Tổng hội y học Việt Nam

Viện y học ứng dụng Việt Nam
ứng dụng y học vì sức khỏe người việt nam

Các phương pháp sản xuất thuốc theo công nghệ nano

Công nghệ nano đang thu hút sự quan tâm của các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới, đặc biệt là các ứng dụng trong lĩnh vực dược phẩm. Không thể phủ nhận những lợi ích và triển vọng mà công nghệ này mang lại trong thiết kế, nghiên cứu phát triển và sản xuất thuốc.

Các phương pháp sản xuất thuốc theo công nghệ nano

Tại Việt Nam, trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu ứng dụng công nghệ nano trong điều chế dược phẩm đã được công bố ngày càng nhiều. Dưới đây là một số phương pháp điều chế thuốc nano thường được thực hiện và có tiềm năng ứng dụng trong điều kiện thí nghiệm tại Việt Nam.

Phương pháp kết tập

Kết tập (agglomeration) - còn gọi là kỹ thuật từ dưới lên (bottom-up), đi từ kích thước nhỏ đến kích thước lớn là quá trình liên kết các phần tử kích thước nhỏ (ion, nguyên tử, phân tử hoặc tiểu phân nhỏ) thành các tiểu phân kích thước lớn hơn trong môi trường phân tán nhờ các liên kết hóa lý. Phương pháp kết tập có các kỹ thuật thường sử dụng như khuếch tán dung môi, nhũ hoá bay hơi dung môi, sử dụng CO2 lỏng siêu tới hạn.

Khuếch tán dung môi: Kỹ thuật khuếch tán dung môi tạo nên thuốc nano nhờ thay đổi bản chất của môi trường phân tán. Phương pháp dễ dàng thực hiện, không cần sử dụng nguồn năng lượng cao, nhưng hạn chế của phương pháp là sử dụng các dung môi hữu cơ và việc loại bỏ hoàn toàn các dung môi hữu cơ cũng gây cản trở cho việc nâng cỡ lô trên quy mô sản xuất.

Vận hành quy trình sản xuất nanocurcumin.

Vận hành quy trình sản xuất nanocurcumin.

Nhũ hóa bay hơi dung môi: Sử dụng quá trình nhũ hóa tạo nhũ tương, sau đó bốc hơi pha dung môi hữu cơ tạo hệ tiểu phân nano. Phương pháp đơn giản, không cần sử dụng nguồn năng lượng cao, tuy nhiên hạn chế của phương pháp là sử dụng các dung môi hữu cơ độc hại đối với môi trường và con người, việc loại bỏ hoàn toàn các dung môi hữu cơ cũng gây cản trở cho việc nâng cỡ lô trên quy mô sản xuất.

Kỹ thuật sử dụng CO2 lỏng siêu tới hạn: Kỹ thuật kháng dung môi siêu tới hạn (supercritical antisolvent, SAS): Dùng dung môi có thể hỗn hòa với CO2 lỏng siêu tới hạn để hòa tan các thành phần. Do không tan trong CO2 lỏng siêu tới hạn nên khi CO2 lỏng siêu tới hạn ly trích vào dung môi khiến chất tan lập tức kết tập hình thành tiểu phân nano.

Kỹ thuật khuếch trương nhanh từ dung dịch siêu tới hạn (rapid expansion from supercritical solutions, RESS), các thành phần được hòa tan vào CO2 lỏng siêu tới hạn, sau đó, hỗn hợp đi vào vùng có áp suất thấp hơn. Sự thay đổi áp suất đột ngột làm giảm khả năng hòa tan của các thành phần trong CO2 và lập tức bị kết tập tạo hệ tiểu phân nano.

Phương pháp hạn chế được việc sử dụng các dung môi hữu cơ nhưng để thực hiện được cần có thiết bị tạo CO2 lỏng siêu tới hạn.

Ngoài các kỹ thuật kết tập trên, hệ tiểu phân nano còn được tạo thành từ các kỹ thuật kết tập khác: Kỹ thuật tạo hệ tiểu phân từ phản ứng hóa học, từ quá trình polymer hóa, gel hóa, kỹ thuật tạo phức hợp nano nhờ tương tác tĩnh điện học, kỹ thuật tạo hệ tiểu phân nhờ sự thay đổi các điều kiện vật lý như thay đổi nhiệt độ, áp suất, dung môi, pH.

Phương pháp phân tán

Phân tán (dispersion) còn gọi là kỹ thuật từ trên xuống (top-down) đi từ kích thước lớn đến kích thước nhỏ, là quá trình chia nhỏ các tiểu phân kích thước lớn thành tiểu phân kích thước nhỏ hơn trong môi trường phân tán. Phương pháp này có các kỹ thuật thường sử dụng như khuấy tốc độ cao, đồng nhất hoá dưới áp suất cao, đùn ép, nghiền bi.

