BỘ Y TẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI

HOÀNG THỊ LAN HƢƠNG

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ
IN SITU GEL CHỨA
KETOROLAC TROMETHAMIN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ

HÀ NỘI - 2018


BỘ Y TẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI

HOÀNG THỊ LAN HƢƠNG
MÃ SINH VIÊN: 1301199

NGHIÊN CỨU BÀO CHẾ
IN SITU GEL CHỨA
KETOROLAC TROMETHAMIN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ
Người hướng dẫn:
ThS. Nguyễn Cảnh Hƣng
Nơi thực hiện:
1. Bộ môn Bào chế
2. Bộ môn Hóa phân tích – Độc chất
3. Bộ môn Vật lý – Hóa lý

HÀ NỘI – 2018


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin được bày tỏ sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc tới:
ThS. Nguyễn Cảnh Hƣng
Người thầy đã dành thời gian, tâm huyết để tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, khích lệ
tôi trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Tôi xin trân trọng cảm ơn toàn thể các thầy cô, các anh chị kỹ thuật viên, các anh
chị và các bạn sinh viên tham gia nghiên cứu khoa học tại bộ môn Bào chế - Trường
đại học Dược Hà Nội đã giúp đỡ trong quá trình tôi học tập và thực nghiệm tại bộ
môn.
Tôi xin cảm ơn GVCC. PGS. TS Vũ Đặng Hoàng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ
tôi trong thời gian thực nghiệm tại bộ môn Hóa phân tích - Độc chất.
Tôi cũng xin cảm ơn DS. Lê Xuân Kỳ đã tạo điều kiện, giúp đỡ tôi trong thời gian
thực nghiệm tại bộ môn Vật lý - Hóa lý.
Cuối cùng, tôi muốn gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình và bạn bè thân thiết,
đặc biệt là bạn Nguyễn Thu Hương và Nguyễn Thị Thu Nhàn, đã luôn bên cạnh, ủng
hộ, cổ vũ tôi trong trong suốt chặng đường học tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 18 tháng 05 năm 2018
Sinh viên
Hoàng Thị Lan Hương


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

ĐẶT VẤN ĐỀ
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................... 2
1.1. Thông tin về dược chất ketorolac tromethamin ...................................................... 2
1.1.1. Cấu trúc hóa học .................................................................................................. 2
1.1.2. Tác dụng, chỉ định, liều dùng .............................................................................. 2
1.1.3. Các sản phẩm nhãn khoa chứa ketorolac tromethamin ....................................... 3
1.2. In situ gel nhỏ mắt................................................................................................... 3
1.2.1. Đặc điểm sinh lý liên quan đến hấp thu thuốc tại mắt ......................................... 3
1.2.2. Định nghĩa in situ gel nhỏ mắt ............................................................................. 4
1.2.3. Ưu, nhược điểm của in situ gel nhỏ mắt…………………………………..……7
1.2.4. Một số tá dược tạo in situ gel .............................................................................. 4
1.2.5. Một số polyme kết dính sinh học dùng trong nhãn khoa..................................... 5
1.2.6. Một số nghiên cứu về in situ gel nhỏ mắt............................................................ 6
1.3. Lưu biến học và ứng dụng của lưu biến trong nghiên cứu bào chế in situ gel ....... 7
1.3.1. Ứng dụng chế độ trượt liên tục……………………………………………...….9
1.3.2. Ứng dụng chế độ đo dao động…………………………………………….......11
1.3.3. Các mô hình đo lưu biến .................................................................................... 11
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 13
2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị ........................................................................................ 13
2.1.1. Nguyên liệu ........................................................................................................ 13
2.1.2. Thiết bị ............................................................................................................... 13


2.1.3. Động vật thí nghiệm .......................................................................................... 14
2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................. 14
2.3. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 14
2.3.1. Phương pháp bào chế in situ gel ........................................................................ 14
2.3.2. Đánh giá một số tính chất vật lý của in situ gel nhỏ mắt chứa ketorolac
tromethamin ................................................................................................................. 17
2.3.3. Đánh giá một số đặc tính lưu biến của in situ gel .............................................. 17

2.3.4. Phương pháp đánh giá khả năng giải phóng dược chất ..................................... 19
2.3.5. Phương pháp định lượng.................................................................................... 21
2.3.6. Phương pháp thử kết dính sinh học ................................................................... 21
2.3.7. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................. 22
CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .............................. 23
3.1. Khảo sát phương pháp định lượng ketorolac tromethamin .................................. 23
3.2. Khảo sát lựa chọn tỷ lệ thành phần tá dược trong công thức in situ gel dựa vào
đánh giá lưu biến .......................................................................................................... 23
3.2.1. Lựa chọn các thông số đo lưu biến .................................................................... 23
3.2.2. Lựa chọn tỷ lệ tá dược tạo gel chính PF 127 và PF 68 ...................................... 25
3.2.3. Lựa chọn tỷ lệ thành phần tá dược của in situ gel nhỏ mắt chứa ketorolac
tromethamin (KIG) ...................................................................................................... 27
3.3. Đánh giá một số đặc tính vật lý của in situ gel nhỏ mắt chứa ketorolac
tromethamin ................................................................................................................. 31
3.4. Đánh giá khả năng giải phóng dược chất in vitro ................................................. 31
3.5. Đánh giá ảnh hưởng của phương pháp tiệt khuẩn nhiệt ẩm lên một số đặc tính lưu
biến của in situ gel chứa ketorolac tromethamin ......................................................... 35
3.6. Ảnh hưởng của tốc độ trượt đến độ nhớt của in situ gel chứa ketorolac
tromethamin ................................................................................................................. 35


