BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

VŨ VĂN DUY

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ
HYDROGEL CHỨA VI NHŨ TƯƠNG
BETAMETHASON DIPROPIONAT

LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC

HÀ NỘI 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

VŨ VĂN DUY

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ
HYDROGEL CHỨA VI NHŨ TƯƠNG
BETAMETHASON DIPROPIONAT

LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC
CHUYÊN NGÀNH: Công nghệ dược phẩm và bào chế thuốc

Vũ Văn Duy


MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................................2
1.1. Betamethason dipropionat ................................................................................2
1.1.1. Công thức hóa học ...................................................................................... 2
1.1.2. Tính chất lý hóa .......................................................................................... 2
1.1.3. Dược lý ....................................................................................................... 2
1.1.4. Chỉ định ...................................................................................................... 2
1.1.5. Một số chế phẩm chứa betamethason dipropionat trên thị trường ............. 3
1.2. Tổng quan về vi nhũ tương ...............................................................................4
1.2.1. Định nghĩa về vi nhũ tương ........................................................................ 4
1.2.2. Ưu nhược điểm của vi nhũ tương ............................................................... 4
1.2.3. Thành phần của vi nhũ tương ..................................................................... 5
1.2.4. Cấu trúc của vi nhũ tương .......................................................................... 6
1.2.5. Sự khác nhau giữa nhũ tương và vi nhũ tương .......................................... 7
1.2.6. Phương pháp bào chế vi nhũ tương ............................................................ 7
1.2.7. Một số nghiên cứu về vi nhũ tương cho thuốc dùng qua da và niêm mạc . 8
1.3. Tổng quan về gel ............................................................................................11
1.3.1. Định nghĩa ................................................................................................ 11
1.3.2. Phân loại tá dược tạo gel .......................................................................... 11
1.3.3. Một số đặc điểm của tá dược gel thân nước ............................................. 11
1.3.4. Ứng dụng của gel trong đường dùng ngoài da ......................................... 12
1.4. Một số nghiên cứu đánh giá hệ thuốc bôi ngoài da ........................................13
1.4.1. Độ nhớt ..................................................................................................... 13
1.4.2. Tính lưu biến ............................................................................................ 16
1.4.3. Đánh giá khả năng hydrat hóa lớp sừng trên da ....................................... 19
1.4.4. Nghiên cứu mức độ kích ứng da .............................................................. 20

dipropionat .......................................................................................................... 54
3.3.3. Đánh giá in-vivo khả năng hydrat hóa và mức độ kích ứng da ................ 56
CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN ........................................................................................60
4.1. Lựa chọn thành phần vi nhũ tương chứa betamethason dipropionat ..............60


4.2. Lựa chọn tá dược tạo gel ................................................................................62
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................65


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BDP

Betamethason dipropionat

CMC

Carboxymethyl cellulose

NaCMC

Natri carboxymethyl cellulose

HPMC E6

Hydroxypropyl methyl cellulose E6

HEC


KT

Kích thước

HLB

Giá trị cân bằng dầu – nước (Hydrophyle lipophyle balance)

i


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1. Nguyên vật liệu nghiên cứu .....................................................................24
Bảng 2.2. Động vật thí nghiệm .................................................................................25
Bảng 2.3. Các công thức đánh giá kích ứng da và vị trí bôi mẫu .............................34
Bảng 2.4. Đánh giá mức độ phản ứng của da ...........................................................35
Bảng 2.5. Bảng chia điểm mức độ kích ứng da ........................................................35
Bảng 3.1. Khảo sát tính tương thích của hệ thống sắc ký ........................................38
Bảng 3.2. Khảo sát độ chính xác của phương pháp ..................................................39
Bảng 3.3. Khảo sát độ đúng của phương pháp .........................................................39
Bảng 3.4. Tương quan nồng độ BDP và diện tích pic ..............................................40
Bảng 3.5. Độ tan bão hòa của BDP trong các tá dược .............................................41
Bảng 3.6. Bảng thiết kế thí nghiệm ..........................................................................43
Bảng 3.7. Kích thước giọt và chỉ số PDI ..................................................................44
Bảng 3.8. Thành phần các công thức gel ..................................................................50
Bảng 3.9. Đánh giá bằng cảm quan các công thức gel .............................................50
Bảng 3.10. Độ nhớt của các công thức gel ...............................................................51
Bảng 3.10. Điểm trung bình mức độ kích ứng da ....................................................59
Bảng PL.1. Lượng BDP giải phóng theo thời gian ..................................................74

