Tổng quan nghiên cứu

Mủ trôm (Sterculia foetida) là một polysaccharide tự nhiên được chiết xuất từ cây trôm, phổ biến tại các tỉnh Nam Trung Bộ như Bình Thuận, với nguồn nguyên liệu dồi dào và sẵn có. Theo ước tính, mỗi cây trôm 5 năm tuổi có thể thu hoạch khoảng 3 kg mủ trôm mỗi năm, tạo tiềm năng lớn cho ứng dụng trong ngành dược phẩm. Nghiên cứu này tập trung đánh giá khả năng sử dụng mủ trôm làm tá dược, cụ thể là chất kết dính và chất trợ tan rã trong bào chế thuốc viên nén, nhằm thay thế các polymer tổng hợp như Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC E15).

Mục tiêu chính của luận văn là khảo sát các đặc tính vật lý, hóa học của mủ trôm đã được tinh sạch, đồng thời xây dựng quy trình tổng hợp viên nén chứa mủ trôm và đánh giá các chỉ tiêu như độ cứng, độ mài mòn, khả năng hòa tan và giải phóng dược chất trong môi trường acid HCl 0,1N. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh và Công ty Liên Doanh Dược Phẩm Mebiphar-Austrapharm trong năm 2017-2018.

Ý nghĩa của nghiên cứu nằm ở việc khai thác nguồn nguyên liệu tự nhiên, thân thiện môi trường, giảm chi phí sản xuất và nâng cao hiệu quả kiểm soát giải phóng dược chất trong các dạng bào chế thuốc. Kết quả nghiên cứu góp phần mở rộng ứng dụng mủ trôm trong ngành dược phẩm, đồng thời tạo tiền đề cho các nghiên cứu phát triển tá dược tự nhiên tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai lý thuyết chính: lý thuyết về tá dược trong bào chế dược phẩm và mô hình giải phóng dược chất từ viên nén. Tá dược được định nghĩa là thành phần không chứa dược chất chính nhưng hỗ trợ quá trình sản xuất và ảnh hưởng đến tốc độ, mức độ hấp thu dược chất. Mủ trôm thuộc nhóm polysaccharide tự nhiên, có khả năng trương nở, tạo gel và kết dính, tương tự như các polymer tổng hợp như HPMC.

Ba khái niệm trọng tâm được nghiên cứu gồm:

  • Chất kết dính (Binder): Giúp liên kết các hạt bột thuốc thành viên nén có độ cứng và độ bền cơ học phù hợp.
  • Chất trợ tan rã (Disintegrant): Hỗ trợ viên nén tan rã nhanh chóng trong môi trường tiêu hóa để giải phóng dược chất.
  • Phương trình động học giải phóng dược chất: Mô tả cơ chế và tốc độ hòa tan dược chất từ viên nén, bao gồm các mô hình như Higuchi và Peppas.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là mủ trôm loại 1 thu mua tại tỉnh Bình Thuận, được xử lý tinh sạch bằng phương pháp ngâm nước RO, sấy ở 110°C trong 24 giờ và nghiền thành bột với kích thước hạt trung bình khoảng 60 µm. Các chỉ tiêu vật lý - hóa học của mủ trôm được xác định gồm: độ nhớt (176 cp), pH (5,21), điểm nóng chảy (225°C), chỉ số trương nở (41,4%), độ ẩm (10,9%), khả năng hòa tan trong HCl 0,1N.

Viên nén được tổng hợp bằng phương pháp nén trực tiếp với lực nén 8-10 kg/cm², đường kính viên khoảng 15 mm. Các công thức phối trộn mủ trôm với các tá dược khác như dicalcium phosphate, lactose, magnesium stearate được khảo sát để tối ưu hóa tính chất viên nén.

Phương pháp phân tích bao gồm:

  • Đo độ cứng và độ mài mòn viên nén bằng thiết bị chuyên dụng.
  • Thử nghiệm hòa tan in vitro trong môi trường HCl 0,1N với tốc độ quay 100 vòng/phút, thời gian 45 phút, sử dụng thiết bị cánh khuấy.
  • Phân tích phổ UV-Vis để xác định nồng độ dược chất hòa tan.
  • Phân tích nhiệt vi sai (DSC) và phổ hồng ngoại (FTIR) để đánh giá tương tác giữa mủ trôm và dược chất.
  • Phân tích động học giải phóng dược chất bằng các mô hình toán học phổ biến.

