Chất diện hoạt là gì? Ứng dụng trong nghiên cứu thuốc và bào chế Dược phẩm

Ngày đăng: 16/05/2024

1048 Lượt xem

0 Đánh giá

PHARMADE - Tư Vấn Nghiên cứu & Phát triển công thức Dược Phẩm
Địa chỉ: 17A Nhiêu Tứ, Phường 7, Quận Phú Nhuận, TP. Hồ Chí Minh
Điện thoại: 0938.773.007
Email: bahau86@gmail.com
Website: pharmade.vn
Chúng tôi cam kết mang đến sự hỗ trợ toàn diện và thông tin chi tiết để đảm bảo sản phẩm của bạn được sản xuất với chất lượng tốt nhất.

Chất diện hoạt là gì? Ứng dụng trong nghiên cứu thuốc và bào chế Dược phẩm?
Có nhiều định nghĩa khác nhau về chất diện hoạt tuy nhiên hầu hết đều mang nội hàm rằng: chất diện hoạt là những chất có khả năng tập trung ở mặt phân cách giữa hai pha phân tán, làm giảm sức căng bề mặt của các pha. Tính chất này làm cho các chất diện hoạt trở thành một nhóm tá dược hữu ích trong ngành dược, được sử dụng ở nhiều vai trò như: chất thấm ướt, chất nhũ hóa, chất tạo bọt, tá dược tăng khả năng hòa tan, tá dược trơn bóng, chất bảo quản,…
Các chất diện hoạt có đặc điểm cấu trúc gồm 2 phần: thân nước và thân dầu.

chất diện hoạt, nghiên cứu thuốc, công thức thuốc, công nghệ bào chế, đăng kí thuốc, nguyên liệu dược

Chất diện hoạt

- Phần thân nước của chất diện hoạt thông thường là các gốc có moment lưỡng cực, có thể tích điện hoặc không như các nhóm -OH, mạch polyoxyethylen, -COOH, -SO3H,…
- Phần thân dầu của chất diện hoạt thường là các gốc hydrocarbon, không có momen lưỡng cực rõ rệt, vì vậy chúng có bản chất gần giống môi trường không hoặc ít phân cực. Gốc hydrocarbon có thể mạch thẳng hoặc mạch vòng, có vòng thơm.

Khi hòa chất diện hoạt vào trong một chất lỏng thì các phần tương tự nhau trong chất diện hoạt có xu hướng tụ lại với nhau, nồng độ mà tại đó các phân tử bắt đầu tạo thành micelle được gọi là nồng độ micelle tới hạn. Nếu chất lỏng là nước thì các phân tử sẽ chụm đuôi kị nước lại với nhau và quay đầu ưa nước ra tạo nên những hình dạng khác nhau như hình cầu (0 chiều), hình trụ (1 chiều), màng (2 chiều).
Phân loại và ứng dụng của chất diện hoạt
Có nhiều cách phân loại nhưng phân loại phổ biến nhất cho chất diện hoạt là dựa trên cấu trúc và/hoặc chức năng. Theo cấu trúc, các chất diện hoạt có thể được phân loại dựa trên phần thân nước (ion hoặc không ion hóa) hoặc phần thân dầu (aliphatic hoặc aromatic).
- Đối với phân loại theo phần thân nước, những chất diện hoạt ion hóa có thể được phân loại phụ tiếp thành: chất diện hoạt anion, chất diện hoạt cation và chất diện hoạt lưỡng tính (zwitterions hoặc non-zwitterions). Những chất diện hoạt không ion hóa có thể được phân loại phụ dựa trên nhóm chức, ví dụ: maltosides, sucrose esters, ethoxylates, polysorbates, and macrogol glycerides.

- Đối với phân loại theo phần thân dầu, hầu hết các chất diện hoạt được sử dụng làm tá dược trong cấu trúc đều có nhóm aliphatic, một số chất diện hoạt trong tự nhiên như saponin, acid mật lại chứa các nhóm aromatic đa vòng. Các chất diện hoạt được sử dụng làm tá dược mang nhóm aliphatic có thể được phân loại theo tính chất bão hòa hydro, độ dài của mạch và tính phân nhánh của mạch.
Theo chức năng, các chất diện hoạt có thể được phân loại thành nhóm hòa tan và không hòa tan để thuận lợi mô tả đặc tính hoạt động bề mặt của chúng. Các chất diện hoạt không hòa tan là những chất không hòa tan đáng kể trong nước và không tạo thành các micelle ổn định, trong khi đó các chất diện hoạt hòa tan là các chất hòa tan trong nước và trên nồng độ micelle tới hạn hình thành các micelle một cách tự nhiên và ổn định.