Hình 3.6. ...................................................................................................................48
Hình 3.7. Mặt đáp biểu diễn ảnh hưởng của lượng dầu và Smix đến lượng BDP .....48
lưu giữ trên da sau 24 giờ. .........................................................................................48
Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn kết quả đo ứng suất trượt với chu kỳ 600s ....................52
Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ nhớt vào tốc độ trượt ....................53
Hình 3.10. Đồ thị biểu diễn lượng BDP giải phóng theo thời gian ..........................54
Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn thông lượng giải phóng BDP từ hệ gel ........................55
Hình 3.12. Đồ thị biểu diễn hàm lượng BDP lưu giữ trên da sau 24 giờ .................55
Hình 3.14. Đồ thị biểu diễn độ dày lớp sừng sau 24 giờ bôi chế phẩm ...................56
Hình 3.13. Hình ảnh chụp da chuột sau 24 giờ thử chế phẩm .................................57
iii


Hình PL.1. Sắc ký đồ của mẫu chuẩn BDP nồng độ 50 µg/ml ................................73
Hình PL.2. Sắc ký đồ của mẫu da sau 24 giờ bôi chế phẩm gel CMC 3%..............73
Hình PL.3. Các vị trí bôi thuốc trên lưng thỏ ..........................................................77

iv


1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Betamethason là dẫn chất có chứa flour của prednisolon thuộc nhóm
glucocorticoid. Betamethason có tác dụng chống viêm mạnh hơn hydrocortison
khoảng 30 lần, thời gian tác dụng kéo dài và ít ảnh hưởng tới chuyển hóa muối nước
[3]. Hiện nay, các thuốc có thành phần là betamethason khá phổ biến trên thị trường,
đặc biệt là các dạng thuốc dùng ngoài da. Thuốc bôi ngoài da có dạng bào chế rất đa
dạng, như hệ gel, kem, thuốc mỡ. Các dạng bào chế này có bản chất cấu trúc có thể

Betamethason dipropionat

1.1.1. Công thức hóa học

Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của betamethason dipropionat
Khối lượng phân tử: 504,59 g/mol.
Tên khoa học: [9-flouro-11β-hydroxy-16β-methyl-3,20-dioxopregna-1,4-dien17,21-diyl] dirpopionate.
1.1.2. Tính chất lý hóa
- Betamethason dipropionat ở dạng bột kết tinh trắng hoặc gần như trắng.
- Độ tan: thực tế không tan trong nước, dễ tan trong aceton, dicloromethan, hơi
tan trong ethanol.
- Góc quay cực riêng: αD từ +63o đến +70o.
1.1.3. Dược lý
- Betamethason dipropionat là dạng muối của betamethason có tác dụng chống
viêm mạnh hơn hydrocortison khoảng 30 lần, chống dị ứng và ức chế miễn dịch mạnh
[3].
- Betamethason được dùng để uống, tiêm, tiêm tại chỗ, hít hoặc bôi để điều trị
nhiều bệnh có chỉ định dùng corticoid như bệnh thấp khớp, bệnh collagen, bệnh ngoài
da, bệnh nội tiết, bệnh ở mắt, hô hấp, máu, ung thư và nhiều bệnh khác (trừ các trạng
thái suy thượng thận thì thường dùng hydrocortison kèm bổ sung fludrocortison). Do
có ít ảnh hưởng đến chuyển hóa muối nước, nên betamethason rất phù hợp trong
những trường hợp bệnh lý mà giữ nước và bất lợi [3].
1.1.4. Chỉ định

2


Betamethason được chỉ định dùng trong nhiều bệnh thấp khớp, bệnh collagen,
dị ứng, bệnh ngoài da, bệnh nội tiết, bệnh ở mắt, hô hấp, máu, ung thư và nhiều bệnh
khác có đáp ứng với liệu pháp corticosteroid [5].

