Đề tài Nghiên cứu bào chế gel chứa tiểu phân Nano Vitamin A - Ngô Thị Thu Trang

Tạp chí y - d-ợc học quân sự số 1-2011 7 Nghiên cứu bào chế gel chứa tiểu phân nano vitamin A Ngô Thị Thu Trang*; Lê Thị Thắm*; Nguyễn Trần Linh* Tóm tắt Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu bào chế dạng thuốc dùng ngoài chứa hệ tiểu phân nano lipid rắn của vitamin A palmitat. Nghiên cứu quy trình bào chế gel chứa hệ tiểu phân nano lipid rắn của vitamin A và khảo sát ảnh h-ởng của các tá d-ợc alcol cetylic, acid stearic, sáp carnauba, suppocire, span 80, labrafac PG, tween 80, natri lauryl sulfat đến giải phóng in vitro của vitamin A palmitat từ gel. Kết quả cho thấy hỗn hợp 0,5% alcol cetylic; 0,5% Span 80; 2,5% natri lauryl sulfat cho tỷ lệ giải phóng d-ợc chất cao nhất. * Từ khóa: Hệ tiểu phân nano lipid rắn; Gel; Vitamin A. Study on formulation of gel containing nanoparticles of vitamin A Summary The purpose of this research was to investigate novel particulate carrier system such as solid lipid nanoparticles for topical application of vitamin A palmitate. Topical gels enriched with solid lipid nanoparticles of vitamin A were prepared. Influences of the excipients cetyl alcohol, stearic acid, carnauba wax, Suppocire, Span 80, Labrafac PG, Tween 80, sodium lauryl sulfate on in vitro drug release were studied. The excipient mixture of 0.5% cetyl alcohol, 0.5% Span 80, 2.5% sodium lauryl sulfate showed maximum drug release. * Key words: Solid lipid nanoparticles; Gel; Vitamin A. Đặt vấn đề Vitamin A là vitamin tan trong dầu, rất cần cho thị giác, cho sự tăng tr-ởng và duy trì biểu mô. Các chế phẩm dùng ngoài chứa vitamin, trong đó có vitamin A đang rất đ-ợc quan tâm. Công nghệ nano ra đời tạo ra nhiều sản phẩm mới với những -u điểm v-ợt trội trong mọi lĩnh vực. Trong lĩnh vực d-ợc phẩm, công nghệ nano nh- một cuộc cách mạng tạo ra dạng bào chế mang tính đột phá. Đặc biệt, hệ tiểu phân nano lipid rắn là thế hệ chất mang mới cho thuốc ngoài da, hứa hẹn nhiều -u điểm về khả năng thấm và vận chuyển vào các lớp khác nhau để làm tăng hiệu quả điều trị, đặc biệt với những d-ợc chất kỵ n-ớc. Trên thế giới, đã có một số nghiên cứu về gel và chế phẩm dùng ngoài chứa hệ tiểu phân nano lipid rắn của vitamin A. Nh-ng ở Việt Nam, vẫn ch-a có nghiên cứu nào về dạng bào chế này [3, 5]. Do vậy, việc nghiên cứu bào chế gel chứa tiểu phân nano vitamin A hết sức cần thiết. Bài báo này, trình bày kết quả nghiên cứu b-ớc đầu về bào chế hệ tiểu phân nano lipid rắn chứa vitamin A palmitat và gel chứa tiểu phân nano, cũng nh- kết quả đánh giá ảnh h-ởng của các thành phần trong hệ tiểu phân nano đến khả năng giải phóng in vitro của vitamin A palmiat từ hệ gel. * Tr-ờng Đại học D-ợc Hà Nội * Phản biện khoa học: PGS. TS. Nguyễn Văn Minh Tạp chí y - d-ợc học quân sự số 1-2011 8 Vật liệu và ph-ơng pháp nghiên cứu 1. Nguyên liệu và thiết bị. * Nguyên liệu: Vitamin A palmitat, alcol cetylic, sáp carnauba, acid stearic, natri lauryl sulfat, glycerin, Span 80, Tween 80, Labrafac PG, Carbopol 940, triethanolamin, ethanol tuyệt đối, natri clorid, natri dihydrophosphat, dinatrihydrophosphat, Suppocire theo tiêu chuẩn USP hoặc tiêu chuẩn nhà sản xuất. Amoni acetat, acetonitril dùng cho HPLC. * Thiết bị: Máy khuấy từ KIKA LABORTECHNIK, máy siêu âm Labsonic, máy quang phổ UV-VIS U1800 HITACHI (Nhật), máy quang phổ UV-VIS Cary 50 (úc), hệ thống HPLC Thermo Finnigan (Mỹ), máy đo pH Inolab (Đức), máy thử giải phóng thuốc qua màng Hanson Research, kính hiển vi điện tử truyền qua JEM 1010. 