Nghiên cứu quá trình giải phóng curcumin từ nang micro trong môi trường in vitro
TNU Journal of Science and Technology
227(01): 102 - 110
STUDY ON IN VITRO CURCUMIN RELEASE
FROM MICRO CURCUMIN BEADS
Nguyen Duc Hung*, Tu Quang Tan, Vu Thi Thu Thuy
TNU – University of Education
ARTICLE INFO
Received: 25/11/2021
Revised: 13/01/2022
Published: 18/01/2022
ABSTRACT
Pectin is a naturally occurring compound possessing nontoxicity, high
stability and low cost which is widely used to manufacture drug
carriers in order to improve drug efficacy and reduce drug dosage.
Previous study led to a successful production of micro curcumin bead
using ionotropic gelation method by complexation of low methoxyl
amidated pectin as drug carrier, surfactant Solutol® HS 15 and
divalent cation Ca²+. In this study, the in vitro dissolution of curcumin
from micro curcumin beads was carried out in order to evaluate these
of protective effectiveness in the acid medium (pH = 1.2), as well as
these of controlled release in the base medium (pH 7.4). The results
showed that the release of curcumin from beads was delayed in the
pH = 1.2 medium. In contrary, when the pH changed to 7.4, the
highest release of curcumin in S10 and S15 beads was achieved after
100 minutes of dissolution, and the slope of release was started
controlling after this point of time. The mechanism of curcumin
release from beads in intestinal medium was fitted in Korsmeyer-
Peppas model. The diffusion of curcumin was influenced by both
Fickian diffusion and polymer swelling.
KEYWORDS
Curcumin
Microcapsule
Dissolution
Controlled release
Kinetic model
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH GIẢI PHÓNG CURCUMIN TỪ NANG MICRO
TRONG MÔI TRƯỜNG IN VITRO
Nguyễn Đức Hùng*, Từ Quang Tân, Vũ Thị Thu Thủy
Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên
THÔNG TIN BÀI BÁO
Ngày nhận bài: 25/11/2021
Ngày hoàn thiện: 13/01/2022
Ngày đăng: 18/01/2022
TÓM TẮT
Pectin có nguồn gốc tự nhiên, giá thành rẻ, không gây độc, độ ổn
định cao, được sử dụng phổ biến trong chế tạo hệ mang thuốc nhằm
tăng hiệu quả và giảm số lần sử dụng thuốc. Trong nghiên cứu trước,
nang micro curcumin được bào chế thành công bằng công nghệ tạo
gel ion, kết hợp sử dụng low methoxyl amidated pectin làm hệ mang
thuốc, chất hoạt động bề mặt Solutol® HS 15 và ion Ca²+. Nghiên cứu
này tiếp tục tiến hành đánh giá quá trình giải phóng curcumin từ nang
micro trong môi trường in vitro nhằm đánh giá hiệu quả bảo vệ nang
micro khỏi môi trường acid và quá trình giải phóng có kiểm soát
curcumin từ nang micro trong môi trường kiềm. Kết quả nghiên cứu
cho thấy, nang micro curcumin không hòa tan trong môi trường pH =
1,2. Ngược lại, trong môi trường có pH = 7,4, nang micro S10 và S15
có hàm lượng curcumin được giải phóng đạt giá trị cao nhất trong
100 phút đầu và sau đó bị kiểm soát giải phóng. Quá trình giải phóng
curcumin từ các nang micro trong môi trường có pH = 7,4 tuân theo
mô hình Korsmeyer-Peppas. Sự khuếch tán của curcumin từ nang
micro vào môi trường giải phóng theo dạng kết hợp giữa khuếch tán
phụ thuộc vào nồng độ của dung môi theo định luật Fick và khuếch
tán phụ thuộc vào sự giãn nở polymer.