- Gel bôi: Betamethason, hàm lượng 0,064% (kl/kl), nước sản xuất:Việt Nam.
1.2.

Tổng quan về vi nhũ tương

1.2.1. Định nghĩa về vi nhũ tương
“Vi nhũ tương là hệ phân tán vi dị thể, gồm pha dầu và pha nước phân tán

đồng nhất vào nhau và được ổn định bởi phân tử các chất diện hoạt trên bề
mặt phân cách hai pha, có tính đẳng hướng về mặt quang học, ổn định về mặt
nhiệt động học giống một dung dịch lỏng” [31].
VNT có các thành phần chính là pha dầu và các chất tan trong dầu, pha nước và
các chất tan trong nước, các chất diện hoạt và đồng diện hoạt đóng vai trò tác nhân
hình thành và ổn định vi nhũ tương bằng cách giảm sức căng bề mặt phân cách hai
pha.
1.2.2. Ưu nhược điểm của vi nhũ tương
Ưu điểm:
- Hệ VNT làm tăng khả năng hòa tan của dược chất trong hệ, đặc biệt với các
dược chất ít tan trong nước, do đó có thể làm tăng sinh khả dụng của thuốc [29]. VNT
có thể áp dụng cho một số dạng bào chế như viên nang mềm, thuốc dùng ngoài da và
niêm mạc.
- Chất diện hoạt và đồng diện hoạt trong vi nhũ tương có thể làm giảm tính đối
kháng của hàng rào khuếch tán của biểu bì do đó dược chất có thể thấm qua da dễ
dàng hơn [29].
- Làm tăng độ ổn định của dược chất, đặc biệt đối với các dược chất dễ bị thủy
phân trong nước [63].
- Là dạng thuốc có độ ổn định cao về nhiệt động học, bền vững, không bị phân
lớp sau thời gian bảo quản dài [29].
- Hình thức VNT trong, đẹp hơn so với nhũ tương thông thường.
- Có thể dùng VNT để bào chế các thuốc có tác dụng kéo dài.

+ Chất diện hoạt anion: Natri laurylsulfat, natri amoni stearate,…
+ Chất diện hoạt cation: Cetrimid,…
+ Chất diện hoạt không ion hóa: Tween, Span, Cremophor,…
+ Chất diện hoạt lưỡng tính: Acid amin, lecithin,…

5


Trong thực tế, có thể phối hợp các chất diện hoạt khác loại với nhau, đặc biệt là
phối hợp các chất diện hoạt không ion hóa và ion hóa có thể làm gia tăng vùng tạo
VNT.
 Đồng diện hoạt (co-surfactant):
Trong hầu hết các trường hợp, nếu chỉ sử dụng một mình chất diện hoạt (cps
cấu tạo mạch đơn) thì không đủ làm giảm sức căng bề mặt phân cách pha dầu – nước
để VNT hình thành. Đối với các trường hợp này người ta sử dụng thêm một chất gọi
là đồng diện hoạt. Những chất đồng diện hoạt thường là các alcol có độ dài mạch
trung bình. Một số chất đồng diện hoạt hay dùng như isopropanol, n-propanol, alcol
benzylic, tetraglycol, Trancutol P,…
Vai trò của các đồng diện hoạt:
+ Cùng với chất diện hoạt làm giảm sức căng bề mặt phân cách pha dầu – nước.
+ Làm tăng độ linh hoạt bề mặt phân cách pha, do đó làm tăng entropy của hệ.
Từ đó thúc đẩy quá trình hình thành VNT.
+ Làm thay đổi hệ số phân bố dược chất giữa hai pha dầu/nước của hệ VNT. Từ
đó ảnh hưởng đến vùng tạo VNT và khả năng giải phóng dược chất từ hệ.
1.2.4. Cấu trúc của vi nhũ tương
VNT có thể tồn tại với 3 dạng cấu trúc dưới dây:

Hình 1.2. Cấu trúc của vi nhũ tương [44]
- VNT dầu/nước: các tiểu phân phân tán là các giọt dầu, pha phân tán là nước.
- VNT nước/dầu: các tiểu phân phân tán là các giọt nước, pha phân tán là pha

sáng đi qua

Đơn giản, không cần cung Phức tạp hơn, cần cung cấp

Bào chế

cấp nhiều năng lượng

nhiều năng lượng

1.2.6. Phương pháp bào chế vi nhũ tương
VNT là hệ sử dụng khá nhiều chất diện hoạt và đồng diện hoạt nên có khả năng
nhũ hóa tốt. Tuy nhiên, trong một số trường hợp các tá dược có nhiệt độ nóng chảy
cao, độ nhớt lớn có thể gia nhiệt nhẹ và sử dụng khuấy từ nhẹ.
VNT có phương pháp bào chế đơn giản, được thể hiện trong sơ đồ hình 1.3.
Dược chất

Pha dầu

Chất diện hoạt

Hòa tan
Dung dịch dầu

Smix

Dung dịch
Nước cất

Khuấy nhẹ

thấy công thức MED-2 với thành phần Smix 60% (Tween 80/Capryol 90 = 4:1), dầu
30%, nước 10% có phần trăm giải phóng thuốc cao nhất là 48,18% [48].
Baboota S. và cộng sự (2011) đã nghiên cứu về gel chứa VNT chứa
betamethason dipropionat và kết hợp acid salicylic trong điều trị bệnh vảy nến.
Nghiên cứu sử dụng pha dầu 15% gồm acid oleic:Sefsol (1,5:1), Smix 38% (hỗn hợp
chất diện hoạt Tween 20 và đồng diện hoạt isopropyl alcohol tỷ lệ 1:1) và nước cất
47% cho kích thước tiểu phân VNT là 111,3 nm. VNT được đưa vào gel carbopol
8


934 (3%) và acid salicylic (5%). VNT cho kết quả tốc độ thấm in-vitro là 1,18
µg/cm2/h và lượng thuốc lưu giữ trên màng sau 24 giờ là 30,563 µg/mg. Kết quả
nghiên cứu in-vivo khả năng ức chế viêm của gel chứa VNT và chế phẩm trên thị
trường tương ứng là 72,11% và 43,96%. Gel chứa VNT betamethason dipropionat đã
cho kết quả khả quan trong điều trị bệnh vảy nến so với chế phẩm trên thị trường
[13].
1.2.6.2. Một số nghiên cứu về vi nhũ tương chứa các nhóm dược chất khác ứng dụng
cho thuốc dùng ngoài da và niêm mạc
 Một số nghiên cứu về vi nhũ tương trên thế giới
Pillai AB. và cộng sự (2015) đã nghiên cứu VNT chứa butenafin hydrochlorid
nhằm tăng sinh khả dụng do nhược điểm độ tan trong nước thấp của butenafin
hydrochlorid. Nhóm nghiên cứu sử dụng isopropyl palmitat làm pha dầu, chất diện
hoạt là Aerosol OT, đồng diện hoạt là sorbitan monooleat. Các nghiên cứu in-vitro
về khả năng thấm qua da và hiệu quả chống nấm được thực hiện để lựa chọn công
thức VNT tối ưu. Sau đó, VNT được đưa vào gel với các tá dược tạo gel Carbopol
940, sodium alginat, hydroxypropyl methyl cellulose K4M. Các kết quả đánh giá cho
thấy Carbopol 940 tạo gel ổn định hơn hai tá dược còn lại. Nhóm ngiên cứu tiến hành
so sánh gel Carbopol 940 chứa VNT butenafin hydrochlorid và chế phẩm thương mại
của butenafin hydrochlorid dựa trên đánh giá tính thấm qua da và hiệu quả kháng
nấm in-vitro cho thấy gel Carbopol 940 chứa VNT butenafin hydrochlorid cải thiện