2. Ph-ơng pháp nghiên cứu. * Ph-ơng pháp bào chế: - Bào chế hệ tiểu phân nano vitamin A palmitat: bằng ph-ơng pháp đông tụ từ nhũ t-ơng, 1g hệ tiểu phân nano chứa 0,0065g vitamin A palmitat với 4 loại chất mang (alcol cetylic, acid stearic, sáp carnauba, Suppocire), 2 chất diện hoạt thân dầu (Span 80, Labrafac PG) và 2 chất diện hoạt thân n-ớc (Tween 80, natri lauryl sulfat) với các tỷ lệ khác nhau. - Bào chế gel từ hệ tiểu phân nano vitamin A palmitat: bào chế 100g gel với công thức: hệ nano vitamin A palmitat 50g; carbopol 940: 0,6g; triethanolamin: 0,6g; glycerinl 10g; n-ớc cất vừa đủ: 100g. * Ph-ơng pháp đánh giá: - Đánh giá hình dạng và kích th-ớc hệ nano bằng kính hiển vi điện tử truyền qua. - Đánh giá hình thức gel tạo thành bằng cảm quan. - Định l-ợng nồng độ vitamin A palmitat: sử dụng hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao Thermo Finnigan với các thông số: cột Lichrospher C18 (250 mm x 4 mm, 5 μm); tốc độ dòng 2,0 ml/phút; detector UV tại b-ớc sóng 325 nm; thể tích mẫu tiêm: 20 μl; pha động: hỗn hợp acetonitril: dung dịch amoni acetat (75:25). Mẫu thử là 1 ml gel pha trong 100 ml hỗn hợp PG: n-ớc (20:80). - Đánh giá giải phóng vitamin A từ gel: bằng hệ thống giải phóng qua màng Hanson Research. Màng cellulose acetat có kích th-ớc lỗ xốp 0,45 μm. Môi tr-ờng giải phóng 7 ml dung dịch đệm phosphat pH 7,4 ở 32,50C. Tốc độ khuấy 400 vòng/phút. Khối l-ợng mẫu thử từ 0,25 - 0,35g. Cứ sau 30 phút lấy mẫu một lần trong 3 giờ; xác định l-ợng vitamin A palmitat giải phóng bằng ph-ơng pháp đo quang phổ UV - VIS ở b-ớc sóng 325 nm. - Đánh giá ảnh h-ởng của một số thành phần trong công thức tới khả năng giải phóng vitamin A palmitat từ gel bằng cách so sánh giải phóng in vitro bao gồm: loại chất mang (alcol cetylic, acid stearic, sáp carnauba, suppocire); chất diện hoạt thân dầu (span 80, labrafac PG); chất diện hoạt thân n-ớc (tween 80, natri laurylsulfat); tỷ lệ alcol cetylic, span và natri laurylsulfat. Kết quả nghiên cứu và bàn luận Tạp chí y - d-ợc học quân sự số 1-2011 9 Chúng tôi đã bào chế đ-ợc một số hệ nano vitamin A palmitat với thành phần tá d-ợc thay đổi và bào chế đ-ợc chế phẩm gel từ các hệ tiểu phân nano đó. Bảng 1: Công thức hệ tiểu phân nano vitamin A palmitat bào chế từ 4 chất mang khác nhau. Thành phần Khối l-ợng (gam) Công thức 1.1 Công thức 1.2 Công thức 1.3 Công thức 1.4 Vitamin A palmitat 0,65 0,65 0,65 0,65 Alcol cetylic 2,5 0 0 0 Suppocire 0 2,5 0 0 Sáp Carnauba 0 0 2,5 0 Axít.stearic 0 0 0 2,5 Span 80 0,125 0,125 0,125 0,125 Natri laurylsulfat 2 2 2 2 N-ớc cất vừa đủ 100 100 100 100 Bảng 2: Công thức hệ tiểu phân nano vitamin A palmitat sử dụng các chất diện hoạt thân dầu và thân n-ớc khác nhau. Thành phần Khối l-ợng (gam) Công thức 2.1 Công thức 2.2 Vitamin A pamitat 0,65 0,65 Alcol cetylic 2,5 2,5 Span 80 0,125 0 Labrafac 0 0,125 Natri laurylsulfat 2 2 N-ớc cất vừa đủ 100 100 Bảng 3: Công thức hệ tiểu phân nano vitamin A palmitat sử dụng các chất diện hoạt thân dầu và thân n-ớc khác nhau. Thành phần