ĐẶT VẤN ĐỀ Mắt là một cơ quan phức tạp với nhiều rào cản vật lý và sinh hóa để chống lại các mầm bệnh và các tác nhân hóa học. Những rào cản này bảo vệ mắt, đồng thời cũng khiến thuốc nhãn khoa khó đạt được mục tiêu điều trị. Hiện nay, thuốc nhỏ mắt chiếm gần 90% các loại thuốc nhãn khoa hiện có trên thị trường. Thuốc nhỏ mắt là một nền tảng phân phối thuốc có thể tránh được nồng độ thuốc cao trong máu, từ đó giảm thiểu tác dụng không mong muốn toàn thân.
Thuốc nhỏ mắt còn dễ dung nạp hơn cho bệnh nhân so với các phương pháp xâm lấn như tiêm và cấy ghép trong da [58]. Diclofenac một dược chất điển hình của nhóm NSAIDs, có khả năng ngăn chặn sự co đồng tử xảy ra trong quá trình lấy tinh thể đục, làm giảm viêm và đau trong tổn thương biểu mô giác mạc sau phẫu thuật [3]. Các chế phẩm thuốc nhỏ mắt diclofenac hiện có trên thị trường chủ yếu ở dạng dung dịch natri diclofenac 0,1%, có hiệu quả điều trị không cao, thời gian tác dụng ngắn nên người bệnh phải dùng thuốc ít nhất 3 – 5 lần một ngày [24]. Vi nhũ tương là dạng bào chế hiện đại, có tiềm năng thay thế các dạng bào chế nhãn khoa thông thường.
Vi nhũ tương có thành phần chính là dầu, chất diện hoạt và đồng diện hoạt, có ưu điểm làm tăng khả năng bám dính, kéo dài thời gian lưu thuốc trước giác mạc. Dược chất được hòa tan trong pha nước hoặc pha dầu, do có mặt chất nhũ hóa nên dễ dàng khuếch tán vào màng nước mắt và thấm qua giác mạc tốt hơn. Vi nhũ tương có khả năng tạo dạng bào chế cho các dược chất kém tan trong nước vì cấu trúc của chúng cho phép hòa tan thuốc thân lipid trong pha dầu [23], [57]. Để cải thiện sinh khả dụng của diclofenac khi dùng cho mắt và tiếp cận dạng bào chế mới là vi nhũ tương, đề tài “Nghiên cứu bào chế vi nhũ tương diclofenac định hướng dùng trên mắt” được tiến hành nghiên cứu với mục tiêu: Bào chế được vi nhũ tương chứa acid diclofenac định hướng dùng trên mắt và đánh giá được một số đặc tính của vi nhũ tương.Tổng quan về acid diclofenac 1.
Công thức hóa học - Công thức cấu tạo: Hình 1. Cấu trúc hóa học của acid diclofenac - Tên khoa học: 2 - [2- (2,6-dicloanilino) phenyl] acid acetic. - Công thức phân tử: C14H11Cl2NO2. - Khối lượng phân tử: 296,149 [59].
Tính chất lý, hóa - Cảm quan: bột kết tinh màu trắng hoặc gần trắng, hơi hút ẩm. - Độ tan: acid diclofenac (DA) rất ít tan trong nước, độ tan phụ thuộc pH nằm trong khoảng từ 17,8 mg/L ở pH trung tính; ít hơn 1 mg/L ở pH acid. DA thuộc nhóm II trong BCS, tan kém nhưng thấm tốt [30]. Độ tan của DA trong dầu thầu dầu, dầu lạc, dầu hướng dương lần lượt là 1,633; 0,72; 0,549 (% kl/tt) [52]; trong dầu ngô, dầu hạnh nhân, Miglyol 810, Miglyol 812, Miglyol 829, Labrafac PG, Labrafac lipophile ở 20 ± 2 oC lần lượt là 0,34; 0,41; 0,82; 0,73; 1,15; 0,93; 0,85 (% kl/kl) [40].
- Hệ số phân bố dầu nước (n - octanol/nước): log P = 4,51 [59]. - DA có tính acid yếu, pKa = 4,0 [30]. - Định tính: + Dung dịch DA trong ethanol có phản ứng với dung dịch kali fericyanid, sắt (III) clorid, acid hydrocloric cho màu xanh, có tủa [2], [12]. + Đo phổ hồng ngoại, sắc ký lớp mỏng: so sánh với chất chuẩn [2].
