Nghiên cứu điều chế vi nhũ tương chứa dầu nghệ

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Học 21 NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VI NHŨ TƯƠNG CHỨA DẦU NGHỆ Phan Thị Hà Liên*, Nguyễn Huy Khương*, Huỳnh Văn Hóa*, Trần Văn Thành* TÓM TẮT Mục tiêu: Xác định thành phần và xây dựng công thức vi nhũ tương chứa dầu nghệ. Phương pháp nghiên cứu: Dầu nghệ được định lượng thông qua curcumin toàn phần qui đổi về curcumin I bằng phương pháp quang phổ tử ngoại ở bước sóng λ = 430 nm. Thành phần công thức vi nhũ tương được khảo sát qua giản đồ ba pha: pha dầu (dầu mù u, Labrafac PG), pha nước (nước cất, cồn 10%, cồn 20%) và chất diện hoạt (Tween 20, Tween 80, Span 80). Vi nhũ tương được khảo sát bằng phương pháp nhỏ giọt pha nước vào hỗn hợp pha dầu với chất diện hoạt và đồng diện hoạt đang khuấy từ. Khảo sát tính tan của dầu nghệ trên nhiều dung môi để điều chế vi nhũ tương chứa dầu nghệ bằng phương pháp dùng dung môi chung. Cấu trúc và độ bền của vi nhũ tương chứa dầu nghệ được đánh giá bằng độ dẫn điện, pH, chu kỳ nhiệt độ, lực ly tâm. Thử nghiệm tế bào Franz đánh giá khả năng giải phóng hoạt chất của vi nhũ tương. Kết quả: Quy trình định lượng dầu nghệ trong chế phẩm và trong thử nghiệm khả năng giải phóng hoạt chất qua màng được xây dựng và thẩm định đạt yêu cầu. Công thức vi nhũ tương chứa dầu nghệ gồm dầu Labrafac PG, nước cất, hỗn hợp Tween 20: Span 80 (3:1) và propylen glycol được lựa chọn do có khả năng tạo vùng vi nhũ tương cao nhất. Thử nghiệm đánh giá độ giải phóng hoạt chất theo thời gian cho thấy 60% dầu nghệ được phóng thích liên tục qua màng bán thấm sau 5 giờ. Công thức được lựa chọn có độ bền pha cao thông qua thử nghiệm điều kiện khắc nghiệt (thử nghiệm ly tâm và thử nghiệm chu kỳ nhiệt) và ở điều kiện thường (sau 6 tháng). Kết luận: Đã nghiên cứu được công thức vi nhũ tương chứa dầu nghệ Từ khóa: Vi nhũ tương, Curcumin ABSTRACT FORMULATION DESIGN OF MICROEMULSION CONTAINING TURMERIC OIL Phan Thi Ha Lien, Nguyen Huy Khuong, Huynh Van Hoa, Tran Van Thanh * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 18 - Supplement of No 2 - 2014: 21 - 26 Objective: Establishing formulation of microemulsion containing tumeric oil. Method: Curcumin (in term of curcumin I) in tumeric oil was quantified by means of UV-Vis spectrophotometry method at the λ of 430 nm. Tamanu oil, Labrafac PG, Tween 20, Tween 80, Span 80, water, ethanol 10% and ethanol 20% were used to study the formulation of microemulsion by titration method. The pseudo-ternary diagrams were constructed to determine the appropriate compositions and proportion of water phase: surfactant/ cosurfactant: oil phase. The selected formulation was applied to prepare the turmeric oil- contained microemulsion using common solvent method. The release profile of turmeric oil was then assessed by Franz cells method. Phase stability were studied under thermal-cycling and centrifugation