4 phương pháp bay hơi dung môi trong bào chế hệ phân tán rắn

Trungtamthuoc.com - Bào chế hệ phân tán rắn có thể thực hiện bằng phương pháp bay hơi dung môi gồm các kỹ thuật như kỹ thuật đồng kết tủa, dung môi siêu tới hạn, kỹ thuật sấy phun, kỹ thuật tầng sôi. Hãy cùng Trung Tâm Thuốc Central Pharmacy tìm hiểu về nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm và ứng dụng của các kỹ thuật này trong bài viết dưới đây.

1 Tổng quan về phương pháp bay hơi dung môi

Trong bào chế hệ phân tán rắn thì phương pháp bay hơi dung môi được áp dụng rộng rãi để cải thiện độ tan của các chất kém tan trong nước. Phương pháp này hoà tan các hoạt chất và tá dược trong dung môi hữu cơ nên cũng hạn chế được ảnh hưởng của nhiệt đến các thành phần không bền với nhiệt vì thông thường nhiệt độ bay hơi của các dung môi hữu cơ khá thấp.^[1]

Quy trình chung của phương pháp gồm:

• Hoà tan dược chất và tá dược trong dung môi hữu cơ thích hợp, đảm bảo các thành phần tham gia bào chế được hòa tan hoàn toàn và dung môi an toàn cho sử dụng dược phẩm.
• Bay hơi: sử dụng các kỹ thuật khác nhau như sấy phun, đồng kết tủa, dung môi siêu tới hạn… để loại bỏ dung môi.
• Kết thúc: sau khi có hệ phân tán rắn sẽ được xử lý tiếp tục bằng các biện pháp nghiền, rây, hay trộn để tạo thành dạng bào chế mong muốn.

Ứng dụng:

Trong thực tiễn phương pháp bay hơi dung môi được sử dụng nhiều để bào chế thuốc cho các dược chất như Azithromycin, tectorigenin, Piroxicam, Indomethacin, thuốc ung thư Paclitaxel, Docetaxel, Loratadine, Diclofenac, axit abietic, efavirenz và Repaglinide.

2 Kỹ thuật đồng kết tủa (Co-precipitation)

Trong phương pháp bay hơi dung môi, kỹ thuật đồng kết tủa được sử dụng dựa trên nguyên lý tạo tủa dược chất và tá dược polymer trong dung môi, từ đó cải thiện độ tan, độ ổn định, Sinh khả dụng của những thuốc có độ hòa tan kém. Nhờ phương pháp đồng kết tủa, các chất được đồng nhất dưới dạng phân tử hoặc nano, giúp tăng tốc độ hoà tan của thuốc.^[2]

2.1 Quy trình của kỹ thuật đồng kết tủa

Chuẩn bị dung dịch: Thuốc và tá dược polymer (như PVP hoặc HPMC) được hòa tan trong cùng một dung môi.

Kết tủa: Một dung môi khác không tương hợp (thường là nước) được thêm vào Dung dịch đồng nhất một cách từ từ, làm cho cả thuốc và tá dược kết tủa đồng thời.

Tách và làm khô: Hỗn hợp kết tủa được lọc, rửa và làm khô, tạo ra một hệ phân tán rắn.

3 Dung môi siêu tới hạn (Supercritical Fluids - SCF)

Phương pháp dung môi siêu tới hạn (Supercritical Fluids - SCF) là một kỹ thuật ngày càng sử dụng phổ biến trong bào chế hệ phân tán rắn. Phương pháp này giúp cải thiện độ tan của thuốc, tạo hạt nano, và phát triển các công thức giải phóng kiểm soát. CO₂ siêu tới hạn (scCO₂) là chất thường được dùng làm dung môi vì không độc hại, không gây cháy nổ và dễ loại bỏ sau quá trình xử lý.

3.1 Quy trình của phương pháp dung môi siêu tới hạn

Lựa chọn dung môi: Dung môi siêu tới hạn cần phải có khả năng hòa tan các chất như chất lỏng nhưng có độ nhớt thấp hơn và độ khuếch tán tốt hơn. Thông thường trong kỹ thuật này sẽ sử dụng CO2.

