Biên soạn và Hiệu đính

Dược sĩ Phan Hữu Xuân Hạo – Khoa Dược, Trường Y Dược – Đại học Duy Tân.

Danh pháp

Tên chung quốc tế

acid alginic

Tên thương mại

Acidum alginicum; E400; Kelacid; L-gulo-D-mannoglycuronan; polymannuronic acid; Protacid; Satialgine H8.

Tên danh pháp theo IUPAC

3-(6-carboxy-3,4-dihydroxy-5-phosphanyloxan-2-yl)oxy-4,5-dihydroxy-6-phosphanyloxyoxane-2-carboxylic acid

Mã UNII

8C3Z4148WZ

Mã CAS

9005-32-7

Công thức phân tử

(C6H 8O6)n

Phân tử lượng

10.000 – 600.000g/mol

Cấu trúc phân tử

Acid alginic là polyme của glycuronan mạch thẳng bao gồm một hỗn hợp của 2 axit beta- (1- 4) -D-mannosyluronic và alpha- (1- 4) -L-gulosyluronic và các acid tự do, với công thức chung (C6H8O) n. Trọng lượng phân tử trong khoảng từ 20 000 đến 240 000

Theo dược điển châu Âu phiên bản 6.3 đã miêu tả acid algilic như là một hỗn hợp của các acid polyuronic [(C6H8O) n]  bao gồm các thành phần các D-mannosyluronic và L-gulosyluronic tự do. Acid algilic được tìm thấy chủ yếu trong tảo thuộc họ Phaeophyceae. Một tỉ lệ các nhóm carboxyl trong này có thể đã được trung hòa.

Cảm quan

Acid alginic là bột dạng sợi với màu trắng đến vàng trắng dạng sợi, không mùi không vị.

Các tính chất đặc trưng

Chỉ số acid/ base: với hệ phân tán trong nước 3% (khối lượng/ thể tích) cho pH từ 1,5 đến 3.5.

Liên kết chéo: thêm các muối calci như calci citrat hay calci clorid sẽ tạo ra các liên kết chéo giữa các sợi polyme, dẫn đến tăng khối lượng phân tử của các nhóm này. Các màng phim được tạo thành qua liên kết chéo với triphosphat (tripolyphosphat) và calci clorid được phát hiện là không tan nhưng có khả năng thấm được vào hơi nước. Tính thấm của thuốc có sử dụng algilic acid làm tá dược biến đổi phụ thuộc pH và mức độ của các liên kết chéo.

Khối lượng riêng: 1.601 g/cm3

Độ ẩm: 7.01%

Phổ hồng ngoại: hấp thụ tia IR nên có phổ hồng ngoại đặc trưng.

Độ tan: tan trong các dung dịch kiềm và tạo ra độ nhớt; tan tương đối ít hoặc không tan trong ethanol 95% và các dung môi hữu cơ khác. Trong môi trường nước, acid algenic được trương nở nhưng không hòa tan. Nó có khả năng trương nở đến 300 lần kích thước ban đầu của nó.

Độ nhớt (tính lưu biến): các acid alginic trên thị trường có sự biến đổi khác nhau về phân tử, dẫn đến sự biến đổi về độ nhớt. Độ nhớt tăng đáng kể khi tăng Nồng độ alginic; cụ thể ở hệ phân tán 0.5% (khối lượng trên khối lượng) sẽ tạo ra độ nhớt xấp xỉ 20 mPa s, trong khi hệ 2% tạo ra độ nhớt gấp 100 lần. Độ nhớt của acid alginic giảm khi tăng nhiệt độ, khi tăng nhiệt độ lên 1 độ C, độ nhớt sẽ giảm 2.5%. Tại nồng độ thấp, độ nhớt của hệ acid alginic được tăng lên đáng kể khi bổ sung muối của Ca2+.

Các tiêu chuẩn trong dược điển

Chuyên luận về acid alginic có trong các dược điển của châu Âu và Nhật với các chỉ tiêu định tính, cảm quan, pH, mất khối lượng do làm khô, tro, tro sulfat, arsen, clorit, chì, kim loại nặng, chỉ số acid và định lượng.

