Khóa luận tốt nghiệp: Nguyễn thu hƣơng nghiên cứu bào chế nanoemulgel

Khoa luan tot nghiep duoc si ve bao che nanoemulgel curcumin cua Nguyen Thu Huong. Tim hieu quy trinh nghien cuu, phuong phap che tao va ung dung.

• Tác giả: Nguyễn Thu Hương
• Người hướng dẫn: PGS. Vũ Thị Thu Giang
• Trường học: Trường Đại Học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược Sĩ
• Đề tài: Nghiên Cứu Bào Chế Nanoemulgel Curcumin
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Bào Chế Nanoemulgel Curcumin

Nguyễn Thu Hương đã thực hiện nghiên cứu bào chế nanoemulgel curcumin tại Trường Đại học Dược Hà Nội năm 2018. Đây là một khóa luận tốt nghiệp dược sĩ có tính ứng dụng cao trong lĩnh vực dược phẩm. Nanoemulgel curcumin là một dạng bào chế hiện đại kết hợp công nghệ nano với các chất hoạt động, nhằm cải thiện sinh khả dụng và hiệu quả trị liệu. Curcumin, thành phần chính từ nghệ, có nhiều đặc tính dược lý quý giá nhưng tính tan trong nước kém. Bào chế nanoemulgel giải quyết vấn đề này bằng cách tạo thành những giọt dầu siêu nhỏ trong gel, cho phép curcumin được hấp thụ tốt hơn. Nghiên cứu này dưới sự hướng dẫn của PGS. Vũ Thị Thu Giang, tập trung vào việc xây dựng công thức tối ưu và đánh giá chất lượng của sản phẩm.

1.1. Cấu Trúc Và Tính Chất Hóa Học Của Curcumin

Curcumin là một polyphenol tự nhiên có cấu trúc đặc biệt với ba nhóm chức năng quan trọng. Tính chất hóa học của curcumin cho phép nó có khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ. Tính tan trong nước của curcumin rất thấp, nhưng nó tan tốt trong các dung môi hữu cơ. Điều này là lý do chính tại sao bào chế nanoemulgel curcumin được phát triển, để khắc phục hạn chế này và tăng cường khả năng thẩm thấu qua da.

1.2. Ưu Điểm Của Công Nghệ Nanoemulgel

Nanoemulgel có nhiều ưu điểm so với các dạng bào chế truyền thống. Kích thước giọt siêu nhỏ tăng diện tích tiếp xúc và tốc độ hấp thụ. Dạng gel dễ sử dụng, không gây nhờn, thích hợp cho thoa da. Bào chế này cải thiện độ ổn định của curcumin, giảm thiểu phân hủy. Khả năng giải phóng hoạt chất được kiểm soát, kéo dài tác dụng trị liệu.

II. Phương Pháp Nghiên Cứu Và Công Thức Bào Chế

Trong khóa luận nghiên cứu bào chế nanoemulgel curcumin của Nguyễn Thu Hương, nhiều phương pháp bào chế khác nhau được khảo sát. Nghiên cứu bắt đầu với việc xây dựng đường chuẩn định lượng curcumin bằng phương pháp quang phổ UV-VIS và HPLC. Sau đó, các thành phần công thức được lựa chọn bao gồm chất diện hoạt (surfactant), chất đồng diện hoạt (co-surfactant), dầu, nước và gelling agent. Carbopol 934 được sử dụng làm tá dược tạo gel chính. Nguyên liệu được chuẩn bị theo tiêu chuẩn Dược điển Việt Nam. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ từng thành phần đến sự hình thành và ổn định của nanoemulgel được thực hiện. Phương pháp xử lý số liệu thống kê được áp dụng để phân tích dữ liệu.

2.1. Các Nguyên Liệu Và Thiết Bị Sử Dụng

Nghiên cứu bào chế nanoemulgel curcumin sử dụng curcumin tinh khiết, Tween 80 và Span 80 làm chất diện hoạt. Propylen glycol được dùng làm chất đồng diện hoạt. Các thiết bị được sử dụng bao gồm máy siêu âm, máy đo pH, máy sắc ký HPLC. Tất cả nguyên liệu được lựa chọn theo tiêu chuẩn Dược điển.

