Bản tin kỹ thuật
Viên nén là dạng bào chế thông dụng và phổ biến nhất trong tất cả các dạng bào chế thuốc, bởi vì tính đa dạng và tiện lợi của nó. Quá trình dập viên là quá trình biến các tiểu phân rắn đơn lẻ và rời rạc thành một khối cứng chắc và đồng nhất, dưới lực nén của máy dập viên. Thông thường, một khối bột rắn để có thể dập viên thì cần 3 tính chất chính như sau:
1. Độ chảy tốt để quá trình điền cối được diễn ra hiệu quả
2. Tính kết dính tốt khi dập viên và phải giữ được cấu trúc gắn kết đó khi ngừng tác động lực dập
3. Khi đã tạo được thành viên, viên thuốc này cần phải được dễ dàng đẩy ra khỏi cối một cách nguyên vẹn và không gây hư hại chày cối, máy móc
Thực tế, rất ít hoạt chất dạng bột mà bản thân nó sở hữu cả 3 tính chất trên. Vì vậy, việc sử dụng thêm các nhóm tá dược hay lựa chọn quy trình sử dụng phù hợp là hết sức cần thiết. Trước đây, quy trình xát hạt ướt là một quy trình phổ biến và được sử dụng cho hầu hết các công thức dập viên. Tuy nhiên ngày nay, quy trình dập viên trực tiếp đang ngày càng được ưa chuộng và là xu thế trong sản xuất dược phẩm. Trong quy trình dập viên trực tiếp, vai trò và tính chất của các nhóm tá dược là rất quan trọng, quyết định tính chất khối bột và viên thuốc thành phẩm.
Tá dược trơn bóng là một thành phần không thể thiếu trong công thức viên nén. Tùy thuộc vào bản chất và các tính chất lý hóa, các tá dược trơn bóng sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả quá trình dập viên cũng như tính chất của viên nén thành phẩm. Vì vậy, việc lựa chọn tá dược trơn bóng phù hợp là một bước rất cần thiết khi xây dựng công thức viên nén. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về các nhóm tá dược trơn bóng khác nhau cũng như công dụng, đặc điểm của từng nhóm trong dập viên.
Thật ra, tá dược trơn bóng (lubricant) là danh từ chung để diễn tả 3 chức năng khác nhau của nhóm tá dược này:
1. Thúc đẩy khả năng trơn chảy của khối bột, giúp tăng hiệu quả điền cối, đảm bảo tính đồng đều khối lượng của viên thành phẩm. Nhóm chức năng này được gọi là trơn chảy (glidant).
2. Ngăn chặn sự kết dính của bề mặt chày và bề mặt viên để giúp quá trình đẩy viên ra khỏi cối dễ dàng hơn và đảm bảo tính nguyên vẹn của viên thuốc thành phẩm, hạn chế các hiện tượng bong mặt, dính chày. Nhóm chức năng này được gọi là chống kết dính (anti-adherent).
3. Ngăn chặn sự kết dính giữa mặt bên của viên với thành cối trong quá trình dập viên, từ đó giảm ma sát giữa viên và cối, hạn chế các hiện tượng viên bị tách lớp, nứt vỡ. Nhóm chức năng này được gọi là trơn bóng (lubrication).
Việc phân biệt 3 nhóm chức năng này sẽ giúp lựa chọn tá dược trơn bóng được chính xác và hiệu quả hơn. Thực tế, rất ít những tá dược trơn bóng đáp ứng được cả 3 chức năng mà thông thường chỉ đáp ứng được 2 trong 3 chức năng.
Khi khối bột được nén trong lòng cối, khối bột sẽ xảy ra sự sắp xếp lại các phân tử để lấp đầy những khoảng trống. Từ đó, sự tiếp xúc giữa các phân tử khối bột và thành cối tăng lên và lực ma sát giữa viên nén tạo thành với cối cũng sẽ lớn. Vì vậy, mục đích chính khi sử dụng tá dược trơn bóng (lubrication) chính là làm giảm lực ma sát này, bằng cách tạo một lớp màng trơn bóng ở toàn bộ bề mặt viên để ngăn cách tiếp xúc giữa mặt bên của viên và thành cối. Tá dược trơn bóng (lubrication) thường là những chất rắn vô cơ hoặc hữu cơ có thể dễ dàng tạo cấu trúc màng. Một tá dược trơn bóng không hiệu quả sẽ dễ khiến viên thuốc thành phẩm không nguyên vẹn khi ra khỏi cối và ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy móc, thiết bị.
Một số tá dược trơn bóng thông dụng:
Tá dược trơn bóng hiệu quả và thông dụng nhất, với hàm lượng sử dụng thấp 0.25 – 0.5%. Magnesium stearate cỡ hạt nhỏ giúp tạo lớp màng trơn bóng bao quanh viên hiệu quả. Tuy nhiên với cấu trúc chứa chuỗi hydrocarbon có tính xơ nước, Magnesium stearate tạo một lớp chống thấm nước trên bề mặt viên thuốc, làm giảm khả năng thấm ướt của viên và từ đó kéo dài thời gian rã cũng như thời gian hòa tan, phóng thích hoạt chất. Bên cạnh đó, Magnesium stearate thường làm giảm độ bền vật lý của viên thuốc, bởi vì tạo những lớp màng mỏng bên trong viên thuốc, làm giảm tính kết dính giữa những phân tử khối bột. Nếu thời gian trộn quá lâu, các phân tử Magnesium stearate có xu hướng kết tụ lại với nhau để tạo thành một màng xơ nước bên trong lòng khối bột, dẫn đến việc làm giảm độ cứng của viên thuốc. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, viên thuốc sử dụng tá dược độn có biến dạng dẻo (Starch hay MCC) sẽ dễ bị ảnh hưởng bởi sự giảm độ bền viên của tá dược trơn bóng hơn là những viên thuốc sử dụng tá dược độn biến dạng gãy vỡ (Dicalcium phosphate, tá dược độn nhóm đường).