3.7. Đánh giá khả năng kết dính sinh học của in situ gel nhỏ mắt chứa ketorolac
tromethamin ................................................................................................................. 38
3.8. Đánh giá ảnh hưởng của tác nhân oxy hóa H2O2 lên in situ gel nhỏ mắt chứa
ketorolac tromethamin ................................................................................................. 39
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 41


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DĐVN


Dược điển Việt Nam

HPMC

Hydroxypropyl methyl cellulose

HPLC

Sắc ký lớp mỏng hiệu năng cao

KT

Ketorolac tromethamin

% kl/kl

% khối lượng/khối lượng

KIG

In situ gel chứa ketorolac tromethamin

LVR

Vùng đàn hồi nhớt tuyến tính
(Linear viscoelastic region)

MC


Methyl cellulose

Na CMC

Natri carboxy methyl cellulose

Na-HA

Natri hyaluronat

NSAIDs

Nhóm thuốc chống viêm không steroid

Pectin LM

Pectin có tỷ lệ methoxy hóa thấp
(Low methoxy pectin)

PF 127

Poloxamer P407

PF 68

Poloxamer P188

PVA

Poly vinyl alcol


SD

Độ lệch chuẩn
(Standard deviation)

STT

Số thứ tự

TCNSX

Tiêu chuẩn nhà sản xuất

TKHH

Tinh khiết hóa học

USP

Dược điển Mỹ


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Một số dung dịch nhỏ mắt chứa ketorolac tromethamin ..................................... 3
Bảng 1.2. Các polyme có khả năng kết dính sinh học với niêm mạc mắt [19] .................... 6
Bảng 2.1. Nguyên liệu và hóa chất sử dụng trong quá trình thực nghiệm ......................... 13
Bảng 3.1. Mối tương quan giữa độ hấp thụ và nồng độ ketorolac tromethamin................ 23
Bảng 3.2. Kết quả đánh giá một số đặc tính lưu biến của in situ gel trắng ........................ 25
Bảng 3.3. Thành phần công thức KIG ................................................................................ 28

Bảng 3.4. Kết quả đánh giá một số đặc tính lưu biến của các mẫu KIG ............................ 29
Bảng 3.5. Kết quả đo lưu biến sau tiệt khuẩn của một số mẫu KIG .................................. 35
Bảng 3.6. Sự hồi phục độ nhớt phức hợp theo thời gian của một số KIG ......................... 36
Bảng 3.7. Kết quả đo chỉ số kết dính sinh học của KIG .................................................... 38
Bảng 3.8. Kết quả thử độ ổn định một số KIG với H2O2 5% ............................................. 39


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Công thức cấu tạo phân tử ketorolac tromethamin .............................................. 2
Hình 1.2. Mô phỏng chế độ trượt liên tục ............................................................................ 7
Hình 1.3. (a) Đường cong chảy

(b) Đường cong độ nhớt ................................................ 8

Hình 1.4. Mô phỏng chế độ đo dao động ............................................................................. 9
Hình 1.5. Giản đồ vectơ thể hiện các thành phần của độ nhớt phức hợp ........................... 10
Hình 1.6. Sự thay đổi độ biến dạng theo thời gian ............................................................. 11
Hình 1.7. Sự thay đổi G‘, G‖ của vật liệu có tính xúc biến theo 3 GĐ .............................. 11
Hình 1.8. Mô hình đo lưu biến ........................................................................................... 12
Hình 2.1. Quy trình bào chế in situ gel nhỏ mắt chứa ketorolac tromethamin.................. 16
Hình 2.2. Thiết bị đo chỉ số kết dính sinh học.................................................................... 22
Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn mối tương quan tuyến tính giữa độ hấp thụ và nồng độ .......... 23
Hình 3.2. Kết quả khảo sát tần số dao động của mẫu 20% PF 127 .................................... 24
Hình 3.3. Kết quả khảo sát vùng LVR của mẫu 20% PF 127 ............................................ 24
Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi G‘ và G‖ theo nhiệt độ của mẫu M2 ..................... 25
Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi G‘ và G‖ theo nhiệt độ của mẫu F2 ...................... 30
Hình 3.6. Đồ thị giải phóng dược chất của các KIG có tỷ lệ (%kl/kl) PF 127: PF 68: NaHA khác nhau ..................................................................................................................... 31
Hình 3.7. Đồ thị giải phóng dược chất của các KIG có tỷ lệ (%kl/kl) PF 127: PF68:
HPMC K4M khác nhau ...................................................................................................... 32
Hình 3.8. Đồ thị giải phóng dược chất của các KIG có tỷ lệ (%kl/kl) PF127: PF 68: Pectin

LM khác nhau ..................................................................................................................... 32
Hình 3.9. Đồ thị giải phóng dược chất của các KIG chứa 20,5% PF 127 với tỷ lệ (%kl/kl)
polyme kết dính sinh học khác nhau .................................................................................. 33
Hình 3.10. Đường cong độ nhớt các KIG chứa 20,5% PF 127 với tỷ lệ (%kl/kl) polyme
kết dính sinh học khác nhau ............................................................................................... 34
Hình 3.11. Đường cong độ nhớt của mẫu F2 ..................................................................... 36
Hình 3.12. Đồ thị xác định khả năng phục hồi độ nhớt với mức độ biến dạng trượt lớn của
F2 ........................................................................................................................................ 37


Hình 3.13. Đồ thị xác định khả năng phục hồi độ nhớt của F2 với mức độ biến dạng trượt
lớn qua 3 chu kỳ liên tiếp ................................................................................................... 38
Hình 3.14. Sự thay đổi độ nhớt phức hợp theo thời gian của F2, F7 sau khi trộn với nồng
độ H2O2 5% ........................................................................................................................ 40


ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong thực tế lâm sàng, các bệnh lý ở mắt rất đa dạng, phức tạp và để đạt được
hiệu quả điều trị cao thì dạng dùng tại chỗ là lựa chọn ưu tiên. Ketorolac tromethamin là
một đại diện thuộc nhóm NSAIDs có tác dụng chống viêm mạnh và hiệu quả trong điều
trị sau phẫu thuật ở mắt. Mặc dù vậy, vấn đề sinh khả dụng là thách thức lớn đối với
thuốc nhỏ mắt do tỷ lệ hấp thu thấp, thời gian lưu trước giác mạc ngắn. Ngày nay, in situ
gel có thể nhỏ giọt khi sử dụng và chuyển sang thể gel sau khi tiếp xúc với giác mạc là
dạng bào chế có tiềm năng ứng dụng cao giúp khắc phục các nhược điểm trên.
In situ gel nhỏ mắt ngoài việc đảm bảo các yêu cầu chất lượng của thuốc nhỏ mắt
được quy định trong dược điển như độ trong, vô khuẩn cần có các đặc tính lưu biến phù
hợp với đặc điểm sinh lý của mắt. Lưu biến học có thể dùng để đánh giá các đặc tính quan
trọng của hệ như nhiệt độ tạo gel, độ nhớt tĩnh, khả năng phục hồi độ nhớt sau khi chịu
tác động của mức độ biến dạng trượt lớn; từ đó giúp lựa chọn thành phần công thức phù
hợp, cải thiện hiệu quả điều trị. Tuy nhiên, ở Việt Nam, việc ứng dụng lưu biến học vào

đánh giá và xây dựng công thức còn chưa phổ biến rộng rãi.
Từ những nhận thức trên và xuất phát từ nhu cầu thực tế, chúng tôi thực hiện đề
tài: “Nghiên cứu bào chế in situ gel chứa ketorolac tromethamin” với mục tiêu:
1. Bào chế in situ gel nhỏ mắt chứa ketorolac tromethamin.
2. Đánh giá đặc tính lưu biến, đặc điểm giải phóng dược chất in vitro và khả năng
kết dính sinh học của in situ gel nhỏ mắt chứa ketorolac tromethamin.

1


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Thông tin về dƣợc chất ketorolac tromethamin
1.1.1. Cấu trúc hóa học
- Công thức cấu tạo

ketorolac

tromethamin

Hình 1.1. Công thức cấu tạo phân tử ketorolac tromethamin
- Công thức phân tử: C15H13NO3.C4H11NO3.
- Khối lượng phân tử: 376,40 g/mol.
- Tên khoa học: 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;5-benzoyl-2,3-dihydro-1Hpyrrolizine-1-carboxylic acid [26].
1.1.2. Tác dụng, chỉ định, liều dùng
- Tác dụng: Ketorolac tromethamin là dẫn chất của acid pyrolizine carboxylic, thuộc
nhóm NSAIDs; có tác dụng giảm đau, hạ sốt, chống viêm. Tuy nhiên, ketorolac
tromethamin chủ yếu sử dụng với tác dụng giảm đau mạnh, chống viêm trung bình [2],
[6].
- Chỉ định trong nhãn khoa: Dung dịch nhỏ mắt chứa ketorolac tromethamin dùng tại chỗ
để điều trị triệu chứng viêm kết mạc dị ứng theo mùa, giảm viêm sau phẫu thuật thay thủy

tinh thể [6], [25].
- Liều dùng trong điều trị nhãn khoa: mắt cần điều trị được nhỏ dung dịch nhỏ mắt
ketorolac tromethamin 0,4% mỗi lần 1 giọt, 4 lần 1 ngày, trong vòng không quá 4 ngày
sau phẫu thuật. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng dung dịch nhỏ mắt ketorolac
tromethamin 0,4% có hiệu quả tương đương với ketorolac tromethamin 0,5% trong tác
dụng giảm đau, chống viêm, đồng thời có ít báo cáo hơn về triệu chứng nóng hoặc ngứa
tại mắt trên các thử nghiệm lâm sàng [25].
2


1.1.3. Các sản phẩm nhãn khoa chứa ketorolac tromethamin
Ketorolac tromethamin được sử dụng trong nhãn khoa dưới dạng chế phẩm đơn
độc hoặc phối hợp với một số dược chất khác.
Bảng 1.1. Một số dung dịch nhỏ mắt chứa ketorolac tromethamin
Loại chế
phẩm
Chế phẩm
đơn độc
Chế phẩm
phối hợp

Hàm lƣợng dƣợc chất

Tên biệt dƣợc

Ketorolac tromethamin 0,5%
Ketorolac tromethamin 0,45%
Ketorolac tromethamin 0,4%
Ketorolac tromethamin 0,5% và Ofloxacin 0,3%
Ketorolac tromethamin 0,5% và Moxifloxacin 0,5%

Ketorolac tromethamin 0,5% và Dexamethason 0,1%

Acular Liq 0,5%
Acuvail
Acular Ls
Ketlur Plus
Famox-K
Ketro-D

1.2. In situ gel nhỏ mắt
1.2.1. Đặc điểm sinh lý liên quan đến hấp thu thuốc tại mắt
Các bệnh lý ở mắt rất đa dạng, phức tạp và để đạt được hiệu quả điều trị cao thì
dạng dùng tại chỗ là lựa chọn ưu tiên. Tuy nhiên, thuốc tác dụng tại chỗ ở mắt có sinh khả
dụng thấp do các đặc điểm sinh lý của mắt như:
-

Hoạt động của hệ thống nước mắt: rửa trôi, pha loãng, phân hủy thuốc.

