Ứng Dụng Hệ Phân Tán Rắn (Solid Dispersion) Trong Cải Thiện Độ Hoà Tan

Giới thiệu

Đường uống là phương thức phổ biến, dễ dàng và đơn giản nhất để sử dụng dược phẩm. Dạng bào chế rắn đường uống có nhiều lợi ích so với các dạng bào chế đường uống khác nhờ liều lượng chính xác, kích thước nhỏ gọn, độ ổn định cao và dễ sản xuất. Độ tan kém và tính thấm kém là rào cản lớn nhất đối với sinh khả dụng của các dược chất khó tan trong nước (Poorly Water Soluble – PWS).

Có nhiều phương pháp để tăng cường độ tan, sinh khả dụng và tốc độ hòa tan, chẳng hạn như tạo muối, tạo dung dịch, và giảm kích thước hạt,. Hệ phân tán rắn (Solid Dispersion) sử dụng nguyên tắc tạo hỗn hợp đồng nhất giữa hoạt chất PWS và các chất mang (carrier).

Cơ chế cải thiện độ tan từ hệ phân tán rắn (SD)

Một cách đơn giản, hệ phân tán rắn là hệ phân tán gồm dược chất được hoà tan/phân tán vào chất nền (matrix) rắn thân nước ở mức độ phân tử và được bào chế bằng phương pháp nóng chảy, dung môi hoặc kết hợp nóng chảy-dung môi. Hệ phân tán rắn cũng được định nghĩa là “Sản phẩm được hình thành bằng cách chuyển đổi hệ thống dược chất-chất mang từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn.

Mô phỏng Cơ chế hấp thu của hệ phân tán rắn

Cơ chế cơ bản giúp cải thiện tốc độ hòa tan của dược chất PWS bằng hệ phân tán rắn bao gồm:

Kích thước hạt nhỏ: Khi hệ phân tán rắn tiếp xúc với môi trường nước, polymer hòa tan và dược chất được giải phóng dưới dạng các hạt keo mịn. Điều này làm tăng diện tích bề mặt, dẫn đến tăng tốc độ hòa tan của dược chất PWS.
Dược chất ở trạng thái vô định hình: Dược chất PWS dạng tinh thể khi tồn tại ở dạng vô định hình sẽ có độ tan cao hơn do năng lượng cần thiết để phá vỡ mạng tinh thể trong quá trình hòa tan ở dạng vô định hình là không đáng kể.
Hạt có độ xốp cao: Các hạt trong hệ phân tán rắn được tìm thấy có độ xốp cao, làm tăng tốc độ giải phóng dược chất. Việc tăng độ xốp phụ thuộc vào đặc tính của polymer. Ví dụ: các chất mang có cấu trúc tuyến tính (linear carriers) tạo ra các hạt lớn và xốp hơn so với các hạt có cấu trúc mạng lưới (reticular particles).
Hạt có tính chất thấm ướt cao: Sự cải thiện đáng kể về độ tan của dược chất liên quan đến việc tăng khả năng thấm ướt của dược chất. Polymer hoạt động bề mặt, chẳng hạn như acid cholic và muối mật, có thể tăng cường tính chất thấm ướt của dược chất, dẫn đến cải thiện độ hòa tan.

Lợi ích của phương pháp hệ phân tán rắn

Giảm kích thước hạt: Giảm kích thước hạt dẫn đến tăng diện tích bề mặt và tốc độ hòa tan, từ đó cải thiện sinh khả dụng. SD hiệu quả hơn so với các phương pháp giảm kích thước hạt thông thường. Khi sư dụng các phương pháp nghiền, kích thước hạt giảm (có thể xuống vài chục – vài trăm micromet) nhưng không đủ để cải thiện độ tan và sinh khả dụng
Cải thiện sinh khả dụng: Hệ phân tán rắn (SD) cải thiện sinh khả dụng mà không cần thông qua phương pháp hóa học hoặc tạo công thức mới.
Tạo dạng bào chế rắn: các hệ phân tán rắn có thể sử dụng để bào chế các dạng bào chế rắn thay vì dạng lỏng.

Hạn chế của phương pháp hệ phân tán rắn

Không được sử dụng rộng rãi trong quy trình sản xuất thương mại: SD không được sử dụng phổ biến trong các sản phẩm thương mại chủ yếu vì trong quá trình xử lý có sử dụng nhiệt, dung môi, các thiết bị đặc biệt (một số kỹ thuật có thể sử dụng thiết bị thông thường) và độ ổn định của các SD (ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm khi bảo quản).
Ảnh hưởng của độ ẩm: Độ ẩm trong quá trình lưu trữ có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của các dược chất ở trạng thái vô định hình. Các polymer sử dụng trong SD có thể hấp thụ độ ẩm, dẫn đến sự tách pha, tạo tinh thể, chuyển đổi từ dạng vô định hình sang dạng kết tinh, hoặc từ dạng kết tinh không ổn định sang dạng ổn định hơn, làm giảm độ tan và tốc độ hòa tan.

Tài liệu tham khảo: