Phương pháp bay hơi dung môi trong bào chế hệ phân tán rắn – Kỹ thuật sấy phun (P4)

Dựa trên nguyên lý bay hơi dung môi, các kỹ thuật thường được sử dụng để bào chế hệ phân tán rắn là sấy phun (spray-drying), phun sấy tạo hạt (fluid-bed granulation), đông khô (lyophilization) và đồng kết tủa (co-precipitation). Phương pháp sấy phun là quá trình chuyển nguyên liệu từ dạng lỏng thành các hạt khô bằng phương pháp phun và sấy trong không khí nóng trong một thời gian ngắn. Nguyên liệu đầu vào của quá trình có thể ở dạng dung dịch, hỗn dịch hoặc nhũ tương.

Phương pháp bay hơi dung môi

Phương pháp bay hơi dung môi là một trong những phương pháp phổ biến nhất trong ngành dược phẩm để cải thiện độ tan của các loại thuốc tan kém trong nước. Phương pháp này được phát triển chủ yếu cho các thành phần không bền nhiệt vì dược chất và tá dược được trộn bằng dung môi thay vì nhiệt như trong phương pháp nóng chảy. Ưu điểm chính của phương pháp này là tránh phân hủy dược chất và tá dược vì nhiệt độ cần thiết để bay hơi thấp.

Nguyên lý chung của phương pháp bay hơi dung môi

– Hòa tan: dược chất và tá dược được hòa tan trong một dung môi dễ bay hơi để trộn đồng nhất. Cần lựa chọn dung môi phù hợp để hòa tan cả dược chất và tá dược, đồng thời an toàn cho sử dụng trong dược phẩm.

– Bay hơi: Dung môi được loại bỏ bằng các kỹ thuật khác nhau để thu được hệ phân tán rắn.

– Kết thúc: Hệ phân tán rắn được xử lý tiếp tục (nghiền, rây, trộn…) để thu được dạng bào chế mong muốn.

Phương pháp này đã được sử dụng để cải thiện độ tan của nhiều dược chất khác nhau, bao gồm azithromycin, tectorigenin, flurbiprofen, cilostazol, ticagrelor, piroxicam, indomethacin, loratadine, diclofenac, axit abietic, efavirenz và repaglinide. Phương pháp bay hơi dung môi cũng thường được sử dụng để cải thiện độ tan của các loại thuốc chống ung thư tan kém trong nước như paclitaxel, docetaxel.

Dựa trên nguyên lý bay hơi dung môi, các kỹ thuật thường được sử dụng để bào chế hệ phân tán rắn là sấy phun (spray-drying), phun sấy tạo hạt (fluid-bed granulation), đông khô (lyophilization) và đồng kết tủa (co-precipitation).

Kỹ thuật sấy phun (spray-drying)

Nguyên lý

Phương pháp sấy phun là quá trình chuyển nguyên liệu từ dạng lỏng thành các hạt khô bằng phương pháp phun và sấy trong không khí nóng trong một thời gian ngắn. Nguyên liệu đầu vào của quá trình có thể ở dạng dung dịch, hỗn dịch hoặc nhũ tương. Quá trình sấy phun bao gồm 3 giai đoạn chính:

Giai đoạn 1: chuyển nguyên liệu cần sấy dạng lỏng thành dạng sương mù (các giọt chất lỏng phân tán trong không khí) nhờ bộ phận phun sương trong thiết bị sấy phun.

Giai đoạn 2: phân tán các giọt chất lỏng vào dòng không khí sấy trong buồng sấy. Nguyên liệu được phun thành dạng sương mù nên diện tích tiếp xúc giữa các giọt chất lỏng và dòng khí sấy là rất lớn. Do đó, ẩm trong nguyên liệu được bay hơi nhanh chóng.

Giai đoạn 3: tách sản phẩm đã sấy khô ra khỏi dòng khí bằng bộ phận cyclon, túi lọc hoặc trường tĩnh điện

Ưu điểm và nhược điểm

Ưu điểm:

• Ứng dụng rộng rãi trong sản xuất sản phẩm từ vô trùng đến không vô trùng.
• Công suất lớn (có thể từ vài kg/giờ đến vài tấn/giờ).
• Hoạt động tự động và liên tục.
• Điều chỉnh được thông số của máy để thay đổi tính chất sản phẩm.
• Hạt bột sấy phun có dạng hình cầu, kích thước tương đồng.
• Sấy được những sản phẩm dễ hư bởi nhiệt [3].

Nhược điểm:

• Thiết bị cồng kềnh.
• Hiệu suất sử dụng nhiệt thấp (một lượng lớn không khí nóng đi qua buồng sấy nhưng không tham gia vào quá trình sấy sản phẩm)

Ứng dụng

Dưới đây là bảng liệt kê các sản phẩm thương mại hoá được sản xuất bằng kỹ thuật sấy phun:

Tóm lại, sấy phun là kỹ thuật tiềm năng để bào chế hệ phân tán rắn.

Nguồn tham khảo:

1. https://www.mdpi.com/1999-4923/11/3/132
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211383521001805
3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31951172/
4. Ứng dụng hệ phân tán rắn (Solid dispersion) trong cải thiện độ hòa tan
5. Phân loại hệ phân tán rắn
6. Ứng dụng hệ phân tán rắn trong bào chế thuốc ung thư dùng đường uống