1.    Đại cương

Vi hạt, vi cầu và vi nang mang đến các lợi ích nhờ cấu trúc và chức năng của chúng, và việc áp dụng là phù hợp cho lợi ích, sự dung nạp thuốc thông qua các con đường đưa thuốc. 

Phụ thuộc vào công thức, các vi hạt này có thể kết hợp vào trong các dạng bào chế khác như thuốc rắn (viên nang, viên nén, gói), thuốc bán rắn (gel, kem, bột nhão), thuốc lỏng (dung dịch, hỗn dịch, thuốc dùng ngoài đường tiêu hóa)

Một lợi thế của các chất mang micro so với các hạt nano là chúng không đi qua các kẽ trên kích thước 100nm được vận chuyển bởi bạch huyết, và do đó cho tác dụng cục bộ. Các chất có độc tính có thể được tiến hành đóng nang và các chất lỏng được xử lý khi chất rắn là công thức vi hạt được sấy khô. 

Trong trường hợp đa hạt (multiparticulates), liều được phân phối vào nhiều hạt nhỏ, nhờ vậy mà giải phóng liều từng phần. Do vậy sự cố của tiểu đơn vị liều là không đáng kể. 

Hệ phân phối thuốc đa hạt (multiparticulates) mang lại những lợi ích nổi bậc cho các chuyên gia và bệnh nhân, như:

-       Lựa chọn được liều dùng phù hợp với con đường vận chuyển thuốc mong muốn (đường miệng, đường tiêm).

-       Giải phóng và phân phối thuốc được điều chỉnh và nhắm mục tiêu (thậm chí cụ thể theo địa điểm)

-       Dược động học đáng mong đợi hơn 

-       Phân bố đồng nhất hơn trong môi trường sinh lý

-       Sự phối hợp ổn định liều cố định của thuốc. 

-       Chuẩn độ liều và sự giảm nhẹ liều

-       Tuân thủ tốt ở bệnh nhân 

-       Trị liệu cá nhân ( đối tượng trẻ con, người cao tuổi)

-       Cải thiện sự ổn định của các chế phẩm thuốc

-       Tách riêng các thành phần để đảm bảo khả năng tương thích tốt hơn

-       Sản phẩm sáng tạo với vòng đời kéo dài thông qua bảo vệ bằng sáng chế

Từ quan điểm của công nghệ, vi nang cung cấp một số lợi ích: các vi hạt được chế tạo để bảo vệ lõi (phần bên trong) khỏi môi trường; che giấu một hương vị khó chịu; bảo quản các chất bay hơi hoặc khả năng tồn tại của các tế bào; tách các chất không tương thích; bảo vệ cơ thể khỏi các tác dụng phụ; và tối ưu hóa, kéo dài hoặc nhắm mục tiêu tác dụng của thuốc. 

Các tá dược polymer bảo vệ thành phần dược chất (API) từ môi trường (sự oxy hóa, nhiệt độ, pH), bảo vệ cơ thể khỏi sự kích ứng, hoặc ảnh hưởng tổn thương niêm mạc của dược chất. Những khuyết điểm  (ví dụ: bị chia đôi) của dạng bào chế đa hạt chỉ ảnh hưởng đến một lượng nhỏ đơn vị, do đó không dẫn đến sự thay đổi đáng kể nồng độ thuốc trong máu. 

Tuy nhiên, có một vài giới hạn, như chi phí sản phẩm cao hơn do tá dược đắt tiền hoặc do thiết bị và quy trình phức tạp hơn, cũng như kiểm soát chất lượng chặt chẽ hơn. Ngoài ra một số thành phần không thể đáp ứng các yêu cầu về tương thích sinh học và phân hủy sinh học. 

2.    Cấu trúc

Các vi hạt có kích thước từ 1-1000 µm và được biết đến như hệ cốt hoặc cấu trúc dùng để chứa các thành phần khác, và tồn tại thành nhiều cấu trúc khác nhau. Ngoài các tá dược được sử dụng, cấu trúc và hình dạng cũng được xác định chức năng. Hệ phân phối thuốc đa hạt (micropellets, microgranules, microspheres, microcapsules, microsponges, liposomal preparation) thu hút sự chú ý bởi vì các đặc tính hữu ích chúng chúng. 

Các vi hạt có thể được đặc trưng bởi cấu trúc đồng nhất hoặc không đồng nhất phụ thuộc vào công thức và quy trình. Thường hình cầu được ưa thích hơn bởi vì nó giúp các quy trình về sau diễn ra dễ dàng hơn. 