- Chất diện hoạt không hòa tan có thể được sử dụng như chất chống tạo bọt, nhũ hóa nhũ tương nước trong dầu (w/o), chất đồng diện hoạt và tá dược trong các công thức nền lipid. Những chất diện hoạt này có thể được phân loại phụ thành chất diện hoạt không trương nở trong nước (không tạo thành cấu trúc trong nước, ví dụ: diglyceride, acid béo mạch dài) và chất diện hoạt trương nở trong nước (có thể tồn tại dưới dạng tinh thể lỏng dạng lớp, ví dụ: monoglyceride, phosphorlipids).

- Các chất diện hoạt hòa tan có nhiều ứng dụng như: làm chất tẩy rửa, chất phân tán, chất tạo bọt, chất làm ướt, chất bảo quản, chất hòa tan và chất nhũ hóa cho các hệ phân tán dầu trong nước (o/w). Các chất diện hoạt này cũng có thể được tiếp tục phân loại phụ thành các phân nhóm nhỏ hơn dựa trên cấu trúc được hình thành ở nồng độ cao của chúng. Phân nhóm 1 là các chất diện hoạt tạo thành pha trung gian tinh thể lỏng lyotropic (lyotropic liquid crystalline mesophases) bao gồm các tinh thể lỏng hình lập phương, hình phiến mỏng hoặc lục giác. Phân nhóm 2 không thể hiện đặc tính như vậy. Về mặt cấu trúc, các chất thuộc phân nhóm 1 có cấu trúc phần thân dầu là aliphatic mạch thẳng (ví dụ: polysorbate 20, acid béo) trong khi các chất thuộc phân nhóm 2 có cấu trúc phần thân dầu là đa vòng aromatic (ví dụ: acid mật).

Chất diện hoạt thường được gán một chỉ số cân bằng dầu nước là HLB, chỉ số này thường được xem xét trong quá trình lựa chọn chất diện hoạt phù hợp. Giá trị HLB càng cao thì tính ưa nước càng lớn, do đó chất diện hoạt có giá trị HLB từ 10 đến 20 được xếp vào nhóm nhũ hóa o/w (dầu trong nước), chất tẩy rửa và chất tăng độ hòa tan. Giá trị HLB cũng cung cấp thông tin về các đặc tính phân tán: giá trị HLB từ 1-4 không phân tán; 3-6 phân tán khó; 6-10 phân tán tạo thành nhũ tương thô; 10-13 phân tán tạo thành các hệ phân tán từ đục đến trong, 13-20 phân tán tạo thành hệ micelle.
Nồng độ micelle tới hạn (CMC) cũng là một chỉ số quan trọng để đánh giá 1 chất diện hoạt. CMC là thước đo nồng độ mà trên đó chất diện hoạt tập hợp thành micelle và nó cũng là thước đo độ hòa tan của dạng monome (đơn phân tử) của chất diện hoạt, dạng chịu trách nhiệm cho các đặc tính chất tẩy rửa của nó. Chất diện hoạt ion hóa có giá trị CMC cao hơn chất diện hoạt không ion hóa do cần năng lượng điện lớn hơn để đưa các nhóm ưa nước tích điện lại gần nhau trong quá trình hình thành micelle. Đây là lý do tại sao chất diện hoạt anion và cation là những chất tẩy rửa hiệu quả, trong khi chất diện hoạt không ion hóa lại thích hợp hơn cho việc hòa tan micelle.

Như đã trình bày ở trên các chất diện hoạt có nhiều ứng dụng trong ngành dược, một số trong đó có thể kể ra như:
- Điều chỉnh độ hòa tan và sinh khả dụng của hoạt chất.
- Tăng tính ổn định của hoạt chất trong dạng bào chế.
- Giúp hoạt chất giữ được dạng đa hình mong muốn.
- Duy trì pH hoặc áp suất thẩm thấu của công thức dạng lỏng.
- Sử dụng làm chất chống oxy hóa, chất nhũ hóa và chất đẩy aerosol, tá dược dính, tá dược rã cho viên nén.
- Ngăn chặn sự kết tụ hoặc tách pha, điều chỉnh tính sinh miễn dịch của các hoạt chất.
Các chất diện hoạt thường dùng và ứng dụng của chúng
Chất diện hoạt không ion hóa
Polysorbates: các polysornbate là ester của acid béo với sorbitan được ethoxyl hóa với 20 tiểu đơn vị ethylene oxide. Chúng được sử dụng rộng rãi để làm chất nhũ hóa trong các nhũ tương dầu trong nước. Chúng cũng được sử dụng làm chất hòa tan cho nhiều chất như tinh dầu và vitamin tan trong dầu và làm chất thấm ướt trong các công thức hỗn dịch. Các polysorbate được sử dụng phổ biến nhất là polysorbate 20 (HLB 16,7) và polysorbate 80 (HLB 15) là những chất nhũ hóa nhũ tương o/w. Giá trị CMC thấp của polysorbate 20 (60 mg/L) và polysorbate 80 (14 mg/L) cho thấy các micelle của chúng hình thành ở nồng độ thấp.