Hoà tan dược chất và tá dược: hòa tan của các hợp chất trong scCO₂, sau đó phun qua vòi phun vào bình áp suất thấp hơn, nhanh chóng hình thành mầm tinh thể, tạo hệ phân tán rắn trong thời gian ngắn.

Bay hơi dung môi: dung môi CO2 dễ dàng tách ra khỏi sản phẩm nhờ giảm áp suất để trở về trạng thái khí.

4 Kỹ thuật sấy phun (Spray drying)

Phương pháp sấy phun là một kỹ thuật phổ biến để chuyển hóa dung dịch hoặc hỗn dịch thành dạng bột khô bằng cách làm khô nhanh chóng với dòng khí nóng, thường là không khí. Phương pháp này thường được dùng để sản xuất các loại bột có kích thước hạt đồng đều, tăng cường độ tan của các thuốc khó tan, và tạo ra các chế phẩm ổn định, dễ xử lý.

4.1 Quy trình sấy phun

Chuẩn bị dung dịch: hoà tan thuốc và tá dược trong dung môi phù hợp, sử dụng các loại tá dược có công dụng tăng độ ổn định như polymer.

Phun sương: Dung dịch hoà tan dạng lỏng được phun thành sương mịn hoặc giọt nhỏ nhờ bộ phận phun sương trong thiết bị sấy phun.

Sấy khô: Các giọt sương mù tiếp xúc với dòng khí nóng, làm bay hơi dung môi nhanh chóng và để lại các hạt bột khô.

Thu hồi hạt khô: Hạt khô sau đó được tách ra nhờ bộ phận tách cyclone hoặc bộ lọc, tách chúng ra khỏi dòng khí nóng.

Một số loại sấy phun khác:

• Sấy phun đông khô: quy trình tương tự sấy phun nhưng hoạt chất ở dạng giọt sương sẽ được làm đông lạnh trước khi sấy dưới chân không, phù hợp với các hợp chất cực kỳ nhạy cảm với nhiệt.
• Sấy phun điện: Sử dụng trường điện để kiểm soát kích thước giọt mịn hơn, lý tưởng cho việc tạo ra hạt nano và bột siêu mịn trong quá trình phun sấy.

5 Kỹ thuật tầng sôi (Fluidized Bed - FB)

Trong ngành dược phẩm, phương pháp tầng sôi (Fluidized Bed - FB) là một kỹ thuật dùng để sấy khô, tạo hạt, bao phủ và vi bao các hạt hoặc bột. Phương pháp này sử dụng dòng khí hoặc không khí thổi từ phía dưới lên với tốc độ đủ cao để làm các hạt rắn nổi lên và chuyển động tuần hoàn như chất lỏng. Sự chuyển động này giúp các hạt được sấy khô, phủ hoặc tạo hạt đồng đều, vì thế phương pháp tầng sôi được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất các dạng thuốc rắn như viên nén và viên nang.^[3]

5.1 Quy trình kỹ thuật tầng sôi

Tạo tầng sôi: Các hạt rắn được đặt vào buồng, sau đó phun khí nóng từ phía dưới lên, giúp chúng tiếp xúc đồng đều với khí nóng, đảm bảo trộn kỹ các thành phần.

Phun dung dịch: Để tạo hạt, các dung dịch được phun lên các hạt đang trong trạng thái tầng sôi, giúp chúng kết nối với nhau tạo thành hạt có kích thước như mong muốn.

Sấy khô: Các hạt được sấy khô nhờ khí nóng nhằm loại bỏ độ ẩm ra khỏi hạt, hạt tạo thành đồng đều và cứng chắc.

Làm nguội và thu hồi hạt: Sau khi sấy khô, các hạt được làm nguội và thu hồi dưới dạng bột hoặc hạt.

6 Kết luận

Các phương pháp bay hơi dung môi phù hợp với thuốc kém bền với nhiệt, có tính chất khó tan. Phương pháp này giúp tạo ra các sản phẩm thuốc có độ hòa tan cao, sinh khả dụng tốt và có khả năng kiểm soát giải phóng. Việc lựa chọn các kỹ thuật trong bào chế hệ phân tán rắn phụ thuộc vào tính chất thuốc và yêu cầu dạng bào chế.
 

Tài liệu tham khảo