2.1.        Micropheres và Microcapsules (vi cầu và vi nang)

Microspheres có thể được đặc trưng như các hệ cốt trong đó thuốc được phân tán đồng nhất, hòa tan hoặc huyền phù đồng nhất. Các vi nang là các hạt không đồng nhất trong đó vỏ màng bao quanh lõi tạo thành một bể chứa. 

Một cấu trúc vi cầu cổ điển chứa API rắn hoặc lỏng phân tán hoặc hòa tan trong hệ cốt. Các vi nang là các bể chứa có kích thước siêu nhỏ được bao quanh bởi một lớp có khả năng kiểm soát sự phóng thích từ bể chứa. 

Kích thước đóng vai trò quan trọng trong hoạt động đường tiêu hóa: vi hạt có kích thước dưới 800 µm đi qua môn vị mà không ảnh hưởng đến sự làm rỗng dạ dày. 

Các hạt có kích thước lớn hơn 100 nm nằm tại vị trí cấp thuốc cho đến khi giải phóng đại thực bào. Sự hấp thu vào máu và tích lũy có ý nghĩa nhất khi hạt có kích thước khoảng 10-80 nm. Đáp ứng của cơ thể bị giảm đối với sẽ giảm khi dùng các vi cầu có kích đường kính từ 1,5-2,5 nm so với các vi cầu có kích thước nhỏ hơn. 

Điện tích bề mặt có một vai trò quan trọng trong sự kết tụ các hạt. Sự kết tụ sẽ làm cản trở sự phân phối thuốc.

Độ xốp cũng có một ý nghĩa trong thực hiện ghép tế bào invivo . Vật liệu xốp tạo điều kiện cho sự phân phối vào mạch máu liên quan đến vật liệu sinh học không xốp. 

Một số cấu trúc keo bất đẳng hướng gần đây đã được tạo ra với các thuộc tính đặc biệt. 

2.2.1. Janus particles (hạt janus) 

Các vi hạt này có hình dạng và dị hướng pha nhất định, được tạo ra bằng cách làm giảm các đặc tính riêng biệt (thân nước, kị nước) của từng tá dược, được sử dụng làm đầu dò hình ảnh và máy cảm biến đa chức năng. 

2.2.2. Patchy particles 

Các hạt hình cầu với các mảng mặt lõm, mặt lồi hoặc phẳng trên bề mặt. Các patchy particle có thể tạo ra các cụm và bằng cách liên kết giữa các mảng dầu, có thể xây dựng các kiến trúc tứ diện hoặc lục giác nhờ đó có thể chịu được lực khô và cho thấy khả năng mở rộng gấp nhiều lần thể tích ban đầu của chúng trong một tác nhân là trương nở. 

2.2.3. Liposomes

Liposomes là các nhân nước lipid với một hoặc nhiều lớp phospholipid và cấu trúc của Liposome gồm: Liposome đơn lớp nhỏ (SUV:20-100 nm), Liposome đơn lớp lớn (LUV: >100 nm), Liposome đa lớp (MLV: >500 nm), Liposome đa lớp nhỏ (OLV: 0,1-1 µm), liposome đơn lớp khổng lồ (GUV: >1µm), Liposome kép (MVV: >1µm). 

Đối với thuốc nhãn khoa, các liposome đại diện cho hệ phân phối thuốc lý tưởng cho cả API thân nước và kỵ nước. Điện tích âm và dương có vai trò đóng góp vào sinh khả dụng: Liposome cation (ví dụ: được tạo ra với didodecyldiethylammonium chloride, stearylamine) cho thấy hiệu quả tốt hơn tại bề mặt giác mạc với điện tích âm. Liposomes có thể tương tác với các tế bào thông qua một vài cơ chế: sự tương tác với thành phần bề mặt tế bào. Dung hợp với màng tế bào, nhập bào thông qua các tế bào thực bào. 

Các phương pháp điều chế cũng rất linh hoạt: bay hơi dung môi, bay hơi nhũ tương kép, hoặc bay hơi pha ngược. 

2.2.        Colloidsomes

Colloidsomes là các vi nang, chứa một lõi rỗng hoặc lõi hydrogel và các lớp được hình thành do sự tự lắp ráp các hạt keo. Kích thước từ 10-20 nm đến µm. Nó được tìm thấy có tính thấm chọn lọc nơi mà thuốc có thể khuếch tán qua vỏ của chúng thông qua loại trừ kích thước. Colloidsomes có thể được ổn định bởi tá dược rắn (ví dụ: Fe2O3, CaCO3, silica keo khan) hình thành nhũ tương Pickering. Bên cạnh quá trình nhũ hóa, sự tùy thuộc vào quá trình ủ nhiệt và liên kết ngang hóa học tham gia vào sự cố định của hoạt chất. 