VNT có nhiều ưu điểm so với phương pháp hòa tan thông thường và là dạng bào chế
tích cực cho các dược chất giảm đau nhóm NSAIDs [30].
 Một số nghiên cứu về vi nhũ tương tại Việt Nam:
Chử Quốc Huy (2012) đã nghiên cứu bào chế VNT vitamin K1 và khảo sát ảnh
hưởng của các chất diện hoạt và đồng diện hoạt đến diện tích hình thành VNT. Kết
quả cho thấy Tween 20 có diện tích vùng VNT rộng hơn giản đồ pha dùng Cremophor
RH40, Tween 80 và Tween 60. Đối với đồng diện hoạt, diện tích vùng tạo VNT trên
giản đồ pha giảm dần theo thứ tự PG, PEG 600, PEG 400, glycerin. Tác giả cũng đã
đánh giá được một số chỉ tiêu chất lượng của VNT như thể chất, kích thước tiểu phân
trung bình, phần trăm vitamin K1 giải phóng qua màng cellulose acetat [9].
Đặng Thị Hiền (2007) đã nghiên cứu bào chế VNT natri diclofenac và khả sát
ảnh hưởng của các thành phần trong công thức đến khả năng giải phóng dược chất.
Kết quả cho thấy Tween 80, nước, DMSO, Span 80 và ISP làm tăng khả năng giải
10


phóng dược chất qua màng polysulfon thân nước. Tác giả đã đề xuất công thức tối ưu
với kết quả giải phóng qua màng polysulfon thân nước đạt 25,08% sau 8 giờ [7].
Dương Nhật Quang (2006) đã nghiên cứu bào chế vi nhũ tương natri diclofenac
dùng qua da và đã đưa ra được công thức tối ưu. Với công thức này, tác giả đã đánh
giá giải phóng dược chất từ VNT qua da thỏ. Kết quả cho thấy, lượng natri diclofenac
giải phóng qua da sau 8 giờ đạt 14,7% [10].
1.3. Tổng quan về gel
1.3.1. Định nghĩa
Gel bôi da và niêm mạc là những chế phẩm có thể chất mềm, sử dụng tá dược
tạo gel thích hợp [3].
1.3.2. Phân loại tá dược tạo gel
Theo Dược điển Việt Nam IV, gel được phân thành 2 nhóm:
 Gel thân dầu (oleogels): Trong thành phần sử dụng tá dược tạo gel, bao gồm
dầu parafin phối hợp với tá dược thân dầu khác, có thêm keo silic, xà phòng nhôm

hơn 1%. Có thể sử dụng các muối kali hydroxid hoặc natri hydroxid để trung hòa môi
trường tạo gel, tuy nhiên các ion kim loại này thường ảnh hưởng tới thế zeta của hệ
tiểu phân nano lipid nên người ta thường dùng triethanolamin để trung hòa tạo gel
[2], [24].
1.3.4. Ứng dụng của gel trong đường dùng ngoài da
Gel được sử dụng rộng rãi trong chế phẩm thuốc và mỹ phẩm với mục đích
kéo dài thời gian lưu thuốc tại vị trí bôi, giúp duy trì mức độ giải phóng thuốc trong
một khoảng thời gian nhất định. Phần lớn gel sử dụng trong chế phẩn thuốc thường
gồm 1 - 3% polyme và 99% nước [35].
Nikumbh KV. và cộng sự (2015) đã nghiên cứu phát triển hệ gel chứa VNT
nhằm khắc phục nhược điểm tan kém của ketoprofen. VNT sử dụng dầu cây đinh
hương làm pha dầu, tween 20 làm chất diện hoạt và propylen glycol làm chất đồng
dung môi. Sau đó VNT được đưa vào các gel khác nhau gồm: Carbopol 940, Carbopol
934 và hydroxypropyl methyl cellulose K4M. Các công thức được đánh giá các thông
số về cảm quan, pH, tính chất lưu biến, kích thước tiểu phân, độ bền gel, đồng đều
hàm lượng, khả năng giải phóng thuốc in-vitro và ex-vivo, mức độ gây kích ứng da
và hoạt tính chống viêm. Kết quả cho thấy VNT có kích thước trung bình 396 nm,
pH 6-6,7, độ nhớt 29,4 cps, thế zeta -12 mV cho độ ổn định tốt. Các công thức gel
cho độ ổn định tốt, mức độ giải phóng thuốc cao hơn gel hiện có trên thị trường.
12


