Nghiên cứu bào chế và bước đầu đánh giá khả năng giải phóng In vitro của nhũ tương nano nhỏ mắt Diclofenac

NGHIªN CỨU BÀO CHẾ VÀ BƢỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG 
GIẢI PHãNG IN VITRO CỦA NHŨ TƢƠNG NANO NHỎ MẮT 
DICLOFENAC 
Đặng Thị Hiền*; Vũ Ngọc Mai*; Nguyễn Trần Linh* 
Tãm t¾t 
Nhũ tương nano nhỏ mắt chứa axít diclofenic hoặc natri diclofenac được bào chế từ một hỗn hợp gồm 
pha dầu, pha nước, chất diện hoạt, chất đồng diện hoạt, chất tăng thấm và hệ đệm. Ảnh hưởng của các 
thành phần trong nhũ tương nano đến giải phóng dược chất in vitro đã đánh giá sử dụng thiết kế thí nghiệm 
cổ điển và mạng thần kinh nhân tạo. Theo mô hình thiết kế thí nghiệm, đã được bào chế 22 mẫu nhũ tương 
nano. Lựa chọn loại và lượng các thành phần trong công thức nhũ tương nano được là biến độc lập. Tỷ lệ 
% dược chất giải phóng tại các thời điểm 1, 2, 3, 4, 5 và 6 giờ lựa chọn là biến phụ thuộc. Sự thay đổi tỷ lệ 
pha dầu và các chất diện hoạt ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê đến giải phóng dược chất từ nhũ tương 
nano. Nhũ tương nano chứa axít diclofenic có kích thước tiểu phân lớn hơn và phân bố trong khoảng rộng 
hơn nhũ tương nano chứa natri diclofenac. 
* Từ khóa: Diclofenac; Nhũ tương nano; Nhỏ mắt. 
FORMULATION AND EVLUATION IN VITRO OF OPHTHALMIC 
DICLOFENAC NANOEMULSIONS 
Summary 
Ophthalmic diclofenac nanoemulsions were prepared from diclofenac acid or diclofenac sodium, water 
and oil phase, surfactants, cosurfactants, penetration enhancers, buffers. The influences of nanoemulsion 
components on the in vitro drug releases were evaluated using the classical experimental design and 
artificial neural network. As model formulations, 22 kinds of nanoemulsions were prepared. The kinds and 
amounts of components were selected as independent variables. The percentages of active ingredients 
released at 1, 2, 3, 4, 5 and 6 hours were considered as dependent variables. The changes in the amounts 
of oil phase and surfactants influenced significantly the release rates of active ingredients from 
nanoemulsions. The nanoemulsions containing diclofenac acid have wider and larger particle size 
distribution than the nanoemulsions containing diclofenac sodium have. 
* Key words: Diclofenac; Nanoemulsion; Ophthalmic. 
§Æt VÊn ®Ò 
Nghiên cứu hệ cung cấp thuốc tại mắt là một trong những lĩnh vực quan trọng của các 
nhà bào chế. Các chế phẩm thuốc nhỏ mắt hiện có trên thị trường thường có sinh khả dụng 
thấp và hiệu quả điều trị chưa cao. Vì vậy, để có hiệu quả trong điều trị, người bệnh phải 
nhỏ một liều thuốc lớn hoặc phải nhỏ nhiều lần mỗi ngày [1, 2, 4, 7]. 
Diclofenac là dẫn chất của axít phenylacetic thuộc nhóm thuốc chống viêm không steroid, 
có khả năng ức chế chọn lọc COX - 2 hơn COX - 1, có tác dụng chống viêm, giảm đau và hạ 
sốt. Diclofenac để nhỏ mắt trên thị trường mới chỉ có ở dạng dung dịch với nồng độ 0,1%. 