Vai trò của alginic trong dược phẩm và thực phẩm

Alginic acid được sử dụng làm tác nhân kiểm soát giải phóng, chất ổn định, tác nhân gây phân tán, tác nhân biến đổi giải phóng, tá dược dính cho viên nén, tá dược rã cho viên nén, tá dược che mùi, tác nhân làm tăng độ nhớt.

Ứng dụng của acid alginic trong xây dựng công thức và kĩ thuật bào chếỨng dụng của acid alginic

Acid alginic được sử dụng rộng rãi trong các công thức thuốc dùng tại chỗ hoặc đường uống. Trong công thức viên nang và viên nén, nó được sử dụng với cả 2 vai trò là tá dược dính và tá dược rã với nồng độ sử dụng từ 1 đến 5% (khối lượng/ khối lượng).

Acid alginic cũng được như dụng như chất làm đầy và tá dược gây phân tán trong các bột nhão, kem và gel. Tá dược này nhờ khả năng thân nước, nó sẽ bao quanh các tiểu phân để cải thiện tính thấm bề mặt của tiểu phân với môi trường phân tán (nước). Giúp chúng dễ dàng phân tán đồng trong môi trường.

Ngoài ra, nó còn làm đặc, tăng độ nhớt môi trường giảm tốc độ sa lắng của tiểu phân. Tăng độ ổn định chế phẩm. Ngoài ứng dụng trong các hỗn dịch, acid alginic cũng như tá dược ổn định trong nhũ tương dầu trong nước.

Acid alginic đã từng được sử dụng để cải thiện độ ổn định của levosimenda- thuốc giúp tăng cường tính nhạy cảm của các tế bào cơ tim với ion canxi trong điều trị bệnh suy tim sung huyết mất bù cấp tính.

Trong điều trị, acid alginic đã từng được sử dụng trong viêm loét dạ dày như là các thuốc altacid. Với khả năng liên kết với các thụ thể H2, nó cũng sử dụng để kiểm soát các đợt trào ngược dạ dày thực quản.

Độ ổn định và điều kiện bảo quản

Acid alginic bị thủy phân chậm tại nhiệt độ cao tạo ra các đoạn acid alginic với khối lượng phân tử ngắn hơn và độ nhớt kém hơn. Acid alginic phân tán trong nước rất dễ nhiễm nấm mốc trong quá trình bảo quản, dẫn đến phá hủy cấu trúc polyme và giảm độ nhớt của hệ. Do đó, các hệ phân tán này nên được bổ sung các chất bảo quản như acid benzoic, kali sorbate, natri benzoate hoặc paraben. Nồng độ sử dụng các chất này là từ 0.1 đến 0.2%.

Hệ phân tán của acid alginic có thể được tiệt khuẩn bằng nhiệt ẩm hoặc phương pháp lọc qua màng lọc 0.22 mcm. Phương pháp nhiệt ẩm dẫn đến giảm độ nhớt của hệ, cái có thể biến đổi phụ thuộc vào bản chất bất cứ cơ chất nào hiện diện trong hệ. Phương pháp lọc, cũng cần phải nâng nhiệt độ để giảm độ nhớt của hệ để quá trình lọc diễn ra thuận tiện.

Hệ phân tán acid alginic có nhược điểm nữa là dễ mất nước và bị khô cứng lại trong quá trình bảo quản. Do đó, chúng cần thêm các chất giữ ẩm là các polyol như glycerol, PEG…

Acid alginic nên được bảo quản trong các bao bì kín và ở môi trường thoáng khí, khô, mát.

Tính tương hợp

Acid alginic không tương hợp với các tác nhân oxy hóa mạnh. Acid alginic sẽ bị kết tủa (không tan) khi trong môi trường có các tạp kim loại kiềm, kim loại nhóm III ngoại trừ magie.

Phương pháp sản xuất

Acid alginic là carbohydrat keo thân nước, được tổng hợp tự nhiên trong các tế bào (ở thành tế bào) và mạng lưới kết nối giữa các tế bào ở các loài rong biển nâu (phaeophyceae). Loại rong biển này xuất hiện rộng khắp trên thế giới và được thu hoạch, nghiền lát, xử lý với dung dịch kiềm để thu được acid alginic tủa lại.