Khuấy tốc độ cao (rotor-stator): Kỹ thuật thường sử dụng nhất để tạo thuốc nano nhờ thiết bị khuấy rotor-stator với tốc độ cao từ 10.000 – 24.000 vòng/phút. Kỹ thuật đơn giản, dễ thực hiện và hiện nay đã có thiết bị nâng cỡ lô trên quy mô 50kg.

Đồng nhất hóa dưới áp suất cao: Sử dụng thiết bị đồng nhất hóa dưới áp suất cao, hệ phân tán thô khi đi qua buồng tạo áp suất cao, các tiểu phân trương phồng va chạm sẽ vỡ ra tạo nên hệ tiểu phân nano.

Kỹ thuật đơn giản, dễ thực hiện tạo hệ tiểu phân nano đồng nhất, dễ dàng nâng cỡ lô trên quy mô sản xuất và hiện nay đã có thiết bị nâng cỡ lô trên quy mô 2.000 lít/giờ. Tuy nhiên, hệ thống thiết bị tạo áp suất cao khá đắt tiền.

Đùn ép: Kỹ thuật chia nhỏ tiểu phân thô khi nén qua hệ thống màng lọc theo kiểu lọc tuyến tính tạo thuốc nano. Kỹ thuật đơn giản, dễ dàng đạt được sự đồng nhất về kích thước và dãy phân bố kích cỡ tiểu phân nano, nhưng khó khăn khi nâng cỡ lô trên quy mô sản xuất lớn do kỹ thuật lọc theo kiểu tuyến tính khá phức tạp.

Nghiền bi: Pha phân tán, môi trường phân tán, chất ổn định và khoảng 40% bi được cho vào thùng quay. Quay thùng theo một chiều, trong quá trình chuyển động, các thành phần trộn lẫn vào nhau kết hợp tạo hệ tiểu phân. Khi chuyển động quay của thùng, dưới tác động của lực ma sát và sự va đập lên nhau giữa các thành phần với bi làm giảm kích thước tiểu phân giúp hình thành hệ tiểu phân nano.

Kỹ thuật đơn giản, dễ dàng nâng cỡ lô trên quy mô sản xuất lớn. Tuy nhiên, kích thước hệ tiểu phân nano khó đạt được sự đồng nhất về dãy phân bố kích cỡ.

Ngoài các kỹ thuật thường gặp trên, một số công nghệ cũng được nghiên cứu sản xuất thuốc nano như kỹ thuật siêu âm, chiếu xạ, hồ quang điện, vi hóa lỏng…

Kết hợp kết tập và phân tán

Trong thực tế, điều chế hệ tiểu phân nano thường kết hợp giữa kỹ thuật kết tập và phân tán. Kết tập tạo hệ tiểu phân thô, sau đó phân tán giảm kích thước để thu được hệ tiểu phân nano. Chẳng hạn, điều chế hệ tiểu phân liposome bằng kỹ thuật tạo lớp màng phim lipid kép rồi hydrat hóa tạo hệ liposome MLV hoặc LUV kích thước ở hàng micromet. Để giảm kích thước xuống hàng nanomet, sử dụng các kỹ thuật phân tán như siêu âm, đùn ép, đồng nhất hóa.

Kỹ thuật làm khô thu tiểu phân nano

Sau khi điều chế hệ phân tán nano, làm khô hệ tiểu phân nano giúp tăng độ bền hóa lý của thuốc nano do hạn chế ảnh hưởng của các tác động môi trường bảo quản, tránh nguy cơ nhiễm khuẩn và thuận tiện cho quá trình vận chuyển.

Kỹ thuật đông khô và phun sấy là hai kỹ thuật hiện đại được sử dụng để làm khô các sản phẩm thuốc nano. Kỹ thuật phun sấy tiết kiệm chi phí hơn so với đông khô nhưng cần dùng thành phần pha phân tán có nhiệt độ tan chảy trên 70oC và sản phẩm thu được có thể bị kết tụ hoặc tan chảy. Chính vì thế, kỹ thuật đông khô được sử dụng rộng rãi hơn khi nghiên cứu sản xuất thuốc nano. Đông khô là quá trình loại nước ra khỏi vật liệu ở điều kiện đông lạnh nhờ thay đổi tiến trình nhiệt độ và áp suất để nước từ trạng thái rắn chuyển trực tiếp sang trạng thái hơi (thăng hoa).

Tóm lại, có rất nhiều công nghệ sản xuất thuốc nano, tuỳ vào điều kiện cụ thể, sản phẩm cụ thể mà nhà sản xuất lựa chọn phương pháp sản xuất phù hợp.