Thuốc tác dụng rất ngắn, đạt nồng độ đỉnh trong điều trị khoảng 30 phút sau khi nhỏ và bị 
thải trừ hoàn toàn ra khỏi cơ thể trong 1 giờ. Vì vậy, bệnh nhân (BN) phải nhỏ thuốc ít nhất 3 
- 5 lần trong ngày [1]. 
Nhũ tương nano là một hệ cung cấp thuốc mới, thích hợp dùng cho mắt. Hệ này được 
hình thành bởi sự phân tán của dầu - nước, ổn định bằng sự tham gia của chất diện hoạt, 
chất đồng diện hoạt [5, 6]. Vì nhiều ưu điểm hơn dạng dung dịch nhỏ mắt thông thường, nên 
nhũ tương nano diclofenac được nghiên cứu bào chế nhằm tạo ra một dạng thuốc mới có 
khả năng duy trì giải phóng thuốc hằng định trên giác mạc, kéo dài thời gian tác dụng của 
thuốc, thấm sâu hơn vào các lớp trong cấu trúc của mắt, tăng hiệu lực điều trị và giảm số 
lần dùng thuốc mỗi ngày. 
Nguyªn liÖu thiÕt bÞ vµ ph-¬ng ph¸p nghiªn cøu 
1. Nguyên liệu và thiết bị. 
- Axít diclofenic (Trung Quốc), natri diclofenac (Trung Quốc), tween 80 (Singapore), 
Cremophor EL (Singapore), Span 80 (Singapore), isopropyl myristat (Singapore), Labrafac 
PG (Canada), Miglyol (BASF), Transcutol HP (Pháp), axít boric (Trung Quốc), axít 
phosphoric (Merck), natri dihydrophosphat (Trung Quốc), dinatri hydophosphat (Trung 
Quốc), axít citric (Trung Quốc), natri hydroxyd (Trung Quốc), methanol (Merck, loại dùng cho 
sắc ký lỏng hiệu năng cao), glycerin (Trung Quốc). 
- Máy siêu âm cầm tay Labsonic® M - Sartorius (Đức), hệ thống đánh giá giải phóng 
thuốc qua màng Hanson Research, thiết bị lọc Sartorius; màng lọc cellulose acetat, kích 
thước lỗ lọc 0,2 µm; 0,45 μm; màng polyethersulfon kích thước lỗ lọc 0,45 µm (Đức), máy 
đo pH Eutech Instruments pH 510, máy sắc ký lỏng hiệu năng cao Thermo - Finnigan (Mỹ), 
bể siêu âm Ultrasonic LC_60H, kính hiển vi điện tử truyền qua EMLab - NIHE (Nhật). 
2. Phƣơng pháp nghiên cứu. 
- Phương pháp bào chế nhũ tương nano. 
 + Pha nước: nước, glycerin, hệ đệm, các chất diện hoạt tan trong nước được đun 
nóng ở 70 - 750C. 
 + Pha dầu: dầu, chất diện hoạt tan trong dầu, Transcutol HP, dược chất được đun 
nóng ở 65 - 700C. 
 + Kết hợp 2 pha, siêu âm 5 phút. 
 + Ép nhũ tương thu được qua màng cellulose acetat 0,2 µm để đồng nhất. 
- Định lượng diclofenac có trong nhũ tương nano. 
Xác định hàm lượng diclofenac giải phóng từ nhũ tương nano và dược chất có trong nhũ 
tương nano bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao. Hệ thống sắc ký gồm: Cột 
Alltech C8 (250 mm × 4,6 mm, hạt nhồi 5 µm); pha động là hỗn hợp methanol và dung dịch 
đệm phosphat pH = 2,5 với tỷ lệ 75:25; thể tích tiêm mẫu: 20 µl, tốc độ dòng: 1 ml/phút; 
detector mảng diod, bước sóng λ = 276 nm. 
- Đánh giá giải phóng dược chất in vitro. 
Sử dụng hệ thống đánh giá giải phóng thuốc qua màng Hanson Research với các điều 
kiện: 
+ Màng cellulose acetat 0,2 µm. 
