Microcapsule (vi nang)

0
25

Microcapsule (vi nang)

Vi nang là hệ tiểu phân có cấu trúc dạng màng bao, kích thước từ hàng chục đến hàng nghìn micromet, bao gồm một vỏ bao quanh nhân dược chất rắn hay lỏng.

Vi nang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như giấy, hương liệu, thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu, mỹ phẩm…

Trong Ngành dược thường dùng loại vi nang có kích thước từ 50 – 800 mcm.

vi nang

Dược chất được bào chế dưới dạng vi nang rất phong phú (có thể là tiểu phân rắn không tan, là chất lỏng, là dung dịch trong nước hay trong dầu…), thường chiếm từ 10 – 90% khối lượng vi nang.

 

Nguyên liệu làm vỏ vi nang cũng rất đa dạng: Thường là các polyme như: Gôm arabic, PVP, dẫn chất cellulose, Eudragit,… hoặc sáp, chất béo (sáp ong, sáp Carnauba, acid stearic, alcol béo cao…).

Về cấu trúc, hình dạng, vi nang có thể có 2 loại:

  • Loại hình cầu gồm 1 nhân được bao bằng 1 vỏ bao liên tục
  • Loại hình dạng không xác định có nhiều nhân

Vi nang lần đầu tiên được bào chế bằng phương pháp phun sấy vào năm 1930. Cho đến nay đã có nhiều phương pháp bào chế vi nang khác nhau dựa trên nguyên lý cơ học (bồi dần), lý – hóa (phun sấy, bốc hơi dung môi, đông tụ,…) hoặc hóa học (polyme hóa, kết tủa…

cấu trúc vi nang

Sau đây là một số phương pháp hay dùng:

  • Phương pháp bao:

Là phương pháp bào chế vi nang gần với phương pháp bao thông thường. Có thể bao từ tiểu phân dược chất rắn (bột, tinh thể), từ hạt hay từ pellet có kích thước thích hợp. Kỹ thuật bao là kỹ thuật bao màng mỏng, được tiến hành trong nồi bao thông thường hoặc trong thiết bị tầng sôi.

Vi nang điều chế bằng phương pháp bao thường có hình cầu với vỏ liên tục, kích thước khá lớn (500 – 2000mcm). vỏ bao do được bao lặp đi lặp lại nhiều lần nên khá hoàn thiện… Do đó, vi nang bào chế theo phương pháp này thường được dùng với mục đích kiểm soát giải phóng (bao tan ở ruột, bao kéo dài tác dụng).

  • Phương pháp phun sấy:

Với dược chất rắn không tan trong dung dịch vỏ bao, có thể tiến hành phun sấy tạo vi nang qua các bước:

  • Phân tán tiểu phân dược chất vào dung dịch vỏ bao (có thể cho thêm chất chống dính).
  • Phun hỗn dịch trong thiết bị phun sấy.

Khi dung môi bay hơi, chất bao sẽ bám lên bề mặt tiểu phân tạo thành lớp vỏ bao.

Phương pháp này tiến hành tương đối nhanh, tạo ra nhiều vi nang (một nhân và nhiều nhân), vỏ bao không hoàn thiện. Kích thước vi nang phụ thuộc vào kích thước tiểu phân dược chất ban đầu, nhưng cũng thay đổi trong phạm vi khá rộng do sự kết dính nhân và vi nang. Nếu tiểu phân dược chất to và dung dịch vỏ nang có độ nhớt cao thì hay gây tắc vòi phun.

Với dược chất dễ tan trong dầu (tinh dầu, chất thơm, chất mầu, vitamin tan trong dầu…) có thể tạo vi nang qua các bước:

  • Hòa tan nhân trong dầu thực vật (hay dung môi hữu cơ)
  • Nhũ hóa dầu vào dung dịch vỏ bao thân nước tạo nhũ tương D/N. Nguyên liệu bao đồng thời đóng vai trò là chất nhũ hóa như: Gôm arabic, gelatin, tinh bột biến tính…
  • Phun sấy nhũ tương tạo vi nang.

Vi nang phun sấy theo phương pháp này thường có kích thước từ 10 – 30 mcm, trong đó nhân chỉ chiếm từ 20 – 30% khối lượng vi nang, vỏ dễ tan trong nước để giải phóng nhân, nhưng ít ổn định trong quá trình bảo quản.

  • Phương pháp phun đông tụ (spray congealing):

Áp dụng trong trường hợp nhân là các tiểu phân dược chất rắn không tan trong vỏ bao là sáp hay chất béo. Tiến hành tạo vi nang qua các bước:

  • Đun chảy sáp hay chất béo
  • Phân tán dược chất vào hỗn hợp chảy, khuấy đều.
  • Phun hỗn hợp vào buồng khí lạnh.

Nguyên liệu làm vỏ khi gặp lạnh sẽ đông rắn bao lấy tiểu phân dược chất.

Vi nang điều chế theo phương pháp này tỉ lệ dược chất không cao, khi bảo quản gặp nhiệt độ cao có thể bị chảy.

  • Phương pháp tách pha đông tụ (Coacervation – phase separation):

Là phương pháp bào chế vi nang dựa trên các nguyên lý hóa – lý, thường dược thực hiện trong các nồi phản ứng. Phương pháp tách pha đông tụ có phạm vi áp dụng khá rộng: Với cả dược chất không tan ờ dạng tiểu phân và các dược chất lỏng ở dạng vi nhũ tương, vỏ bao thường là các dung dịch polyme có khả năng đông tụ do nhiều nguyên nhân: Do giảm nhiệt độ, do tương kỵ, do hóa muối, do thay đổi dung môi.

Điều chế vi nang theo phương pháp tách đông tụ thường diễn ra qua 3 bước:

  • Tạo 3 thành phần không trộn lẫn gồm nhân, vỏ bao và môi trường phân tán.
  • Đông tụ chất bao tạo thành lớp vỏ bao quanh nhân.
  • Làm cứng vỏ bao, thu hồi vi nang.
  • Polyme hóa liên pha:

Là phương pháp điều chế vi nang bằng phản ứng hóa học giữa 2 monome tạo thành vỏ polyme trên bể mật nhân trong môi trường phản ứng.

Với dược chất lỏng thân dầu, quá trình vi nang hóa qua các bước:

  • Hòa tan monome thân dầu (như isocyanat) vào dược chất lỏng
  • Nhũ hóa dung dịch trên vào pha nước nhờ chất diện hoạt.
  • Hòa tan monome thân nước (như methylen diamin) vào pha ngoại. Hai monome sẽ phản ứng với nhau tạo thành polyme (polyure) trên bề mặt giọt nhũ tương hình thành vi nang.

Trên thực tế còn có nhiều phương pháp bào chế vi nang khác như phương pháp li tâm, phương pháp tĩnh điện… Mỗi một phương pháp tạo ra 1 loại vi nang nhất định và sẽ được trình bày kỹ trong các tài liệu chuyên sâu.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here