2.2. Quy Trình Xây Dựng Công Thức Tối Ưu

Quá trình xây dựng công thức bào chế theo phương pháp thử và sửa đổi. Tỷ lệ chất diện hoạt và chất đồng diện hoạt được khảo sát để tìm HLB tối ưu. Nồng độ dầu, curcumin, nước đều được thay đổi để đánh giá ảnh hưởng. Nồng độ Carbopol 934 cũng được điều chỉnh để đạt độ đặn thích hợp.

III. Kết Quả Đánh Giá Chất Lượng Nanoemulgel

Kết quả nghiên cứu bào chế nanoemulgel curcumin cho thấy công thức tối ưu đã được xác định thành công. Nanoemulgel curcumin đạt được độ ổn định cao qua các bài kiểm tra. Đánh giá hình thức cho thấy sản phẩm có màu vàng đặc trưng, dạng gel nhất quán, không tách dầu nước. Giá trị pH nằm trong khoảng chấp nhận được, phù hợp với sử dụng thoa da. Kích thước giọt dầu siêu nhỏ, nằm trong phạm vi nanometer, được xác nhận bằng các phương pháp phân tích. Tính lưu biến của nanoemulgel cho thấy đặc tính lưu động tốt, dễ thoa nhanh. Khả năng giải phóng curcumin qua màng nhân tạo diễn ra ổn định theo thời gian.

3.1. Đánh Giá Tính Ổn Định Của Nanoemulgel

Nanoemulgel curcumin được kiểm tra ổn định qua các điều kiện khác nhau. Thử nghiệm tối ưu hóa ảnh hưởng của từng thành phần công thức đến sự ổn định. Sự hình thành nanoemulgel phụ thuộc vào tỷ lệ chất diện hoạt - chất đồng diện hoạt. Kết quả cho thấy tỷ lệ 3:1 hoặc 4:1 cho hiệu quả tốt nhất.

3.2. Định Lượng Và Khả Năng Giải Phóng Curcumin

Phương pháp định lượng curcumin bằng HPLC cho kết quả chính xác và có độ lặp lại cao. Khả năng giải phóng curcumin từ nanoemulgel được đánh giá qua màng nhân tạo. Độ lưu giữ curcumin trong da chuột nhắt sau 20 giờ cho thấy hiệu quả thâm nhập cao của bào chế.

IV. Ứng Dụng Và Ý Nghĩa Của Khóa Luận Nghiên Cứu

Khóa luận tốt nghiệp dược sĩ của Nguyễn Thu Hương về bào chế nanoemulgel curcumin có giá trị khoa học và thực tiễn cao. Sản phẩm này có tiềm năng ứng dụng trong các chế phẩm dược phẩm dùng thoa da để chữa trị viêm, vết thương, và các bệnh ngoài da khác. Nanoemulgel curcumin có thể được phát triển thành các chế phẩm thương mại với chi phí sản xuất hợp lý. Nghiên cứu này góp phần mở rộng kiến thức về bào chế hiện đại và ứng dụng công nghệ nano trong dược phẩm. Kết quả có thể làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về cải thiện hiệu quả trị liệu. Phương pháp xây dựng công thức và đánh giá chất lượng có thể áp dụng cho các hoạt chất khác. Sản phẩm này phù hợp với xu hướng phát triển dược phẩm thiên nhiên hiện đại.

4.1. Tiềm Năng Thương Mại Của Bào Chế Nanoemulgel

Nanoemulgel curcumin có tiềm năng phát triển thành các sản phẩm thương mại. Chế phẩm này có thể được tiêu hóa bởi các công ty dược phẩm với các cải tiến lâu dài. Chi phí sản xuất có thể được tối ưu hóa bằng cách lựa chọn nguyên liệu thích hợp. Sản phẩm có thể được đóng gói và bảo quản dễ dàng.