+ Môi trường khuếch tán: dung dịch đệm phosphat pH = 7,4. 
+ Thể tích môi trường khuếch tán: 7 ml. 
+ Nhiệt độ môi trường khuếch tán: 370C. 
+ Diện tích bề mặt màng khuếch tán: 1,76 cm2. 
+ Tốc độ khuấy: 400 vòng/phút. 
+ Lượng mẫu đem thử: 1 ml (tương ứng với 1 mg natri diclofenac; 0,93 mg axít 
diclofenac). 
Lấy mẫu: trong 6 giờ, cứ mỗi giờ lấy mẫu 1 lần. Mỗi lần lấy 1ml, đồng thời bổ sung thêm 
1ml môi trường khuếch tán mới. Phân tích mẫu lấy ra bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu 
năng cao. Từ kết quả định lượng, tính tỷ lệ (%) dược chất giải phóng tại mỗi thời điểm. 
- Thiết kế thí nghiệm. 
Mô hình thiết kế thí nghiệm truyền thống và mạng thần kinh nhân tạo được sử dụng làm 
công cụ để xác định ảnh hưởng tá dược tới tỷ lệ giải phóng diclofenac Phân tích dữ liệu xử 
lý bằng máy tính với sự trợ giúp của phần mềm MODDE 8.0 (Umetrics Inc, Mỹ) và INFORM 
3.2 (Intelligensys Ltd, Anh). 
- Xác định hình thái, kích thước hạt nhũ tương nano. 
Dữ liệu được chụp hình bằng kính hiển vi điện tử truyền qua EMLab - NIHE (Nhật) của 
Viện Vệ sinh Dịch tễ TW. 
KÕt qu¶ nghiªn cøu vµ bµn luËn 
1. Xây dựng công thức thực nghiệm cơ bản. 
Diclofenac có hai dạng nguyên liệu thường được sử dụng trong bào chế thuốc là dạng 
axít và dạng muối natri. Do hai dạng này có độ tan trong pha dầu và pha nước khác nhau, 
nên khi xây dựng công thức nhũ tương nano, chúng tôi đã tiến hành khảo sát với cả hai loại 
nguyên liệu này. 
Trong những nghiên cứu sơ bộ, công thức nhũ tương nano được xây dựng với thành 
phần cơ bản như: diclofenac (axít diclofenic hoặc natri diclofenac: 0,1% (được quy về axít 
diclofenic); glycerin (5%); tween 80 hoặc cremophor EL hoặc hỗn hợp tween 80/cremophor 
EL (1/1); span 80; labrafac PG hoặc isopropyl myristat; transcutol HP, dung dịch đệm borat 
hoặc phosphat hoặc citrat (vừa đủ 100% kl/kl). 
* Các biến độc lập: 
Thành phần Khoảng biến thiên 
Span 80 0,5 - 1,5 (%) 
Tween 80 (cremophor EL, tween 
80/cremophor EL (1/1) 
3 - 5 (%) 
Labrafac PG (isopropyl miristat) 3 - 5 (%) 
Transcutol HP 1 - 2 (%) 
Dung dịch đệm borat (phosphat, citrat) 0,1 - 0,2 M 
(vừa đủ 100 %) 
pH 6,5 - 7,5 
Các biến phụ thuộc là tỷ lệ (%) axít diclofenic hoặc natri diclofenac được giải phóng sau 
1, 2, 3, 4, 5 và 6 giờ. Bảng thiết kế bởi Modde 8.0, gồm 22 thí nghiệm (mỗi thành phần dược 
chất và tá dược khác nhau). Phân tích kết quả bằng mạng thần kinh nhân tạo (tích hợp trong 
INFORM 3.2) nhằm đánh giá ảnh hưởng của các biến độc lập tới biến phụ thuộc. 