Acid alginic được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm và dược phẩm (dùng tại chỗ hoặc đường uống). Nó cũng được coi là nguyên liệu không độc và không gây kích ứng, mắc dù tiêu thụ một lượng lớn qua đường uống có thể gây nguy hiểm.

Khi hít phải bụi của acid alginic có thể gây ra kích ứng và có mối liên quan đến hen phế quản ở những người sản xuất chất này. Tuy nhiên, mối liên hệ này xảy ra khi họ tiếp xúc với bụi của tảo chưa được xử lý chứ không phải bụi alginat tinh khiết.

Lượng hấp thụ vào cơ thể hằng ngày cho phép của acid alginic và các muối của nó (amoni, natri, kali, calci) không được khuyến cáo cụ thể bởi tổ chức y tế thể giới. Bởi vì lượng và mức độ sử dụng trong thức ăn hay dược phẩm không gây ra các biến cố nguy hiểm trên sức khỏe người sử dụng.

Liều gây chết 50% số chuột qua đường tiêm bắp: là 1.6 g/kg- liều lượng rất lớn.

Biện pháp bảo hộ

Tuân theo các hướng dẫn về bảo hộ thích hợp theo từng hoàn cảnh và lượng acid alginic thao tác. Acid alginic có thể gây kích ứng đến mắt hoặc đường hô hấp nếu hít phải bụi. Do đó, kính bảo hộ, găng tay và mặt nạ phòng độc được khuyến cáo sử dụng. Acid alginic nên được xử lý trong môi trường thông thoáng khí tốt.

Một vài nghiên cứu của acid alginic trong dược phẩm

Nội dung nghiên cứu: mục đích của nghiên cứu này là để phát hiện mối quan hệ giữa cấu trúc, tính chất phân tử, tiểu phân của acid alginic và các tính chất chức năng trong quá trình dập thẳng (khả năng tạo viên, khả năng nén, độ đàn hồi, cơ chế biến dạng và khả năng phân hủy).

Cho nên, xác định đặc tính của 2 lô sản xuất cho chứa acid alginate khác nhau được thực hiện một cách chính xác qua các phương pháp như nhiễu xạ bột tia X, quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier, phân tích nhiệt trọng lượng, quét kính hiển vi điện tử, cộng hưởng từ hạt nhân 1H, sắc ký loại trừ kích thước – tán xạ ánh sáng đa góc, đo độ nhớt, chuẩn độ axit cacboxylic, độ trơn chảy của khối bột, mật độ thực, đo hạt laze để xác định kích thước tiểu phân.

Kết quả: kết quả các thử nghiệm này cho thấy khối lượng phân tử của alginic acid ảnh hưởng đến các tính chất của viên nén. Acid alginic với khối lượng phân tử nhỏ nhất tạo cho viên nén có độ cứng cao nhất và sự phục hồi đàn hồi thấp nhất. Ngoài ra, những kết quả này cũng cho thấy ứng dụng tiềm năng của acid alginic để làm tá dược độn trong các công thức viên nén.

Cuối cùng, các khả năng giúp làm rã viên nén của các nhóm alginic được thử cho thấy gần giống như các tá dược siêu ra đang sử dụng trên thị trường như glycolys và kollidon Cl nhưng không tương đương với các lực trương nở của 2 sản phẩm này.

Kết luận: từ các kết quả này đưa ra kết luận rằng, việc xác định khối lượng phân tử của các acid alginic được coi là nhân tố quan trọng trong các ứng dụng làm tá dược dập thẳng và cụ thể để đạt dược viên nén với độ bền lặp lại.

Tài liệu tham khảo

1. Guo X, Wang Y, Qin Y, Shen P, Peng Q. Structures, properties and application of alginic acid: A review. Int J Biol Macromol. 2020 Nov 1;162:618-628.
2. Benabbas R, Sanchez-Ballester NM, Bataille B, Leclercq L, Sharkawi T, Soulairol I. Structure-Properties Relationship in the Evaluation of Alginic Acid Functionality for Tableting. AAPS PharmSciTech. 2020 Feb 24;21(3):94 link pubmed:
3. Raymond C Rowe, Paul J Sheskey and Siân C Owen , Sổ tay tá dược “excipient” chuyên luận “acid alginic”