I. Tổng Quan Nghiên Cứu Bào Chế Viên Hoàn Giọt Andrographolid
Xuyên tâm liên (Andrographis paniculata) là dược liệu quan trọng trong y học cổ truyền, được sử dụng rộng rãi tại nhiều quốc gia. Andrographolid, hoạt chất chính của xuyên tâm liên, nổi tiếng với nhiều tác dụng sinh học, bao gồm kháng khuẩn, kháng virus và bảo vệ gan. Tuy nhiên, andrographolid có độ tan và khả năng thấm kém, dẫn đến sinh khả dụng đường uống thấp, làm hạn chế hiệu quả điều trị. Nghiên cứu bào chế hiện đại tập trung vào các giải pháp nâng cao sinh khả dụng bằng cách sử dụng các hệ chất mang, chẳng hạn như phức cyclodextrin, liposome, hệ phân tán rắn và hệ tiểu phân nano. Trong số các phương pháp bào chế tiểu phân nano, nghiền bi nổi lên như một lựa chọn đơn giản và hiệu quả để cải thiện độ hòa tan. Viên hoàn giọt là một dạng bào chế truyền thống, tương tự như hệ phân tán rắn, giúp tăng cường độ hòa tan của hoạt chất. Mục tiêu của nghiên cứu này là bào chế viên hoàn giọt andrographolid nhằm cải thiện sinh khả dụng và hiệu quả điều trị.
1.1. Tổng quan về cây xuyên tâm liên Andrographis paniculata
Xuyên tâm liên (Andrographis paniculata Wall. Nees) thuộc họ Ô rô (Acanthaceae) được sử dụng rộng rãi trong các nền Y học cổ truyền của các nước như Trung Quốc, Indonesia, Thái Lan. Thành phần hóa học chính của cây là diterpenoid, flavonoid và polyphenol, trong đó hợp chất andrographolid là một diterpen lacton phân lập từ xuyên tâm liên đã được chứng minh có nhiều tác dụng sinh học. Nghiên cứu này tập trung vào khai thác giá trị dược liệu quý báu này thông qua các phương pháp bào chế hiện đại. Các tác dụng sinh học nổi bật của Andrographis paniculata bao gồm kháng khuẩn, kháng virus, kháng ký sinh trùng hay tác dụng bảo vệ gan, bảo vệ tim mạch, chống đái tháo đường, tăng cường miễn dịch, chống ung thư.
1.2. Andrographolid Nguồn gốc chiết xuất và đặc tính lý hóa
Andrographolid là thành phần diterpen lacton chính trong cây xuyên tâm liên. Hàm lượng andrographolid trong toàn cây, thân và lá tương ứng vào khoảng 4,0%; 0,8 - 1,2% và 0,5 - 6,0%. Có nhiều nghiên cứu về chiết xuất diterpen lacton từ cây xuyên tâm liên, độ hòa tan của andrographolid trong các dung môi giảm dần theo thứ tự: methanol > ethanol > propanol > nước. Đặc tính lý hóa của andrographolid bao gồm dạng bột kết tinh trắng, vị rất đắng, tan trong nhiều dung môi hữu cơ, ít tan trong nước. Sinh khả dụng của thuốc qua đường uống thấp do andrographolid có một số đặc tính như độ tan kém, dễ bị thủy phân mở vòng lacton.
II. Vì Sao Cần Nghiên Cứu Bào Chế Viên Hoàn Giọt Andrographolid
Mặc dù andrographolid có nhiều tác dụng dược lý tiềm năng, việc sử dụng trực tiếp hoạt chất này gặp nhiều hạn chế do sinh khả dụng đường uống thấp. Andrographolid khó tan trong nước và dễ bị phân hủy trong môi trường acid của dạ dày. Điều này dẫn đến lượng hoạt chất hấp thu vào máu không đủ để phát huy tác dụng điều trị. Vì vậy, cần có các phương pháp bào chế để cải thiện độ tan, độ hòa tan và khả năng hấp thu của andrographolid. Viên hoàn giọt là một giải pháp tiềm năng, giúp bảo vệ hoạt chất khỏi môi trường khắc nghiệt của đường tiêu hóa và tăng cường khả năng hấp thu qua niêm mạc miệng hoặc ruột non. Hơn nữa, viên hoàn giọt dễ sử dụng, đặc biệt cho trẻ em và người lớn tuổi, mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong điều trị bệnh.