Khối l-ợng (gam) Công thức 3.1 Công thức 3.2 Vitamin A pamitat 0,65 0,65 Alcol cetylic 2,5 2,5 Span 80 0,125 0,125 Natri laurylsulfat 2 0 Tween 80 0 2 N-ớc cất vừa đủ 100 100 Bảng 4: Công thức hệ nano vitamin A palmitat bào chế từ các tỷ lệ alcol cetylic, Span 80 và natri laurylsulfat khác nhau. Thành phần Khối l-ợng (gam) Công Công Công Công Công Tạp chí y - d-ợc học quân sự số 1-2011 10 thức 4.1 thức 4.2 thức 4.3 thức 4.4 thức 4.5 Vitamin A palmitat 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 Alcol cetylic 2,5 5 3 0,5 0,25 Span 80 0,125 0,125 0,5 0,5 0,5 Natri laurylsulfat 2 2 2,5 2,5 2,5 N-ớc cất vừa đủ 100 100 100 100 100 Hàm l-ợng vitamin A palmitat trong các hệ tiểu phân nano đạt 95,1% so với hàm l-ợng lý thuyết. - Quan sát hình dạng và kích th-ớc hệ tiểu phân nano vitamin A palmitat. Hình ảnh chụp đ-ợc cho thấy hệ tiểu phân nano lipid rắn vitamin A palmitat có dạng hình cầu hoặc gần giống hình cầu, bao quanh bên ngoài là lớp chất diện hoạt và ở giữa là lõi lipid, kích th-ớc trung bình của hệ tiểu phân nano nhỏ hơn 100 nm (hình 1). Hình 1: Hình ảnh (chụp bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)) của hệ tiểu phân nano mẫu công thức 4.1. - Kết quả bào chế gel th-ờng viatmin A palmitat, gel chứa tiểu phân nano viatmin A palmitat. Tất cả các mẫu gel thu đ-ợc có thể chất đồng nhất và t-ơng đối mịn, gel màu giống màu của hệ nano vitamin A palmitat (hơi vàng t-ơi), không mùi. Các gel từ hệ nano có màu sắc t-ơi hơn và thể chất mịn hơn so với gel th-ờng. - ảnh h-ởng của loại chất mang tới khả năng giải phóng vitamin A palmitat từ gel nano. Tạp chí y - d-ợc học quân sự số 1-2011 11 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Thời gian giải phúng (giờ) T ỉ l ệ vi ta m in A g iả i p h ún g th eo t h ờ i g ia n ( % ) CT 1.1 CT 1.2 CT 1.3 CT 1.4 Hình 2: Đồ thị biểu diễn tỷ lệ vitamin A palmitat giải phóng khỏi gel chứa hệ nano tạo thành từ các chất mang khác nhau. Kết quả thu đ-ợc cho thấy: loại chất mang có ảnh h-ởng khá lớn đến khả năng giải phóng vitamin A palmitat. Sử dụng chất mang là alcol cetylic cho tỷ lệ giải phóng vitamin A palmitat sau mỗi thời gian lấy mẫu cao nhất, tỷ lệ giải phóng sau 3 giờ lên tới 42,76%. Tỷ lệ giải phóng sau 3 giờ khi sử dụng chất mang acid stearic đứng thứ 2 với giá trị 34,01%. Khi sử dụng chất mang là sáp carnauba và suppocire, tỷ lệ giải phóng t-ơng đ-ơng nhau sau 3 giờ, nh-ng nhỏ hơn hẳn so với alcol cetylic, chỉ đạt 17,71% và 17,01%. - ảnh h-ởng của chất diện hoạt thân dầu đến khả năng giải phóng vitamin A palmitat từ gel. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Thời gian giải phúng (giờ) Tỉ lệ v ita m in A g iả i p hú ng th eo th ời g ia n (% ) CT 2.1 CT 2.2 Hình 3: Đồ thị biểu diễn tỷ lệ vitamin A palmitat giải phóng khỏi gel chứa hệ nano tạo thành từ các chất diện hoạt thân dầu khác nhau. Kết quả thu đ-ợc cho thấy: tỷ lệ giải phóng vitamin A palmitat khi sử dụng Span 80 lên tới 42,76% ở thời điểm 3 giờ, nh-ng khi sử dụng Labrafac, tỷ lệ giải phóng chỉ đạt 30,46%. Chỉ số HBL của Span 80 là 4,3 và của Labrafac là 2. Nh- vậy, sử dụng chất diện hoạt thân dầu có chỉ số HLB càng cao, phần trăm vitamin A palmitat giải phóng sẽ càng lớn. - ảnh h-ởng của chất diện hoạt thân n-ớc đến khả năng giải phóng vitamin A palmitat