4.2. Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Tiếp Theo

Các nghiên cứu bào chế tiếp theo có thể tập trung vào thử nghiệm lâm sàng độc lập. Khảo sát thêm về sự phân hủy của curcumin trong điều kiện bảo quản dài hạn. Phát triển các biến thể công thức với các hoạt chất khác bổ sung. Nghiên cứu độc tính và hiệu quả in vivo trên các mô hình bệnh.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, nhu cầu chăm sóc sức khỏe cũng như làm đẹp đang có xu hướng ngày càng gia tăng, các sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên được quan tâm hơn cả vì sự an toàn, lành tính và ít gây kích ứng trên da. Trong số các hoạt chất có nguồn gốc từ thiên thiên, curcumin là một hoạt chất đang được sử dụng nhiều. Curcumin được chiết xuất từ cây nghệ vàng (Curcuma longa L.) đã được chứng minh có nhiều tác dụng có lợi như: chống oxy hóa, chống viêm, kháng khuẩn, liền sẹo. Tuy nhiên, curcumin tan kém trong nước acid hoặc trung tính, dễ bị phân hủy trong môi trường kiềm và sinh khả dụng thấp dẫn đến hạn chế về mặt điều trị và sử dụng [24].

Để sử dụng trên da và khắc phục các hạn chế của curcumin, hệ nanoemulgel được lựa chọn do tận dụng được lợi thế của cả nano nhũ tương và gel, có khả năng làm tăng độ tan của curcumin và khi kết hợp nano nhũ tương vào gel làm hệ ổn định động học hơn. Hệ nanoemulgel có kích thước cỡ nanomet giúp làm tăng diện tích tiếp xúc của hoạt chất với bề mặt da đồng thời còn có khả năng đi xuyên qua các kênh của màng sinh học làm tăng khả năng thấm của hoạt chất qua da. Mặt khác, nanoemulgel có nhiều điểm ưu việt hơn so với dạng gel và kem như bền vững, ít thành phần pha dầu hơn dạng kem. Do đó, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu bào chế nanoemulgel curcumin” với những mục tiêu cụ thể như sau: 1.

Xây dựng công thức bào chế nanoemulgel curcumin. Đánh giá một số đặc tính của nanoemulgel curcumin thu được. Tổng quan về curcumin 1. Cấu trúc hóa học - Công thức cấu tạo [21]: Hình 1.

Công thức cấu tạo của curcumin - Tên khoa học: (1E,6E)-1,7-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)hepta-1,6-dien- 3,5-dion [21]. - Công thức phân tử: C21H20O6 [21]. - Khối lượng phân tử: 368,385 g/mol [21]. Tính chất vật lý - Curcumin tồn tại ở trạng thái tinh thể hình kim màu vàng cam [32].

- Nhiệt độ nóng chảy ở 183°C [21]. - Độ tan: curcumin thực tế không tan trong nước ở pH acid và trung tính (độ tan tối đa trong dung dịch đệm pH 5,0 là 11 ng/ml [33]), ether [21]. Tan tốt trong dimethylsulfoxid, ethanol, methanol, aceton. Tính chất hóa học - Hiện tượng hỗ biến: trong dung dịch nước, curcumin tồn tại ở dạng hỗ biến keto - enol [33]: Hình 1.

Dạng hỗ biến keto - enol của curcumin trong dung dịch - Nhóm hydroxyl trên vòng thơm làm cho phân tử có khả năng phản ứng với các gốc tự do [34]. - Phản ứng cộng với hydro: phân tử curcumin có các nối đôi trong mạch carbon nên có thể cộng 1, 2 hoặc 3 phân tử hydro khi có mặt các xúc tác kim loại hoặc oxyd kim loại như niken, platin oxyd tạo ra các dẫn chất dihydrocurcumin, 2 tetrahydrocurcumin, hexahydrocurcumin và đây cũng là những chất chống oxy hóa [34]. - Phản ứng tạo phức chelat với các ion kim loại như cadimi, chì… [7], [34]. Độ ổn định - Ảnh hưởng của pH trong dung dịch nước [32]:  pH < 1: dung dịch nước của curcumin có màu đỏ.

 pH 1 - 7: curcumin rất ít tan trong nước tạo dung dịch màu vàng.  pH > 7,5: dung dịch có màu đỏ. - Phân hủy trong môi trường kiềm: curcumin tương đối ổn định trong môi trường acid nhưng nhanh chóng bị phân hủy trong môi trường trung tính và kiềm tạo sản phẩm acid ferulic và feruloylmethan, sau đó feruloylmethan tiếp tục phân hủy thành vanilin và aceton [32]. - Phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng: curcumin không ổn định dưới tác dụng của ánh sáng, đặc biệt là trong dung dịch.