-

Chớp mắt: đẩy phần lớn thuốc ra ngoài.

-

Cấu tạo giải phẫu hệ thống giác mạc, kết mạc: hạn chế hấp thu thuốc.

Để tăng sinh khả dụng của thuốc nhỏ mắt có thể áp dụng nhiều biện pháp để tác
động đến sự hấp thu thuốc ở mắt theo 2 hướng sau:
- Kéo dài thời gian lưu thuốc trước giác mạc: tăng độ nhớt; kết dính sinh học; giảm
kích ứng, chuyển sang dạng bào chế hỗn dịch, gel, in situ gel, hệ vi tiểu phân.

- Tăng khả năng thấm thuốc qua giác mạc: thêm chất diện hoạt, thêm chất khóa ion
Ca2+ , điều chỉnh tỷ lệ ion hóa.
In situ gel được xem là dạng bào chế có tiềm năng ứng dụng cao giúp cải thiện
hiệu quả điều trị các bệnh về mắt do làm tăng thời gian lưu của thuốc trước giác mạc.

3


1.2.2. Định nghĩa in situ gel nhỏ mắt
In situ gel là dung dịch các polyme có đặc tính chuyển thể sol-gel một cách thuận
nghịch [2] dưới tác động của các tác nhân như nhiệt độ, ion, pH, dung môi hay tia UV
[16], [18], [27].
In situ gel nhỏ mắt là dạng bào chế tại điều kiện bảo quản tồn tại ở thể sol, sau khi
tiếp xúc với giác mạc chuyển sang thể gel dưới tác động của các điều kiện sinh lý tại chỗ
như nhiệt độ, pH và thành phần điện giải [29].
1.2.3. Ưu, nhược điểm của in situ gel nhỏ mắt
In situ gel nhỏ mắt có các ưu, nhược điểm sau [28]:
 Ưu điểm
- Ở điều kiện bảo quản, tồn tại dưới dạng dung dịch, dễ dàng nhỏ vào mắt như các
dung dịch nhỏ mắt thông thường.
- Sau khi nhỏ vào mắt chuyển sang thể gel với độ nhớt cao nên giảm sự pha loãng bởi
nước mắt và ít bị loại trừ theo ống mũi lệ, từ đó giúp kéo dài thời gian tiếp xúc với niêm
mạc mắt.
- Dược chất được giải phóng từ từ trước giác mạc giúp giảm tần suất bệnh nhân phải
sử dụng thuốc.
 Nhược điểm
- Có thể gây cảm giác dính và tạo phản xạ chớp mắt do khó chịu hoặc kích ứng.
- Đặc điểm của gel hình thành phụ thuộc vào đặc điểm sinh lý của từng cá thể.
1.2.4. Một số tá dược tạo in situ gel
Phân loại in situ gel thường dựa trên cơ chế tạo gel với 3 nhóm chính là nhạy cảm

nhiệt, nhạy cảm pH và nhạy cảm ion [28]. Trong đó, in situ gel nhạy cảm nhiệt được
nghiên cứu nhiều nhất. Dưới sự thay đổi nhiệt độ, độ tan của các polyme trong hệ thay đổi
được xem là nguyên nhân chính dẫn đến hệ chuyển từ trạng thái dung dịch lỏng sang
trạng thái gel nhớt. Ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tạo gel, liên kết hydro giữa các nhóm
chức thân nước trên bề mặt polyme với phân tử nước làm tăng khả năng hòa tan các chuỗi
polyme do đó hệ tồn tại ở thể sol. Ở nhiệt độ cao hơn hoặc bằng nhiệt độ tạo gel, các liên
kết hydro trên bị phá vỡ, tương tác polyme - polyme và nước - nước chiếm ưu thế hơn, hệ
từ thể sol chuyển sang thể gel [32].
4


Một số polyme thường dùng trong in situ gel nhạy cảm nhiệt độ [28], [32]:
 Poloxamer (tên thương mại: Pluronics) là chất diện hoạt không ion hóa, tan được
trong nước, cấu trúc gồm một chuỗi poly propylenoxid (PPO) kỵ nước ở giữa và bao
quanh bởi hai chuỗi poly ethylenoxid (PEO) thân nước (PEO-PPO-PEO). Tùy thuộc vào
tỉ lệ và sự phân bố của chuỗi thân thân nước và chuỗi kỵ nước, các poloxamer với phân tử
khối khác nhau có các đặc tính tạo gel khác nhau. Trong đó, PF 127 và PF 68 có khả năng
tạo gel trong suốt, không màu, được sử dụng nhiều trong công nghiệp bào chế. Các
poloxamer được ghi nhận là dung nạp tốt và không gây hại đến giác mạc thỏ và chuột kể
cả với nồng độ cao (25 - 30%). Ở nhiệt độ thấp, poloxamer tồn tại dưới dạng các chuỗi
polyme dài. Khi tăng nhiệt độ, đầu kỵ nước của chuỗi polyme quay vào trong, đầu thân
nước hướng ra ngoài, micell bắt đầu được hình thành. Khi đạt tới nhiệt độ tạo gel xác
định, poloxamer tồn tại dưới dạng các micell xếp sát nhau và có thể móc nối với nhau
hình thành gel với độ nhớt cao.
 Dẫn xuất cellulose có đặc tính tạo in situ gel ở nồng độ thấp (1 - 10%) như MC và
HPMC. Nhiệt độ chuyển pha sol - gel của MC là 40-50˚C, trong khi của HPMC là 7590˚C. Nhiệt độ chuyển pha này có thể thay đổi dưới tác động của các tác nhân vật lý và
hóa học: như natri clorid làm giảm nhiệt độ tạo gel của MC xuống còn 32 - 34˚C hay
giảm số lượng nhóm thế của HPMC khiến nhiệt độ tạo gel còn khoảng 40˚C.
 Xyloglucan là polyme được chiết xuất từ hạt me có nhiệt độ chuyển thể sol - gel
giảm từ 40˚C xuống 5˚C tương ứng với tỷ lệ galactose bị thủy phân tăng từ 35 - 58%.