Tá dược trơn bóng không tan trong nước nhưng cũng không làm cản trở sự thấm nước của viên thuốc như Magnesium stearate. Trong khối bột, Talc thường xếp thành những lớp trượt và cuộn lên nhau, vì vậy khi tăng lực dập viên thì độ xốp của khối bột giảm, việc trượt và cuộn lên nhau của các lớp Talc cũng giảm, làm giảm hiệu quả trơn bóng. Thông thường Talc sử dụng trong công thức với hàm lượng cao hơn Magnesium stearate. Một số nghiên cứu cho thấy việc kết hợp Magnesium stearate và Talc cho hiệu quả trơn bóng tốt hơn, đồng thời làm giảm ảnh hưởng của Magnesium stearate lên độ bền viên và độ hòa tan hoạt chất.
PEG 4000, PEG 6000, fumaric acid, SLS. Những tá dược này hiệu quả trơn bóng không tốt bằng Magnesium stearate, vì vậy cần dùng với hàm lượng cao trong công thức. Các tá dược này thường được dùng trong công thức những viên cần hòa tan trong nước trước khi dùng như viên sủi.
Nếu tác dụng trơn bóng là ngăn cản lực ma sát giữa 2 bề mặt rắn khi chúng chuyển động trượt đẩy lên nhau, thì tác dụng chống dính là giúp 2 bề mặt rắn dễ dàng tách nhau ra, trong dập viên thì đó là tác dụng giảm lực ma sát giữa bề mặt chày cối và bề mặt viên. Thông thường một tá dược có hiệu quả trơn bóng thì cũng có khả năng chống dính. Tuy nhiên một số ngoại lệ như MCC và starch không có tác dụng trơn bóng nhưng lại có thể chống dính nhờ vào khả năng hấp thụ nước, giúp hạn chế sự dính giữa bề mặt viên và cối chày trong trường hợp sự dính này gây ra bởi độ ẩm môi trường.
Độ trơn chảy của khối bột là một tính chất quan trọng quyết định tính đồng đều khối lượng và hàm lượng của viên thuốc. Độ trơn chảy có liên quan mật thiết đến cỡ hạt, theo đó khối bột có cỡ hạt càng nhỏ thì số điểm tiếp xúc của một hạt với những hạt xung quanh càng lớn, vì vậy làm giảm khả năng trơn chảy của cả khối bột. Hình dạng hạt cũng ảnh hưởng đến khả năng trơn chảy, trong đó hạt hình cầu là trơn chảy tốt nhất.
Thông thường, quy trình xát hạt trong dập viên giúp làm tăng cỡ hạt từ đó tăng khả năng trơn chảy của khối bột, vì vậy quy trình này không cần dùng thêm tá dược trơn chảy. Tuy nhiên như đã đề cập ở phía trên, hiện nay các nhà bào chế càng ngày càng ưa chuộng quy trình dập viên trực tiếp. Quy trình dập viên trực tiếp yêu cầu khối bột phải có khả năng trơn chảy tốt, vì vậy sự hiện diện của tá dược trơn chảy là cần thiết.
Là tá dược trơn chảy được sử dụng phổ biến. Cỡ hạt của tá dược này rất nhỏ vì vậy diện tích bề mặt lớn giúp nó có thể len lõi vào khoảng trống giữa các phân tử trong khối bột, từ đó làm giảm tính gắn kết giữa những phân tử này, giúp chúng di chuyển trượt chảy lên nhau dễ dàng hơn. Bên cạnh đó, Colloidal silicon dioxide có khả năng hấp thụ nước, vì vậy trong trường hợp khối bột chảy kém do bị ẩm, chúng có thể hút nước và làm khối bột giữ được tính trơn chảy tốt. Hàm lượng sử dụng của Colloidal silicon dioxide trong công thức viên khoảng 0.05%.
Thường sử dụng trong viên với hàm lượng 0.1%. Talc cũng là một tá dược trơn chảy hiệu quả.
Trong rất nhiều tài liệu, 3 nhóm tá dược: trơn bóng, trơn chảy và chống dính được gọi chung là tá dược trơn bóng mà không có sự phân chia cụ thể và rõ ràng, khiến việc lựa chọn tá dược phù hợp với từng chức năng đôi khi chưa thỏa đáng. Vì vậy, qua bài viết này, chúng tôi hy vọng sẽ mang lại cho bạn đọc một góc nhìn bao quát nhưng cũng cụ thể hơn về nhóm tá dược trơn bóng, một nhóm tá dược dù chỉ sử dụng với hàm lượng rất thấp trong viên nhưng mang lại những hiệu quả rất quan trọng và không thể thiếu.