tests. Results: Tween 20: Span 80 (3:1) and Labrafac PG were selected as surfactants and oil phase because of the wide range of microemulsion zone in the pseudo-ternary diagrams. Propylene glycol was used as common solvent integrating turmeric oil into the microemulsion. The rate of turmeric oil: propylene glycol was determined at 1:4. More than 60% of turmeric oil was released continuously over 5 hours throught the IPM-treated permeable * Khoa Dược, Đại học Y Dược TP. Hồ Chí Minh Tác giả liên lạc: TS. Trần Văn Thành - ĐT: 0919000008 - Email: thanhpharm@gmail.com Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Chuyên Đề Dược Học 22 membrane. Phase stability of microemulsion was shown under thermal-cycle and centrifugation stress. Conclusion: Formulation of microemulsion containing tumeric oil was achieved. Keywords: Microemulsion, Curcumin ĐẶT VẤN ĐỀ Nghệ từ lâu được dùng trong dân gian để điều trị bệnh và được chứng minh một cách khoa học về khả năng kháng viêm, kháng khuẩn, chống oxy hóa. Curcumin (CUR), hoạt chất chính trong dầu nghệ, có độ tan kém do đó cần có dạng bào chế thích hợp để làm tăng hiệu quả trị liệu của dầu nghệ(1,3). Vi nhũ tương là dạng bào chế có khả năng làm tăng độ tan và phù hợp với dạng thuốc dùng trên da(2). Mục tiêu của đề tài là xác định thành phần và nghiên cứu công thức bào chế vi nhũ tương chứa dầu nghệ. NGUYÊN LIỆU - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nguyên liệu Dầu nghệ và dầu mù u (Việt Nam), Labrafac PG (Gattefosse, Pháp) đạt tiêu chuẩn nhà sản xuất, các tá dược khác đạt tiêu chuẩn nhà sản xuất. Curcumin I (Viện kiểm nghiệm TP.HCM) và các hóa chất, dung môi đạt tiêu chuẩn dành cho phân tích. Phương pháp Xác định thành phần công thức vi nhũ tương Vi nhũ tương được khảo sát bằng phương pháp nhỏ giọt pha nước và hỗn hợp pha dầu với chất diện hoạt và đồng diện hoạt trên bếp khuấy từ. Đối với mỗi giản đồ pha, hỗn hợp pha dầu, chất diện hoạt hay hỗn hợp chất diện hoạt/đồng diện hoạt được chuẩn bị với các tỉ lệ khối lượng 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5, 4:6, 3:7, 2:8, 1:9. Pha nước được cho từ từ vào hỗn hợp trên và được khuấy đều suốt thời gian thử nghiệm.Vùng vi nhũ tương được ghi nhận là vùng hỗn hợp trong suốt(4). Giản đồ ba pha được sử dụng để xác định vùng tạo vi nhũ tương tương ứng với các tỉ lệ khác nhau của các thành phần pha dầu: pha nước: chất diện hoạt. Pha dầu, pha nước và chất diện hoạt được khảo sát dựa trên nguyên tắc cố định hai thành phần trong ba thành phần. Bảng 1. Thành phần cơ bản vi nhũ tương Thành phần Thành phần khảo sát Chất diện hoạt Tween 20, Tween 80, Span 80 Pha dầu dầu mù u, Labrafac PG Pha nước nước cất, cồn 10%, cồn 20% Đánh giá lựa chọn giản đồ pha - Vùng tạo vi nhũ tương: Diện tích vùng tạo vi nhũ tương giữa các giản đồ pha được so sánh trực tiếp bằng phương pháp chồng giản đồ. - Thành phần nước trong công thức vi nhũ tương: Giản đồ pha được lựa chọn với công