1.2.5. Một số polyme kết dính sinh học dùng trong nhãn khoa
Để kéo dài thời gian lưu của thuốc trên giác mạc và duy trì nồng độ điều trị tại chỗ,
các polyme kết dính sinh học có thể được thêm vào giúp tối ưu hóa thành phần công thức
in situ nhỏ mắt. Các yếu tố của polyme ảnh hưởng tới khả năng kết dính là nồng độ, mức
độ hydrat hóa, khối lượng phân tử, các nhóm chức, tính linh động [9], [14].

5


Bảng 1.2. Các polyme có khả năng kết dính sinh học với niêm mạc mắt [19]
STT
1
2
3
4
5

Polyme
Poly acrylic
acid
Carbomer
Hyaluronan
Chitosan
Na CMC

Khả
năng
ion hóa

Khả

năng
STT
kết dính

A

+++

6

A
A
C
A

+++
+++
++
++

7
8
9
10

Polyme

Khả
năng
ion hóa


Khả
năng
kết dính

A

++

A
NI
NI
NI

++
+
+
+

Natri
aliginat
Pectin LM
Poloxamer
HPMC
PVA

Chú thích: Khả năng ion hóa: A: anion; C: cation; NI: không ion hóa.
Khả năng kết dính: ―+++‖: rất tốt; ―++‖: tốt; ―+‖: kém.
1.2.6. Một số nghiên cứu về in situ gel nhỏ mắt
Al Khateb và cộng sự đã nghiên cứu công thức in situ gel nhỏ mắt nhạy cảm nhiệt

độ sử dụng tá dược tạo gel là PF 127 và PF 68. Kết quả cho thấy, nhiệt độ tạo gel tăng lên
khi tăng nồng độ PF 68 và giảm nồng độ PF 127. Công thức chứa 20% (kl/kl) PF 127 có
thể tạo gel trong suốt ở điều kiện sinh lý của mắt và được đánh giá là không gây kích ứng
sinh học đáng kể, đồng thời kéo dài thời gian lưu giữ thuốc trên giác mạc hơn so với các
công thức khác [7].
Gang Wei và cộng sự nghiên cứu công thức in situ gel nhỏ mắt chứa 21% PF
127:10% PF 68 tồn tại dưới dạng lỏng ở 25°C và chuyển sang dạng gel ở nhiệt độ
của mắt. Công thức được phối hợp thêm 0,2% Na-HA để tăng kết dính và kéo dài
thời gian lưu giữ thuốc trên giác mạc. Việc phối hợp thêm Na-HA làm giảm nhẹ
nhiệt độ tạo gel vì quá trình chuyển từ thể sol sang thể gel hoàn toàn diễn ra nhanh
hơn [32].
Đỗ Thị Kim Oanh đã nghiên cứu bào chế in situ gel nhỏ mắt chứa natri diclofenac
(DIG) sử dụng tá dược tạo gel PF127, PF 68 và chất tăng độ nhớt là Carbopol 940. Tỷ lệ
PF 127, PF 68 được lựa chọn lần lượt là 19% và 10%. Nồng độ Carbopol 940 khảo sát là
0%; 0,1% và 0,2% nhìn chung không ảnh hưởng tới nhiệt độ tạo gel của DIG nhưng khi
tăng nồng độ Carbopol thì khả năng kết dính sinh học tăng. Các công thức đều giải phóng
dược chất nhanh trong những giờ đầu, sau đó giải phóng duy trì và kéo dài [3].
6


1.3. Lƣu biến học và ứng dụng của lƣu biến trong nghiên cứu bào chế in situ gel
Lưu biến học là khoa học nghiên cứu sự biến dạng và chảy của vật liệu [23].
Hai chế độ thường được sử dụng để đánh giá các tính chất lưu biến là chế độ
trượt liên tục (Rotational test) và chế độ đo dao động (Oscillatory test).
1.3.1. Ứng dụng chế độ trượt liên tục
Khi thực hiện đo ở chế độ trượt liên tục, vật liệu chịu tác dụng của những lực trượt
song song theo một chiều duy nhất trong suốt quá trình trượt. Kết quả thu được sau phép
đo là đồ thị đường cong chảy - flow curve (thể hiện mối quan hệ giữa ứng suất trượt với
tốc độ trượt) hoặc đường cong độ nhớt - viscosity curve (thể hiện mối quan hệ giữa tốc độ
trượt với độ nhớt trượt).


Hình 1.2. Mô phỏng chế độ trƣợt liên tục
 Độ nhớt trƣợt η (shear viscosity) và độ nhớt nghỉ η0 (zero-shear viscosity)
Để xác định được độ nhớt trượt, thiết bị đo lưu biến sẽ áp dụng một tốc độ trượt
biết trước lên mẫu và đo giá trị ứng suất trượt tạo ra cho hệ đó hoặc tác động một ứng suất
trượt biết trước lên mẫu và đo tốc độ trượt gây ra cho hệ. Việc cố định thông số nào phụ
thuộc vào độ nhạy của máy cũng như ứng dụng của phép đo.
Độ nhớt nghỉ là độ nhớt của hệ khi tốc độ trượt tiến gần về 0. Trong một số trường
hợp, khi thiết bị đo lưu biến không đủ nhạy để tạo ra các giá trị tốc độ trượt đủ nhỏ, có thể
xác định độ nhớt nghỉ bằng cách hồi quy dữ liệu thu được từ đường cong độ nhớt và
ngoại suy theo một số mô hình như mô hình Cross, Williamson.
Trên thực tế, đa phần các in situ gel dùng trong nhãn khoa đều là các chất lỏng phi
Newton, có độ nhớt thay đổi theo tốc độ trượt và mức độ thay đổi phụ thuộc vào bản chất
cũng như cấu trúc hoá lý của hệ. Trong khi đó, trong quá trình thực hiện các thử nghiệm
in vitro, ex vivo và phần lớn thời gian khi dùng in vivo các mẫu đều ở trạng thái nghỉ. Vì
vậy, việc xác định được độ nhớt nghỉ sẽ giúp nhà bào chế đánh giá chính xác hơn ảnh
7