Cỡ mẫu gồm nhiều lô viên nén với các tỷ lệ mủ trôm khác nhau, được chọn mẫu ngẫu nhiên để đảm bảo tính đại diện. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ tháng 7 đến tháng 12 năm 2017.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Đặc tính vật lý - hóa học của mủ trôm:
    Mủ trôm có kích thước hạt trung bình 60 µm, độ nhớt 176 cp, pH 5,21, điểm nóng chảy 225°C và chỉ số trương nở 41,4% trong 24 giờ. Độ ẩm sau sấy là 10,9%. Khả năng hòa tan trong môi trường HCl 0,1N cho thấy mủ trôm tan chậm, phù hợp làm chất kết dính và trợ tan rã kiểm soát.

  2. Ảnh hưởng của kích thước hạt và nồng độ mủ trôm đến độ hòa tan thuốc:
    Viên nén với kích thước hạt mủ trôm nhỏ hơn 60 µm và nồng độ mủ trôm 20% cho tỷ lệ hòa tan dược chất đạt khoảng 70% sau 45 phút, thấp hơn so với viên nén chứa HPMC E15 (khoảng 85%). Tốc độ quay 100 vòng/phút và pH môi trường 1,2-5,5 ảnh hưởng rõ đến tốc độ giải phóng dược chất.

  3. So sánh viên nén chứa mủ trôm và HPMC E15:
    Viên nén chứa mủ trôm có độ cứng trung bình 8,5 kg/cm², độ mài mòn 3,2%, trong khi viên chứa HPMC E15 có độ cứng 9,0 kg/cm² và độ mài mòn 2,8%. Khả năng hòa tan của viên mủ trôm chậm hơn khoảng 15% so với HPMC E15, cho thấy mủ trôm có thể kiểm soát giải phóng dược chất hiệu quả hơn.

  4. Phương trình động học giải phóng dược chất:
    Dữ liệu hòa tan phù hợp với mô hình Higuchi và Peppas với hệ số hồi quy R² > 0,98, cho thấy cơ chế giải phóng chủ yếu là khuếch tán không Fickian, phù hợp với vai trò của mủ trôm trong kiểm soát tốc độ hòa tan.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân mủ trôm có khả năng kết dính và kiểm soát giải phóng dược chất tốt là do cấu trúc polysaccharide cao phân tử, có khả năng trương nở và tạo gel trong môi trường acid. So với HPMC E15, mủ trôm có ưu điểm là nguồn nguyên liệu tự nhiên, chi phí thấp và thân thiện môi trường. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu quốc tế về ứng dụng gum tự nhiên trong bào chế thuốc, đồng thời mở ra hướng phát triển tá dược mới tại Việt Nam.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tỷ lệ hòa tan theo thời gian, bảng so sánh các chỉ tiêu vật lý của viên nén và đồ thị phân tích động học giải phóng dược chất, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của mủ trôm so với polymer tổng hợp.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Phát triển quy trình sản xuất viên nén sử dụng mủ trôm làm tá dược chính:
    Áp dụng quy trình nén trực tiếp với tỷ lệ mủ trôm 20%, kích thước hạt 60 µm, kiểm soát độ cứng viên từ 8-9 kg/cm², nhằm tối ưu hóa độ hòa tan và giải phóng dược chất trong vòng 45 phút. Thời gian triển khai dự kiến 6-12 tháng, do bộ phận R&D và sản xuất dược phẩm thực hiện.

  2. Nâng cao chất lượng nguyên liệu mủ trôm:
    Xây dựng tiêu chuẩn tinh sạch, kiểm soát độ ẩm, độ nhớt và kích thước hạt để đảm bảo tính đồng nhất và ổn định của tá dược. Thực hiện đào tạo kỹ thuật cho nhà cung cấp nguyên liệu tại Bình Thuận trong 3-6 tháng.

  3. Mở rộng nghiên cứu ứng dụng mủ trôm trong các dạng bào chế khác:
    Khảo sát vai trò của mủ trôm trong viên nang, thuốc giải phóng kéo dài và các dạng bào chế phức tạp khác nhằm đa dạng hóa sản phẩm. Thời gian nghiên cứu 12-18 tháng, phối hợp giữa các viện nghiên cứu và doanh nghiệp dược.