thức chứa hàm lượng nước cao nhất. Xây dựng công thức vi nhũ tương chứa dầu nghệ Lần lượt cho 0,1 g dầu nghệ vào cốc chứa 5 g mỗi chất: nước cất, Tween 20, Tween 80, Span 80, Labrafac PG, dầu mù u, propylene glycol và cồn 20% và khuấy từ trong 30 phút để đánh giá khả năng hỗn hòa của dầu nghệ với các thành phần trong vi nhũ tương, cồn và propylen glycol. Ghi nhận chất có khả năng hỗn hòa hay hòa tan dầu nghệ để dùng làm dung môi chung cho qui trình bào chế vi nhũ tương chứa dầu nghệ. Với 2 dung môi propylen glycol và cồn 20% cần khảo sát thêm tỉ lệ thích hợp để khi phối hợp vào công thức không làm phá vỡ cấu trúc vi nhũ tương, bằng cách thêm từng giọt 2 dung môi trên vào vi nhũ tương, ghi nhận thời điểm vi nhũ tương bắt đầu chuyển sang dạng đục. Đánh giá vi nhũ tương chứa dầu nghệ Tính chất vi nhũ tương Tỉ trọng: xác định bằng tỉ trọng kế. pH: Vi nhũ tương phân tán vào nước cất đun sôi để nguội, lọc qua giấy lọc, đo pH. Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Học 23 Độ dẫn điện: Thực hiện trên 5 mẫu để so sánh và đánh giá: - Mẫu 1: hỗn hợp dầu, chất diện hoạt và đồng diện hoạt. - Mẫu 2, 3: mẫu với tỉ lệ nước nằm trong vùng vi nhũ tương trong giản đồ pha. - Mẫu 4, 5: mẫu với tỉ lệ nước nằm ngoài vùng vi nhũ tương trong giản đồ pha. Độ ổn định pha: - Độ ổn định pha theo chu kỳ nhiệt: Theo dõi độ ổn định của vi nhũ tương với 6 chu kỳ thay đổi nhiệt độ, mỗi chu kỳ bao gồm 24 giờ ở 4oC, 24 giờ ở 50oC và 24 giờ ở nhiệt độ phòng. - Độ ổn định ly tâm: Vi nhũ tương chứa dầu nghệ được ly tâm 15 phút ở 12000 vòng/phút. Khả năng giải phóng hoạt chất qua màng 500 mg vi nhũ tương chứa dầu nghệ được đặt trên màng cellulose đã được xử lý trong tế bào Franz với pha nhận là cồn 70% ở nhiệt độ 37 ± 1 oC. Lượng hoạt chất phóng thích qua màng được xác định tại các thời điểm 30, 60, 120, 180, 240 và 300 phút. Thẩm định quy trình định lượng CUR (qui đổi về CUR I) trong chế phẩm và trong thử nghiệm giải phóng hoạt chất qua màng CUR (qui đổi về CUR I) trong chế phẩm được định lượng bằng phương pháp UV ở bước sóng 430 nm với dung môi là cồn 70% và được thẩm định về độ đặc hiệu, tính tuyến tính, độ chính xác và độ đúng theo quy định chung. CUR (qui đổi về CUR I) trong thử nghiệm giải phóng hoạt chất qua màng được định lượng bằng phương pháp quang phổ UV-Vis ở bước sóng 430 nm và được thẩm định về tính đặc hiệu, tính tuyến tính, độ lặp lại, độ đúng, độ thô. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Xác định thành phần vi nhũ tương Để xác định thành phần của vi nhũ tương, pha dầu được cố định là dầu mù u trong khi tỉ lệ và thành phần chất diện hoạt cũng như pha nước lần lượt được thay đổi. Khi đã xác định được thành phần chất diện hoạt và pha nước, pha dầu được khảo sát so sánh giữa dầu mù u và dầu Labrafac PG. Vùng tạo vi nhũ tương được xác định bằng cảm quan. Dầu mù u và nước cất được cố định để khảo sát thành phần chất diện hoạt. Khi sử dụng riêng lẻ Tween 20 (hoặc