hưởng của tá dược tạo gel lên khả năng giải phóng thuốc cũng như khả năng lưu giữ của
các hệ này.
Bên cạnh độ nhớt nghỉ và độ nhớt trượt, chế độ trượt liên tục còn cho phép đánh
giá các đặc tính lưu biến khác của in situ gel.
 Các đặc tính biến dạng chảy lỏng và biến dạng đông đặc
Các chất lỏng phi Newton được chia làm 2 loại:
 Vật liệu biến dạng chảy lỏng (shear-thinning) có giá trị độ nhớt trượt giảm dần khi
tốc độ trượt tăng, thể hiện bởi đường cong chảy có độ dốc giảm dần.
 Vật liệu biến dạng đông đặc (shear-thickening) có giá trị độ nhớt trượt tăng dần khi
tốc độ trượt tăng, thể hiện bởi đường cong chảy với độ dốc tăng dần.


(a)

(b)

Hình 1.3. (a) Đƣờng cong chảy

(b) Đƣờng cong độ nhớt

(1) Chất lỏng Newton (2) Vật liệu biến dạng chảy lỏng (3) Vật liệu biến dạng đông đặc
Tính chất biến dạng chảy lỏng là tính chất có lợi với dạng bào chế dùng trong nhãn
khoa. Thật vậy, khi chớp mắt, nước mắt hoặc các chế phẩm tại chỗ sẽ biến dạng với tốc
độ trượt rất lớn. Do vậy, việc độ nhớt giảm khi tốc độ trượt cao sẽ làm giảm khó chịu cho
bệnh nhân khi sử dụng. Trên thực tế, rất nhiều chế phẩm nước mắt nhân tạo là các chất
lỏng biến dạng chảy lỏng.
1.3.2. Ứng dụng chế độ đo dao động
Khi tiến hành chế độ đo dao động, vật liệu chịu tác động bởi các dao động có tần
số nhất định gây ra ứng suất dao động lan truyền theo kiểu sóng hình sin.

8


Hình 1.4. Mô phỏng chế độ đo dao động
Trong quá trình dao động, các thành phần cấu trúc khác nhau của vật liệu đàn hồi
nhớt cho đáp ứng theo hai cơ chế chính: tích trữ năng lượng đàn hồi và tiêu thụ năng
lượng nhớt. Hai đáp ứng này được thể hiện thông qua mô-đun đàn hồi G‘ (storage
modulus) và mô-đun nhớt G‖ (loss modulus).
 Mô-đun đàn hồi G’ (storage modulus)
Giá trị G‘ là đại lượng đo năng lượng biến dạng được tích trữ trong mẫu suốt quá
trình trượt. Sau khi loại bỏ lực trượt, năng lượng dự trữ này được dùng trong quá trình hồi
phục lại mẫu, bù lại một phần hoặc hoàn toàn sự biến dạng cấu trúc trước đó. Những vật

liệu lưu trữ được toàn bộ năng lượng biến dạng có thể đảo ngược quá trình biến dạng và
phục hồi hoàn toàn về hình dạng ban đầu sau khi chịu tác động lực. Vì thế, G‘ đại diện
cho tính đàn hồi của vật liệu.
 Mô-đun nhớt G” (loss modulus)
Giá trị G‖ là đại lượng đo năng lượng biến dạng bị tiêu thụ của mẫu sau quá trình
trượt. Năng lượng này mất đi do ma sát khi các phân tử hoặc tiểu phân cấu tạo lên vật liệu
di chuyển tương đối, một phần dùng để làm nóng vật liệu, một phần nhỏ do mất nhiệt ra
môi trường xung quanh. Những vật liệu có năng lượng biến dạng bị tiêu thụ không thể
đảo ngược hoàn toàn quá trình biến dạng và sẽ bị thay đổi cấu trúc sau khi chịu tác động
của ngoại lực. Vì thế, G‖ đại diện cho tính nhớt của vật liệu.
 Độ nhớt phức hợp η* (Complex viscosity)
Độ nhớt phức hợp η* (Pa.s) gồm 2 thành phần là phần thực η‘ (real part of the complex
viscosity) và phần ảo η‖ (imaginary part of the complex viscosity).