- Định lượng: + Chuẩn độ trong môi trường khan (dung dịch kali hydroxyd trong methanol trong môi trường cloroform [12]). + Sắc kí lỏng hiệu năng cao HPLC [2]. Tác dụng, chỉ định Diclofenac thuộc nhóm chống viêm không steroid - NSAIDs, có tác dụng ức chế tổng hợp prostagladin rõ rệt, tạo ra tác dụng chống viêm, giảm đau mạnh. 2 Cơ chế tác dụng: diclofenac là một chất ức chế mạnh hoạt tính của cyclooxygenase, do đó làm giảm đáng kể sự tạo thành prostaglandin, prostacyclin và thromboxan là những chất trung gian của quá trình viêm.
Diclofenac cũng điều hòa con đường lipoxygenase và sự kết tụ tiểu cầu [3]. Dược động học: diclofenac gắn mạnh nhưng thuận - nghịch với protein, chủ yếu là albumin. Thời gian bán thải của diclofenac khoảng 1 - 2 giờ [3]. Hiện nay trên thị trường mới chỉ có dung dịch thuốc nhỏ mắt chứa natri diclofenac (NaDC), bao gồm các biệt dược: Diclofenac Solium Ophthalmic Solution (Apotex), Diclofenac Sodium Ophthalmic Solution (Falcon), Voltaren Ophthalmic (Novartis).
Chỉ định: dung dịch nhỏ mắt 0,1% natri diclofenac giảm đau các tổn thương biểu mô do chấn thương, phẫu thuật, điều trị viêm sau phẫu thuật, các bệnh viêm mạn tính không lây nhiễm, ngăn ngừa thu hẹp đồng tử trong phẫu thuật đục thủy tinh thể, giảm các triệu chứng do viêm màng kết mạc [53]. Tổng quan về vi nhũ tương 1. Khái niệm vi nhũ tương “Vi nhũ tương là hệ phân tán vi dị thể, gồm pha dầu, pha nước phân tán đồng nhất vào nhau và ổn định bởi chất diện hoạt trên bề mặt phân cách hai pha, có tính đẳng hướng về mặt quang học, ổn định về mặt nhiệt động học giống như một dung dịch lỏng” [33]. Thành phần vi nhũ tương Vi nhũ tương gồm những thành phần cơ bản sau: pha dầu, pha nước, chất diện hoạt (CDH), chất đồng diện hoạt (CDDH).
Pha dầu: nhiều loại dầu có thể dùng được, bao gồm dầu thực vật, glycerid, một phần glycerid của acid béo chuỗi trung bình và không bão hòa và ester polyalcol của acid béo chuỗi trung bình [31]. Các đặc tính hóa lý của dung môi dầu phải được biết và hiểu để sử dụng chúng trong việc phát triển các VNT ở mắt. Các loại dầu có trọng lượng phân tử nhỏ được ưu tiên sử dụng. Các ester hydrocacbon của acid béo chuỗi trung bình đóng một vai trò tối ưu trong việc hình thành VNT và thường được sử dụng như một thành phần của VNT nhãn khoa, được nêu trong bảng 1.
Một số dung môi dầu cho vi nhũ tương nhãn khoa Nhóm Ví dụ Ester của acid béo Ethyl oleat, isopropyl myristat, isopropyl palmitat Acid béo đơn không bão hòa Acid oleic Acid béo bão hòa/ chất béo trung Capric-caprylic triglycerid (Miglyol 80) tính trọng lượng phân tử thấp 3 Chất diện hoạt: là các chất làm giảm sức căng bề mặt phân cách hai pha, đóng vai trò quan trọng trong hình thành VNT. Việc lựa chọn chất diện hoạt là một trong những bước quan trọng nhất trong thiết kế hệ thống VNT. Một phân tử CDH có thể hòa tan 10 – 30 phân tử dầu (VNT D/N) hoặc 10 – 300 phân tử nước (VNT N/D). Các CDH hòa tan và giảm sức căng bề mặt giữa pha dầu và nước xuống mức cực thấp (<10-3 mN/m) [9].