từ gel. Tạp chí y - d-ợc học quân sự số 1-2011 12 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Thời gian giải phúng (giờ) T ỉ l ệ vi ta m in A g iả i p hú ng t he o th ời g ia n (% ) CT 3.1 CT 3.2 Hình 4: Đồ thị biểu diễn tỷ lệ (%) giải phóng vitamin A palmitat khỏi mẫu gel khi sử dụng CDH thân n-ớc khác nhau. Kết quả thu đ-ợc cho thấy: tỷ lệ giải phóng vitamin A palmitat khi sử dụng natri laurylsulfat lên tới 42,76% ở thời điểm 3 giờ, nh-ng khi sử dụng tween 80, tỷ lệ giải phóng chỉ đạt 27,94%. Chỉ số HLB của natri laurylsulfat là 40 và của tween 80 là 15. Nh- vậy, khi tạo hệ tiểu phân nano vitamin A palmitat và tạo gel từ hệ tiểu phân đó nếu sử dụng chất diện hoạt thân n-ớc có chỉ số HLB càng cao thì phần trăm vitamin A palmitat giải phóng sẽ càng lớn. - ảnh h-ởng của tỷ lệ alcol cetylic, Span 80, natri laurylsulfat trong công thức hệ tiểu phân nano vitamin A tới khả năng giải phóng vitamin A palmitat từ gel. Bảng 5: Tỷ lệ vitamin A palmitat giải phóng từ chế phẩm gel chứa hệ tiểu phân nano với các tỷ lệ khác nhau của alcol cetylic, Span 80, natri laurylsulfat. Thời gian giải phóng (giờ) Tỷ lệ vitamin A palmitat giải phóng theo giờ (%) Công thức 4.1 Công thức 4.2 Công thức 4.3 Công thức 4.4 Công thức 4.5 0,5 17,58 0,57 4,15 12,53 2,15 1 17,58 1,77 4,15 19,16 3,01 1,5 25,83 1,95 4,15 24,02 3,01 2 25,83 1,95 8,12 46,42 5,29 2,5 33,15 1,95 8,30 51,01 11,74 3 42,76 2,36 44,30 52,90 15,27 Nồng độ alcol cetylic trong hệ tiểu phân nano vitamin A quá cao (5%) hay quá thấp (0,25%) khả năng giải phóng vitamin A palmitat đều giảm. Điều này có thể do alcol cetylic có thể chất rất rắn. Khi nồng độ alcol cetylic quá cao, gel có khả năng bị đông đặc, làm gel khó giải phóng hơn. Nh-ng khi tỷ lệ chất mang quá thấp, có thể hiệu quả nano hóa d-ợc chất thấp nên tỷ lệ giải phóng cũng giảm đi. Tỷ lệ Span 80 và natri laurylsulfat ít ảnh h-ởng tới khả năng giải phóng vitamin A palmitat từ gel. Kết luận Tạp chí y - d-ợc học quân sự số 1-2011 13 Hệ tiểu phân nano lipid rắn chứa vitamin A palmitat với tỷ lệ và loại tá d-ợc khác nhau đã đ-ợc chế tạo và đánh giá một số đặc tính. Trên cơ sở đó, gel chứa hệ tiểu phân nano vitamin A palmitat đ-ợc bào chế và đánh giá ảnh h-ởng của một số yếu tố đến khả năng giải phóng vitamin A palmitat từ gel. Kết quả thực nghiệm cho thấy gel chứa hệ nano có tỷ lệ alcol cetylic 0,5%, Span 80 0,5% và natri laurylsulfat 2,5% cho tỷ lệ giải phóng d-ợc chất cao nhất. Tài liệu tham khảo 1. Võ Xuân Minh. Dạng thuốc tác dụng tại đích. Một số chuyên đề về bào chế hiện đại. Nhà Xuất bản Y học. 2005, tr.2-4. 2. Tr-ờng Đại học D-ợc Hà Nội. Một số chuyên đề về bào chế hiện đại. Nhà xuất bản Y học. 2006, tr.183-192. 3. Jenning V. Vitamin A loaded solid lipid nanoparticles for topical use: drug release properties. Control Release. 2000, 66, pp.115-126. 4. Liu C. H. Characteration and formulation optimization of solid nanoparticles in vitamin K delivery. Drug Dev. Ind. Pharm. [Epub ehead of print]. 2010. 5. Pallavi V. P. Development and evaluation of topical formulation containing solid lipid nanoparticles of Vitamin A, AAPS PharmSciTech. 2006, 7 (4), article 91. 6. Swarbrick J. Nanoparticle technology for drug delivery. Taylor & Francis Group 270 Mandison Avenue New York. 2006,10016, pp.1-397.