Poloxamer: poloxamer là các sản phẩm đồng trùng hợp không ion hóa của polyoxyethylene–polyoxypropylene. Chúng chủ yếu được sử dụng như chất nhũ hóa và chất hòa tan trong nhiều công thức thuốc như nhũ tương chất béo tiêm tĩnh mạch, elixir, siro. Poloxamer cũng có thể được sử dụng làm chất gây thấm trong thuốc nhỏ mắt, thuốc mỡ, thuốc đạn và gel. Tất cả các poloxamer đều có thành phần hóa học tương tự nhau chỉ khác nhau ở lượng propylene và ethylene oxide được thêm vào trong quá trình sản xuất. Các đặc tính vật lý và diện hoạt của poloxamer thay đổi trong phạm vi rộng, tùy thuộc vào loại poloxamer.

Dẫn xuất của PEG và acid béo, ancol béo, triglyceride: các dẫn xuất này có thể là ester của PEG và acid béo, ether của PEG và ancol béo hoặc triglyceride PEG hóa và có thể chứa một lượng tự do các thành phần này. Các chất diện hoạt này thường tồn tại ở dạng sáp, được sử dụng trong nhiều công thức thuốc mềm như cream, gel đóng vai trò nhũ hóa, điều chỉnh thể chất của nền. Bản thân những chất diện hoạt này cũng có thể là những tá dược nhũ tương khan hoặc hoàn chỉnh, khi sử dụng chỉ cần phối hợp thêm những thành phần có hoạt tính. Những chất diện hoạt này cũng có thể dược sử dụng trong công thức thuốc đạn như tá dược nền lưỡng phần, sử dụng một mình hoặc kết hợp với các tá dược khác.

Dẫn xuất ester hóa của đường: các ester của đường là những ester được tạo thành từ phản ứng ester hóa của acid béo mạch trung bình đến dài với mono hoặc disaccharide. Các ester của disaccharide có HLB cao hơn ester của monosaccharide. Những ester này có thể được sử dụng làm chất tăng tính thấm cho các hoạt chất trong công thức dùng ngoài da, chúng cũng được sử dụng trong các công thức có nền chất béo. Ngoài ra, có nhiều nghiên cứu sử dụng các ester này trong việc kiểm soát độ hòa tan của dược chất trong các công thức phóng thích biến đổi.
Chất diện hoạt ion hóa
Sodium lauryl sulfate: Sodium lauryl sulfate là chất diện hoạt anion được sử dụng trong nhiều công thức dược phẩm và mỹ phẩm không dùng đường tiêm. Nó là chất tẩy rửa và thấm ướt hiệu quả trong cả môi trường kiềm và acid. Một số ứng dụng của chất diện hoạt này bao gồm: hình thành hệ nền tự nhũ hóa với alcol béo, chất tẩy rửa, sữa rửa mặt dùng ngoài da, chất hòa tan ở nồng độ lớn hơn nồng độ micelle tới hạn, tá dược trơn bóng, chất làm ướt trong răng giả. Trong những năm gần đây, người ta còn khám phá ra nhiều ứng dụng của sodium lauryl sulfate trong kỹ thuật điện di phân tích, ví dụ: điện di protein trên gel polyacrylamide SDS (sodium dodecyl sulfate); tăng cường tính chọn lọc của sắc ký điện động học micellar.

Các hợp chất amoni bậc 4: nhìn chung các chất diện hoạt thuộc nhóm này như cetrimide, benzalkonium chloride, benzethonium chloride,… đều được sử dụng với vai trò chính là làm chất bảo quản cho các công thức dùng tại chỗ. Chúng cũng có thể hỗ trợ gây thấm ướt, hòa tan và tăng thẩm thấu trên da và niêm mạc khác. Có tương đối ít các dạng bào chế đường uống chứa các amoni bậc 4 này.

Acid béo và muối của acid béo: các chất diện hoạt này được sử dụng làm chất nhũ hóa và điều chỉnh thể chất trong nhiều công thức kem bôi và đặt trực tràng. Chúng cũng được sử dụng làm tá dược trơn bóng trong viên nén và viên nang. Ngoài ra, những chất này còn được sử dụng như tá dược trơn chảy, kết hợp với các tá dược khác trong dạng viên nén phóng thích biến đổi, bào chế hệ vi nhũ tương.
THÔNG TIN VỀ CÔNG TY CUNG CẤP
Là một trong những công ty hàng đầu trong lĩnh vực cung cấp nguyên liệu cho sản xuất dược phẩm tại Việt Nam, Hoá Dược Việt (VPHARCHEM) cam kết vững chắc về chất lượng sản phẩm và phong cách làm việc chuyên nghiệp.
Chúng tôi tự hào là đối tác đáng tin cậy của nhiều doanh nghiệp dược phẩm uy tín trong và ngoài nước với hơn 10 năm kinh nghiệm và đội ngũ nhân viên có trình độ cao.
Nếu bạn cần thông tin về COA của các chất diện hoạt. Hãy liên hệ với chúng tôi theo thông tin bên dưới, để được phục vụ một cách tốt nhất.