Tham khảo thêm thông tin tại bài viết: Curcumin - phương pháp điều trị mới cho bệnh trầm cảm

PGS.TS. Hoàng Minh Châu, TS. Trương Công Trị - Theo Sức khỏe & Đời sống
Bình luận
Tin mới
  • 04/04/2025

    Ăn sáng bằng trái cây để giảm cân, lợi hại thế nào?

    Bữa sáng bằng trái cây được nhiều người lựa chọn khi muốn giảm cân vì giàu vitamin, chất xơ và ít calo. Tuy nhiên, chỉ ăn trái cây vào buổi sáng có thực sự tốt cho sức khỏe và hỗ trợ giảm cân hiệu quả?

  • 04/04/2025

    Làm thế nào để cải thiện lưu thông máu của bạn?

    Khi chân tay không nhận đủ máu, tay hoặc chân của bạn có thể cảm thấy lạnh hoặc tê. Nếu bạn có làn da sáng, chân của bạn có thể chuyển sang màu xanh. Lưu thông máu kém cũng có thể làm khô da, khiến móng tay giòn và khiến tóc rụng, đặc biệt là ở chân và bàn chân. Một số nam giới có thể gặp khó khăn trong việc cương cứng hoặc duy trì sự cương cứng. Và nếu bạn bị tiểu đường, vết trầy xước, vết loét hoặc vết thương của bạn có xu hướng lành chậm hơn. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn một số mẹo để cải thiện lưu thông máu.

  • 03/04/2025

    Ăn gì cho đẹp da, khắc phục da sần sùi do vảy nến?

    Người bị vảy nến nên bổ sung các loại thực phẩm chống viêm, giàu vitamin đồng thời hạn chế những thực phẩm có khả năng khiến bệnh phát triển, góp phần kiểm soát tốt bệnh và giúp làn da đẹp mịn màng hơn.

  • 03/04/2025

    Cùng bé vươn cao, chạm đỉnh dễ dàng - Mừng sinh nhật VIAM Clinic 7 tuổi

    Bạn có bao giờ lo lắng khi thấy con chậm lớn, thấp còi hơn bạn bè cùng trang lứa? Hay những bữa ăn đầy ắp yêu thương lại trở thành "cuộc chiến" với bé biếng ăn, gầy gò? Đừng lo, bởi suốt 7 năm qua, Phòng khám chuyên khoa Dinh dưỡng VIAM đã đồng hành cùng hàng nghìn gia đình, giúp các bé không chỉ tăng chiều cao mà còn khỏe mạnh, tự tin trong cuộc sống.

  • 03/04/2025

    Đẻ mắc vai hay dấu hiệu “con rùa” trong sản khoa

    Đẻ mắc vai hay còn gọi là dấu hiệu “con rùa” - là tình trạng xảy ra khi một hoặc cả hai vai của em bé bị kẹt trong quá trình sinh thường. Không có dấu hiệu báo trước và không có cách nào để ngăn ngừa tình trạng này xảy ra. Nguyên nhân gây ra tình trạng này có thể bao gồm việc em bé quá lớn, xương chậu của mẹ nhỏ hoặc đỡ đẻ sai tư thế. Tình trạng này có thể dẫn đến các biến chứng nghiêm trọng bao gồm cả chấn thương thần kinh cho em bé. Cùng đọc bài viết sau để hiểu thêm về tình trạng này!

  • 02/04/2025

    Nâng cao tầm vóc Việt

    Tầm vóc không chỉ là thước đo chiều cao đơn thuần mà còn phản ánh sức khỏe và sự phát triển toàn diện của một dân tộc. Tuy nhiên, thực trạng chiều cao của người Việt Nam hiện nay vẫn còn nhiều hạn chế so với bạn bè quốc tế

  • 01/04/2025

    Tăng cường miễn dịch cho trẻ mùa xuân

    Mùa xuân đến, mang theo không khí ấm áp và sức sống mới cho vạn vật. Tuy nhiên, đây cũng là thời điểm giao mùa, khí hậu biến đổi thất thường, tạo điều kiện cho các loại vi khuẩn, virus và mầm bệnh sinh sôi phát triển.

  • 01/04/2025

    Ngày Thế Giới Nhận Thức về Tự Kỷ: Hiểu đúng và đồng hành cùng người tự kỷ

    Ngày 2 tháng 4 hàng năm, thế giới cùng hướng về Ngày Thế Giới Nhận Thức về Tự Kỷ – một sự kiện do Liên Hợp Quốc khởi xướng nhằm kêu gọi sự quan tâm sâu sắc hơn đến rối loạn phổ tự kỷ (ASD).

Xem thêm