Sản phẩm phân hủy là acid vanilic, vanilin và acid ferulic [32]. Tác dụng dược lý - Curcumin có tác dụng chống viêm, kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virus, làm lành vết thương và liền sẹo, tăng cường miễn dịch [35]. - Curcumin có tác dụng chống oxy hóa do có khả năng dọn các gốc tự do như anion superoxid (O2-), H2O2, oxyd nitơ (NO) là các gốc tự do gây ra sự peroxid hóa lipid [36]. - Curcumin tác động lên cả ba giai đoạn của quá trình ung thư (khởi phát, phát triển, di căn) nên có tác dụng phòng và hỗ trợ điều trị ung thư [35].

- Curcumin được sử dụng cho các bệnh ngoài da như: bệnh vẩy nến, xơ cứng bì, ung thư da [29]. Tổng quan về nanoemulgel 1. Khái niệm Nano nhũ tương (nanoemulsion) là một hệ tiểu phân có kích thước giọt dưới micromet. Tham khảo tài liệu cho thấy kích thước giọt nano nhũ tương trong khoảng 10 - 200 nm [11], [13] hay nằm trong khoảng từ 10 - 500 nm [20], [22].

3 Nanoemulgel là một sự kết hợp của dạng gel và nano nhũ tương. Trong đó, nhũ tương có thể ở dạng dầu trong nước hoặc nước trong dầu, có vai trò như một tá dược giải phóng thuốc tối đa. Pha nước có chứa tá dược tạo gel [8]. Pha nước - Dung môi thường sử dụng là: nước, alcol [18].

- Tá dược tạo gel: các chất tạo gel được sử dụng để điều chỉnh thể chất cho chế phẩm [27]. Tá dược tạo gel thường bao gồm các nhóm sau [17]:  Các polyme tự nhiên như gelatin, casein, collagen, lòng trắng trứng, các polysaccarid như pectin, tinh bột, gôm xanthan, dextran…  Các polyme bán tổng hợp như carboxymethyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxy ethyl cellulose, hydroxy propyl cellulose, methyl cellulose, natri alginat…  Polyme tổng hợp như Carbopol (carbomer), poloxamer… Bảng 1. Tá dược tạo gel hay sử dụng [18] Tá dược Lượng sử dụng Carbopol 934 1% Carbopol 940 1% HPMC 2910 2,5% Gel carbomer (Carbopol 934, Carbopol 940): là sản phẩm trùng hiệp cao phân tử của acid acrylic [2]. Khi phân tán trong nước tạo thành dạng acid có độ nhớt không cao nhưng khi được trung hòa tạo thành gel có độ nhớt cao hơn, đặc hơn.

Các chất có thể được sử dụng để trung hòa như: acid amin, KOH, NaHCO3, NaOH, và triethanolamin. Sau khi được trung hòa, gel có độ nhớt cao hơn ở pH 6 - 11, độ nhớt có thể giảm ở pH nhỏ hơn 3 hoặc lớn hơn 12 hoặc sự có mặt của chất điện phân mạnh [26]. Gel dẫn chất cellulose: được sử dụng để ổn định hỗn dịch, nhũ tương và điều chỉnh thể chất cho các chế phẩm dùng ngoài da [26]. So với methyl cellulose, hypromellose tạo ra dung dịch có độ trong tốt hơn vì vậy được sử dụng trong các chế phẩm dùng cho nhãn khoa [2], [26].

Pha dầu - Dầu khoáng hoặc hỗn hợp với dầu parafin [27]. 4 - Tá dược dầu là thành phần quan trọng của nanoemulgel, giúp hòa tan dược chất khó tan trong nước. Việc lựa chọn pha dầu dựa vào độ nhớt, khả năng thấm, độ ổn định của nanoemulgel [12]. - Tá dược dầu gồm: dầu tự nhiên và dầu bán tổng hợp, tổng hợp.

 Dầu tự nhiên: được chiết xuất từ thực vật và chế biến để loại bỏ các tạp chất hoặc phân lập các phân đoạn khác nhau từ sản phẩm gốc. Đây là một hỗn hợp các triglycerid chứa các acid béo với độ dài mạch carbon và mức độ bão hòa khác nhau, bao gồm: triglycerid mạch ngắn (< 5 C), mạch trung bình (từ 6 - 12 C) và mạch dài (> 12 C) [19]. Dầu tự nhiên có khả năng nhũ hóa kém, khả năng nhũ hóa tăng lên đối với dầu thân nước hơn [12]. Để hạn chế sự oxy hóa lipid do mạch carbon chưa bão hòa, các triglycerid thường được hydrogen hóa.