2.1. Thách thức về sinh khả dụng của Andrographolid ADG
Sinh khả dụng của thuốc qua đường uống thấp do andrographolid có một số đặc tính: Độ tan kém và thân dầu, dễ bị thủy phân mở vòng lacton như trong môi trường có tính acid và kiềm mạnh. Nghiên cứu chỉ ra rằng, dùng qua đường tiêm truyền tĩnh mạch liều cao trong thời gian ngắn gây độc thận. Do đó, cần phát triển các hệ chất mang nhằm cải thiện độ tan, độ hòa tan và thời gian lưu hoạt chất trong hệ tuần hoàn như tạo phức với cyclodextrin, liposome, hệ phân tán rắn, hệ tiểu phân nano. Việc tăng cường sinh khả dụng giúp phát huy tối đa tác dụng dược lý của andrographolid.
2.2. Ưu điểm của dạng bào chế viên hoàn giọt VHG so với dạng khác
Viên hoàn giọt còn có các ưu điểm nổi bật như viên kích thước nhỏ nên tiện dùng, có thể đặt dưới lưỡi, đồng đều phân liều cao, thành phần công thức, phương pháp và thiết bị bào chế đơn giản, độ ổn định và sinh khả dụng cao. Nhằm tăng hiệu quả điều trị của các hoạt chất, kỹ thuật bào chế viên hoàn giọt đã được triển khai. Viên hoàn giọt có thể được bào chế theo phương pháp đun chảy để cải thiện hòa tan của hoạt chất. Cao chiết dược liệu hoặc các hoạt chất hóa dược được hòa tan/phân tán đều trong chất mang/hỗn hợp chất mang nóng chảy và nhỏ giọt xuống một pha lỏng làm lạnh để tạo viên hình cầu.
III. Phương Pháp Nghiên Cứu Cải Thiện Độ Tan Andrographolid Bằng Nghiền Bi
Nghiền bi là một phương pháp hiệu quả để cải thiện độ tan của andrographolid. Kỹ thuật này sử dụng lực cơ học từ các viên bi để phá vỡ các tiểu phân thô thành các tiểu phân mịn hơn. Theo ph°ơng trình Noyes – Whitney, diện tích bề mặt tiếp xúc tăng làm tăng tốc độ hòa tan của dược chất. Kỹ thuật nghiền bi là quá trình tác động một lực cơ học từ các viên bi, bóng được chế tạo từ các vật liệu bền chắc như thép không gỉ hoặc sứ để phá vỡ các tiểu phân thô thành các tiểu phân mịn hơn và được coi là phương pháp tiếp cận từ trên xuống (top – down) hàng đầu trong sÁn xuất h¿t mịn. Ngoài ra, nghiền bi cũng làm thay đổi độ nhám bề mặt và hình dạng của các tiểu phân. Tuy nhiên, cần kiểm soát quá trình nghiền để tránh làm thay đổi cấu trúc tinh thể của andrographolid và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
3.1. Nguyên tắc hoạt động của kỹ thuật nghiền bi trong bào chế
Kỹ thuật nghiền bi là quá trình tác động một lực cơ học từ các viên bi, bóng được chế tạo từ các vật liệu bền chắc như thép không gỉ hoặc sứ để phá vỡ các tiểu phân thô thành các tiểu phân mịn hơn và được coi là phương pháp tiếp cận từ trên xuống (top – down) hàng đầu trong sản xuất h¿t mịn. Nghiền bi làm giảm kích thước và thay đổi sự phân bố kích thước tiểu phân. Kích thước nhỏ, diện tích bề mặt tiếp xúc tăng. Đồng thời, theo ph°ơng trình Kelvin và Ostwald Mitch Freundlich kích thước tiểu phân giảm làm tăng độ hòa tan bão hòa của dược chất.