Tween 80) (Hình 1 A) là chất diện hoạt thì vùng tạo vi nhũ tương rất nhỏ. Sự phối hợp Tween 20: Span 80 với các tỉ lệ 1:1, 2:1 hoặc 3:1 làm tăng diện tích vùng tạo vi nhủ tương (Hình 1 B, C, D). Như vậy, khi gia tăng tỉ lệ Span 80 trong công thức thì khả năng tạo vi nhũ tương tăng lên. Tuy nhiên khi tỉ lệ Span 80 tăng đến 100% chất diện hoạt thì không tạo được vi nhũ tương. Trong các tỉ lệ đã khảo sát, tỉ lệ 3: 1 cho công thức có hàm lượng nước cao nhất. Khi thay thế Tween 20 bởi Tween 80 trong hỗn hợp Tween: Span 3: 1 làm tăng vùng diện tích vi nhũ tương nhưng làm giảm lượng nước tối đa có thể có trong công thức (Hình 1 E). Điều này có thể do chỉ số HLB của Tween 20 là 16,7 cao hơn HLB của Tween 80 là 15 nên công thức có Tween 20 có lượng nước tối đa cao hơn. Do đó Tween 20: Span 80 với tỉ lệ 3: 1 được chọn làm hỗn hợp chất diện hoạt cho vi nhũ tương. Khi khảo sát pha nước là nước cất, cồn 10%, cồn 20% với hỗn hợp chất diện hoạt trên và pha dầu là dầu mù u thì vùng tạo vi nhũ tương không thay đổi nên pha nước được chọn là nước cất. Khi thay thế dầu mù u bằng dầu Labrafac PG thì vùng tạo vi nhũ tương và hàm lượng nước tối đa trong công thức đều tăng (Hình 1 G) nên Labrafac PG được chọn làm pha dầu. Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Chuyên Đề Dược Học 24 (A) (B) (C) (D) (E) (G) Hình 1:. Giản đồ pha thể hiện vùng tạo vi nhũ tương với các thành phần khảo sát khác nhau được ghi cụ thể trên hình. Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Học 25 Xây dựng công thức vi nhũ tương chứa dầu nghệ Bảng 2: Khả năng hỗn hòa của dầu nghệ với các dung môi khác nhau Chất Khả năng hỗn hòa với dầu nghệ Nước cất - Tween 20 - Tween 80 - Span 80 - Labrafac PG - Dầu mù u - Propylen glycol + Cồn 20% - -: không hỗn hòa +: hỗn hòa Bảng 2 cho thấy dầu nghệ không thể hỗn hòa với các thành phần của công thức cơ bản nhưng hỗn hòa với propylen glycol. Propylen glycol được lựa chọn là dung môi cho dầu nghệ để hòa tan dầu nghệ vào vi nhũ tương. Nồng độ propylen glycol không làm ảnh hưởng vi nhũ tương trong công thức được xác định là 4%. Công thức vi nhũ tương được lựa chọn là công thức nằm trong vùng vi nhũ tương rộng nhất với tỉ lệ chất diện hoạt sử dụng thấp, và lượng nước trong công thức là cao nhất. Công thức điều chế vi nhũ tương dầu nghệ được trình bày trong bảng 3. Bảng 3.: Thành phần công thức vi nhũ tương chứa dầu nghệ Thành phần tỉ lệ (%) Công thức (g) Dầu nghệ 1 0,500 Labrafac PG 23,75 11,875 Tween 20 42,75 21,375 Span 80 14,25 7,125 Propylene glycol 4 2,000 Nước cất 14,25 7,125 Tổng cộng 100 50,00g Đánh giá vi nhũ tương dầu nghệ Tính chất vi nhũ tương Bảng 4: Tính chất của vi nhũ tương chứa dầu nghệ Độ dẫn điện (µS/cm) Tỉ trọng pH Độ bền pha Chu kỳ nhiệt Ly tâm 25,00 0,943 7,24 Không tách pha Không tách pha Tính chất của vi nhũ tương chứa dầu nghệ được trình bày trong Bảng 3. Hỗn hợp dầu và chất nhũ hóa không dẫn điện, độ dẫn điện tăng dần theo tỉ lệ thuận với