TỪ KHÓA
Curcumin
Nang micro
Độ hòa tan
Kiểm soát giải phóng
Mô hình động học
102
TNU Journal of Science and Technology
227(01): 102 - 110
1. Đặt vấn đề
Pectin là một polymer tự nhiên có nguồn gốc từ thành tế bào thực vật và được cấu tạo gồm
một chuỗi các phân tử acid D-galacturonic liên kết với nhau bởi các liên kết -1,4 glycosidic [1]-
[3]. Pectin được sử dụng rộng rãi trong chế tạo hệ mang thuốc do đặc tính không gây độc, dễ tan
trong nước, độ ổn định cao, khả năng tạo gel và dễ bị phân hủy bởi các vi sinh vật có trong hệ
tiêu hóa ở người [4], [5]. Một số nghiên cứu trong những năm gần đây tập trung vào việc tìm
kiếm dẫn xuất của pectin có khả năng tan được trong các môi trường có độ pH khác nhau như dạ
dày, ruột non, đại trực tràng mà vẫn giữ đặc tính thủy phân bởi enzyme tiêu hóa, đồng thời kiểm
soát được quá trình giải phóng thuốc nhằm tăng hiệu quả sử dụng thuốc, giảm số lần sử dụng và
liều dùng [6]-[8].
Curcumin là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học mạnh như kháng khuẩn, kháng oxy hóa và
kháng tế bào ung thư. Tuy nhiên, curcumin ít tan trong nước, tốc độ phân hủy cao, do đó có sinh
khả dụng thấp. Trong nghiên cứu trước, viên nang curcumin có kích thước micro đã được bào chế
bằng phương pháp tạo gel ion, với sự tham gia của chất hoạt động bề mặt Solutol® HS 15 và hệ
mang thuốc low methoxyl amidated pectin (LMAP). Viên nang curcumin đã được ký hiệu S0, S3,
S5, S10, S15 có hàm lượng Solutol® HS 15 trong thành phần lần lượt là 0; 3; 5; 10 và 15 g/L [9].
Với mục đích kiểm chứng hiệu quả bảo vệ curcumin của nang micro khỏi môi trường acid,
nhằm giải phóng curcumin có kiểm soát từ nang micro ra môi trường kiềm, nghiên cứu này tiếp
tục tiến hành đánh giá quá trình hòa tan và giải phóng của các nang micro curcumin trong môi
trường PBS có pH = 1,2 và pH =7,4 với thời gian theo dõi từ 1 đến 420 phút. Động học của quá
trình giải phóng curcumin từ nang micro được xác định thông qua lựa chọn sự phù hợp với các
mô hình động học bậc không (Zero order model), bậc một (First order model), Higuchi (Higuchi
model), Hixson-Crowell (Hixson-Crowell model) và Korsmeyer-Peppas (Korsmeyer-Peppas
model), từ đó kết luận về quy luật khuếch tán của curcumin từ nang micro trong môi trường giải
phóng. Đây là cơ sở để bào chế viên nang chứa curcumin có kích thước micro, an toàn và hướng
tới ứng dụng trong kiểm soát giải phóng curcumin trong ruột non.
2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị
Nguyên liệu: Nang micro curcumin (S0, S3, S5, S10, S15), nước khử ion, dung dịch đệm
phosphat (PBS) pH 1,2 và 7,4 (Sigma-Aldrich, Pháp).
Thiết bị: Cân điện tử Adventurer Pro AV413C (Ohaus Corporation, Mỹ), máy thử độ hòa tan
Sotax AT7 (Sotax AG, Đức), thiết bị đo độ pH Seven Easy (Mettler Toledo, Thụy Sĩ), máy
quang phổ Libra S22 (Biochrom, Anh).
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Đánh giá quá trình giải phóng curcumin từ nang micro
Quá trình giải phóng curcumin từ nang micro được đánh giá trên thiết bị thử độ hòa tan Sotax
AT7 có cánh khuấy, được thiết lập các thông số: nhiệt độ 37°C, độ quay 50 vòng/phút, môi
trường giải phóng là 1 L dung dịch PBS có pH = 1,2 và pH = 7,4. Mẫu thử là 400 mg nang micro
curcumin S0, S3, S5, S10, S15 được bào chế bằng phương pháp tạo gel ion [9]. Quá trình giải
phóng curcumin được đánh giá tại các thời điểm 1; 10; 20; 30; 60; 90; 120; 150; 180; 210; 240;
270; 330 và 420 phút tính từ thời điểm nang micro curcumin được đưa vào trong dung dịch. Định
lượng curcumin bằng phương pháp quang phổ hấp thụ UV-Vis ở bước sóng 426 nm [9].
