực hiện: 6-12 tháng, chủ thể: bộ phận sản xuất và quản lý chất lượng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Nhà nghiên cứu và phát triển dược phẩm: Nghiên cứu công thức bào chế thuốc bôi ngoài da, đặc biệt các dạng thuốc chứa corticosteroid hoặc dược chất ít tan trong nước, có thể áp dụng phương pháp bào chế VNT và hydrogel.

  2. Chuyên gia công nghệ bào chế: Tối ưu hóa công thức, lựa chọn tá dược tạo gel phù hợp, đánh giá tính chất vật lý và dược động học của các hệ thuốc bán rắn.

  3. Bác sĩ da liễu và dược sĩ lâm sàng: Hiểu rõ cơ chế tác dụng, ưu nhược điểm của các dạng bào chế mới, từ đó tư vấn và lựa chọn thuốc phù hợp cho bệnh nhân.

  4. Doanh nghiệp sản xuất dược phẩm: Áp dụng kết quả nghiên cứu để phát triển sản phẩm thuốc bôi ngoài da có hiệu quả cao, an toàn và cạnh tranh trên thị trường.

Câu hỏi thường gặp

  1. Vi nhũ tương có ưu điểm gì so với nhũ tương thông thường?
    Vi nhũ tương có kích thước hạt nhỏ (10-140 nm), ổn định về mặt nhiệt động học, tăng khả năng hòa tan và sinh khả dụng của dược chất ít tan trong nước, đồng thời có hình thức trong suốt, đẹp hơn nhũ tương thông thường.

  2. Tại sao cần kết hợp vi nhũ tương với hydrogel?
    Vi nhũ tương có độ nhớt thấp và khả năng bám dính kém trên da, nên khi kết hợp với hydrogel sẽ tăng độ nhớt, cải thiện khả năng lưu giữ thuốc trên da, giảm tần suất bôi thuốc và tăng hiệu quả điều trị.

  3. Các tá dược tạo gel nào phù hợp cho hydrogel chứa VNT?
    Các polyme thân nước như carboxymethyl cellulose (CMC), natri carboxymethyl cellulose (NaCMC), hydroxyethyl cellulose (HEC) và hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) được đánh giá phù hợp, không làm biến đổi cấu trúc VNT và tăng độ nhớt gel.

  4. Phương pháp đánh giá giải phóng thuốc và lưu giữ thuốc trên da được thực hiện như thế nào?
    Sử dụng hệ thống khuếch tán Franz với da chuột nhắt, môi trường ethanol:nước (1:1), lấy mẫu định lượng BDP bằng HPLC tại các thời điểm khác nhau để xác định tốc độ giải phóng và lượng thuốc lưu giữ trên da sau 24 giờ.

  5. Gel chứa VNT có gây kích ứng da không?
    Nghiên cứu cho thấy gel chứa VNT BDP không gây ban đỏ hay phù đáng kể trên da thỏ trắng, điểm kích ứng dưới 0,4, thuộc nhóm không kích ứng hoặc kích ứng không đáng kể, đảm bảo an toàn khi sử dụng ngoài da.

Kết luận

  • Đã xây dựng và tối ưu công thức vi nhũ tương chứa betamethason dipropionat với kích thước hạt nano, độ nhớt và khả năng giải phóng thuốc phù hợp.
  • Hydrogel chứa VNT BDP với tá dược tạo gel thân nước như CMC, NaCMC, HEC có đặc tính vật lý ổn định, tăng độ nhớt và khả năng bám dính trên da.
  • Gel chứa VNT làm tăng lượng BDP lưu giữ trên da sau 24 giờ, đồng thời giảm tốc độ giải phóng thuốc, phù hợp cho điều trị kéo dài.
  • Sản phẩm hydrogel chứa VNT BDP không gây kích ứng da, có khả năng hydrat hóa lớp sừng, góp phần nâng cao hiệu quả điều trị và an toàn.
  • Đề xuất tiếp tục nghiên cứu mở rộng hiệu quả lâm sàng và phát triển quy trình sản xuất công nghiệp để ứng dụng thực tiễn.

Hành động tiếp theo: Áp dụng kết quả nghiên cứu để phát triển sản phẩm thuốc bôi ngoài da mới, đồng thời tiến hành thử nghiệm lâm sàng và hoàn thiện quy trình sản xuất. Độc giả và chuyên gia được khuyến khích tham khảo và ứng dụng các kết quả này trong nghiên cứu và phát triển dược phẩm.