9


Ta có:
η* = √
Trong đó
- Phần thực: η‘ =
Hình 1.5. Giản đồ vectơ thể hiện các thành phần
- Phần ảo: η‖ =

của độ nhớt phức hợp

Chế độ đo dao động thường được thực hiện trong vùng đàn hồi nhớt tuyến tính LVR
(linear viscoeleastic range) là khoảng ứng suất trượt mà tại đó giá trị mô-đun đàn hồi G‘
và mô-đun nhớt G‖ gần như không đổi khi tần số thay đổi. So với chế độ trượt liên tục,
chế độ đo dao động có ưu điểm là không phá hủy cấu trúc vật liệu khi tiến hành thí

nghiệm trong vùng LVR.
 Tính xúc biến, tính lƣu biến
Các chất lỏng biến dạng chảy lỏng có độ nhớt giảm dần khi tăng tốc độ trượt
nhưng không phụ thuộc vào thời gian. Nói cách khác, khi tác động một tốc độ trượt hay
ứng suất trượt nhất định lên hệ, độ nhớt của hệ là không đổi ngay cả khi tăng thêm thời
gian mà hệ chịu tác động của ngoại lực. Ngược lại, hệ xúc biến (thixotropy) có độ nhớt tỷ
lệ nghịch với thời gian.
Các hệ lưu biến (rheopexy) cũng có độ nhớt phụ thuộc vào thời gian, nhưng độ
nhớt tỷ lệ thuận với thời gian tác dụng lực, ngược lại so với hệ xúc biến [23].
Việc xác định tính xúc biến của in situ gel cho phép đánh giá sơ bộ tốc độ và mức
độ phục hồi cấu trúc cũng như khả năng duy trì được độ nhớt cao của hệ này khi chịu tác
động với tốc độ trượt rất cao của các lần chớp mắt. Để xác định tính xúc biến hay lưu
biến, chế độ tối ưu là đo dao động. Phép đo gồm 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1 (t0 – t1): Mẫu được ổn định ở một ứng suất trượt nhỏ (nằm trong vùng LVR)
và xác định giá trị G‖ và G‘ hằng định.
+ Giai đoạn 2 (t1 – t2 ): Mẫu chịu tác động của ứng suất trượt lớn (nằm ngoài vùng LVR)
để phá vỡ cấu trúc bên trong, giá trị G‘ và G‖ giảm mạnh.
+ Giai đoạn 3 (t2 – t3): Mẫu quay lại ổn định ở điều kiện như giai đoạn 1 và xác định thời
gian để mẫu phục hồi giá trị G‖ và G‘ như đã được xác định ở giai đoạn 1.
10


Sự thay đổi theo thời gian của mức độ biến dạng trượt cũng như G‘, G‖ được biểu
diễn trên hình 1.6 và hình 1.7.

Hình 1.6. Sự thay đổi độ biến dạng theo thời gian

Hình 1.7. Sự thay đổi G’, G” của vật liệu có tính xúc biến theo 3 GĐ
(1) Giá trị G‘ cố định ở ứng suất trượt nhỏ


(2) Phá hủy cấu trúc mẫu

(3) Sự tái cấu trúc mẫu
1.3.3. Các mô hình đo lưu biến
Có 3 mô hình được sử dụng để đo lưu biến các chất lỏng: mô hình cối - chày, mô
hình côn - đĩa và mô hình 2 đĩa song song. Mỗi mô hình có ưu điểm, nhược điểm và phù
hợp với các điều kiện mẫu khác nhau. Mô hình cối - chày phù hợp với các chất lỏng có độ
nhớt thấp. Mô hình côn - đĩa và mô hình 2 đĩa song song phù hợp để đo các mẫu có độ
nhớt trung bình và cao.

11


Hình 1.8. Mô hình đo lƣu biến
(a) Mô hình cối - chày

(b) Mô hình côn - đĩa (c) Mô hình 2 đĩa song song

Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng mô hình côn - đĩa để đánh giá các đặc
tính lưu biến của hệ. So với mô hình 2 đĩa song song, mô hình côn - đĩa tạo ra điều kiện
trượt đồng nhất ở tất cả các vị trí so với côn và nhược điểm là mẫu đo cần thời gian ổn
định để loại bỏ ngoại lực tác dụng khi hạ côn xuống đúng khoảng cách. Ngoài ra, mô hình
côn - đĩa còn có ưu điểm cần lượng mẫu nhỏ, dụng cụ dễ vệ sinh [23].
Tuy nhiên, mô hình này vẫn còn một số nhược điểm. Chẳng hạn, mẫu có thể bay
hơi qua góc cắt, và không đồng đều về nhiệt nếu nhiệt độ chỉ được kiểm soát bằng đĩa bên
dưới. Để khắc phục các nhược điểm trên có thể sử dụng buồng giữ dung môi và bổ sung
thêm các thiết bị điều nhiệt phía trên. Bên cạnh đó, mô hình côn - đĩa không phù hợp để
đo lưu biến của các hệ hỗn dịch có kích thước tiểu phân lớn.
Với việc ứng dụng lưu biến học, nghiên cứu tiến hành đánh giá các đặc tính của in
situ gel như nhiệt độ tạo gel, mô-đun đàn hồi, độ nhớt phức hợp, độ nhớt nghỉ, xác định

các tính chất biến dạng chảy lỏng hay khả năng phục hồi độ nhớt sau khi chịu tác động
với mức độ biến dạng trượt lớn; từ đó góp phần lựa chọn thành phần công thức bào chế
phù hợp với các đặc điểm sinh lý tại mắt.

12


CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị
2.1.1. Nguyên liệu
Nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu được trình bày ở bảng 2.1.
Bảng 2.1. Nguyên liệu và hóa chất sử dụng trong quá trình thực nghiệm
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16


Tên nguyên liệu
Ketorolac tromethamin
Poloxamer 407
Poloxamer 188
Natri hyaluronat
HPMC K4M
Pectin LM
Poly vinyl alcol
Kali dihydrophosphat
Natri hydroxyd
Acid phosphoric
Natri clorid
Calci clorid dihydrat
Natri bicarbonat
Benzalkonium clorid
Hydro peroxid
Nước tinh khiết

Nguồn gốc
Singapo
Đức
Đức
Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc

Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc
Trung Quốc
Việt Nam

Tiêu chuẩn
USP 34
TCNSX
TCNSX
TCNSX
TCNSX
TCNSX
TCNSX
TKHH
DĐVN IV
DĐVN IV
DĐVN IV
DĐVN IV
DĐVN IV
DĐVN IV
TKHH
DĐVN IV

2.1.2. Thiết bị
- Máy đo lưu biến Discovery Hybrid Rheometer HR-1 (Mỹ).
- Hệ thống đánh giá giải phóng thuốc qua màng Hanson Research (Mỹ).
- Máy quang phổ UV-VIS HITACHI U-5100 (Nhật).
- Máy đo độ bền gel Texture Analyzer CT3 1500 (Mỹ).
- Máy đo pH Mettler Toledo (Nhật).