Curcumin giải phóng được tính toán theo phương trình đường chuẩn y = 0,1248 x – 0,0356, R2 =
0,9936. Phần trăm curcumin giải phóng được tính toán theo công thức (1):
푀푔푝
퐶푔푝
=
× 100
(1)
푀푒푛
103
TNU Journal of Science and Technology
227(01): 102 - 110
Trong đó, Cgp là phần trăm curcumin giải phóng tại thời điểm nhất định (%), Mgp là khối
lượng curcumin giải phóng tại một thời điểm nhất định (mg), Men là tổng khối lượng curcumin
được nang hóa (mg).
2.2.2. Đánh giá động học giải phóng curcumin từ nang micro
Động học giải phóng curcumin từ nang micro S0, S3, S5, S10, S15 được đánh giá qua các mô
hình động học, được tính toán theo phương pháp của Bruschi (2015) [10]. Cụ thể:
- Mô hình bậc không (Zero order): Mô tả quá trình curcumin giải phóng từ nang micro trong
dung dịch, được tính toán theo công thức (2):
푄푡 = 푘0 × 푡
(2)
Trong đó, Qt là phần trăm tích lũy của curcumin giải phóng tại thời điểm t (%), ko hằng số
zero-order, t là thời gian (phút).
- Mô hình bậc một (First order): Mô tả sự giải phóng curcumin phụ thuộc vào nồng độ từ nang
micro, được tính toán theo công thức (3):
푘1푡
(3)
푙표푔 푄1 = 푙표푔 푄0 +
2,303
Trong đó, Q1 là lượng curcumin giải phóng tại thời điểm t (mg), Q0 là lượng nang micro
curcumin ban đầu (mg), k1 là hằng số first order, t là thời gian (phút).
- Mô hình Higuchi: Mô tả sự giải phóng curcumin từ hệ ma trận khi nồng độ của curcumin
vượt quá nồng độ bão hòa trong môi trường, được tính toán theo công thức (4):
푄푡 = 푘퐻 × 푡1∕2
(4)
Trong đó, Qt là phần trăm curcumin giải phóng tại thời điểm t (%), kH là hằng số Higuchi, t là
thời gian (phút).
- Mô hình Hixson-Crowell: Mô tả mối liên quan giữa sự giải phóng curcumin từ hệ ma trận
với sự hòa tan polymer, dẫn tới sự thay đổi về bề mặt và kích thước của nang micro curcumin,
được tính toán theo công thức (5):
푄01∕3 − 푄푡1∕3 = 푘퐻퐶 × 푡
(5)
Trong đó, Qt là phần trăm curcumin giải phóng tại thời điểm t (%), Q0 là lượng nang micro
curcumin ban đầu (mg), kHC là hằng số Hixson-Crowell, t là thời gian (phút).
- Mô hình Korsmeyer-Peppas: Mô tả quá trình giải phóng curcumin từ nang micro, được tính
toán theo công thức (6):
푀푡
= 푘퐾푃 × 푡푛
(6)
푀∞
Trong đó, Qt là phần curcumin giải phóng tại thời điểm t (mg), kKP là hằng số Korsmeyer-
Peppas, n là số mũ giải phóng, dấu hiệu của cơ chế giải phóng thuốc, t là thời gian (phút).