2. Phân tích các yếu tố ảnh hƣởng. 
* Ảnh hưởng của các thành phần trong công thức tới giải phóng dược chất từ nhũ tương 
nano: 
Hình 1: Ảnh hưởng của isopropyl myristat và tween 80 tới tỷ lệ (%) dược chất được giải 
phóng từ nhũ tương nano chứa natri diclofenac (span 80: 1,0%; transcutol HP: 1,5%; đệm 
phosphat 0,15 M, pH 7,0). 
Hình 2: Ảnh hưởng của lượng chất diện hoạt thân nước và span 80 tới tỷ lệ (%) dược 
chất giải phóng từ nhũ tương nano chứa natri diclofenac (isopropyl myristat: 4,0%; transcutol 
HP: 1,5%; đệm citrat 0,15 M, pH 7,0). 
Tween 80 và isopropyl myristat ảnh hưởng tới mức độ giải phóng dược chất từ nhũ 
tương nano chứa natri diclofenac. Nếu loại dung môi pha dầu là isopropyl myristat tăng và 
lượng tween 80 giảm, sẽ làm tăng mức độ giải phóng. 
Khi lượng chất diện hoạt thân nước và lượng span 80 giảm, tỷ lệ dược chất giải phóng 
sau 6 giờ tăng. Điều này cho thấy, với hoạt chất natri diclofenac có độ tan trong pha nước 
lớn và bản thân nó cũng là một chất điện hoạt yếu giúp cho hình thành nhũ tương nano một 
Tỷ lệ (%) giải phóng NaDC 
sau 3 giờ 
Isopropyl myristat (%) 
Tween 80 (%) 
Span 80 (%) Tỷ lệ tween 80/Cremorphor EL (%) 
% NaDC giải 
phóng sau 6 giờ 
cách dễ dàng. Do vậy, khi tăng tỷ lệ tween 80, span 80, chỉ làm tăng độ nhớt của nhũ tương 
nano, tốc độ khuếch tán dược chất ra khỏi hệ chậm. 
Hình 3: Ảnh hưởng của cremophor EL và mygliol tới tỷ lệ (%) dược chất giải phóng từ 
nhũ tương nano chứa axít diclofenic (span 80: 0,75%; transcutol HP: 1,0%; citrat 0,15 M, pH 
= 7,0). 
Cremophor EL và mygliol tới tỷ lệ (%) dược chất giải phóng từ nhũ tương nano chứa axít 
diclofenic. Như vậy, khi lượng pha dầu tăng và lượng chất diện hoạt thân nước giảm, tỷ lệ 
(%) dược chất giải phóng sau 6 giờ tăng. Điều này có thể giải thích do axít diclofenic thân 
dầu hơn so với natri diclofenac. Chính vì vậy, nó phân tán phần lớn trong pha dầu của nhũ 
tương nano. Do đó lượng pha dầu càng lớn, càng hòa tan tối đa dược chất. Lượng pha dầu 
tăng sẽ làm lượng dược chất giải phóng tăng. Mặt khác, chất diện hoạt thân nước ít ảnh 
hưởng tới độ tan của diclofenac trong pha dầu mà chỉ làm tăng độ nhớt, gây cản trở quá 
trình giải phóng dược chất ra khỏi hệ. 
Các biến đầu vào khác ảnh hưởng không có ý nghĩa thống kê đến giải phóng dược chất 
từ nhũ tương nano. 
* Xác định hình thái, kích thước hạt nhũ tương nano: 
Hình 4: Hình ảnh dưới kính hiển vi điện tử truyền qua của mẫu nhũ tương nano chứa 
natri diclofenac. 
Cấu trúc nhũ tương nano có chứa natri diclofenac qua qua ảnh chụp dưới kính hiển vi 
điện tử truyền qua cho thấy: có sự phân bố giọt đồng đều và kích thước hạt nằm trong 
khoảng từ 20 - 250 nm. Điều này cho thấy vai trò vừa là dược chất vừa là chất diện hoạt yếu 
của natri diclofenac, giúp phân tách các hạt nhũ tương nano nhờ lực đẩy ion. Vì thế, các hạt 
tách rời hẳn nhau và có kích thước khá đồng đều. 