lượng nước thêm vào. Vậy có thể kết luận vi nhũ tương là dạng D/N hoặc pha liên tục. pH của vi nhũ tương thu gần trung tính, do đó độ ổn định của curcumin cần được khảo sát trong các nghiên cứu tiếp theo. Kết quả khảo sát độ bền pha trong điều kiện khắc nghiệt (chu kỳ nhiệt và ly tâm) cho thấy vi nhũ tương có độ bền pha cao, không bị tách lớp. Độ ổn định của vi nhũ tương cần được theo dõi trong thời gian dài có kèm theo các đánh giá về đặc tính hóa lý của vi nhũ tương và hàm lượng, độ ổn định của curcumin theo thời gian cần được thực hiện trong nghiên cứu tiếp theo. Khả năng giải phóng hoạt chất qua màng Hình 2: Đồ thị biểu diễn lượng dầu nghệ phóng thích qua màng theo thời gian. Hình 2. cho thấy dầu nghệ được phóng thích liên tục theo thời gian và sau 5 giờ đã có trên 60% dầu nghệ được phóng thích. Trong 3 giờ đầu, hoạt chất phóng thích qua màng với tốc độ cao (trên 10% hoạt chất giải phóng trong 1 giờ). Giờ thứ tư và giờ thứ năm, tốc độ phóng thích hoạt chất chậm dần (dưới 10% hoạt chất phóng thích trong 1 giờ). Sau giờ thứ năm hoạt chất phóng thích không đáng kể. Tốc độ và lượng hoạt chất phóng thích theo thời gian cần được cải thiện trong nghiên cứu tiếp theo. Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Chuyên Đề Dược Học 26 Thẩm định quy trình định lượng dầu nghệ trong chế phẩm và trong thử độ giải phóng hoạt chất qua màng Quy trình định lượng bằng phương pháp UV được thẩm định và đạt các yêu cầu về độ đặc hiệu, tính tuyến tính trong vùng nồng độ 1 – 10 µg/ml (cho thấy có sự tương quan tuyến tính giữa nồng độ (x) và độ hấp thu (y) của CUR I, biểu diễn bằng phương trình hồi quy tuyến tính: ŷ = 0,17x+0,0009 với R2 = 0,99998), độ chính xác (RSD% là 2,39%) và độ đúng (tỷ lệ hồi phục là 99,67%). Phương pháp quang phổ UV-Vis trong thử độ giải phóng qua màng của chế phẩm được thẩm định và đạt yêu cầu về tính đặc hiệu, độ lặp lại, độ đúng và tính tuyến tính. (A) (B) (C) Hình 3: Quang phổ UV-Vis của CUR I chuẩn (A), dầu nghệ (B) và Labrafac PG (C) trong cồn 70%. KẾT LUẬN Đã xây dựng được công thức và qui trình điều chế vi nhũ tương chứa dầu nghệ. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Aggarwal BB, Sundaram C, Malani N, Ichikawa H. (2007). Curcumin: the Indian solid gold. Advances in Experimental Medicine and Biology, 595: 1- 75. 2. Kogan A, Garti N (2006). Microelmusions as transdermal drug delivery vehicles. Advances in colloid and interface science, 123- 126: 369- 385. 3. Thangapazham RL, Sharma A, Maheshwari RK. (2007). Beneficial role of curcumin in skin diseases. Advances in Experimental Medicine and Biology, 595: 343- 357. 4. Zheng LQ, Tung CH (2005). Phase behavior of the microemulsions and the stability of the chloramphenicol in the microemulsion-based ocular drug delivery system. International Journal of Pharmaceutics, 301: 237-246. Ngày nhận bài báo: 12.12.2012 Ngày phản biện nhận xét bài báo: 22.12.2012 Ngày bài báo được đăng: 10.03.2014