Nghiên cứu được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Pharmacie Galénique, trường Đại học
Bourgogne Franche-Comté, Dijon, Cộng hòa Pháp. Các thí nghiệm được tiến hành lặp lại 3 lần
và số liệu thu được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel 2016.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Đánh giá quá trình giải phóng curcumin từ nang micro
3.1.1. Trong môi trường PBS có pH = 1,2
Nghiên cứu đánh giá quá trình giải phóng curcumin từ nang micro được thực hiện trong môi
trường PBS có pH = 1,2 ở nhiệt độ 37oC. Kết quả thu được thể hiện qua hình 1 và 2.
104
TNU Journal of Science and Technology
227(01): 102 - 110
40
35
30
25
20
15
10
5
0
50
100
150
S0
200
Thời gian (phút)
S3 S5
250
300
S10
350
400
450
S15
Hình 1. Đồ thị biểu diễn quá trình giải phóng curcumin từ nang micro
trong môi trường PBS có pH = 1,2 trong thời gian 420 phút
Hình 2. Quá trình giải phóng curcumin từ nang micro S0, S3, S5, S10, S15
trong môi trường PBS có pH = 1,2 tại thời điểm t= 420 phút
Hình 1 biểu diễn quá trình giải phóng curcumin từ nang micro trong môi trường PBS có pH =
1,2 với thời gian theo dõi từ 1 đến 420 phút. Kết quả cho thấy, ở nang S0 (không chứa Solutol®
HS 15) curcumin không được giải phóng. Các nang S10 (chứa 10 g/l Solutol® HS 15) và S15
(chứa 15 g/l Solutol® HS 15) bắt đầu giải phóng curcumin ngay khi các nang này được đưa vào
môi trường và đạt giá trị cao nhất ở nang S15 (≈ 20%) sau 120 phút và sau đó không thay đổi
trong quá trình đánh giá. Các nang S3, S5, curcumin hầu như không được giải phóng (≈ 1-2%)
sau 420 phút. Tuy nhiên, tiến hành quan sát dưới đáy cốc khuấy của thiết bị thử độ hòa tan cho
thấy, các nang micro còn nguyên hình dạng ban đầu, lớp vỏ pectin chưa bị phá vỡ do trong môi
trường acid, bề mặt pectin của nang micro đã tương tác với các ion acid H3O+ và hạn chế sự giải
phóng curcumin khỏi nang micro (Hình 2) [11]. Ngoài ra, curcumin được bao bọc bởi hệ ma trận
tạo bởi ion Ca2+ và nhóm COO- của phân tử LMAP, do đó ngăn cản sự giải phóng curcumin từ
nang micro [9], [11]. Từ những dẫn chứng có thể kết luận curcumin chưa được giải phóng từ các
nang micro ra môi trường PBS có pH = 1,2. Rất có thể, lượng curcumin hòa tan trong các bể
khuấy chứa nang S3, S5, S10 và S15 là do một lượng nhỏ curcumin còn bám trên bề mặt ngoài
của các nang micro curcumin trong quá trình bào chế đã tách khỏi bề mặt ngoài của nang và phân
tán vào môi trường PBS có pH = 1,2.
3.1.2. Trong môi trường PBS có pH = 7,4
Đánh giá quá trình giải phóng curcumin từ nang micro S0, S3, S5, S10, S15 trong môi trường
PBS có pH = 7,4, nhiệt độ 37°C trong thời gian 420 phút thu được kết quả biểu thị qua hình 3 và 4.