3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả nghiền bi tốc độ thời gian
Các loại lực tác động để nghiền mịn khác nhau khi tốc độ quay của thùng khác nhau: Tại tốc độ thấp, các bi lăn trên nhau và mài mòn sẽ là cơ chế chính làm giảm kích thước tiểu phân. Khi tốc độ quay cao hơn, các viên bi sẽ bị đổ rơi xuống khi bị đưa lên vị trí tới h¿n, khi đó lực va ch¿m do bị rơi tự do, trở thành một cơ chế nữa để làm gãy vỡ tiểu phân. Tại tốc độ quá cao, các viên bi sẽ bị lực ly tâm ép vào thành, vì thế không có quá trình va đập hay mài mòn xÁy ra, và hiệu suất quá trình sẽ giảm nhanh chóng.
3.3. Hóa rắn hỗn dịch nano lựa chọn chất ổn định phương pháp
Để đảm bảo tính ổn định của hỗn dịch nano sau nghiền bi, cần có phương pháp hóa rắn phù hợp. Các phương pháp bao gồm: hấp phụ lên chất mang trơ (ví dụ: Florit R), phun sấy với chất mang (ví dụ: HPMC E6, Poloxamer 188). Lựa chọn chất ổn định và phương pháp hóa rắn ảnh hưởng lớn đến độ hòa tan và các đặc tính của viên hoàn giọt cuối cùng. Cần tối ưu hóa quy trình để đảm bảo hoạt chất không bị biến chất trong quá trình xử lý.
IV. Bào Chế Viên Hoàn Giọt Chứa Hỗn Dịch Nano Andrographolid
Sau khi thu được hỗn dịch nano andrographolid bằng phương pháp nghiền bi, bước tiếp theo là bào chế thành viên hoàn giọt. Quá trình này bao gồm việc phối trộn hỗn dịch nano với chất mang thích hợp (ví dụ: PEG, PVP), đun chảy hỗn hợp, và nhỏ giọt vào môi trường làm lạnh để tạo thành viên. Tỉ lệ dược chất và chất mang, loại chất mang, và nhiệt độ đun chảy đều ảnh hưởng đến độ cứng, độ cầu, và độ hòa tan của viên. Đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của viên hoàn giọt andrographolid là bước quan trọng để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn và có hiệu quả điều trị.
4.1. Quy trình bào chế viên hoàn giọt VHG chi tiết từng bước
Viên hoàn giọt là một dạng bào chế phổ biến đã được đưa vào Dược điển Trung Quốc tương tự quá trình bào chế hệ phân tán rắn theo phương pháp đun chảy để cải thiện hòa tan của hoạt chất. Cao chiết dược liệu hoặc các hoạt chất hóa dược được hòa tan/phân tán đều trong chất mang/hỗn hợp chất mang nóng chảy và nhỏ giọt xuống một pha lỏng làm lạnh để tạo viên hình cầu, trong đó dược chất tồn tại ở tr¿ng thái các phân tử độc lập, các tiểu phân vô định hình do đó độ hòa tan được cải thiện đáng kể.
4.2. Tối ưu hóa công thức bào chế tỷ lệ dược chất chất mang
Nghiên cứu cần khảo sát các loại chất mang khác nhau (ví dụ: PEG, PVP), các tỉ lệ dược chất/chất mang khác nhau để tìm ra công thức bào chế tối ưu. Công thức tối ưu cần đảm bảo viên có độ cứng phù hợp, dễ tan, và có độ ổn định cao. Ảnh hưởng của các yếu tố này đến độ hòa tan và sinh khả dụng của andrographolid trong viên hoàn giọt cần được đánh giá một cách cẩn thận.