Chính sức căng bề mặt rất thấp này dẫn đến sự tạo nhũ tương tự phát của dầu và nước hoặc ngược lại [32]. Nồng độ của CDH phải đủ cao (10 – 40%) để ổn định các hạt nano được tạo ra bởi sức căng bề mặt cực thấp [27]. Các đặc điểm mong muốn khác đối với CDH bao gồm không có hoặc độc tính rất thấp đối với mắt. Trong số các loại CDH khác nhau, CDH không ion hóa được ưu tiên sử dụng vì các ưu điểm của chúng: không gây kích ứng, khả năng kéo dài thời gian lưu, khả năng tăng cường thẩm thấu.
Nói chung, tất cả các CDH được sử dụng trong VNT nhãn khoa phải được nghiên cứu độc tính/ tính kích ứng mắt trên diện rộng vì cần một lượng lớn CDH để hình thành VNT [34], [36], [47]. Tuy nhiên, rất ít nghiên cứu được thực hiện về độc tính CDH của VNT. Một số CDH có thể được sử dụng trong việc hình thành VNT nhãn khoa được nêu trong bảng 1. Một số chất diện hoạt cho vi nhũ tương nhãn khoa Nhóm Ví dụ Ester của glycerol và acid Cremophor EL (macrogol-1500- glycerol tricinoleat), béo monobutyl glycerol Ester của sorbitan và acid Span 20 (sorbitan monolaurat), béo Span 80 (sorbitan monooleat) Ester của polyoxyethylen Tween 20 (polyethylen glycol sorbitan monolaurat), sorbitan và acid béo Tween 80 (polyethylen glycol sorbitan monooleat) Chất đồng diện hoạt: trong hầu các trường hợp nếu chỉ sử dụng một mình chất diện hoạt thì không đủ làm giảm sức căng bề mặt phân cách pha dầu nước để VNT hình thành.
Để khắc phục tình trạng này, người ta sử dụng thêm một số chất gọi là chất đồng diện hoạt. Những chất đồng diện hoạt thường là các alcol có độ dài mạch trung bình. Vai trò của chất đồng diện hoạt: - Hiệp đồng tác dụng với CDH làm giảm sức căng bề mặt phân cách pha dầu-nước. - Làm tăng độ linh hoạt bề mặt phân cách pha, do đó làm tăng entropy của hệ, thúc đẩy quá trình tạo vi nhũ tương.
- Làm thay đổi hệ số phân bố dược chất giữa hai pha dầu – nước, từ đó ảnh hưởng đến vùng tạo vi nhũ tương và khả năng giải phóng dược chất từ hệ. Ngoài ra còn có một số thành phần khác như: - Chất chống oxy hóa: acid ascorbic, α-tocopherol… - Chất tăng áp suất thẩm thấu: glycerin, sorbitol, xylitol, muối. - Chất điều chỉnh pH: natri hydroxyd, acid hydrocloric. - Chất bảo quản: methyl paraben, propyl paraben, benzalkonium clorid.
Cấu trúc của vi nhũ tương Vi nhũ tương có thể tồn tại 3 dạng cấu trúc sau [18], [33]: - VNT D/N: các tiểu phân phân tán là các giọt dầu, pha phân tán là pha nước. - VNT N/D: các tiểu phân phân tán là các giọt nước, pha phân tán là pha dầu. - VNT hai pha liên tục (bicontinuos phase): khi tỉ lệ pha dầu và pha nước tương đương nhau có thể xuất hiện trạng thái liên tục, cả pha dầu và pha nước đều là pha liên tục. Một công thức vi nhũ tương có thể tồn tại một, hai, ba hay nhiều hơn các pha riêng biệt thuộc ba dạng cấu trúc trên ở trạng thái cân bằng với nhau, điều này phụ thuộc vào nồng độ, bản chất và sự sắp xếp của các phân tử có trong công thức.
Cấu trúc bên trong của các pha này có thể là các tiểu phân hình cầu, tiểu phân hình trụ, các lớp (lamellar structure) hay cấu trúc hai pha liên tục [38], [46]. Cấu trúc D/N Cấu trúc N/D Cấu trúc hai pha liên tục Hình 1. Cấu trúc của hệ vi nhũ tương [33] Việc xác định chính xác cấu trúc của vi nhũ tương không dễ dàng và cần kết hợp nhiều phương pháp, tuy nhiên là một việc cần thiết do cấu trúc của hệ ảnh hưởng đến nhiều đặc tính của vi nhũ tương. Một số phương pháp xác định cấu trúc gồm [39], [46]: đo độ nhớt, đo độ dẫn điện, phân tích nhiệt vi sai (DSC), kính hiển vi điện tử quét (SEM), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM),… 1.