105
TNU Journal of Science and Technology
227(01): 102 - 110
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
50
100
150
200
Thời gian (phút)
S3 S5
250
300
S10
350
S15
400
450
S0
Hình 3. Đồ thị biểu diễn quá trình giải phóng curcumin từ nang micro
trong môi trường PBS có pH = 7,4 trong thời gian 420 phút
Kết quả hình 3 cho thấy có sự khác biệt về quá trình giải phóng curcumin từ các nang micro
trong môi trường PBS có pH = 7,4. Cụ thể, đối với nang S0, vỏ bọc pectin hầu như không bị phá
vỡ, do đó curcumin không được giải phóng ra môi trường. Ngược lại, đối với nang S10 và S15,
lượng curcumin được giải phóng đạt giá trị cao nhất (≈ 70%) sau 100 phút hòa tan, sau đó giảm
dần xuống còn 40% sau 420 phút hòa tan. Điều này được giải thích là sau 120 phút hòa tan nang
S10 và S15, curcumin bắt đầu kết tủa ở trạng thái siêu bão hòa, dẫn tới kết quả đánh giá độ hòa
tan của curcumin ở các thời điểm tiếp theo giảm dần. Nhận định này được kiểm chứng qua hình 4
về quá trình giải phóng curcumin từ nang micro S0, S3, S5, S10, S15 trong môi trường PBS pH =
7,4 tại thời điểm t = 100 phút, hiện tượng đục xuất hiện trong cốc khuấy chứa nang micro S10 và
S15 do curcumin bắt đầu kết tủa. Kết luận này đồng nhất với nghiên cứu trước đó của Naksuriya
và cộng sự (2016) về sự xuất hiện của hiện tượng đục trong quá trình giải phóng curcumin từ
micelle polymer trong môi trường có pH = 5,0 và pH = 8,0 [12].
Qua so sánh quá trình giải phóng curcumin từ các nang micro có thể rút ra kết luận hàm lượng
Solutol® HS 15 sử dụng trong quá trình bào chế có ảnh hưởng tới quá trình giải phóng curcumin
từ nang micro và đồng nhất với kết luận của Seo và cộng sự (2012) [13]. Tuy nhiên, cần tiếp tục
nghiên cứu loại bỏ hiện tượng đục xuất hiện trong quá trình giải phóng curcumin từ nang micro
trong môi trường PBS có pH = 7,4 để có kết luận chính xác về ảnh hưởng của Solutol® HS 15
đến quá trình này.
Hình 4. Quá trình giải phóng curcumin từ nang micro S0, S3, S5, S10, S15
trong môi trường PBS có pH = 7,4 tại thời điểm t= 100 phút
3.2. Đánh giá động học giải phóng curcumin từ nang micro
Do curcumin hầu như không được giải phóng khỏi nang micro trong môi trường PBS có pH =
1,2, nên nghiên cứu đánh giá động học giải phóng curcumin từ nang micro S0, S3, S5, S10, S15
106
TNU Journal of Science and Technology
227(01): 102 - 110
trong môi trường PBS có pH = 7,4. Các mô hình động học bao gồm bậc không, bậc một,
Higuchi, Hixson-Crowell và Korsmeyer-Peppas. Đồ thị, phương trình hồi quy tuyến tính và hệ số
hồi quy (R2) được thiết lập (Hình 5-9). Các thông số động học của quá trình giải phóng curcumin
từ nang micro S0, S3, S5, S10, S15 trong môi trường PBS có pH = 7,4 được thể hiện qua bảng 1.
Kết quả từ bảng 1 cho thấy, các nang micro S0, S3, S5, S10, S15 đều có phương trình động
học đánh giá quá trình giải phóng curcumin với hệ số R² đạt giá trị lớn nhất ở mô hình
Korsmeyer-Peppas (≈ 1). Cụ thể, hệ số R² của các nang micro S0, S3, S5, S10, S15 ở mô hình
động học Korsmeyer-Peppas lần lượt đạt giá trị 0,9458, 0,9258, 0,9198, 0,826 và 0,7898. Do đó,
có thể kết luận rằng, quá trình giải phóng curcumin từ các nang micro trong môi trường PBS có
pH = 7,4 tuân theo mô hình Korsmeyer-Peppas.