Nghiên cứu cho thấy hệ gel chứa VNT là hệ đầy hứa hẹn giúp nâng cao khả năng giải
phóng, tăng tính thấm, tăng mức độ hòa tan của nhiều dược chất [50].
Patel M. R. và cộng sự (2015) đã nghiên cứu gel chứa VNT tazaroten trong
điều trị mụn trứng cá. Xây dựng VNT có các thành phần được tối ưu hóa gồm
tazaroten 0,05%, Labrafac CC 10%, Labrasol-Cremophor RH40 (1:1) 15%, Capmul
MCM 15% và nước cất 60%. VNT được đưa vào gel carbopol 971P NF cho các thông
số về độ bền gel, tính lưu biến, độ ổn định cao. Kết quả cho thấy gel chứa VNT làm
tăng khả năng dung nạp tazaroten giúp nâng cao hiệu quả điều trị mụn trứng cá [56].

sự chảy của chất lỏng và nêu ra định luật Newton.
Định luật Newton về sự chảy [1], [12]: Khối chất lỏng được coi gồm những lớp
phân tử xếp song song. Lớp đáy được xem như cố định. Nếu lớp trên cùng di chuyển
với một tốc độ hằng định thì mỗi lớp bên dưới sẽ di chuyển với một tốc độ tỷ lệ với
khoảng cách của nó so với lớp đáy. Biến thiên tốc độ dν giữa hai lớp cách nhau một
khoảng dr gọi là gradient tốc độ (dν/dr hoặc δ/h) hay tốc độ trượt (γ). Lực tác dụng
trên một đơn vị diện tích (F/A) gọi là lực trượt hay ứng suất trượt (τ hoặc σ). Độ nhớt
tỷ lệ thuận với ứng suất trượt và tỷ lệ nghịch với lực trượt:
F /A = η * (dν / dr) hay η = τ / γ
Đơn vị của độ nhớt là Pa.s và P (1cP = 1 mPa.s).

A

δ

F,V

h
γ

σ=F/A
γ=δ/h
ẏ=V/h

Hình 1.4. Lực trượt tạo nên một gradient tốc độ trượt
giữa các mặt song song của chất lỏng [15]
Độ nhớt của chất lỏng càng cao thì ứng suất trượt cần thiết để tạo nên một độ
chảy xác định càng phải lớn. Điều này ảnh hưởng đến thao tác khi sử dụng chế phẩm
cũng như khả năng lưu lại trên da của chế phẩm. Các thuốc dùng cho da và niêm mạc
cần có độ nhớt thích hợp giúp chế phẩm có khả năng bám dính tốt từ đó duy trì tác

VNT sertaconazol. Sau khi tiến hành sàng lọc tá dược, xây dựng giản đồ pha, ông đã
lựa chọn được thành phần VNT gồm acid oleic 8,75%, Tween 80 33,35%, propylen
glycol 33,35% và nước 24,55%. Carbopol 940 được sử dụng làm tá dược tạo gel với
tỷ lệ 0,75% (kl/kl). Nghiên cứu tiến hành đánh giá độ nhớt của công thức VNT và gel
chứa VNT bằng máy đo độ nhớt NDJ-8S với trục quay số 1, tốc độ 60 vòng/phút, ở
15