  4. Xây dựng hướng dẫn sử dụng và liều lượng an toàn cho mủ trôm trong dược phẩm:
    Căn cứ vào đặc tính trương nở và độ nhớt, đề xuất liều lượng tối ưu, tránh nguy cơ tắc ruột khi sử dụng mủ trôm dạng bột. Triển khai chương trình truyền thông và đào tạo cho cán bộ y tế và nhà sản xuất trong 6 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Kỹ thuật Hóa học, Dược học:
    Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực nghiệm và phương pháp phân tích chi tiết về ứng dụng polysaccharide tự nhiên trong bào chế thuốc, hỗ trợ phát triển đề tài khoa học và luận văn.

  2. Doanh nghiệp sản xuất dược phẩm và tá dược:
    Thông tin về quy trình sản xuất viên nén sử dụng mủ trôm giúp doanh nghiệp đa dạng hóa sản phẩm, giảm chi phí nguyên liệu và nâng cao tính cạnh tranh trên thị trường.

  3. Cơ quan quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm, dược phẩm:
    Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng tiêu chuẩn chất lượng, hướng dẫn sử dụng tá dược tự nhiên, đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng.

  4. Người làm công tác phát triển nông nghiệp và khai thác nguồn nguyên liệu tự nhiên:
    Nghiên cứu mở ra cơ hội phát triển kinh tế địa phương thông qua khai thác và chế biến mủ trôm, góp phần nâng cao giá trị nông sản.

Câu hỏi thường gặp

  1. Mủ trôm có thể thay thế hoàn toàn HPMC trong bào chế thuốc không?
    Mủ trôm có khả năng thay thế một phần HPMC trong vai trò chất kết dính và trợ tan rã, tuy nhiên cần tối ưu công thức để đảm bảo tính ổn định và hiệu quả giải phóng dược chất tương đương.

  2. Liều lượng sử dụng mủ trôm trong viên nén là bao nhiêu?
    Nghiên cứu cho thấy tỷ lệ mủ trôm khoảng 20% trong công thức viên nén là tối ưu, đảm bảo độ cứng và kiểm soát hòa tan tốt, đồng thời tránh nguy cơ trương nở quá mức gây tắc ruột.

  3. Mủ trôm có an toàn khi sử dụng trong dược phẩm không?
    Mủ trôm là polysaccharide tự nhiên, không độc hại và đã được kiểm nghiệm các chỉ tiêu về độ nhiễm khuẩn, kim loại nặng và chất oxy hóa theo tiêu chuẩn dược điển Việt Nam, đảm bảo an toàn khi sử dụng đúng liều lượng.

  4. Ảnh hưởng của môi trường hòa tan đến khả năng giải phóng dược chất từ viên nén chứa mủ trôm?
    Môi trường acid HCl 0,1N làm mủ trôm trương nở và tạo gel, làm chậm tốc độ hòa tan dược chất so với môi trường nước cất, phù hợp với mục tiêu kiểm soát giải phóng thuốc trong dạ dày.

  5. Có thể ứng dụng mủ trôm trong các dạng bào chế khác ngoài viên nén không?
    Có thể, mủ trôm có tiềm năng ứng dụng trong viên nang, thuốc giải phóng kéo dài và các dạng bào chế gel nhờ đặc tính trương nở và tạo gel, tuy nhiên cần nghiên cứu thêm để tối ưu hóa công thức.

Kết luận

  • Mủ trôm (Sterculia foetida) có đặc tính vật lý - hóa học phù hợp làm tá dược kết dính và trợ tan rã trong bào chế viên nén.
  • Viên nén chứa mủ trôm có khả năng kiểm soát giải phóng dược chất chậm hơn so với HPMC E15, phù hợp cho các dạng thuốc giải phóng kéo dài.
  • Phương trình động học giải phóng dược chất phù hợp với mô hình Higuchi và Peppas, cho thấy cơ chế khuếch tán không Fickian.
  • Nghiên cứu mở ra hướng phát triển tá dược tự nhiên tại Việt Nam, tận dụng nguồn nguyên liệu địa phương, giảm chi phí và tăng tính bền vững.
  • Đề xuất triển khai quy trình sản xuất viên nén sử dụng mủ trôm, đồng thời mở rộng nghiên cứu ứng dụng trong các dạng bào chế khác.

Tiếp theo, cần tiến hành thử nghiệm quy mô công nghiệp và đánh giá tính ổn định lâu dài của viên nén chứa mủ trôm. Các doanh nghiệp và viện nghiên cứu được khuyến khích hợp tác phát triển sản phẩm dựa trên kết quả này để nâng cao giá trị ngành dược phẩm trong nước.