80
y = 0,058x + 31,681
R² = 0,1489
70
y = 0,067x + 29,079
60
R² = 0,2304
50
y = 0,0645x + 10,407
R² = 0,5584
40
30
20
10
0
y = 0,0446x + 8,6124
R² = 0,5174
y = 0,0118x + 2,2616
R² = 0,6701
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Thời gian (phút)
S5
S0
Linear (S0)
S3
Linear (S3)
S10
Linear (S10)
S15
Linear (S15)
Linear (S5)
Hình 5. Phương trình động học bậc không của nang micro curcumin S0, S3, S5, S10, S15 trong dung dịch
PBS có pH = 7,4
0,0
-0,2
-0,4
-0,6
-0,8
-1,0
-1,2
y = -0,0001x - 0,023
100
200
300
400
500
R² = 0,6735
y = -0,0005x - 0,0936
R² = 0,5076
y = -0,0008x - 0,1171
R² = 0,5502
y = -0,0009x - 0,4067
R² = 0,172
y = -0,0007x - 0,4679
R² = 0,0786
Thời gian (phút)
S5
Linear (S5)
S0
S3
Linear (S3)
S10
S15
Linear (S15)
Linear (S0)
Linear (S10)
Hình 6. Phương trình động học bậc một của nang micro curcumin S0, S3, S5, S10, S15 trong dung dịch
PBS có pH = 7,4
107
TNU Journal of Science and Technology
227(01): 102 - 110
80
70
60
50
40
30
20
10
0
y = 2,0476x + 16,929
R² = 0,4366
y = 1,9209x + 19,525
R² = 0,3312
y = 1,6622x + 2,1238
R² = 0,7527
y = 1,1707x + 2,6604
R² = 0,721
y = 0,2975x + 0,8194
R² = 0,864
5
10
15
20
25
Thời gian (phút)
S0
S3
Linear (S3)
S5
S10
Linear (S10)
S15
Linear (S0)
Linear (S5)
Linear (S15)
Hình 7. Phương trình động học Higuchi của nang micro curcumin S0, S3, S5, S10, S15 trong dung dịch
PBS có pH = 7,4
Bảng 1. Thông số của các phương trình động học giải phóng curcumin từ nang micro S0, S3, S5, S10, S15
trong dung dịch PBS có pH = 7,4
Mô hình động học
S0
S3
S5
S10
0,2304
0,067
S15
0,1489
0,058
R2
0,6701
0,0118
0,6735
-0,0001
0,864
0,2975
0,5877
-0,0019
0,9458
0,4417
0,5174
0,0446
0,5076
-0,0005
0,721
1,1707
0,5215
-0,0031
0,9258
0,4936
0,5584
0,0645
0,5502
-0,0008
0,7527
1,6622
0,548
-0,0039
0,9198
0,5623
Bậc không
Bậc một
n
R2
n
0,172
0,0786
-0,0007
0,3312
1,9209
0,2284
-0,0029
0,7898
0,5115
-0,0009
0,4366
2,0476
0,2776
-0,0032
0,826
R2
n
Higuchi
R2
n
Hixson-Crowell
Korsmeyer-
Peppas
R2
n
0,549
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
y = -0,0019x + 3,395
R² = 0,5877
y = -0,0031x + 2,7432
R² = 0,5215
y = -0,0039x + 2,6626
R² = 0,548
y = -0,0029x + 1,8146
R² = 0,2284
y = -0,0032x + 1,8915
R² = 0,2776
50
100
S3
150
200
250
300
350
400
450
Thời gian (phút)
S5
S0
S10
Linear (S10)
S15
Linear (S0)
Linear (S3)
Linear (S5)
Linear (S15)
Hình 8. Phương trình động học Hixson-Crowell của nang micro curcumin S0, S3, S5, S10, S15 trong dung
dịch PBS có pH = 7,4
108
TNU Journal of Science and Technology
227(01): 102 - 110
5
4
y = 0,5115x + 1,2231
R² = 0,7898
y = 0,549x + 1,0228
R² = 0,826
y = 0,5623x + 0,2741
R² = 0,9198
3
y = 0,4936x + 0,3611
R² = 0,9258
2
y = 0,4417x - 0,6971
R² = 0,9458
1
0
1
2
3
4
5
6
7
-1
Thời gian (phút)
S5
S0
S3
Linear (S3)
S10
Linear (S10)
S15
Linear (S0)
Linear (S5)
Linear (S15)
Hình 9. Phương trình động học Korsmeyer-Peppas của nang micro curcumin S0, S3, S5, S10, S15 trong
dung dịch PBS có pH = 7,4