- Máy khuấy từ Wisd MSH – 20A (Hàn).
- Nồi hấp tiệt khuẩn ALP – Model KT-30L (Nhật).
- Máy cất nước 2 lần SAMBO – Model IWD-2000D (Hàn).
- Bể siêu âm Ultrasonic Sartorius (Đức).
- Màng lọc cellulose acetat kích thước 0,2 µm; 0,45 µm.
13


- Màng thẩm tích 12000 – 14000 Dalton.
- Tủ lạnh, tủ sấy, cân kỹ thuật, cân phân tích, các dụng cụ thủy tinh khác.
2.1.3. Động vật thí nghiệm
Thỏ trắng trưởng thành khỏe mạnh, có trọng lượng 2,0 - 2,5 kg, không có bất cứ
bất thường nào trên mắt, được nuôi trong điều kiện dinh dưỡng đầy đủ, có kiểm soát.
2.2. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu bào chế in situ gel nhỏ mắt chứa ketorolac tromethamin 0,4% và
đánh giá các đặc tính của hệ gồm: tính chất vật lý, đặc tính lưu biến, đặc điểm giải
phóng dược chất in vitro, khả năng kết dính sinh học.
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp bào chế in situ gel
 Phương pháp bào chế in situ gel trắng không chứa dược chất
In situ gel trắng (100 g) được bào chế theo các bước sau:
Bước 1: Pha 100 mL dung dịch đệm phosphat pH 7,4
Bước 2: Chuẩn bị dung dịch polyme
- Cân chính xác theo tỷ lệ và thêm từ từ PF 127, PF 68 vào dung dịch đệm, thêm
đệm vừa đủ 100 g rồi khuấy từ liên tục 1 giờ, tốc độ 100 vòng/phút.
- Bảo quản mẫu trong tủ lạnh 2 - 8˚C, ít nhất 24 giờ để polyme trương nở hoàn
toàn, tạo dung dịch trong suốt.
- Lấy mẫu đã trương nở hoàn toàn ra khỏi tủ lạnh, khuấy từ liên tục 1 giờ, tốc độ
100 vòng/phút để đảm bảo in situ gel đồng nhất và bảo quản mẫu trong tủ lạnh 2 - 8˚C.
Sau khi lựa chọn tỷ lệ PF 127 và PF 68 có nhiệt độ tạo gel thích hợp với in situ gel

nhỏ mắt, sử dụng tỷ lệ này để tiếp tục xây dựng và bào chế các mẫu in situ gel chứa
ketorolac tromethamin (KIG).
 Phương pháp bào chế in situ gel nhỏ mắt chứa ketorolac tromethamin
Vì poloxamer không có khả năng kết dính sinh học tốt [8], [19] nên để hoàn thiện
công thức in situ gel nhỏ mắt chứa ketorolac tromethamin (KIG), nghiên cứu tiến hành
khảo sát các công thức KIG chứa một số polyme kết dính sinh học (natri hyaluronat –
Na-HA, HPMC K4M, Pectin LM, PVA) với các nồng độ khác nhau.

14


Mỗi công thức KIG (100 g) được bào chế theo trình tự như sau:
Bước 1: Chuẩn bị dung dịch đệm
- Pha 100 mL dung dịch đệm phosphat pH 7,4.
- Lọc qua màng cellulose acetat 0,2 µm.
Bước 2: Chuẩn bị dung dịch dược chất
- Cân chính xác và hòa tan hoàn toàn ketorolac tromethamin, benzalkonium clorid
vào khoảng 10 g dung dịch đệm.
- Lọc qua màng cellulose acetat 0,2 µm.
Bước 3: Chuẩn bị dung dịch polyme
- Cân chính xác theo tỷ lệ và thêm từ từ polyme kết dính sinh học (Na-HA, HPMC
K4M, Pectin LM, PVA) vào khoảng 60 g dung dịch đệm, khuấy từ liên tục 1 giờ, tốc
độ 100 vòng/phút. Sau đó, để ít nhất 12 giờ cho polyme kết dính trương nở hoàn toàn
(với mẫu chứa Na-HA và HPMC K4M để trương nở trong tủ lạnh 2 - 8˚C).
- Cân chính xác theo tỷ lệ và thêm từ từ PF 127, PF 68; khuấy từ liên tục 1 giờ, tốc
độ 100 vòng/phút, để trong tủ lạnh 2 - 8˚C ít nhất 24 giờ để polyme trương nở hoàn
toàn tạo dung dịch trong suốt.
Bước 4: Phối hợp 2 dung dịch
- Phối hợp 2 dung dịch trên, cân và bổ sung dung dịch đệm vừa đủ 100 g.
- Khuấy từ liên tục 1giờ, tốc độ 100 vòng/phút để đảm bảo thu được in situ gel

đồng nhất.
Bước 5: Tiệt khuẩn bằng nhiệt ẩm ở 121˚C trong 15 phút.
Bước 6: Đóng gói và bảo quản trong tủ lạnh 2 - 8˚C.

15