Trong thực tế, do khả năng hòa tan tốt dược chất và ít bị oxy hóa nên các triglycerid mạch trung bình thường được sử dụng nhiều hơn [14].  Dầu bán tổng hợp và tổng hợp: thu được bằng cách kết hợp các acid béo bão hòa mạch trung bình hoặc các glycerid chiết xuất từ dầu thực vật với một hoặc nhiều chất thân nước. Chúng được sử dụng để hòa tan dược chất và là tác nhân nhũ hóa. Các glycerid một phần là sản phẩm của phản ứng chuyển vị ester giữa triglycerid và glycerol dưới sự xúc tác của nhiệt độ và một chất xúc tác kiềm nhằm làm tăng tính thân nước của dầu thực vật.

Các glycerid một phần cũng có thể thu được bằng quá trình ester hóa nội phân tử hoặc bằng phản ứng ester hóa trực tiếp giữa glycerol và các lipid. Một số tá dược thuộc nhóm này: glyceryl monocaprylocaprat (Capmul® MCM), glyceryl monostearat (GeleolTM), glyceryl distearat (PrecirolTM ATO 5)… Monoglycerid cũng có thể được acetyl hóa trên hai nhóm hydroxyl tự do như Myvacet® 9-45. Polyoxylglycerid (hay còn gọi là macrogolglycerid) là nhóm tá dược có khả năng cải thiện độ tan và sinh khả dụng của thuốc. Chúng thu được từ phản ứng giữa dầu thực vật (đã hydrogen hóa hoặc chưa) với polyoxyethylenglycol (PEG) trong điều kiện đun nóng và có mặt của một chất xúc tác kiềm.

Mỗi polyoxylglycerid là một hỗn hợp của mono-, di-, triglycerid và mono-, diester của PEG. Tùy thuộc vào tỉ lệ các thành phần mà chúng có thể chất lỏng hoặc rắn ở nhiệt độ phòng. Một số tá dược thuộc nhóm này: oleyl polyoxylglycerid (Labrafil® M 1994 CS), linoleyl polyoxylglycerid (Labrafil® M 2125 CS), lauroyl polyoxylglycerid (Gelucire® 44/14) [25]. Chất diện hoạt - Vai trò: để hình thành nhũ tương, tăng tính ổn định khi sản phẩm được lưu hành hoặc bảo quản trong một thời gian dài [27].

Chất diện hoạt có khả năng hấp phụ trên bề mặt phân cách pha và tạo thành một lớp đơn, đa phân tử hoặc các ion được định hướng làm thay đổi bản chất phân cực của lớp bề mặt và giảm năng lượng bề mặt giữa hai pha, giúp hình thành và ổn định nhũ tương, ngăn cản sự kết hợp của các giọt nano [1], [30]. - Yêu cầu cơ bản của chất diện hoạt là an toàn, ổn định và có khả năng nạp thuốc cao [12]. - Việc lựa chọn chất diện hoạt chủ yếu dựa vào mức độ an toàn và HLB. Sử dụng một lượng lớn chất diện hoạt có thể gây kích ứng trên da hoặc đường tiêu hóa.

Do đó, chỉ sử dụng một lượng tối thiểu trong công thức [12], [25]. Chất diện hoạt không ion hóa thường được sử dụng vì ít bị ảnh hưởng bởi pH, an toàn và tính tương thích sinh học cao [9]. - Chất thường sử dụng: Cremophor RH40, Cremophor EL, Span 80, Tween 20, Tween 60, Tween 80 [12]. Chất đồng diện hoạt - Chất đồng diện hoạt giúp cho chất diện hoạt nhũ hóa pha dầu và pha nước.

Nếu chỉ sử dụng chất diện hoạt chưa đủ làm giảm sức căng bề mặt và hình thành màng film, vì vậy phải phối hợp thêm chất đồng diện hoạt [12]. - Ngoài ra, chất đồng diện hoạt còn làm giảm nồng độ chất diện hoạt sử dụng, làm tăng tính linh động của đầu thân dầu, giúp cho pha dầu xâm nhập tốt hơn.