Nghiên cứu tiếp tục xác định quy luật khuếch tán của curcumin từ các nang micro S0, S3, S5,
S10, S15 trong môi trường PBS có pH = 7,4 dựa trên hằng số khuếch tán n theo mô hình động
học Korsmeyer-Peppas [14]. Kết hợp giữa dữ liệu bảng 1 và tham chiếu với hằng số khuếch tán n
theo mô hình động học Korsmeyer-Peppas cho thấy, hằng số khuếch tán n của các nang micro
S0, S3, S5, S10, S15 đều nằm trong khoảng 0,43 < n < 0,85, chứng tỏ curcumin được giải phóng
từ các nang micro theo dạng khuếch tán dị thường kết hợp giữa khuếch tán phụ thuộc vào nồng
độ của dung môi theo định luật Fick và khuếch tán phụ thuộc vào sự giãn nở polymer [14]. Ngoài
ra, hệ số R² của mô hình động học bậc không và mô hình động học bậc một thấp, đặc biệt ở nang
micro S10 và nang S15 chỉ đạt lần lượt 0,172 và 0,0786. Điều này có thể giải thích, do quá trình
giải phóng curcumin từ nang micro S10 và S15, sự giải phóng nhanh trong 100 phút đầu, sau đó
sự giải phóng curcumin bị kiểm soát nên tốc độ giải phóng chậm dần. Do đó, có thể kết luận nang
micro S10 và S15 đã đạt được mục tiêu kiểm soát quá trình giải phóng curcumin từ nang micro
trong môi trường PBS có pH = 7,4.
4. Kết luận
Quá trình giải phóng curcumin từ các nang micro S0, S3, S5, S10, S15 được tạo bởi công
nghệ tạo gel ion đã được đánh giá trong môi trường PBS có pH = 1,2 và pH = 7,4 trong thời gian
từ 1 đến 420 phút. Kết quả cho thấy, ở môi trường PBS có pH = 1,2, curcumin hầu như không
được giải phóng khỏi các nang micro. Ngược lại, ở môi trường PBS có pH = 7,4, sự giải phóng
curcumin phụ thuộc vào hàm lượng chất hoạt động bề mặt Solutol® HS 15 sử dụng trong quá
trình bào chế. Nang micro S15 có tốc độ giải phóng curcumin cao nhất, đạt gần 70% sau 100
phút hòa tan, sau đó sự giải phóng chậm dần và chịu sự kiểm soát của động học. Ngược lại, nang
S0 hầu như không tan trong môi trường PBS do không có thành phần Solutol® HS 15. Quá trình
giải phóng curcumin từ các nang micro tuân theo mô hình Korsmeyer-Peppas. Sự khuếch tán của
curcumin từ nang micro vào môi trường giải phóng theo dạng kết hợp giữa khuếch tán phụ thuộc
vào nồng độ của dung môi theo định luật Fick và khuếch tán phụ thuộc vào sự giãn nở polymer.
TÀI LIỆU THAM KHẢO/ REFERENCES
[1] B. Layek and S. Mandal, “Natural polysaccharides for controlled delivery of oral therapeutics: a recent
109
TNU Journal of Science and Technology
227(01): 102 - 110
update,” Carbohydr. Polym., vol. 230, 2020, Art. no. 115617, doi: 10.1016/j.carbpol.2019.115617.
[2] D. Li, J. Li, H. Dong, X. Li, J. Zhang, S. Ramaswamy, and F. Xu, “Pectin in biomedical and drug
delivery applications: A review,” Int. J. Biol. Macromol., vol. 185, pp. 49-65, 2021, doi:
10.1016/j.ijbiomac.2021.06.088.
[3] Q. Zhang, H. Wang, Z. Feng, Z. Lu, C. Su, Y. Zhao, J. Yu, A. V Dushkin, and W. Su, “Preparation of
pectin-tannic acid coated core-shell nanoparticle for enhanced bioavailability and antihyperlipidemic
activity of curcumin,” Food Hydrocoll., vol. 119, 2021, Art. no.