3.    Cơ chế giải phóng thuốc

Quy trình giải phóng thuốc của các vi hạt, được tạo ra bởi kỹ thuật sản xuất tạo cầu và/hoặc chứa các thành phần đặc biệt, là kết quả của các hiện tượng và cơ chế khác nhau (hòa tan/ khuếch tán, giải phóng theo hướng thẩm thấu, xói mòn). Nhìn chung, những cơ chế này diễn ra cùng với một hoặc nhiều cơ chế khác mang lại vai trò tốt hơn cho sự giải phóng thuốc. Trong vi hạt, khi dược chất được nhúng vào trong hệ cốt polymer, hoạt động của hệ thống polymer rất quan trọng trong quá trình hòa tan, nhưng phụ thuộc vào nhiều yếu tố (tính chất thuốc, công thức, môi trường giải phóng,…)

Trong trường hợp hệ cốt polymer, sự khuếch tán của hoạt chất có thể thông qua mạng lưới polymer nguyên vẹn hoặc qua các lỗ chứa đầy nước. Thuốc tan trong nước cũng có thể hòa tan trong mạng lưới các lỗ. Sự hấp thu nước làm cho chuỗi polymer sưng lên, cho thấy sự hình thành lỗ chân lông mới và/hoặc áp suất thẩm thấu. Trong quá trình trương nở, thể tích tăng lên, hệ số khuếch tán hiệu quả của thuốc được tăng lên và nhiều phân tử xâm nhập vào phần nước. Cũng có thể xảy xa sự bào mòn hệ cốt polymer. 

Trong trường hợp các vi hạt phủ polymer, polymer tạo màng có thể hòa tan trong môi trường hoặc hoạt động như một màng không tan trong nước, màng thấm hoặc bán thấm. Trong các trường hợp trước đó, sự khuếch tán chủ yếu là do sự giải phóng của các thành phần hoạt chất. Trong trường hợp bao màng bán thấm, hiện tượng thẩm thấu cần được tính đến. Cũng có thể sử dụng các chất hình thành các lỗ tan trong nước, bằng cách tạo ra lỗ, đẩy nhanh quá trình hòa tan.

Trong trường hợp hệ phân phối thuốc vi hạt, việc phát hành thuốc xảy ra thông qua một yếu tố kích thích. Có thể cần một, hai hoặc nhiều (nhiều) yếu tố kích thích cho sự hòa tan. Các yếu tố kích thích để giải phóng thuốc có thể là bên trong hoặc bên ngoài và được phân loại là vật lý, hóa học hoặc thậm chí vi sinh. Tín hiệu mở và đóng của các hệ thống này cũng có thể, tạo ra phản hồi.                  

Vi nang từ tính

Các vi cầu từ tính là các hạt siêu phân tử lưu thông qua các mao quản mà không gây tắc ở dạng phôi (<4 μm) nhưng cho thấy một đặc tính sắt từ sao cho chúng có thể được kéo vào mô đích với từ trường 0,5 - 0,8 T. Các vi hạt từ tính cho các ứng dụng y tế đã được phát triển, chẳng hạn như chụp cộng hưởng từ (MRI) và phân phối thuốc, và chúng là một lựa chọn đầy hứa hẹn trong điều trị khối u kèm theo tăng thân nhiệt. Sự giải phóng có thể được điều chỉnh bằng sức mạnh của hệ thống sưởi từ tính được áp dụng: với hiệu ứng từ nhẹ, các hạt phản ứng với sự co rút và phóng thích thuốc chậm, và với sự gia nhiệt mạnh, sự phá vỡ cấu trúc gây ra sự co lại, dẫn đến sự bùng liều. 

Ưu điểm lớn của chúng nằm ở phương pháp hiệu quả nhắm mục tiêu phân tử thuốc đến vị trí mong muốn được điều trị (nghĩa là khối u) với hiệu quả điều trị cao hơn và độc tính thấp hơn. Việc giảm tần suất dùng thuốc giúp tăng cường sự tuân thủ của bệnh nhân.

      Người viết: Phạm Thị Ly

      Người duyệt: Nguyễn Thị Thuỳ Trang     

      TLTK:   M. Lengyel, N. Kállai-Szabó, V. Antal, A. J. Laki, and I. Antal, “Microparticles, microspheres, and microcapsules for advanced drug delivery,” Scientia Pharmaceutica, vol. 87, no. 3. MDPI AG, Sep. 01, 2019. doi: 10.3390/scipharm87030020.