4.3. Đánh giá chất lượng viên hoàn giọt Andrographolid độ cứng độ tan
Cần tiến hành các thử nghiệm đánh giá chất lượng viên hoàn giọt theo các tiêu chuẩn dược điển. Các chỉ tiêu quan trọng bao gồm: độ đồng đều khối lượng, độ rã, độ hòa tan, hàm lượng hoạt chất, độ ổn định (khảo sát trong điều kiện bảo quản khác nhau). So sánh độ hòa tan của viên hoàn giọt andrographolid với nguyên liệu thô và các chế phẩm thương mại khác để đánh giá hiệu quả của phương pháp bào chế.
V. Kết Quả Nghiên Cứu So Sánh Độ Tan Viên Hoàn Giọt Andrographolid
Nghiên cứu đã thành công trong việc bào chế viên hoàn giọt chứa hỗn dịch nano andrographolid bằng phương pháp nghiền bi. Kết quả thử nghiệm độ hòa tan cho thấy viên hoàn giọt có độ hòa tan cao hơn đáng kể so với andrographolid dạng bột nguyên liệu. Điều này chứng tỏ rằng phương pháp bào chế đã cải thiện đáng kể khả năng hòa tan của hoạt chất. So sánh với các chế phẩm thương mại, viên hoàn giọt có độ hòa tan tương đương hoặc cao hơn, cho thấy tiềm năng thay thế các sản phẩm hiện có.
5.1. Đánh giá độ hòa tan của viên hoàn giọt VHG so với nguyên liệu
Độ hòa tan của viên hoàn giọt ADG, nguyên liệu và viên Thiên sứ thanh phế trong môi trường thử hòa tan chứa 1% SLS. Đánh giá độ hòa tan của viên hoàn giọt ADG, nguyên liệu và viên Thiên sứ thanh phế trong môi trường thử hòa tan chứa 0,3% SLS. Độ hòa tan của viên hoàn giọt ADG, nguyên liệu và viên Thiên sứ thanh phế trong môi trường thử hòa tan nước.
5.2. So sánh viên hoàn giọt VHG với sản phẩm chứa Andrographolid khác
So sánh viên hoàn giọt ADG với viên Thiên sứ thanh phế, cần sử dụng các hệ số so sánh f2. Cần đánh giá viên hoàn giọt (VHG) có chất lượng, độ hòa tan, tính ổn định có tương đương hoặc tốt hơn các sản phẩm chứa Andrographolid khác trên thị trường hay không, từ đó chứng minh tiềm năng phát triển.
VI. Triển Vọng Nghiên Cứu và Ứng Dụng Viên Hoàn Giọt Andrographolid
Nghiên cứu bào chế viên hoàn giọt andrographolid mở ra nhiều triển vọng trong việc cải thiện hiệu quả điều trị của andrographolid. Viên hoàn giọt có thể được sử dụng để điều trị các bệnh nhiễm trùng, viêm nhiễm, và các bệnh liên quan đến gan. Cần có thêm các nghiên cứu lâm sàng để đánh giá hiệu quả và an toàn của viên hoàn giọt trên người. Việc phát triển các sản phẩm viên hoàn giọt andrographolid chất lượng cao có thể mang lại lợi ích to lớn cho sức khỏe cộng đồng.
6.1. Các hướng nghiên cứu tiếp theo để hoàn thiện công thức
Nghiên cứu thêm về độ ổn định của viên hoàn giọt trong thời gian dài và trong các điều kiện bảo quản khác nhau. Nghiên cứu sâu hơn về tác dụng của các tá dược khác nhau đến sinh khả dụng của andrographolid. Nghiên cứu về khả năng kết hợp andrographolid với các hoạt chất khác trong viên hoàn giọt để tăng cường hiệu quả điều trị.
6.2. Tiềm năng ứng dụng thực tế của viên hoàn giọt Andrographolid
Phát triển các sản phẩm viên hoàn giọt andrographolid với liều lượng khác nhau để đáp ứng nhu cầu điều trị khác nhau. Ứng dụng viên hoàn giọt andrographolid trong điều trị các bệnh nhiễm trùng đường hô hấp, viêm họng, viêm amidan, và các bệnh gan. Phối hợp với các nhà sản xuất dược phẩm để đưa viên hoàn giọt andrographolid vào sản xuất quy mô lớn và phân phối rộng rãi.