106858, doi:
10.1016/j.foodhyd.2021.106858.
[4] S. Das, “Pectin based multi-particulate carriers for colon-specific delivery of therapeutic agents,” Int.
J. Pharm., vol. 605, 2021, Art. no. 120814, doi: 10.1016/j.ijpharm.2021.120814.
[5] A. Dogan Ergin, Z. S. Bayindir, A. T. Ozcelikay, and N. Yuksel, “A novel delivery system for
enhancing bioavailability of S-adenosyl-l-methionine: Pectin nanoparticles-in-microparticles and their
in vitro - in vivo evaluation’,” J. Drug Deliv. Sci. Technol., vol. 61, 2021, Art. no. 102096, doi:
10.1016/j.jddst.2020.102096.
[6] H. H. Gadalla, I. El-Gibaly, G. M. Soliman, F. A. Mohamed, and A. M. El-Sayed, “Amidated
pectin/sodium carboxymethylcellulose microspheres as a new carrier for colonic drug targeting:
Development and optimization by factorial design,” Carbohydr. Polym., vol. 153, pp. 526-534, 2016,
doi: 10.1016/j.carbpol.2016.08.018.
[7] T. Lee and Y. H. Chang, “Structural, physicochemical, and in-vitro release properties of hydrogel
beads produced by oligochitosan and de-esterified pectin from yuzu (Citrus junos) peel as a quercetin
delivery system for colon target,” Food Hydrocoll., vol. 108, 2020, Art. no. 106086, doi:
10.1016/j.foodhyd.2020.106086.
[8] R. Deshmukh, R. K. Harwansh, S. Das Paul, and R. Shukla, “Controlled release of sulfasalazine
loaded amidated pectin microparticles through Eudragit S 100 coated capsule for management of
inflammatory bowel disease,” J. Drug Deliv. Sci. Technol., vol. 55, 2020, Art. no. 101495, doi:
10.1016/j.jddst.2019.101495.
[9] D. H. Nguyen and T. T. N. Nguyen, “Study on encapsulation of micro curcumin using ionotropic
gelation method,” TNU Journal of Science and Technology, vol. 226, no. 14, pp. 222-229, 2021, doi:
10.34238/tnu-jst.5115.
[10]M. L. Bruschi, Strategies to modify the drug release from pharmaceutical systems. Woodhead
Publishing, 2015.
[11]V. Pillay and R. Fassihi, “In vitro release modulation from crosslinked pellets for site-specific drug
delivery to the gastrointestinal tract: II. Physicochemical characterization of calcium–alginate,
calcium–pectinate and calcium–alginate–pectinate pellets,” J. Control. Release, vol. 59, no. 2, pp. 243-
256, 1999, doi: 10.1016/S0168-3659(98)00197-7.
[12]O. Naksuriya, M. J. van Steenbergen, J. S. Torano, S. Okonogi, and W. E. Hennink, “A Kinetic
Degradation Study of Curcumin in Its Free Form and Loaded in Polymeric Micelles,” AAPS J., vol.
18, no. 3, pp. 777-787, May 2016, doi: 10.1208/s12248-015-9863-0.
[13]S. -W. Seo, H. -K. Han, M. -K. Chun, and H. -K. Choi, “Preparation and pharmacokinetic evaluation
of curcumin solid dispersion using Solutol® HS15 as a carrier,” Int. J. Pharm., vol. 424, no. 1-2, pp.
18-25, Mar. 2012, doi: 10.1016/j.ijpharm.2011.12.051.
[14]J. Siepmann and F. Siepmann, “Mathematical modeling of drug delivery,” Int. J. Pharm., vol. 364, no.
2, pp. 328-343, 2008, doi: 10.1016/j.ijpharm.2008.09.004.
110
9 trang
22320
Free
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu quá trình giải phóng curcumin từ nang micro trong môi trường in vitro", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- nghien_cuu_qua_trinh_giai_phong_curcumin_tu_nang_micro_trong.pdf