Cấu trúc nhũ tương nano có chứa hoạt chất là axít diclofenic qua ảnh chụp dưới kính 
hiển vi điện tử truyền qua cho thấy: có sự phân bố giọt không đồng đều và kích thước hạt 
khá lớn nằm trong khoảng từ 100 - 1000 nm. Sự phân bố không đồng đều, số lượng các hạt 
tách rời nhau rất ít là do tính thân dầu rất cao của hoạt chất và các chất diện hoạt với lực 
đẩy ion yếu không thể làm phân tách các giọt để tạo cấu trúc dạng hạt. 
KÕt luËn 
% diclofenac giải 
phóng sau 6 giờ 
Cremophor (%) 
EL 
Myglyol (%) 
Đã bào chế thành công nhũ tương nano nhỏ mắt diclofenac, với dược chất là natri 
diclofenac hoặc axít diclofenic. Dung môi pha dầu là isopropyl myristat, labrafac PG và 
miglyol, chất diện hoạt là tween 80, cremophor EL, span 80 và chất đồng diện hoạt là 
transcutol HP. Các chất khác gồm glycerin, hệ đệm phosphat, borat, citrat. Tuy nhiên, với 
mục đích bào chế dạng nhũ tương nano kéo dài thời gian tác dụng trên mắt nên dạng nhũ 
tương nano chứa axít diclofenic sẽ tiếp tục được nghiên cứu bào chế nhằm hy vọng làm 
tăng tỷ lệ (%) dược chất được nhũ tương hóa. 
Khối lượng và các loại thành phần tham gia cấu trúc nhũ tương nano đều ảnh hưởng tới 
tỷ lệ giải phóng của hoạt chất ra khỏi nhũ tương. Ảnh chụp trên kính hiển vi điện tử truyền 
qua cho thấy nhũ tương nano (diclofenac, natri diclofenac) đều chứa các giọt hình cầu, tách 
rời nhau và có lớp chất diện, chất đồng diện hoạt (màu nhạt hơn) bao xung quanh. 
Tµi liÖu Tham kh¶o 
1. Ammar H. O, Salama H. A, Ghorab M, Mahmoud A. A. Nanoemulsion as a potential ophthalmic 
delivery system for dorzolamide hydrochlorid, AAPS Pharm Sci Tech. 2009, Vol 10, N
0
 3, pp.808-819. 
2. Chien Y. W, Cabana B. E, Mares S. E. Ocular controlled release drug administration. Drugs and 
the Pharmaceutical Sciences. 1982, Vol 14, pp.13-55. 
3. Chuasuwan B, Binjesoh V, Polli J. E, Zhang H, Amidon G. L, Junginger H. E, Midha K. K, Shah 
V. P, Stavchansky S., Dressman J. B., Barends D. M. Biowaiver monographs for immediate release 
solid oral dosage forms: Diclofenac sodium and diclofenac potassium. Journal of Pharmaceutical 
Sciences. 2009. Vol 98, No 4, pp.1206-1219. 
4. Hughes P. M, Mitra A. K. Overview of ocular drug delivery and iatrogenic ocular cytopathologies. 
Ophthalmic Drug Delivery Systems. pp.1-27. 
5. Shah P, Bhalodia D, Shalat P. Nanoemulsion: A pharmaceutical review, Systematic Reviews in 
Pharmacy, Vol 1, Issue 1, pp.24-32. 
6. Sharma N, Bansal M, Visht S, Sharma P. K, Kurkarni G. T. Nanoemulsion: A new concept of 
delivery system, Chronicles of Young Scientists. 2010, pp.2-6. 
7. Sieg J. W, Robinson J. R.Verhice effect on ocular drug bioavailability II: evaluation of pilocarpine. 
Journal of Pharmaceutical Science. 1977, Vol 66, pp.1222-1228.